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2022~2023学年湖北省第八届高三调研模拟考试物理试卷（4月）一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1. 如图所示，一束单色光入射到极限频率为的金属板上，发射的光电子可沿垂直于平行板电容器极板的方向从左极板上的小孔进入电场，均不能到达右极板，则()A. 该单色光的波长为B. 若仅增大该单色光的强度，则将有电子到达右极板C. 若仅换用频率更大的单色光，则依然没有电子到达右极板D. 若仅将电容器右极板右移一小段距离，电子仍然不能到达右极板2. 丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应，他在电与磁学研究上开创性的工作创立了物理研究的新纪元。某物理探究小组在实验室重复了奥斯特的实验，具体做法是：在静止的小磁针正上方，平行于小磁针水平放置一根直导线，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转当通过该导线的电流为时，小磁针静止时与导线夹角为。已知直导线在某点产生磁场的强弱与通过该直导线的电流成正比，若在实验中发现小磁针静止时与导线夹角为，则通过该直导线的电流为()A. B. C. D.3. 置于水平地面上质量的物块在的水平拉力作用下做匀加速直线运动。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度取。该物块依次通过、、、四个位置，已知、，且物块通过段和段的时间均为，则段的长度为()A. B. C. D.4. 如图所示，物块和长木板置于倾角为且足够长的斜面上。时对长木板施加沿斜面向上的拉力，使长木板和物块由静止开始沿斜面上滑，作用一段时间后撤去拉力。已知长木板和物块始终保持相对静止，两者上滑时速度的平方与位移之间的关系图像如图所示，已知，，重力加速度取，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()A. 拉力的作用时间为B. 拉力作用时长木板的加速度大小为C. 长木板与斜面间的动摩擦因数为D. 物块与长木板之间的动摩擦因数可能为5. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，输入端所加正弦交流电的电压，已知电阻，，滑动变阻器最大阻值为，电压表为理想电压表。开始时，滑片处于滑动变阻器正中间位置，下列说法正确的是()A. 通过的电流为B. 电压表读数为C. 副线圈电流方向每秒钟改变次D. 若将滑片向下滑动，电压表读数将变大6. 如图所示，原长的轻质弹簧放置在光滑的直槽内，弹簧的一端固定在槽的端，另一端连接一小球，该装置可从水平位置开始绕点缓慢地转到竖直位置，弹簧的形变始终在其弹性限度内。在转动过程中，发现小球离原水平面的高度不断增大，则该装置转到竖直位置时小球离开原水平面的高度不可能为()A. B. C. D.7. 人类太空探测计划旨在寻找适合人类居住的宜居行星。在某次探测中发现距地球数光年处有一颗质量为的恒星，可将该恒星视为黑体，其向外均匀辐射能量的功率为恒星有一颗绕它做匀速圆周运动的行星，该行星也可视为黑体，其向外均匀辐射能量的功率为，其半径大小为。已知行星的温度保持不变，恒星射向行星的光可看作平行光，不计其他星体的影响，引力常量为。则行星做圆周运动的线速度为()A. B. C. D.二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）8. 半径为的半圆形玻璃砖如图所示放置，为圆心，面水平。一束单色光与水平面成角照射到面上的点，为中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点，光线在点折射后照射到地面上的点图中未画出，现将入射点从点移到点，保持人射方向不变，最终光线也照射到地面上的点，不考虑光在圆弧面上的反射，则()A. 玻璃砖对光的折射率为 B. 玻璃砖对光的折射率为C. 点离地面的高度为 D. 点离地面的高度为9. 如图所示，、为两个带等量负电荷的固定点电荷，竖直线为两点电荷连线的中垂线，点为垂足，。