精品解析：2023届湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学高三下学期三模物理试题（解析版）

2023届高三年级五月适应性考试

物理试题

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. 下列哪些物理现象或物理实验能说明原子核内部有结构（　　）

A. 粒子散射实验 B. 天然放射性现象

C. 氢原子光谱 D. 光电效应

【答案】B

【解析】

【详解】天然放射现象是原子核发生衰变而产生的，说明原子核内部是有结构的，故B正确ACD错误。

故选B。

2. 如图所示，为正方体，两个等量异种电荷分别在正方体的上底面和左侧面的中心位置，则与A点电场强度相同的点是（　　）

A B点 B. 点 C. C点 D. 点

【答案】A

【解析】

【详解】根据等量异种电荷电场分布可知，只有B点与A点关于等量异种电荷连线的中垂线对称，故与A点电场强度相同的点是B点。

故选A。

3. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，波速大小为1.5m/s，P、两质点平衡位置的坐标分别为1m、4m。经过多长时间，P、两质点的速度相同（　　）

A.  B.  C.  D. 5s

【答案】C

【解析】

【详解】该波的周期为

P质点平衡位置的坐标为1m，则从x=8m处传到该位置相位差为

根据图像可知P质点的振动方程为

质点Q的振动方程为

当

yP=-yQ

时，二者的速度相同，则有

解得

故选C。

4. 2023年5月我国“神舟十六号”载人飞船发射成功，预计在轨5个月。航空总局飞船控制中心记录了一幅卫星运行轨迹图，如图所示，它记录了“神舟十六号”飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中国、太平洋、大西洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°），根据图中的信息可判断飞船运行周期为（　　）

A. 70min B. 80min C. 90min D. 100min

【答案】C

【解析】

【详解】飞船每运行一周，地球自转角度为

180°-157.5°=22.5°

则神舟飞船运行的周期T为

故选C。

5. 如图所示，生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙，它们相互垂直且等高，正常工作时都匀速运动，速度大小分别为、，将工件（视为质点）轻放到传带甲上，工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同，并平稳地传送到传送带乙上，且不会从传送带乙的右侧掉落。两传送带正常工作时，对其中一个工件A在传送带乙上留下的痕迹，下图中可能正确的是（　　）

A  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】正常工作时都匀速运动，速度大小分别为、，所以，物块滑上乙时，水平方向相对传送带乙的速度水平向右，沿传送带乙方向相对传送带乙的速度与乙的运动方向相反，所以相对传送带乙的速度为这两个分速度合速度，方向向右下方，因为两个速度均为匀速，则合速度方向的反方向为滑动摩擦力方向，力与速度方向相反，做直线运动，轨迹沿速度方向，故D正确ABC错误。

故选D。

6. 在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转，如图所示，ABCD是棱镜的横截面，是底角为45°的等腰梯形。现有与BC平行的三条同种单色光从AB射入，经BC面反射后直接从CD面射出，三条光线在棱镜中传播的时间分别为、和，则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】光路图如图

根据几何关系及对称性可知三束光的光程相等，且

可知三束光的速度相等，所以两束光在棱镜中的传播时间相同。

故选D。

7. 如图所示，三根等长的光滑杆构成三角架，杆OA竖直放置。质量分别为m和2m的两小球用细线相连后，分别套在两杆上，在图示位置能保持静止。现将三角架绕A端在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动，直到AB杆水平。下列说法正确的是（　　）

A. OA杆对小球的弹力先增大后减小

B. OB杆对小球的弹力一直增大

C. 转至AB杆水平时OB杆上的弹力大小为3mg

D. 转至AB杆水平时绳上拉力为

【答案】C

【解析】

【详解】AB．将两小球看成一个整体，构建整体受力的矢量三角形，如图所示，两弹力间的夹角大小不变，整体重力大小方向均不变，可构造该矢量三角形的外接圆，在OA杆对小球的弹力方向由水平变化的过程中，OA杆对小球的弹力逐渐增大，OB杆对小球的弹力一直减小。故AB错误；

CD．末状态时，间的夹角为120°，与竖直方向的夹角均为60°，根据合成规律可知末态时两杆对球的弹力大小相等，均为3mg。以OA杆上的小球为研究对象，根据余弦定理

可得细绳对小球的作用力

故C正确D错误。

故选C。

8. 如图所示是武汉东风汽车系列八缸四冲程汽油车的“手动五挡变速箱”的结构示意图，其工作原理是通过挡位控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。“1、2挡”为低速挡：“5挡”为高速挡，汽车能获得比较大的车速。已知加大油门时，汽车的输出功率增大，发动机的转速增大，则下列说法正确的是（　　）

A. 挡位从“1挡”逐步增加到“5挡”过程中，主动齿轮和从动齿轮的半径比变小

B. 挡位从“1挡”逐步增加到“5挡”过程中，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大

C. 同一挡位下，汽车驶上一斜坡，为了保持汽车速度大小不变，此时应加大油门

D. 同一挡位下，汽车驶上一斜坡，为了保持汽车速度大小不变，此时应减小油门

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中，由题图可知，主动齿轮的半径变大，从动齿轮的半径变小，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大，故A错误B正确；

