2021届湖北省八市高三3月联考物理试题(含答案)

物理试题

本试卷共8页，16题。全卷满分100分。考试用时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．下列说法中正确的是（ ）

A．伽利略通过实验验证了力是维持物体运动的原因

B．牛顿进行了“月—地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律 C．库仑扭秤实验是一个假想的实验，因为当时无法测量物体所带的电荷量 D．法拉第认为必须要有运动才能产生感应电流

2．汽车沿平直公路行驶，其运动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）

A．若Y表示位移（单位：m），则汽车在前2s内的平均速度大小为4m/s B．若Y表示速度（单位：m/s），则汽车在前2s的位移大小为4m C．若Y表示速度（单位：m/s），则汽车的加速度大小为4m/s2 D．若Y表示加速度（单位：m/s2），则汽车在2s末的速度大小为4m/s

3．2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并将于今年5月择机实施降轨，软着陆火星表面，开展巡视探测等工作，如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆。探测器经轨道I、II、III运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、II、III的切点，O、Q还分别是椭圆轨道M的远火星点和近火星点。关于探测器，下列说法正确的是（ ）

A．由轨道I进入轨道II需在O点减速

B．在轨道II的运行周期小于沿轨道III的运行周期

C．在轨道II运行的线速度大于火星的第一宇宙速度

D．在轨道III上，探测器运行到O点的线速度大于Q点的线速度

4．大量氢原子处于量子数为n的能级，当它们向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光，用这些光照射逸出功为2.25eV的钾，氢原子能级图如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A．量子数n=4 B．量子数n=6

C．辐射的所有光都能使钾发生光电效应

D．处于n=2能级的氢原子不能吸收能量为3.6eV的光子

5．一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p-T图像如图所示，气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，压强分别为pa、pb、pc。已知pbp0，pc4p0，则下列说法正确的是（ ）

A．pa3p0 B．Vb3Vc

C．从状态a到状态b，气体对外做功 D．从状态c到状态a，气体从外界吸热

6．如图所示，传送带以10m/s的速度逆时针匀速转动，两侧的传送带长都是16m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个滑块A、B（可视为质点）从传送带顶端同时由静止滑下，已知滑块A、B的质量均为

1kg，与传送带间动摩擦因数均为0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ）

A．滑块A先做匀加速运动后做匀速运动 B．滑块A、B同时到达传送带底端

C．滑块A、B到达传送带底端时的速度大小相等 D．滑块A在传送带上的划痕长度为5m

7．如图所示，ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中AB部分为倾角为30的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切，C为轨道最低点，整个轨道放置在电场场强为E的水平匀强电场中。现将一带电荷量为＋q、质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点。已知重力加速度为g，且qE=3mg，下列说法正确的是（ ）

A．释放点A到斜面底端B的距离为

5R 2B．小滑块运动到C点时对轨道的压力为9mg C．小滑块运动过程中最大动能为

5mgR 2D．小滑块从D点抛出后恰好落在轨道上的B点

8．为了配合电力扩容，学校启动临时供电系统，它由备用发电机（输出电压不变）和理想变压器组成，电路如图所示。开关S处于断开状态时，教室的灯泡恰好正常发光。若闭合开关S。下列分析正确的是（ ）

A．灯泡亮度变暗 B．灯泡亮度不变

C．流经原线圈上的电流变大 D．流经副线圈上的电流不变

9．某同学记录2021年3月10日教室内温度如下： 时刻 温度 6：00 12℃ 9：00 15℃ 12：00 18℃ 15：00 23℃ 18：00 17℃ 教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是（ ） A．教室内所有空气分子动能均增加 B．教室内空气密度减少

C．教室内单位体积内的分子个数一定增加

D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少

10．在某介质中位于坐标原点的波源在t=0时刻起振，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示为t=0.4s时刻的波形图，已知波恰好传到x=8m处。下列说法正确的是（ ）