现将一带负电液滴从点由静止释放，液滴到达点时的速度大小为且能到达点。已知重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是()A. 在中垂线上，点的电势最低B. 点电场强度一定小于点电场强度C. 液滴到达点时的速度大小为D. 液滴从点运动到点的过程中机械能先增大后减小10. 一列简谐横波在介质中沿轴正方向传播，波源位于坐标原点，时波源开始振动，时波源停止振动，如图为时靠近波源的部分波形图，其中质点的平衡位置离原点的距离为。下列说法中正确的是()A. 波的传播速度为B. 波源起振方向沿轴正方向C. 在时，质点运动方向沿轴负方向D. 从波源起振开始计时，内质点运动的总路程为11. 如图所示，在平面直角坐标系中，在轴上方存在垂直纸面的匀强磁场，一带正电粒子在该平面内从点射入轴上方，恰好先后通过、两点，已知、两点坐标分别为：、，不计粒子重力，则()A. 该磁场方向垂直纸面向内B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为C. 若让该粒子从点射入轴上方，则粒子有可能通过点D. 若仅改变粒子从点射入时的速度，粒子依然有可能依次经过、两点三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）12. 物理兴趣小组在进行“探究平抛运动的特点”研究时进行了如下实验。如图所示，小球从点水平抛出，在该处有一点光源，在抛出点的正前方竖直放置一块毛玻璃，点与毛玻璃水平距离，小球初速度与毛玻璃平面垂直小球抛出后在毛玻璃上有小球运动的投影点，利用闪光频率为的频闪相机记录投影点的位置。当小球以的速度水平抛出时，各投影点实际间距如图所示。小强同学分析频闪照片，他认为在误差范围内，投影点做匀速直线运动，并计算出投影点的速度大小为__________计算结果保留三位有效数字。小芳同学利用实验数据和小强的计算结果计算出本地的重力加速度，请根据两人的观点计算出重力加速度__________计算结果保留三位有效数字。13. 国标规定自来水在时电阻率应大于。某同学利用如图所示电路测量时自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞活塞电阻可忽略，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：游标卡尺，刻度尺，电源电动势约为，内阻可忽略，电压表量程为，内阻很大，电压表量程为，内阻很大，定值电阻阻值，定值电阻阻值，电阻箱最大阻值，单刀双掷开关，导线若干。该同学实验操作步骤如下：A.用游标卡尺测量玻璃管的内径B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度C.把拨到位置，记录电压表示数D.把拨到位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱阻值E.改变玻璃管内水柱长度，重复步骤、，记录每一次水柱长度和电阻箱阻值F.断开，整理好器材。测玻璃管内径时游标卡尺示数如图所示，则__________。玻璃管内水柱的电阻的表达式为：__________用、、表示。利用记录的多组水柱长度和对应的电阻箱阻值的数据，绘制出如图所示的关系图象，可求出自来水的电阻率__________保留两位有效数字。本实验中若电压表内阻不是很大，则自来水电阻率测量值与实际值相比将__________填“偏大”“相等”或“偏小”。四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）14. 军训是学生接受国防教育的基本形式，学生在军训时刻苦训练，会消耗大量水分。为解决学生用水问题，小刚同学采用压水器结合桶装水进行供水，装置如图所示，同学们通过按压压水器，就可以将水从出水口压出。上述过程可简化为如图所示模型。大气缸可当做水桶，可认为是内径一定的圆桶，容积为升，高度为桶壁厚度不计带活塞的小气缸可当做压水器，每次最多可将升标准大气压空气压入水桶中，出水管的出水口与水桶上部等高，和为单向阀门。已知，外界大气压为标准大气压，大小为，水的密度为，重力加速度为，出水管中的水所占体积可以忽略，外界温度保持不变，某次使用后桶内还剩余有升水，如图。