2023年湖北省仙桃高考压轴卷物理试卷含解析.pdf

2023学年高考物理模拟试卷注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6 小题，每小题4 分，共 24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、在光滑的水平桌面上有两个质量均为m 的小球，由长度为21的拉紧细线相连.以一恒力作用于细线中点，恒力的大小为F,方向平行于桌面.两球开始运动时，细线与恒力方向垂直.在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为（）2、如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2xl0W,与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离/?=24cm,活塞距汽缸口 10cm。汽缸所处环境的温度为300K,大气压强po=LOxl（）5pa,g=10m/s2；现将质量为机=4kg的物块挂在活塞中央位置上，活塞挂上重物后，活塞下移，则稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为（）A.25cm B.26cm C.28cm D.30cm3、甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图象如图所示，下列说法中正确的是（）0 h til O 0 tlsA.甲车做直线运动，乙车做曲线运动B.在 0八时间内，甲车平均速度等于乙车平均速度C.在 0打时间内，丙、丁两车在打时刻相遇D.在 0打时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的4、一个质量为，”的质点以速度?做匀速运动，某一时刻开始受到恒力尸的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为?。质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中2A.该质点做匀变速直线运动B.经 历 的 时 间 为 吗C.该质点可能做圆周运动D.发生的位移大小为巨也!8F5、如图所示，装有细沙的木板在斜坡上匀速下滑。某一时刻，一部分细沙从木板上漏出。则在细沙漏出前后，下列说法正确的是（）A.木板始终做匀速运动B.木板所受合外力变大C.木板由匀速变为匀加速直线运动D.木板所受斜坡的摩擦力不变6、如图所示的电路中，电键5、8、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P,下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.只断开电键5,电容器的带电量将会增加C.只断开电键5 2,油滴将会向上运动D.同时断开电键5和 油 滴 将 会 向 下 运 动二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，半径为八电阻为R的单匝圆形线框静止于绝缘水平面上，以圆形线框的一条直径为界，其左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向里的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度3随时间f变化的规律分别如图乙所示。则0力时间内，下列说法正确的是（）A.辽时刻线框中磁通量为零2B.线框中电流方向为顺时针方向C.线框中的感应电流大小为 乡0 o 2 3D.线 框 受 到 地 面 向 右 的 摩 擦 力 为 工 tR8、如图所示的直角三角形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），其中Nc=90。、Na=60。，。为斜边的中点，分别带有正、负电荷的粒子以相同的初速度从。点垂直口边沿纸面进入匀强磁场区域，两粒子刚好不能从磁场的ac、加边界离开磁场，忽略粒子的重力以及两粒子之间的相互作用。则下列说法正确的是（）A.负电荷由。之间离开磁场B.正负电荷的轨道半径之比为述二21c.正负电荷的比荷之比为撞上29D.正负电荷在磁场中运动的时间之比为1：19、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为，=0.2 kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量必之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点.不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力，g 取 10m/s2,则下列说法正确的是A.小球刚接触弹簧时加速度最大B.该弹簧的劲度系数为20.0 N/mC.从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒D.小球自由落体运动下落的高度L25m10、拉格朗日点又称平动点。地球和月球连线之间，存在一个拉格朗日点，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动。已知空间站、月球围绕地球做匀速圆周运动的轨道半径分别约为3.2x105km和 3.8x105,月球围绕地球公转周期约为27天。g lO m/s2,下列说法正确的是()A.地球的同步卫星轨道半径约为4.2x104kmB.空间站的线速度与月球的线速度之比约为0.84C.地球的同步卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度D.