A．波的传播速度为20m/s B．波源的起振方向沿y轴正方向 C．0~0.4s内质点F通过的路程为15cm D．t=0.5s时质点B、H的加速度相同

11．如图所示，两根足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨间距为L，下端接有阻值为R的电阻，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向上。质量为m、电阻不计的金属棒垂直导轨放置，在导轨平面向上的恒力作用下由静止开始向上运动，经过时间t恰好以v的速度做匀速直线运动。已知金属

棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）

B2L2vA．恒力大小为mgsinmgcos

RB．0~t时间内通过电阻R的电荷量为

BLvt Rvt 2C．0~t时间内金属棒向上滑行的距离大于

B2L2v2t32D．0~t时间内电阻R上产生的焦耳热为mv

R2二、非选择题：本题共5小题，共56分

12.(6分）某同学设计如图甲所示实验装置探究质量一定，加速度和力的关系。将一端带有定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，长木板左端固定的位移传感器，可以测得滑块的位移，通过电脑将数据转换成滑块的位移-时间图线。滑块通过细绳跨过定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出细线中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。

（1）下列说法正确的是___________。 A．细线必须与长木板平行

B．细线的拉力就是滑块受到的合外力

C．滑块的质量必须远大于钩码的质量

（2）某次实验得到滑块的位移-时间图像如图乙所示，则滑块的加速度大小为___________m/s2（结果保留两位有效数字）；

（3）该同学在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2，则滑块的质量为___________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数μ=___________。结果均保留两位有效数字）

13.(10分）某实验小组用如图（a）所示的电路测量一个电动势E约为9V、内阻r在0~15Ω范围内、允许通过的最大电流为0.6A的电池的电动势和内阻，虚线框内表示的是由量程只有6V、内阻为3000Ω的电压表和一只电阻箱R1共同改装成的新电压表。R2是保护电阻，R3也是电阻箱。

(1)若改装成的新电压表的量程为9V，则电阻箱R1的阻值应该调节为___________Ω； (2)可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R2宜选用___________； A．5Ω，2.5W B．15Ω，1.0W C．15Ω，10W D．150Ω，5.0W

(3)接好电路，闭合开关S，调节电阻箱R3，记录R3的阻值和改装成的电压表的示数U。测量多组数据，通过描点的方法在图（b）的坐标系中得到了一条在纵坐标上有一定截距的直线。若该小组选定纵轴表示电压的倒数

1，则横轴应为___________； U(4)该小组利用图（a）测量另一电源的电动势和内阻时，选取R2为10Ω的定值电阻，将改装好的新电压表正确地接在A、C之间。调节电阻箱R3，测出若干R3的阻值和R2上相应的电压U1.用描点的方法绘出图（c）所示的图像。依据图像，可以测出电源的电动势E___________V，内阻r___________Ω（结果均保留两位有效数字）。

14.(9分）一棱镜的截面图如图所示，AD为四分之一圆弧，B为圆心。一细束单色光从圆弧中点E沿半径射入棱镜，恰好在B点发生全反射，之后光线在CD面发生折射后从F点（未画出）射出，出射光线与CD面的夹角为45。已知AB=r，取sin75=0.97，求：

（1）棱镜的折射率n； （2）CD的长度。

15.(13分）如图所示，在xOy平面的轴左侧存在着半径为L的圆形匀强磁场区域I，磁场方向垂直纸面向

2mv0里，边界与y轴在O点相切；在xOy平面的y轴右侧存在一个沿y轴负方向的场强为E的有界匀强

qL电场区域II，匀强电场的右侧有一个方向垂直纸面向里的匀强磁场区域III，区域II的宽度为L，区域II和区域III的高度足够长。质量为m、电荷量为q的带负电粒子从A点沿半径以初速度v0、方向与x轴正方向成θ=60角射入匀强磁场区域I，恰好从坐标原点O沿x轴正方向进入区域II。不计粒子的重力。