求：此时桶内封闭气体的压强若要再压出升水，至少需按压几次15. 如图所示，粗糙水平轨道与光滑弧形轨道相切于点，轻质弹簧左端固定，右端放置一个质量可视为质点的小球，当弹簧处于原长时，小球静止于点。现对小球施加水平向左的外力，使它缓慢移动压缩弹簧至点，在该过程中，外力与弹簧压缩量的关系为：，其中为未知常数。释放小球，其沿桌面运动与放置于点质量也为的小球发生弹性碰撞，撞后小球沿弧形轨道上升的最大高度为。已知的距离为，的距离为，水平轨道阻力一定，重力加速度取。求：小球与小球第一次碰撞后瞬间小球的速度大小在压缩弹簧过程中，弹簧存贮的最大弹性势能小球最终静止时的位置。16. 如图所示，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为光滑绝缘斜面上，导轨间距，磁感应强度的有界匀强磁场宽度为，磁场方向与导轨平面垂直长度为的绝缘杆将导体棒和边长为的正方形单匝线框连接在一起组成如图所示装置，其总质量，导体棒中通以大小为的恒定电流由外接恒流源产生，图中未画出，线框的总电阻为，其下边与磁场区域边界平行。现将线框下边置于距磁场上边界处由静止释放，线框恰好可匀速穿过磁场区域，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度取。求：装置释放时线框下边与磁场上边界的距离若线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，求装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热在情景中求线框第一次穿越磁场区域所需的时间。答案和解析1.【答案】 【解析】【分析】研究光电子在电场中运动的过程，根据动能定理求出光电子的最大初动能，根据光电效应方程求入射光的能量；若仅将电容器右极板右移一小段距离，板间电场强度不变，光电子的运动情况不变；入射光的频率一定时只增大入射光的强度，光电子的最大初动能不变。解决本题时，关键要掌握光电效应的规律，知道光电子的最大初动能与入射光的频率有关，入射光的频率一定时，光电子的最大初动能与入射光的强度无关。【解答】A.该单色光的波长应该等于，代表该单色光的频率，故A错误；B.设电容器的电压为，电子电量的绝对值为，光电子在电场中运动的过程，根据动能定理有，根据光电效应方程得，若仅增大该单色光的强度，光电子的最大初动能不变，仍然没有光电子到达右极板；故B错误；C.若仅换用频率更大的单色光，由光电效应方程得可知光电子的最大初动能增大，则有可能存在电子到达右极板，故C错误；D.设逸出的光电子最大初动能为，设电容器内电场强度为，极板的间距为，根据题意可知根据和联立可得仅将电容器右极板右移一小段距离，极板间电场强度不变，极板的距离变大，则，可知电子仍然不能到达右极板，故D正确。 2.【答案】 【解析】【分析】本题主要考查磁场的叠加，根据题意作出磁感应强度的矢量图，结合矢量的叠加原理分析求解。【解答】当通过电流为，根据题意可知：地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为：当夹角为时，有；当夹角为时，有，联立解得，故B正确，ACD错误。
3.【答案】 【解析】【分析】本题主要考查匀变速直线运动的规律，解题的关键在于熟练运动公式，掌握利用牛顿第二定律求解加速度，以加速度为突破口求解。【解答】由牛顿第二定律可知物块做匀加速直线运动的加速度；设计时起点到点的时间为，则由匀变速直线运动的规律可得，解得，则；段时间中点的速度等于平均速度，则，同理可得，所以可知从段时间中点到段时间中点经历的时间为，则段的时间为，可得点的速度为，解得段的长度，故C正确，ABD错误。