月球的向心加速度小于空间站向心加速度三、实验题：本题共2 小题，共 18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11.(6 分)某同学为了将一量程为3V 的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表.(1)先用如图a 所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 g 时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 0时，电压表指针指在如图8 所示位置，则电压表的读数为一V.由以上数据可得电压表的内阻Kv=k da b c(2)将 图。的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c 所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为一(填“0或0)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1 V”处对应的电阻刻度为 kft.(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其 测 量 结 果 将 一.A.偏大 B.偏 小 C.不变 D.无法确定12.(1 2 分)某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A 点自由下落，下落过程中经过A 点正下方的光电门B 时，光电计时器记录下小球通过光电门时间f,当地的重力加速度为g。(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_ _ _ _ _ _ _ _ _ oA.小球的质量机B.AB之间的距离”C.小球从A 到 B 的下落时间以BD.小球的直径d(2)小球通过光电门时的瞬时速度u=(用题中所给的物理量表示)。(3)调整AB之 间 距 离 多 次 重 复 上 述 过 程，作 出:随”的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率ko=o(4)在实验中根据数据实际绘出：一”图象的直线斜率为A (kVko),则实验过程中所受的平均阻力了与小球重力m g的比值V=xSxPr=x 3 x 3 =%=(用 4、公表示)。3 3 4 4四、计算题：本题共2 小题，共 26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13.(10分)如图所示，直角坐标系xO y内 z 轴以下、x=6(b 未知)的左侧有沿y 轴正向的匀强电场，在第一象限内y 轴、X轴、虚线MN及 x=b所围区域内右垂直于坐标平面向外的匀强磁场，M.N 的坐标分别为(0,a)、(a,0),质量为机、电荷量为g 的带正电粒子在P 点以初速度均沿x 轴正向射出，粒子经电场偏转刚好经过坐标原点，匀强磁场的磁感应强度B=粒子第二次在磁场中运动后以垂直射出磁场，不计粒子的重力。求：qa匀强电场的电场强度以及b的大小；(2)粒子从P点开始运动到射出磁场所用的时间。14.(16分)在某次学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家展示了一个装置，如图所示，将一质量为0.1kg的钢球放在。点，用弹射器装置将其弹出，使 其 沿 着 光 滑 的 半 圆 形 轨 道 和 A 5 运动，段为一段长为L=2.0m 的粗糙平面，OEfG为接球槽。圆弧。4 和 4 8 的半径分别为r=0.2m,K=0.4m,小球与8 c 段的动摩擦因数为=0.5,C 点离接球槽的高度为=1.25m,水平距离为x=0.5 m,接球槽足够大，g lOm/s2,求：钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在4点的速度V A 多大;(2)满足时，钢球在圆轨道最低点8对轨道的压力；要使钢球最终能落入槽中，弹射速度至少多大。1 5.(1 2 分)宽 为 L且电阻不计的导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，导体棒在导轨间部分的电阻为r,以速度在导轨上水平向右做匀速直线运动，处于磁场外的电阻阻值为R,在相距为d 的平行金属板的下极板附近有一粒子源，可以向各个方向释放质量为小，电荷量为“，速率均为丫的大量粒子，且有部分粒子一定能到达上极板,粒子重力不计。求粒子射中上极板的面积。X XXXtox-X参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4 分，共 2 4 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】以两球开始运动时细线中点为坐标原点，恒 力 F方向为x 轴正方向建立直角坐标系如图1,设开始到两球碰撞瞬间任一小球沿X 方向的位移为S,根据对称性，在碰撞前瞬间两球的V x、V，、V 大小均相等，对其中任一小球，在 X 方向做F 1 F I初速度为零的匀加速直线运动有：v=S=-z2；+q.细线不计质量，F对细线所做的功等于细线对物体所做的功，故对整体全过程由动能定理有：F (s+1)=2 x lmv2；由以上各式解得：匕=vy=/,故选B.【解析】该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有代入数据解得fti=30cm故 D 正确，ABC错误。故选D。3、B【解析】A.位移时间图线表示位移随时间的变化规律，不是物体运动的轨迹，甲乙都做直线运动，故 A 错误；B.由位移时间图线知，在 0八时间内，甲乙两车通过的位移相等，时间相等，甲车平均速度等于乙车平均速度，故B 正确；C.