CD．同一挡位下，根据 ，汽车驶上一斜坡，了保持汽车速度大小不变，应加大油门，提高功率，故C正确D错误。

故选BC

9. 如图所示，光滑水平地面上停放着一辆质量为2m的小车，小车的四分之一圆弧轨道在最低点B与水平轨道相切，圆弧轨道表面光滑，半径为R，水平轨道表面粗糙。在小车的右端固定一个轻弹簧，弹簧的原长小于水平轨道的长度。一个质量为m的小球从圆弧轨道与圆心等高的A点开始自由滑下，经B到达水平轨道，压缩弹簧后被弹回并恰好相对于小车静止在B点，重力加速度大小为g，下列说法不正确的是（　　）

A. 小球、小车及弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒

B. 小球第一次到达B点时对小车的压力

C. 弹簧具有的最大弹性势能为

D. 从开始到弹簧具有最大弹性势能时，摩擦生热

【答案】AB

【解析】

【详解】A．小球、小车及弹簧组成的系统由于克服阻力做功，机械能不守恒，水平方向外力为零，水平方向动量守恒，但竖直方向合力不为零，系统动量不守恒，故A错误，符合题意；

B．将小车和小球、弹簧当成一个系统，在运动过程中，系统的水平动量守恒，取向右为正

，

小球第一次到达B点时

解得

根据牛顿第三定律，对小车的压力，故B错误，符合题意；

CD．弹簧具有的最大弹性势能时，系统共速

解得

根据能量守恒，设克服阻力做功为

压缩弹簧后被弹回并恰好相对于小车静止在B点，可知

最终共速为0，根据能量守恒

解得

故CD正确，不符合题意。

故选AB。

10. 如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈与灯泡L1串联后，接到输出电压恒定的正弦交流电源两端。滑动触头P在R的中间处时，L1、L2、L3、L4恰好正常发光（忽略灯泡电阻的变化）。现将滑动触头P向下移动，原、副线圆的匝数均不变，则下列说法中正确的是（　　）

A. 灯L1变暗 B. 灯L2变暗 C. 灯L3变亮 D. 灯L4变亮

【答案】BC

【解析】

【详解】将滑动触头P向下移动，接入电路电阻变小，下面副线圈电流I3变大，根据

可知原线圈电流变大，灯L1变亮，对原线圈回路

原线圈两端电压变小，原、副线圆的匝数均不变，根据电压与匝数成正比可知，灯L2两端电压变小，灯L2变暗。灯L4两端电压变小，灯L4变暗，因为下面副线圈的电流I3变大而通过灯L4的电流减小，所以通过灯L3的电流增大，灯L3变亮，故BC正确AD错误。

故选BC。

11. 如图所示，两条足够长的光滑平行导轨MN，水平放置，导轨间距为L=1m，电阻不计，两导体棒a、b静置于导轨上，导体棒a的电阻不计，b棒的阻值为R=1Ω，单刀双掷开关1接电容为C=0.5F的电容器上，初始状态，电容器不带电。电容器的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，电容器左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，导体棒a通过细线跨过光滑滑轮与竖直悬挂的重物A相连，已知重物A、两导体棒a、b三者的质量均为m=1kg。现将开关S置于1位置，释放重物A，同时开始计时，时断开开关S，时将开关S置于2位置，导体棒b开始运动；时刻两导体棒的加速度大小相等。重力加速度，则下列说法正确的是（　　）

A. 时刻导体棒a的速度为

B. 时刻导体棒a的速度为

C. 时刻导体棒a的加速度为

D. 时刻回路消耗的热功率为25W

【答案】AD

【解析】

【详解】A．对导体棒a，根据牛顿第二定律

根据

，

联立解得

时刻导体棒a的速度

故A正确；

B．断开开关S后，不受安培力

时刻导体棒a的速度为

故B错误；

CD．开关S置于2位置，时刻导体棒a的加速度

导体棒b的加速度

解得

回路消耗的热功率为

故C错误D正确。

故选AD。

二、非选择题：本题共5小题，共56分

12. 为了测定某种材料和斜面间的动摩擦因数，实验室提供了如下器材：长方体的待测材料、固定斜面、光滑金属小球、拉力传感器、量角器、天平、秒表、刻度尺等。

某同学设计了如图所示的装置，实验步骤如下：

①将拉力传感器固定在待测材料的一端，整体放置在斜面顶端，并保持静止，此时将拉力传感器调零；

②将金属小球挂在拉力传感器上，此时拉力传感器的示数为；

③释放待测材料，当待测材料匀加速运动时，拉力传感器的示数为。

（1）实验中至少还需要测量的物理量有______

A.材料的质量M    B.斜面的倾角    C.下滑的时间

（2）结合（1）中测量数据，斜面和待测材料间的动摩擦因数为______（用题中所给和所选物理量表示）

【答案】    ①. B    ②.