4.【答案】 【解析】【分析】本题考查了速度的平方与位移之间的关系图象与牛顿第二定律的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁可正确解题。由速度位移的关系式：与图形对比得到物体的最大速度、撤去前的加速度大小、撤去后的加速度大小、撤去时发生的位移，再依据牛顿第二定律、速度公式、速度位移的关系式依次求解即可。【解答】C.撤去力后长木板的加速度，由牛顿第二定律，解得，故C正确；有拉力作用时的加速度，拉力撤掉时的速度为，拉力作用的时间为，故AB错误；D.物块与长木板之间无相对滑动，在外力作用时间内，对物块分析，由牛顿第二定律可得，解得，故D错误。 5.【答案】 【解析】【分析】根据理想变压器原副线圈的电流与匝数成反比，求出原副线圈的电流之比，结合原副线圈电压之比等于匝数之比，求出副线圈的电压和通过的电流。向下移动时，电阻增大，次级电流变小，初级电流也随之变小，再分析电压表读数变化。本题考查变压器与电路的结合问题，要明确电路动态分析的基本方法，同时明确变压器的基本原理；易错点在于正弦交流电源电压会等于的电压加上原线圈的电压，这一点一定要注意。【解答】理想变压器原、副线圈匝数之比为：，可知原副线圈的电流之比为：，设通过原线圈的电流为，则副线圈的电流为，正弦交流电的电压的有效值为，原线圈输入电压，副线圈电压，根据电压器电压之比等于匝数之比可得，联立解得：，，故AB错误；C.输入端所加正弦交流电的电压，则，一个周期内电流方向改变两次，则副线圈电流方向每秒钟改变次，故C错误；D.若将滑片向下滑动，则接入电路电阻增大，副线圈电流变小，原线圈电流也随之变小，电阻的电压变小，变压器输入的电压变大，副线圈电压也变大，电压表读数变大，故D正确。 6.【答案】 【解析】【分析】本题是数学与物理问题的结合，当槽转至某一角度时，对小球根据平衡条件建立等式，再分析当槽转至竖直方向时，同样对小球根据平衡条件建立等式，联立得出的表达式，结合数学知识求极值，即可解题。【解答】设小球质量为，弹簧的劲度系数为，当直槽转至与水平方向的夹角为，小球高度为，由于小球始终处于平衡状态，故有，当直槽转至竖直方向时，有，代表竖直时离开水平面的高度，联立可得；由于该装置转到竖直位置时会存在一个的最大值，所以与的函数存在最大值，当取得最大值，因为，所以，解得，由于小球有质量，则不可能为；当时，，此时的极值为，但是由于，所以不可能取到，所以该装置转到竖直位置时小球离开原水平面的高度不可能取到，故A选项不可能，故A正确，BCD错误。
7.【答案】 【解析】【分析】本题主要考查万有引力定律，解题的关键在于通过辐射的功率得出辐射功率与距离以及行星半径的关系，结合万有引力定律列式求解。【解答】假设恒星距离行星为，假设单位面积辐射的能量为，则行星接收到恒星辐射能量的功率满足，同理对行星，辐射能量的功率满足，由万有引力提供向心力可得，联立解得，故C正确，ABD错误。
8.【答案】 【解析】【分析】本题考查几何光学问题，根据题意正确的做出光路图是解题关键，根据折射定律求出折射率，根据几何关系求点离地面的高度。【解答】画出光路如图，则光线在面上的入射角为，折射角，则，折射率，选项A错误，B正确；因平行于， 则，，解得，选项C正确，D错误。故选BC。
9.【答案】 【解析】【分析】本题考查了电场力做功与电势能变化的关系，关键是分析出电势的分布情况，结合动能定理知识即可解决问题．沿电场线方向电势逐渐降低分析项，根据能量守恒定律分析，根据对称性结合动能定理可解得液滴到达点的速度。【解答】A.根据等量同种负电荷电势分布特点知在中垂线上，点的电势最低，选项A正确B.由等量同种负电荷电场线图象可看出，点处的电场线与点处的电场线的疏密无法判断，故A点的电场强度与点的电场强度无法判断，故B错误；C.根据动能定理，对液滴从点运动到点的过程有，对液滴从点运动到点的过程有，又，解得，选项C正确D.带负电液滴在电势高的位置电势能较小，根据能量守恒定律可知液滴从点运动到点的过程中机械能先减小后增大，故D错误。 10.【答案】 【解析】【分析】本题主要考查波的图像，掌握波的传播实际是波形的传播进而得出波的传播速度是解题的关键；根据题，从零时刻波源幵始振动，时波源停止振动，读出波长，求出波速，求出周期；根据时间与周期的倍数关系，求解内质点运动的总路程。【解答】A.波源停止振动时，波源的振动情况经过传播到处的质点，则波的传播速度为，故A正确；B.时，波传播的距离为，由图可知，则，所以处质点的起振情况与处质点的振动情况一致，由“上下坡法”可知的振动方向向轴负方向，所以波源起振方向沿轴负方向，故B错误；C.振动的周期，到经过的时间为，此时质点运动方向沿轴正方向，故C错误；D.从波源起振开始计时，波传播到质点所需的时间为，在内质点振动的时间为，内质点运动的总路程为，故D正确。 11.