湖北省新高考联考协作体2022-2023学年高三下学期4月月考
物理
考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分，考试时间75分钟.
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效.
4. 本卷命题范围：高考范围.
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. 2021年1月3日消息，诺贝尔奖的官方推特发布动态，居里夫人曾经使用过的笔记本，截止到目前仍然具有放射性，而放射性将会持续1500年.关于衰变和半衰期，下列说法正确的是（ ）
A. 放射性元素的半衰期不仅与核内部本身因素有关，还与质量有关
B. 衰变成要经过8次衰变和6次衰变
C. 用化学反应改变放射性元素存在状态，可以改变半衰期，从而实现对衰变的控制
D. 放射性元素氡（）的半衰期为3.8天，10个氡核经过3.8天的衰变剩余5个氡核
2. C919中型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中型喷气式民用飞机，2021年将交付首架C919单通道客机.C919现正处于密集试飞新阶段，一架C919飞机在跑道上从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到80m/s时离开地面起飞，已知飞机起飞前1s内的位移为78m，则飞机在跑道上加速的时间t以及加速度的大小分别为（ ）
A. B.
C. D.
3. 在汽车里使用的一种指南针是圆球形的.将一个圆球形的磁性物质悬浮在液体里，并密封在一个稍大一些的透明的圆球里，在磁性圆球上已经标注了东、南、西、北四个方向，静止时指南针（磁性圆球）的南极指南，北极指北.如果南极科考队员携带这种指南针来到地球的南极，对于指南针的指向，下列说法中正确的是（ ）
A. 指南针的南极指向任意方向 B. 指南针的北极指向任意方向
C. 指南针的南极向上，北极向下 D. 指南针的北极向上，南极向下
4. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，质点a的平衡位置在处，如图乙所示为质点a的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A. 图甲对应的时刻可能是
B. 这列波传播的速度大小为200m/s
C. 若在0.2s内质点a运动的路程为2m，则质点a振动的振幅为5cm
D. 时刻，质点a位于波谷
5. 如图所示，网球运动员发球时，将质量为m的网球（可将其视为质点）从空中某点以初速度水平抛出，网球经过M点时，速度方向与竖直方向夹角为；网球经过N点时，速度方向与竖直方向夹角为.不计空气阻力，网球在从M点运动到N点的过程，动量变化大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 2021年新年之际，十大国内科技新闻揭晓，嫦娥五号月球挖土1731克成功入选.假设某人以同样大小的初速度分别在月面和地面竖直跳起，他在月面上跳起的最大高度为在地面上跳起的最大高度的p倍.已知地球半径为月球半径的q倍，不计地面上的空气阻力，则地球和月球的平均密度之比为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，稳压交流电源通过理想变压器给电路供电，三个小灯泡均能正常发光，已知三个小灯泡的额定电压均为，电阻均为R，则通过电源的电流为（ ）
A. B. C. D.
8. 在一静止正点电荷的电场中，任一点处的电势与该点到点电荷的距离r的倒数的关系图像如图所示，电场中三个点a、b、c的坐标如图所示，其电场强度大小分别为、和.现将一带负电的试探电荷依次由a点经过b点移动到c点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为和.下列判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计.如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态.则（ ）
A. 移动到M点后，轻绳对物块B的拉力变大，物体B受到的摩擦力变大
B. 移动到M点后，轻绳对滑轮C的作用力保持不变，斜面受到地面的摩擦力变小
C. 移动到N点后，轻绳对物块B的拉力不变，物体B受到的摩擦力不变
D. 移动到N点后，轻绳对滑轮C的作用力不变，斜面受到地面的摩擦力变大
10. 玻璃三棱镜的截面如图所示，，一束光线从AB边上的M点以平行于BC的方向射入棱镜，经BC边一次反射后，反射光线与AB边平行.已知，，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A. 该棱镜的折射率
B. 光线射到AC界面上时的折射角为
C. 从AB边射出的光线和射入光线互相平行
D. 经BC边反射后，光线第一次从AB边和AC边射出的时间差
11. 如图所示的平行导轨由水平和倾斜两部分组成，与倾斜导轨衔接处有宽度为d（d未知）的方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场，两导轨的右端接有阻值为R的定值电阻.长度为L（等于导轨间距）、质量为m、电阻为R的导体棒在倾斜导轨上高h处由静止释放，导体棒在整个运动过程中始终与导轨保持良好接触，且始终与导轨垂直，经过一段时间导体棒刚好停在磁场的右边界.一切摩擦可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 整个运动过程中，电路中的最大电流为
B. 整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热为
C.