由V T 图像与坐标轴所围面积表示位移，则由图可知，丙、丁两车在打时刻不相遇，故 C 错误；D.由V T 图像斜率表示加速度，由图像可知，在 0打时间内有个时刻两车的加速度相等，故 D 错误。故选B。4、D【解析】质点减速运动的最小速度不为0,说明质点不是做直线运动，力厂是恒力所以不能做圆周运动，而是做匀变速曲线运动.设 力 厂 与 初 速 度 夹 角 为 因 速 度 的 最 小 值 为?可 知 初 速 度 vo在力尸方向的分量为?，则初速度方向与恒力方向的夹角为150。，在恒力方向上有Fvocos 30 =0m在垂直恒力方向上有质点的位移联立解得时间为1 =2F发生的位移为s=8F选项ABC错误，D 正确;故选D.5、A【解析】A C.在细沙漏出前，装有细沙的木板在斜坡上匀速下滑，对整体受力分析，如图所示:根据平衡条件有：f -m+MgsinaN=（m+A/）g c o s a又/=N联立解得：=t a n a在细沙漏出后，细沙的质量减少，设为，”，木板的质量不变，对整体受力情况与漏出前一样，在垂直斜面方向仍处于平衡状态，则有：N =（?+M）g c o s a又f=叫且 =t a n a解得：/=（加+M）g c o s a t a n a =（加+M）g s i n a而重力沿斜面向下的分力为（/”+M）g s i n a ,即/=（/+M）g s i n a,所以在细沙漏出后整体仍向下做匀速直线运动，A正确，C错误；B.因为整体仍向下做匀速直线运动，所受合外力不变，仍为零，B错误；D.因为细沙的质量减小，根据r=（：”+M）g s i n。，可知木板所受斜坡的摩擦力变小，D错误。故选A。6、C【解析】A.电容器的上极板与电源正极相连，带正电，油滴受到竖直向下的重力和电场力作用，处于平衡状态，故电场力方向竖直向上，油滴带负电，故A错误。B.只断开电键S i,不影响电路的结构，电容器的电荷量恒定不变，故B错误。C.只断开电键S 2,电容器电压变为电源电动势，则电容器两极板间电压增大，电场强度增大，油滴将会向上运动，故C正确。D.断开电键S3和S 4,电容器电荷量不变，电场强度不变，油滴仍静止，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】A.丕时刻，两部分磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，线框中的磁通量为零，A正确。2B.根据楞次定律可知，左侧的导线框的感应电流是逆时针，而右侧的导线框的感应电流也是逆时针，则整个导线框的感应电流方向为逆时针，B错误。C.由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知整个导线框产生感应电动势为左、右两侧电动势之和，即由闭合电路欧姆定律，得感应电流大小 _ 兀 户B。示F故C正确。D.由左手定则可知，左、右两侧的导线框均受到向左的安培力，则所受地面的摩擦力方向向右、大小与线框所受的安培力大小相等，即r 女 2 3T=B.2 r+B,I.2r=（Bi+B,）I 2 r =2BoIr=-窃故D正确。故选ACD8、BC【解析】A.由左手定则可知，负电荷由0 8 之间离开磁场区域，故 A 错误;B.作出两粒子的运动轨迹如图所示：由几何关系，对负粒子：C 1 ,3r2=Qdb则负粒子的轨道半径为：1 ,=ab2 6对正粒子：r,H-4!-1a b.1 cos30 2解得正粒子的轨道半径为:则正负粒子的轨道半径之比为：彳 _673-9r2 1故 B 正确；D.正负粒子在磁场中运动的时间均为半个周期，由:T 7irt 2 v可知，正负粒子在磁场中运动的时间之比为：4 6-3-9,22 1故 D 错误;C.粒子在磁场中做圆周运动，则由:qvB=-r可得：=上m Br正负粒子的比荷之比与半径成反比，则正负粒子的比荷之比为2百+3,故 c 正确。9故选BC9、BD【解析】A B.由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当 Ax为 0.1m 时，小球的速度最大，然后减小，说明当Ax为 0.1m 时，小球的重力等于弹簧对它的弹力.所以可得：kAx=mg解得：0.2x10k=-N/m=20 N/m0.1弹簧的最大缩短量为Ax最 大=0.61 m,所以户 最 大=20 N/mx0.61 m=12.2N弹力最大时的加速度F艮上-mg 12.2-0.2x10,a=-=-=51 m/s2m 0.2小球刚接触弹簧时加速度为10 m/s2,所以压缩到最短时加速度最大，故 A 错误，B 正确;C.小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故 C 错误；D.根据自由落体运动算得小球自由落体运动下落的高度2 62h=-=1.25m2g 2x10D 正确.故选BD.10、ABC【解析】A.由题知，月球的周期7 27天=648h,轨道半径约为r2=3.8xl05km,地球同步卫星的周期Ti=24h,轨道半径约n,根据开普勒第三定律有:72 T；代入数据解得：ri=4.2xl04km,A 正确；B.空间站与月球相对静止，角速度相同，根据v=cor得两者线速度之比为:=3.2xio5市 3.8x1050.84B 正确；C.根据万有引力提供向心力有：-MmG=mar解得：。=，地球同步卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径，所以地球的同步卫星的向心加速度大于空间站的r向心加速度，C 正确；D.空间站与月球相对静止，角速度相同，根据a=co1 r月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以月球的向心加速度大于空间站向心加速度，D 错误。故选ABC。