【解析】

【详解】（1）[1] 将金属小球挂在拉力传感器上，此时拉力传感器的示数为，设小球质量为m，斜面的倾角，则

释放待测材料，当待测材料匀加速运动时，拉力传感器的示数为，整体分析

隔离m，有

整理得

所以至少还需要测量的物理量有斜面的倾角。

故选B。

（2）[2] 斜面和待测材料间的动摩擦因数为。

13. 在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组同学设计两种方案：

（1）方案一：利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如图甲所示。根据记录的数据作出的U-I图像如图乙所示。通过图像乙可求出电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（计算结果保留2位有效数字）

（2）方案二：实验电路图如图丙所示。

其中电流表和，电压表和都是非理想电表，且电表内阻未知。闭合开关S，通过调节滑动变阻器和，使灵敏电流计G的示数为0，读出电流表示数和，以及电压表示数和，多次测量获得多组数据，绘制图像，以为横坐标，以______为纵坐标，得到的图像为直线，其纵轴截距为b，斜率为k，则电源电动势E=______，电源内阻r=______。从设计思路看，该方案电动势的测量值与真实值相比______（选填“偏小”“偏大”或“相等”）。

【答案】    ①. 1.5    ②. 0.83    ③.     ④.     ⑤.     ⑥. 相等

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律

结合图像斜率和截距可得

（2）[3]根据题意灵敏电流计G的示数为0，则

根据闭合电路欧姆定律

整理可得

以为纵坐标，得到的图像为直线。

[4][5]根据上式可知

[6]本设计思路考虑了所用电表的内阻，并没有系统误差，电动势的测量值与真实值相比相等。

14. 如图所示，一绝热气缸放置在水平面上，绝热活塞a下方封闭了一定质量的理想气体，活塞a、b之间为真空，且用弹簧1连接，弹簧2下端与活塞b连接，上端固定在天花板上。已知两活塞质量均为m，横截面积均为S，两弹簧劲度系数相同，原长均为，大气压强为。当缸内气体温度为时，弹簧1长度为，弹簧2为原长，活塞a到气缸底部的距离为。求：

（1）弹簧的劲度系数k；

（2）将气缸温度缓慢升高，使活塞b上移，求此时缸内气体的温度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）初始状态对活塞，有

解得

（2）当温度为时，封闭气体的压强为，对活塞，有

得

当温度升为时，封闭气体的压强为，则对活塞

又

解得

对活塞

解得

对气缸中气体，有

其中

解得

15. 如图1所示，为一游乐场的飞天大转盘娱乐项目，现将该游戏简化为图2所示的情形。一粗糙的倾斜圆盘，与水平面的夹角为，绕垂直圆盘的轴线以角速度逆时针方向转动，一质量为m=1kg的物体放在转盘上，随转盘一起转动，且物体转到最低点A时恰好与圆盘不发生相对滑动，已知物体与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，在物体从A运动半周至最高点B的过程中，求：

（1）圆盘对物体所做的功；

（2）圆盘对物体的摩擦力的冲量大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对物体，在最低点

解得

物体从最低点运动到最高点，由动能定理得

解得

（2）物体从最低点运动到最高点的过程中，物体重力沿盘面方向的冲量大小为

物体的动量改变量

则摩擦力的冲量

解得

16. 整个空间中存在匀强电场，虚线右方区域同时存在着宽度为L、磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。在P点将质量为m、电荷量为+q的小球以初速度竖直向上抛出，小球运动中经过A点和C点，在A点速度大小为、方向水平向右。P、C两点在同一水平线上，小球从C点进入虚线右侧区域。不计空气阻力，已知，重力加速度为g，，。求：

（1）从P到C的过程中小球动能的最小值；

（2）电场强度E的方向与重力方向的夹角；

（3）小球从P到C过程中，当电势能最高时，小球的速度；

（4）已知小球离开磁场区域时，速度方向水平向右，求小球从P点出发到离开磁场区域的时间。

【答案】（1）；（2）；（3），方向与水平向右成指向右上方；（4）

【解析】

【详解】（1）设小球合力方向与竖直方向夹角为，则速度变化量的方向与合力方向相同，有

得

对小球，从到的过程中，将小球运动分解为垂直于合力方向速率为的匀速直线运动和沿合力反方向的匀减速直线运动，当沿合力反方向速度减为零时，小球动能最小。有

，

解得

（2）在小球重力、电场力和合力组成的力学三角形中

（或者为：）

代入数据解得

得

（3）建立以沿电场方向为轴，垂直于电场方向为轴的直角坐标系

，，，，

用时沿电场反方向速度减为零，此时小球电势能最高

，

解得

方向与水平向右成指向右上方

（4）对小球，从P点到离开磁场区域，由竖直方向动量定理

，

解得