D. 整个过程中，流过导体棒某一横截面积的电荷量为
二、非选择题：本题共5小题，共56分.
12.（7分）某同学用冲击摆验证动量守恒定律和机械能守恒定律，实验装置如图甲所示.在水平桌面上固定一玻璃试管，试管底部固定一根劲度系数为k的轻弹簧，将弹簧压缩后锁定，紧贴弹簧自由端放一质量为m的小球，试管右侧用长为L的细线悬挂一内部填满海绵的摆块，摆块下部固定有挡光片，总质量为M，摆块静止时其中心与试管口等高.紧贴挡光片处安装有光电门（图中未画出），摆块右侧固定一长直玻璃管，管中插一根长细金属丝，金属丝的左端与摆块接触，右端在处.弹簧的弹性势能，重力加速度为g.
用螺旋测微器测量挡光片的宽度如图乙所示，挡光片的宽度______mm.
解除弹簧的锁定，小球射入摆块并留在其中，光电门记录的时间为，摆块向右摆起，金属丝右端位于处，测得和的距离为s.
若小球与摆块碰撞前后动量守恒，需要验证的关系式为______.
若小球射入摆块后机械能守恒，需要验证的关系式为______.
13.（9分）要测绘一个标有“6V 3W”小灯泡的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列实验器材：
电流表（量程0.6A，内阻）
电压表（量程3V，内阻）
滑动变阻器（最大阻值，额定电流1A）
滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.5A）
定值电阻（阻值为，额定电流0.5A）
定值电阻（阻值为，额定电流1A）
电源E（电动势10V，内阻很小）
开关S，导线若干
（1）某同学直接用电压表测量小灯泡的电压，用电流表测量小灯泡的电流，测绘出小灯泡的伏安特性曲线，该方案实际上不可行，其最主要的原因是____________.
（2）考虑到小量程的电压表的内阻是精确值，且实验器材中提供了定值电阻，可改装为量程大的电压表，为此应该选择定值电阻______.
（3）为了测量小灯泡工作时的多组数据，滑动变阻器应该选择______.
（4）如图甲所示为该灯泡的图像，现将两个这种小灯泡、与一个电阻为的定值电阻R连成如图乙所示的电路，电源的电动势，开关S闭合后，小灯泡与定值电阻R的电功率均为P，则______W，电源的内阻______.
14.（9分）如图所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗、细管横截面面积分别为、，粗、细管内水银柱长度，封闭气体长度.大气压强，气体初始温度为.现缓慢降低气体温度，直到水银全部进入粗管内.（计算结果保留一位小数）
（1）求水银全部进入粗管时，气体的温度.
（2）水银全部进入粗管后，保持气体温度不变，把玻璃管水平横放，求稳定时封闭气体的长度.
15.（13分）如图所示，倾角的光滑绝缘斜面上水平放置一长为L的直导线MN（图中只画出了M端），已知直导线中通有从M到N的电流，电流的大小为I，直导线MN的质量为m，直导线MN紧靠垂直于斜面的绝缘挡板放置.在导线MN的中点系一轻质绝缘细线，细线的另一端系一质量为m、带电荷量为的小球，斜面的右侧存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小.直导线MN处在一平行于纸面方向的匀强磁场（图中未画出）中.将小球拉到图中P点处，细线OP段水平，且OP段的长度为L.若小球由静止开始释放，在小球运动的过程中，通电直导线MN始终处于静止状态，求：（重力加速度为g，，，所有摩擦阻力均不计）
（1）小球圆周运动到O点正下方时，其对细线的拉力的大小；
（2）通电直导线MN所处的磁场的磁感应强度的最小值.