三、实验题：本题共2 小题，共 18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、1.50 6 oo 1 C【解析】(1)由 图(b)所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V,示数为1.50 V；电源内阻不计，由图a 所示电路图可知，电源电动势：UE=U+IR=U+RKv由题意可知：3E=3+x3 0001.5E=1.5+X12 000解得 Rv=6 000C=6k2,E=4.5V(2)两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为8,当指针指向3V 时，电路中的电流为：3/g=-A=0.000 5A6000此时滑动变阻器的阻值：1.5-。=3 kQ0.0005当电压表示数为I V 时，有:4.5RR1=R+R R +R、.R、+R、解得七=1 g.(3)网根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有:EE,尸 r+Rv+R (r+/?)+/?,测量电阻时电压表示数为:ERAU=(r+7?)+&+Rx欧姆表用一段时间调零时有:E/g=r+R+R 测量电阻时:EU=比较可知:r+R=r+R 所以若电流相同则Rx=R，即测量结果不变，故选C。d12、B D；2g萨；k。-kk。【解析】该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB,以及物体通过B 点的速度大小,在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据;由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】(1)根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故 A 错误；根据实验原理可知,需要测量的是A点到光电门B的距离H,故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确。故选B D。(2)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；“d故丫=一；t(3)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：m g H=1 m v2;即：2 g H=(-)2t解得：!=，那么该直线斜率k o=。r d d(4)乙图线士=k H,因存在阻力，则有：m g H-f H=-m v2；t2所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为f工=k*0-k ;mg k。【点睛】考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。四、计算题：本题共2小题，共2 6分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。mv：/(12 +5 7+16 /2)a13、(1)E =，(V 2+l)；(2)1_ Loqa 7 8 v0【解析】(1)由题意可知，粒子从尸点抛出后，先在电场中做类平抛运动则a=%1 1，,22 2 根据牛顿第二定律有a=%m求得 =吗qa设粒子经过坐标原点时，沿y方向的速度为1 1 a=v t2 2 1求得Vy=Vfl因此粒子经过坐标原点的速度大小为丫 =可,方向与x 轴正向的夹角为45。由几何关系可知，粒子进入磁场的位置为 g。,并垂直于M N,设粒子做圆周运动的半径为r,则v2qvB=m一得r-a2由几何关系及左手定则可知，粒子做圆周运动的圆心在N 点，粒子在磁场中做圆周运动并垂直x 轴进入电场，在电场中做类竖直上抛运动后，进入磁场并仍以半径一=正做匀速圆周运动，并垂直x R 射出磁场，轨道如图所示。由几2何关系可知b=2r+a=(&+l)a(2)由(1)问可知，粒子在电场中做类平抛运动的时间a4 =一“粒子在进磁场前做匀速运动的时间及a2 at2=v 2%粒子在磁场中运动的时间5 e 5 27rm 5兀 at,=-T=-x-=-8 8 qB 8 v0粒子第二次在电场中运动的时间*C V 4 =2-=-a%因此，运动的总时间(12+5 4+16 夜)at=t t2+t.+tA=-8%14、(I)2m/S!(2)6 N,方向竖直向下；(3)J T M m/s【解析】(1)要使钢球恰好不脱离圆轨道，钢球在4点有2%Rmg=m解得VA=yR=2m/s(2)从 4到 8根据动能定理有1 2 1 2ngR-m v-m vA在 5位置时，对钢球-7联立解得FB=6N根据牛顿第三定律，钢球对半圆轨道的压力大小为6 N,方向竖直向下(3)使钢球刚好落入槽中时对钢球，则有。=2gf2,x=v c f 解得vc=l m/s从。到 C点，根据动能定理有 3 -RmgL=g mv1-1 mv1解得v0=V 13 m/s故要使钢球最终能落入槽中，弹射速度均至少为J I5 m/s15、2mv27rd?(R+r)BLvaqB一 4万相【解析】导体棒切割磁感线产生的电动势E=BLv0回路中的电流极板间的电压等于电阻R的电压U=1R极板间粒子释放后的加速度指向负极板，据牛顿第二定律得Uqa=-dm粒子射出后竖直向上的粒子做匀减速直线运动，其一定能到达其正上方极板处，其余粒子在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做匀减速直线运动；则恰好到达上极板且竖直速度减为零的粒子为到达上极板距中心粒子最远的临界粒子，该粒子竖直分运动可逆向看做初速度为零的匀加速直线运动，所用时间为乙则有1 2d=-at2竖直分速度Vv=at解得水平方向的分速度水平最大半径为r=v j射中上极板的面积S=7户联立解得o 2mv27rd2(R+r)3=-BLv()qB一 47rd2