必刷卷02——【高考三轮冲刺】2023年高考物理考前20天冲刺必刷卷（湖北专用）（原卷版+解析版）

绝密★启用前

2023年高考物理考前信息必刷卷01

湖北地区专用

湖北考试题型为7（单选题）＋4（多选题）＋2（填空题）＋3（解答题），试卷结构不变其中振动和波、光学、近代物理、万有引力、交流电必须在选择题中体现，其余为力学试题和电磁学试题。

因2022年湖北卷物理普遍反应较好，所以预测2023年湖北物理高考试题的会保持2022年的难度，联系生活和生产情景的试题如此卷的第3题和第5题，实验题有可能考查多用电表的应用，计算题重点是力学综合和电磁综合问题，有可能第15题考查力学的动量与能量的综合问题，第16题考题带电粒子在有界磁场中运动的综合问题。

本卷满分100分，考试时间75分钟。

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 2023年1月13日，日本确认将于“今年春夏期间”开始向太平洋排放福岛核电站内储存的逾130万吨核污染水，此举将对人类健康及海洋生态环境造成严重威胁。福岛核电站的核反应材料是铀（U），核污染水中含有大量的钡（）、铯137、碘131、锶90、氮92、钴60、氚等十几种放射性核素。下列说法正确的是（    ）

A. 日常生活中要远离核辐射，不要食用受核污染的海产品

B. 福岛核电站是利用可控热核反应释放的核能来发电的

C. 核能发电和火力发电相比，核能发电对环境的污染更大

D. 比较U和其核反应生成物，U的比结合能大

【答案】A

【解析】

【详解】A．核辐射对人体会造成伤害，受核污染的海产品也具有辐射性，所以日常生活中要远离核辐射，不要食用受核污染的海产品，故A正确；

B．福岛核电站的核反应材料是铀，是利用裂变反应释放的核能来发电的，故B错误；

C．核能发电和火力发电相比，核能发电不会排放大量的污染物质，对环境的污染小，故C错误；

D．是中等质量的原子核，其比结合能比U的比结合能大，故D错误。

故选A。

2. 半坡起步是汽车驾驶中可能会遇到的问题。假设一辆质量为2000的汽车，在倾角的足够长斜坡上由静止开始以大小为0.5的恒定加速度启动，行驶过程中汽车受到的空气和摩擦阻力之和恒为1000N，重力加速度g取10，汽车发动机的额定输出功率为60。则汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率过程中，汽车发生的位移大小为（　　）

A. 25m B. 30m C. 50m D. 60m

【答案】A

【解析】

【详解】汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率过程中，对汽车进行受力分析，由牛顿第二定律有

达到额定功率时

由运动学有

联立并带入数据解得

故选A。

3.电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ，，则（　　）

A. 平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6

B. 平衡车整个运动过程中的位移大小为195m

C. 平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/s

D. 平衡车在加速段的动力大小72N

【答案】B

【解析】

【详解】A．关闭动力后，车做匀减速运动，加速度大小为，结合图像可得

，

解得

A错误；

BC．图线与横轴围成的面积为位移，为

整个运动过程中的平均速度大小为

B正确，C错误；

D．平衡车在加速段时有

，

代入数值解得

D错误。

故选B

4. 图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为5：1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为，装置正常工作时，质量为的物体恰好以的速度匀速上升，照明灯正常工作，电表均为理想电表，电流表的示数为3A。g取10。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（　　）

A. 原线圈的输入电压为

B. 照明灯的额定功率为30W

C. 电动机正常工作时内阻上的热功率为20W

D. 电动机被卡住后，原线圈上的输入功率增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据图像可知

故A错误；

BC．电动机机械功率

根据

副线圈电压

副线圈总功率

电灯和电动机共消耗30W功率，所以电灯功率小于30W，因为不清楚电动机的电流，无法计算电动机正常工作时内阻上的热功率，故BC错误；

D．电动机被卡住后，回路变成纯电阻电路，电流增大，则副线圈回路功率变大，所以原线圈上的输入功率增大，故D正确。

故选D。

5. 2022年11月1日，梦天实验舱成功对接天宫空间站，至此我国空间站一期建设基本完成。如图为梦天实验舱正在接近天宫空间站的对接情景，假设对接后组合体的轨道近似看成圆形，已知组合体运行周期为T，其轨道半径与地球半径的比值为n，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A. 图示时刻天宫空间站的运行速度大于7.9km/s