16.（18分）如图所示，倾角的光滑斜面上有固定挡板AB，斜面上B、C两点间的高度差为h.斜面上叠放着质量均为m的薄木板和小物块，小物体与挡板之间有一根压缩并被锁定的轻弹簧，弹簧与挡板和小物块接触但均不连接.薄木板长为h，其下端位于挡板AB处，整体处于静止状态.已知弹簧的弹性势能，其中x为弹簧长度的改变量，k为弹簧的劲度系数（k未知），薄木板和小物块之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.
（1）把薄木板和小物块固定在一起，解除弹簧的锁定，当薄木板下端与B点的高度差为0.25h时，弹簧与小物块分离，薄木板上端恰能运动到C点，求小物块与弹簧分离时的速率及弹簧的劲度系数k的大小；
（2）若薄木板和小物块之间不固定，调整弹簧的压缩量及小物块在薄木板上的位置，仍将压缩并被锁定的弹簧放在小物块与挡板间，解除锁定，为使薄木板上滑且与小物块间没有相对滑动，求弹簧压缩量应满足的条件；
（3）若撤去弹簧，薄木板和小物块之间不固定，薄木板和小物块均放在挡板处，给小物块沿斜面向上的初速度（未知）.在向上运动过程中，小物块恰好未离开薄木板，求小物块沿斜面向上运动的最大位移.（结果用h表示）
高三物理参考答案
1. B 放射性元素的半衰期仅由核内部本身因素决定，与其他条件无关，选项A错误；衰变成，衰变一次质量数减少4，次数为，衰变的次数为，即要经过8次衰变和6次衰变，选项B正确；半衰期与外界因素无关，用化学反应改变放射性元素存在状态，其半衰期不会发生变化，选项C错误；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，少数原子核不适用，选项D错误.
2. D 飞机在最后1s内中间时刻的速度，则飞机起飞的加速度大小，飞机加速的时间，选项D正确.
3. D 地理的南极是地磁场的北极，地理的北极是地磁场的南极，所以在地球的南极点上地磁场的方向是向上的，磁场的方向就是指南针的北极受力的方向，即指南针静止时北极所指的方向.所以指南针的北极应该向上，南极向下，D项正确.
4. B 由于波沿x轴正向传播，因此图甲对应时刻质点a正沿y轴正向运动，因此选项A错误；这列波传播的速度，选项B正确；若在0.2s内质点a运动的路程为2m，则，解得，选项C错误；由于质点振动的周期为0.04s，因此时刻，质点a位于平衡位置，选项D错误.
5. D 根据平抛运动规律可知，网球在M点时竖直分速度为，在N点的竖直分速度为，则网球从M点到N点的时间为.在从M点运动到N点的过程，由动量定理求得网球动量变化大小为，选项D正确.
6. C 根据竖直上抛运动公式，可得地面与月面的重力加速度之比为，在星球表面附近，万有引力等于重力，即，密度公式，体积公式，联立解得，地球和月球的平均密度之比，选项C正确.
7. C 依题意有，原线圈电压，副线圈电压，可得原、副线圈的数比为，设灯泡的额定电流为，则副线圈电流，根据公式，可得原线圈电流为，交变电流电源电压，流过电源的电流为，选项C正确，A、B、D错误.
8. AC 由点电荷的电场强度公式，可得，，A项正确、B项错误；电场力做功，由题图可知，则，C项正确、D项错误.
9. BC 设拉滑轮C的绳与竖直方向的夹角为，则，将轻绳固定点由O点移动到M点后，拉力T变小，轻绳对物块B的拉力变小，因为不知道初始时物块B受到的静摩擦力的大小和方向，所以不能确定物块B受到的摩擦力大小的变化，A项错误；把斜面和物块B整体作为研究对象，斜面受到的摩擦力，可知也变小，轻绳对滑轮C的作用力大小仍等于物块A的重力，B项正确；将轻绳固定点由O点移动到N点后，不变，拉力T不变，把斜面和物块B整体作为研究对象，根据可得C项正确，D项错误.