（1）求区域I内磁场的磁感应强度大小B； （2）求粒子离开区域II时的位置坐标；

（3）若粒子进入区域III后刚好沿右边界垂直穿过x轴，求区域III的宽度L'和磁感应强度的大小B'分别为多少？

16.(18分）如图所示，光滑的水平面上，质量为m1=1kg的平板小车以v0=5m/s的速度向左运动，同时质量为m2=4kg的铁块（可视为质点）从小车左端以v0=5m/s的速度向右滑上平板小车，一段时间后小车将与右侧足够远的竖直墙壁发生碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后小车速度大小不变，方向相反。已知铁块与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.25，小车始终未从小车上掉下来，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小车与墙壁发生第一次碰撞前的速度大小； （2）小车的最小长度；

（3）小车与墙壁发生第一次碰撞后运动的总路程（计算结果保留三位有效数字）。

参考答案

1．B 2．B 3．A 4．A 5．D 6．D 7．B 8．BC 9．BD 10．AC 11．ACD

12．A 0.50 1.0 0.20

113．1500 C 7.5V 5.0Ω

R2R314．（1）n【解析】

（1）如图所示为单色光从E点射入棱镜直至从F点射出过程的光路图

2；（2）L100r 97

设光线在B点发生全反射时的临界角为C，由几何关系得C45 由全反射公式sinC联立解得n1 n2 （2）设光线从F点射出时的入射角为α，BCD为θ，CD长度为L，由折射定律得由几何关系得

sin45n sin45 L联立解得Lr sin100r 972mv0L3mv012B2L3 ；（）（，）；（）LL，

qL23qL215．（1）B【解析】 （1）如图

粒子在磁场区域I中做匀速圆周运动的轨迹为一段圆弧，圆心为O'，对应的圆心角为R，由几何关系得

60，设半径为

RLtan

22mv0 由洛伦兹力提供向心力qvBR联立解得B3mv0 3qL（2）带电粒子从坐标原点O沿x轴正方向进入区域II做类平抛运动，设带电粒子在区域II中运动的时间为t，加速度为a，离开区域II时的位置坐标为（L，y），由运动分解得水平方向

Lv0t

竖直方向y12at 2由牛顿第二定律得qEma 联立解得yL 2则带电粒子离开区域II时的位置坐标为(L,)

L2（3）粒子进入区域III后在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，由题意知其轨迹如图，设粒子进入区域III时的速度大小为v，沿y轴方向的速度为vy，进入磁场区域III时速度的反向延长线过水平位移的中点，可知速度与竖直方向成45角，则

vyv0

联立可得v2v0

即粒子以与x轴正方向成45°角射入匀强磁场区域III。设粒子在区域Ⅲ的半径为R，由几何关系得

R'2y L'yR'

联立得L'12L 2mv2 由洛伦兹力提供向心力qvB'R'联立解得B'2mv0 qL16．（1）v13m/s；（2）L6.25m；（3）s1.41m 【解析】

（1）设水平向右为正方向，小车与墙壁发生第一次碰撞时的速度大小为v1 由动量守恒定律得m1v0m2v0m1m2v1 解得v13m/s

（2）设小车的最小长度为L，最终小车和铁块的动能全部转化为系统的内能，由能量守恒定律得

1122m1v0m2v0m2gL 22解得L6.25m

（3）设小车的加速度大小为a，小车第一次碰撞后向左速度减为零时的位移大小为x1，小车从发生第一次碰撞到发生第二次碰撞间的路程为s1，由牛顿第二定律得m2gm1a 由运动学公式得

0v122a(x1)

s12x1

解得s10.9m

59设小车从发生第k次碰撞到发生第k+1次碰撞间的路程为sk，同理可得skm

225k设小车从发生第一次碰撞后运动的总路程为s，得ss1s2解得s1.41m

sk