B. 图示时刻天宫空间站的加速度大于

C. 组合体的运行速度为

D. 地球的平均密度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星环绕地球运行的最大速度，所以图示时刻天宫空间站的运行速度小于7.9km/s，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力有

根据万有引力与重力的关系有

可知图示时刻天宫空间站的加速度小于9.8m/s2，故B错误；

C．组合体的运行速度为

故C错误；

D．根据万有引力提供向心力有

地球的平均密度为

其中

r=nR

解得

故D正确。

故选D。

6. 某同学在墙边踢毽子时不小心将毽子踢出围墙，他请墙外的路人帮他将毽子踢进围墙内，围墙AB有一定厚度。路人从P点（P点可左右移动）将毽子踢过围墙。设毽子踢出时的速度与水平向右的方向成θ角，不计空气阻力，以下说法正确的是（　　）

A. 若P点位置确定，无论θ角多大，只要速度足够大，一定能将毽子踢进围墙内

B. 路人将毽子踢过围墙内做的功最小时，θ角应满足

C. 路人越靠近围墙，将毽子踢过围墙所做的功越小

D. 路人将毽子踢过围墙内做的功越小，毽子从踢出到越过墙壁后落到地面所花的时间越短

【答案】B

【解析】

【详解】A若P点位置确定，如果θ=90°，则将毽子竖直抛出，不能将毽子踢进围墙内，故A错误；

B.从P点到A点再到B点位置做斜抛运动，设A点在的速度为，此时速度方向与水平方向的夹角为，AB间距离为，从A点到B点水平方向做匀速直线运动

竖直方向为竖直上抛

解得

根据数学知识，当

即

A点的速度最小，则抛出的动能最小，路人将毽子踢过围墙内做的功最小，根据斜抛运动可知，P点速度的夹角一定大于A点速度的夹角，即

故B正确；

C．当P点位于A点下面时，，则将毽子竖直抛出，不能将毽子踢进围墙内，故C错误；

D．根据斜抛运动飞行时间

毽子飞的高度越低，所需的时间越小，所以当做的功最小时，过A点相等高度的夹角为45°，对应的飞行高度并不是最低高度，故D错误。

故选B。

7.如图是截面为扇形的柱体玻璃砖，扇形截面的圆心角为60°，平面NOO'N'经过特殊处理，可以将射到它上面的光线全部吸收。与平面OMN平行的平行光线照射在整个MOO'M'平面上，入射角为，这些光线只有一部分能从弧面MNN'M'射出，已知玻璃对该光的折射率为。则弧面MNN'M'上能射出光线的面积占它表面积的百分比为（  ）

A.75%  B. 50%    C. 35%   D. 15%

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意，作光线在截面MON中的光路如图所示

设恰好在发生全反射的临界光线在MO上的折射角为r，入射角为，由折射定律有

设该光线在上的入射点的法线OP与MO间的圆心角，由几何关系有

解得

故

即弧面MNN'M'上能射出光线的面积其表面积的75%，选项A正确

8. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，质点P、Q的x轴坐标分别为，。图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 质点的振动频率为，在时刻，质点的运动方向沿y轴负方向

B. 时刻，质点的加速度大于质点的加速度

C. 至，波沿x轴的正方向传播了

D. 至，质点运动路程为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图乙可知，质点P的振动周期为，则振动频率为

在时刻，质点P的运动方向沿y轴正方向，故A错误；

BC．由图乙可知，时刻，质点P沿y轴负方向振动，结合图甲可知，该波沿x轴正方向传播，时刻，质点到波谷，质点位移为正，正沿y轴正方向振动，则质点的加速度小于质点的加速度，由图甲可知，该波的波长为，由公式可得，波速为

则至，波沿x轴的正方向传播了

故B错误，C正确；

D．至，质点振动一个周期，运动路程为

故D正确。

故选CD。

9. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为的物体A连接，质量为的物体B紧挨物体A放置，此时弹簧水平且无形变，用水平力缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体A、B静止。撤去后，物体A、B开始向左运动，不计一切阻力，在此后运动过程中（　　）

A. 物体A做简谐运动的振幅为

B. 物体A向左运动的最大位移小于

C. 物体A、B向左运动位移为时分离

D. 物体A、B组成的系统机械能守恒

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．撤去后，物体A、B开始向左运动做加速运动，当弹簧形变量为零时，速度最大，根据动能定理有