10. ACD 根据题意，作出光路图，如图所示.根据几何关系可知，光线在M点的入射角为，折射角为，根据折射定律有，解得，选项A正确；光射到AC边和AB边时入射角均为，根据光的折射定律，可知折射角均为，易得从AB边射出的光线跟原来的射入光线平行，选项B错误，C正确；光在棱镜中传播的速度为，根据几何知识可得，四边形MNOD为平行四边形，第一次从AB边和AC边射出光线的光程差为，时间差为，选项D正确.
11. BD 金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，得金属棒到达水平面时的速度，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为，最大的感应电流为，A错误；金属棒在整个运动过程中，机械能最终转化为焦耳热，即，故电阻R中产生的焦耳热为，B正确；对导体棒，经时间t穿过磁场，由动量定理得，而，变形得，解得，而由和，解得，C错误，D正确.
12. 6.870（6.869~6.872均正确，2分） （2分） （3分）
解析：螺旋测微器的读数为6.870mm；，若动量守恒，有，，即；摆块上升的高度，若机械能守恒，有，即.
13.（1）电压表的量程小了，只能测绘小灯泡工作时的部分工作状态（2分） （2）（2分） （3）（2分） （4）0.2（2分） 2.5（1分）
解析：（1）电压表的量程为3V，而小灯泡的额定电压为6V，则电压表的量程小了，只能测绘小灯泡工作时的部分工作状态.
（2）扩大电压表的量程，应该串联阻值较大的定值电阻，因此应该选择，由知，改装后的电压表的量程为9V，若选择改装，同样可计算，量程基本不变.
（3）测绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表（电流表）要从零开始变化，滑动变阻器要采用分压接法，因而滑动变阻器在安全的情况下选择阻值较小的，则变阻器要选.
（4）如图所示，作出定值电阻R的图线，与小灯泡的图线交点为，因而小灯泡的功率P为0.2W.电阻R与小灯泡并联，两者功率相等，因而通过电阻R的电流也为0.2A，所以通过小灯泡的电流，此时小灯泡两端电压，因而电源内电压，内阻.
14. 解：（1）初态时，有，，
（1分）
水银全部进入粗管时，有，（1分）
由理想气体状态方程可知（2分）
解得，即.（1分）
（2）玻璃管水平放置时（1分）
气体做等温变化，则有（2分）
解得.（1分）
15. 解：（1）小球由静止运动到O点正下方的过程中，有（2分）
小球运动到O点正下方时，有（2分）
小球受到的洛伦兹力（2分）
解得（1分）
由牛顿第三定律可得，小球运动到O点正下方时，其对细线的拉力的大小（1分）
（2）当通电导线MN所受安培力的方向沿斜面向下时，磁感应强度有最小值.由力的平衡，得
（2分）
其中（1分）
解得（2分）
16. 解：（1）设弹簧的弹性势能为，小物块与薄木板的质量均为m，则对薄木板和小物块组成的整体，由能量守恒有（1分）
（1分）
解得（1分）
由于，于是有
其中（1分）
所以（1分）
（2）设小物块和薄木板沿斜面向上共同运动的最大加速度为a，弹簧的最大弹力为，则
对薄木板有（1分）
对整体有（1分）
而
联立三式解得（1分）
要使整体能沿斜面上升应满足（1分）
而
联立两式解得
所以（1分）
（3）小物块相对薄木板滑动过程中，设小物块的加速度大小为，薄木板的加速度大小为，则
对小物块有（1分）
对薄木板有（1分）
两者速度相同后一起匀减速上滑，设两者一起匀减速上滑的初速度大小为，加速度大小为，则
（1分）
画出图像如图所示
在时刻两者速度相等，则
（1分）
所以，（1分）
根据图像，有，可得
时间内小物块的位移（1分）
此后两者一起做匀减速运动，减速运动的位移（1分）
所以，小物块沿斜面向上运动的最大位移（1分）