【答案】 【解析】【分析】本题主要考查带电粒子在磁场中的运动规律，根据题意确定粒子在磁场中做圆周运动的轨迹圆心是解题的前提，结合几何关系求解运动半径，根据左手定则判断磁场的方向。【解答】根据题意作出粒子的运动轨迹图，如图所示：两点的距离，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由左手定则可知该磁场方向垂直纸面向外，故A错误，B正确；C.因为该磁场方向垂直纸面向外，如图所示：所以若让该粒子从点射入轴上方，则粒子有可能通过点，故C正确；D.若仅改变粒子从点射入时的速度，由可知，此时粒子做圆周运动的轨迹半径发生变化，但是圆心的位置不变，所以粒子不可能依次经过、两点，故D错误。
12.【答案】； 【解析】【分析】本题主要考查平抛运动，但是考法新颖，特别求解重力加速度时，要结合光点在毛玻璃上的移动情况，结合几何关系得出光点在毛玻璃上移动的位移的表达式，进而求解。【解答】相邻投影点之间的时间间隔为，则投影点的速度大小为；设经过时间间隔，小球平抛的水平位移为，竖直位移为，光点在毛玻璃上移动的位移，则有，即，所以根据，解得重力加速度。 13.【答案】
偏大
【解析】【分析】本题主要考查了测定金属的电阻率。根据游标卡尺的读数方法，可得到测玻璃管内径；根据两电压表示数相等，得到和分压相等，从而表示出；根据丙图可知道，当时，可知，根据可知的阻值，后跟据电阻率的公式计算出；当电压表内阻不是很大的时候，电压表在电路中会分流，实际电路中的阻值应为与电压表的并联后的阻值，即公式中的比实际的要大，所以的计算结果也偏大。【解答】 主尺读数为，游标正对应刻度线，所以读数为；示数和示数相等，说明和分压相等，所以有，可得 ；电阻箱电阻时，可知，水柱的电阻为，由电阻率的公式得：；当电压表内阻不是很大的时候，电压表在电路中会分流，实际电路中的阻值应为与电压表的并联后的阻值，即公式中的比实际的要大，所以的计算结果也偏大。故答案为：； ；；偏大。
14.【答案】解：对出水管中的水受力分析可知：而：代入可得：假设至少需按压次，对气体分析可知：其中：升，升，升而：且：，代入可得：，故至少需要按压次 【解析】本题考查了玻意耳定律。抓住理想气体不变的状态参量，选择相应的气体实验定律是解题的关键。对出水管中的水受力分析，可得此时桶内封闭气体的压强根据玻意耳定律可得若要再压出升水，至少需按压的次数。15.【答案】解：对小球沿弧形轨道上升的最大高度为过程中知：，可得：；对小球和在碰撞过程中知：，且：，可得：，，由题可知：，对系统在物块由至过程中可知：，联立可得：；可知小球滑下与碰撞后，静止，的速度大小为，对小球在向左滑行过程中可知：，得：，故小球停在点。 【解析】本题主要是考查了弹性碰撞、动能定理，解答时首先要选取研究过程，然后分析在这个运动过程中物体的受力情况，分析哪些力做正功、哪些力做负功，初末动能为多少，根据弹性碰撞解答。小球沿弧形轨道上升的最大高度的过程根据机械能守恒求解碰撞后瞬间小球的速度大小小球和发生弹性碰撞，再根据功能关系解得弹簧存贮的最大弹性势能；由小球在向左滑行过程中根据动能定理可知小球最终静止时的位置。16.【答案】解：对装置当线框在磁场中匀速时知：可得：对装置在进入磁场前过程中，可知：可得：；设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为知：，且：解得设线框刚离开磁场下边界时的速度为，对装置在接着向下运动过程中至：，可得：对装置在磁场中运动时知：，可得：，在时间内，有则有而解得 【解析】本题考查了电磁感应与力学和能量的综合，综合性较强，对学生的能力要求较高，是高考的热点问题，在平时的学习中要加强训练．当线框在磁场中匀速时可得线框的速度，对装置在进入磁场前过程中，根据动能定理可得线框下边与磁场上边界的距离；线框克服安培力做功等于整个回路产生的热量，根据动能定理求出装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热．对装置在接着向下运动过程中，根据动能定理可知向下运动的速度根据牛顿第二定律的得装置在磁场中运动时的加速度，结合动量定理可得线框第一次穿越磁场区域所需的时间。第1页，共1页
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