之后A物体做减速运动，B物体做匀速运动，所以物体A、B在弹簧形变量为零时分开，物体A继续向左运动到速度为零时，根据动能定理有

解得

则物体A向左运动的最大为

物体A做简谐运动的振幅为

故A错误，BC正确；

D．撤去后，物体A、B向左运动过程，只有弹簧弹力做功，则物体A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，物体A、B组成的系统机械能不守恒，故D错误。

故选BC。

10. 如图所示，在匀强电场中一质量为m、电荷量为q的正粒子先后经过a、b两点，在a点的速度大小为3v、速度方向与ab连线的夹角为，在b点的速度大小为4v、速度方向与ab连线的夹角为，ab连线长度为d，。若粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（    ）

A. 场强大小为 B. 场强方向与ab连线的夹角为

C. 从a到b，粒子的运动时间为 D. 从a到b，粒子的最小速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】B．设电场力与ab连线夹角为，如图

则小球速度往垂直电场力的方向分速度相等，即

解得

故B正确；

C．从a点运动到b点沿ab方向的平均速度为

从a点运动到b的时间为

故C错误；

A．从a点运动到b的加速度为

由牛顿第二定律，从a点运动到b的电场力

场强大小为

故A错误；

D．当小球沿电场力方向的速度最小时，小球的速度最小，此时小球的最小速度为

故D正确。

故选BD。

11. 如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（　　）

A. 刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M

B. 导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为

C. 导体棒产生的焦耳热为

D. 通过导体棒的电荷量为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．金属框开始获得向右的初速度v0，根据楞次定律可知回路磁通量增大，原磁场垂直纸面向里，所以感应电流磁场垂直向外，再根据安培定则可知感应电流方向为c→b→M→N，最后当二者速度相等时，回路中没有感应电流，故A错误；

B．以金属框和导体棒整体为研究对象，由于整体水平方向不受力，所以整体水平方向动量守恒，最后二者速度达到相等，取初速度方向为正，根据动量守恒定律可得

可得

故B正确；

C．由能量守恒可知，导体棒产生的焦耳热

故C正确。

D．对导体棒，根据动量定理可得

其中

可得通过导体棒的电荷量为

故D正确。

故选BCD。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

9. 某实验小组利用如图中所示的装置完成“验证机械能守恒定律”实验。将气垫导轨沿倾斜方向固定在水平桌面上，倾角为。将光电门固定在气垫导轨上，带有挡光条的滑块从光电门上方由静止释放。

（1）实验时，该小组的同学利用游标卡尺测了挡光条的宽度，如图乙所示，该游标卡尺的读数为___________。

（2）已知挡光条的宽度为d，释放点到光电门的距离为L，挡光条经过光电门的挡光时间为t，重力加速度为g。若滑块下滑过程中机械能守恒，则关系式___________成立（用题中所给物理量符号表示）。

（3）改变释放点到光电门的距离L，多次实验，并记录滑块每次经过光电门时的挡光时间t，该小组的同学利用图像法验证机械能守恒定律。坐标系以L为纵轴，为了便于验证，应以___________（填“t”“”或“”）为横轴，若图线的斜率为k，重力加速度___________时滑块下滑过程中的机械能守恒。

【答案】    ①. 9.30    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数规则可知，该游标卡尺的精确度为0.05，则读数为

（2）[2]滑块经过光电门时的速度为

若滑块下滑过程中的机械能守恒，则由机械能守恒定律得

整理得

（3）[3]由

得

坐标系以L为纵轴，为了便于验证，应以为横轴。

[4]依题意，有

解得

13. 如图1所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成，今用其测量的阻值。

（1）甲、乙两测试表笔中，甲表笔应是_________（填“红”或“黑”）表笔；

（2）测电阻的倍率选择“”，将甲、乙两表笔短接，调节调零电阻，使表针指到表盘刻度的最右端；在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下（见图1），测试表笔甲应接触被测电路中的_________（填“”或“”）点，此时表针恰好指在上图2的虚线位置，则被测电阻的阻值为_________；

（3）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流和它的阻值关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是_________；（选填选项下面的字母）

A. B.

C. D.

（4）已知图中电源的电动势为，电源的电动势为（内阻可忽略）。若按照上述（2）中的步骤测电阻时，测试表笔甲在、两个点中连接了错误的触点，则电阻的测量值为_________。

【答案】    ①. 红    ②.     ③. 1500    ④. AC##CA    ⑤. 500

【解析】

【详解】（1）[1]根据红表笔连接多用电表内部电源负极，黑表笔连接多用电表内部电源正极可知，甲表笔应是红表笔。

（2）[2]为了防止外部电流对测量结果产生影响，测试表笔甲应接触被测电路中的b点。

[3]测电阻的倍率选择“，指针指在“15”处，则被测电阻的阻值为。

（3）[4]设欧姆表内电池电动势为E，电池内阻、电流表内阻、调零电阻等的总电阻为，则有

则图像是双曲线的一条，随着的增大，I减小。而上式的倒数为

可知图像是线性函数图像，纵截距大于零，随着增大而增大。

故选AC。

（4）[5]由上可知欧姆表的内阻为

则电流表的满偏电流为

当接入电源E2时，电流表的电流为

由于

则根据图2表盘可知，此时指针指在“5”处，测电阻倍率选择“，则此时电阻的测量值为。

14. 如图所示，竖直放置的导热良好的气缸固定不动，A、B活塞的面积分别，，它们用一根长为、不可伸长的轻绳连接。B同时又与重物C用另一根轻绳相连，轻绳跨过两光滑定滑轮。已知A、B两活塞的质量分别为、。当活塞静止时，A、B间气体压强，A下方气体压强，A、B活塞间上、下段气柱长分别为2L、L，A下方气柱长为L，不计所有摩擦，且大气压强为标准大气压。B上方气缸足够长。改变重物C的质量，当活塞再次静止时，A活塞上升L且与气缸壁恰好不接触。求此时C的质量和A、B间轻绳的拉力大小。（，）

【答案】；

【解析】

【详解】依题意，气缸导热良好，根据玻意耳定律分析活塞A下方的气体，可得

解得

同理，分析AB间气体，可得

解得

分析重物C，可得

分析活塞AB的整体，有

解得

分析活塞B，有

解得

15. 11. 某课外小组制作了如图所示的轨道，数字“0”和“9”竖直轨道内部光滑且固定，水平直轨道粗糙，左侧固定水平弹射器，整个装置位于同一竖直平面。两小球可视为质点，小球1压缩弹射器并被锁定，小球2位于轨道“9”最底端处，质量均为，与水平轨道之间的动摩擦因数均为，小球接触即粘合在一起。轨道小圆弧半径，大圆弧半径为。圆弧轨道最低点与相靠但不相叠，小球能够无能量损失地通过。当弹射器释放的弹性势能为时，小球恰好能经过点。不计空气阻力，重力加速度取。

（1）求弹射器的弹性势能；

（2）弹射器释放的弹性势能为时，求两球碰后瞬间对圆弧轨道点压力大小；

（3）弹射器释放的弹性势能为时，两球碰后能经过点抛出，（假设抛出后与轨道没有碰撞），判断抛出后运动的最高点与点相比哪点高。

【答案】（1）0.22J；（2）0.45N；（3）D点高

【解析】

【详解】（1）小球1离开弹射器后到达点，根据功能关系可得

恰好能经过点，重力刚好提供向心力，则有

联立解得

（2）弹射器释放的弹性势能为时，碰前第小球1到达点瞬时速度为，根据功能关系可得

解得

两小球发生非弹性碰撞，设碰后瞬间速度为，根据动量守恒可得

解得

重力和支持力的合力提供向心力，则有

根据牛顿第三定律，碰后瞬间对圆弧轨道点压力大小为

联立解得

（3）设两小球经过点时速度大小为，由到，根据机械能守恒得

解得

到，根据机械能守恒得

在点水平方向速度分量为

联立解得

由于最高点的速度大于点速度，根据机械能守恒可知，抛出后运动的最高点与点相比，点高。

16. 如图所示，真空中有两垂直于纸面的水平挡板，板间距离为d，长为L。一电量为，质量为m的粒子，恰从下方挡板边缘以初速度入射，入射方向在纸面内、与水平挡板的夹角。粒子每次撞击挡板时电量不变，沿挡板方向的分速度大小减为一半、方向不变：垂直于挡板方向的分速度大小也减为一半、方向反向。粒子与挡板发生第1次撞击处的右方区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。（不计粒子重力，，）

（1）若粒子始终不与下挡板碰撞，则d应满足什么条件？

（2）若，求从粒子射入挡板区域到粒子与挡板发生第三次碰撞的时间；

（3）若，该粒子没有飞出板间区域，求L的取值范围。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子与上板碰后在磁场中做圆周运动，则

解得

若粒子始终不与下挡板碰撞

解得

（2）粒子在磁场中运动的周期为

从粒子射入挡板区域到粒子与挡板发生第三次碰撞的时间

（3）第一次碰撞后

同理可得，第n次碰撞后

粒子没有飞出板间区域