湖北省武汉市部分学校2023届高三下学期3月第二次诊断性检测试题物理试题文试题

湖北省武汉市部分学校2023届高三下学期3月第二次诊断性检测试题物理试题文试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。他估测得足球的直径约为20cm，质量约为0.48kg，收纳架两根平行等高的横杆之间的距离d约为12cm。忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（）A．2.4N B．3.0N C．4.0N D．4.8N2、据伊朗新闻电视台2019年9月7日消息，伊朗原子能组织发言人卡迈勒万迪当天宣布，作为第三阶段中止履行伊核协议的措施，伊朗已启动了“先进离心机”，以增加浓缩铀储量。关于铀核的裂变，下列叙述正确的是（）A．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并吸收大量能量B．核反应堆中铀核自发分裂为两个或几个中等质量的原子核，同时释放大量的核能C．要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有慢中子的轰击D．要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有快中子的轰击3、一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（）A．这列波的波长为1mB．t=0s时质点a的速度与质点b的速度相等C．t=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大D．如图乙表示的是质点b的振动图像4、如图所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦.初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板.现缓慢升高气缸内气体的温度，则选项图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是（）A． B．C． D．5、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等6、在轴上关于原点对称的、两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的图像描绘了轴上部分区域的电场强度（以轴正方向为电场强度的正方向）。对于该电场中轴上关于原点对称的、两点，下列结论正确的是（）A．两点场强相同，点电势更高B．两点场强相同，点电势更高C．两点场强不同，两点电势相等，均比点电势高D．两点场强不同，两点电势相等，均比点电势低二、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，装有水的杯子从倾角α=53°的斜面上滑下，当水面稳定时，水面与水平面的夹角β=16°。取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，sin16°=0.28，则A．杯子下滑的加速度大小为2.8m/s2B．杯子下滑的加速度大小为3.5m/s2C．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.75D．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.878、如图所示，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等，在第一象限内有一方向垂直xOy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B。所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点。下列说法中正确的是（）A．磁场方向一定是垂直xOy平面向外B．所有粒子通过磁场区的时间相同C．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为D．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为9、如图所示，间距为L＝、长为5.0m的光滑导轨固定在水平面上，一电容为C＝0.1F的平行板电容器接在导轨的左端．垂直于水平面的磁场沿x轴方向上按（其中，）分布，垂直x轴方向的磁场均匀分布．现有一导体棒横跨在导体框上，在沿x轴方向的水平拉力F作用下，以v=的速度从处沿x轴方向匀速运动，不计所有电阻，下面说法中正确的是A．电容器中的电场随时间均匀增大B．电路中的电流随时间均匀增大C．拉力F的功率随时间均匀增大D．导体棒运动至m处时，所受安培力为0.02N10、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3.2×105km和3.8×105，月球围绕地球公转周期约为27天。g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．地球的同步卫星轨道半径约为4.2×104kmB．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）某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径，重力加速度为g。请回答下列问题：(1)小铁球经过光电门时的瞬时速度v=______（用题中所给字母表示）。(2)如果d、t、h、g满足关系式______，就可验证机械能守恒定律。(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案主要的两个优点是______。A．不需要测出小铁球的质量B．电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0C．消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响D．数据处理大大简化12．（12分）在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻。电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：A．量程为0~3V的电压表VB．量程为0~0.6A的电流表A1C．量程为0~3A的电流表A2D．阻值为4.0Ω的定值电阻R1E.阻值为100Ω的定值电阻R2F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4，（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻①定值电阻应该选择____(填“D”或“E”)；电流、表应该选择____(填“B”或“C”)；滑动变阻器应该选择____(填“F"或“G").②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图乙所示U-I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=-5.8I+4.6，则电源甲的电动势E=____V，内阻r=_______Ω。(保留两位有效数字)③在测量电源甲的电动势和内阻的实验中，产生系统误差的主要原因是（__________）A．电压表的分流作用B．电压表的分压作用C．电流表的分压作用D．电流表的分流作用E.定值电阻的分压作用（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图丙所示电路。①定值电阻应该选择____(填“D”或“E”)②实验中，首先将K1断开，K2闭合，电压表示数为1.49V，然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.18V，则电源乙电动势E=______V，内阻r=_______Ω。(小数点后保留两位小数)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）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：(1)氙原子核在A处的速度大小v2；(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3；(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．14．（16分）如图所示，平行金属板M、N竖直放置，两板足够长且板间有水平向左的匀强电场，P点离N板的距离为d，离M板的距离为d。一个质量为m、带正电荷量为q的小球从P点以初速度水平向右抛出，结果小球恰好不能打在N板上。已知重力加速度为g，小球的大小不计，求（1）两板间的电场强度的大（2）小球打到M板时动能的大小。15．（12分）如图所示，轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点（－L，y）以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发，先后经O点（0，0）、M点（L，0）到达N点（L，－L），N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了，不计粒子的重力，回答下面问题。(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，则粒子运动的时间为多少？(3)粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？

参考答案一、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、B【解析】

设每根横杆对足球的弹力方向与竖直方向夹角为α，由几何关系可知对足球竖直方向有解得FN=3N故选B。2、C【解析】

AB．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并释放大量能量，AB错误；CD．链式反应的条件有三个，一是足够浓度的铀，二是铀的体积需要大于等于临界体积，三是需要慢中子轰击，C正确，D错误。故选C。3、C【解析】

A．由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s，则波长mA错误；B．t=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，B错误；C．因为周期T=4s，所以当t=1s时经历了，此时质点a在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点b在波峰处，位移最大，加速度最大，C正确；D．由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，D错误。故选C。4、B【解析】

当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强P与热力学温度T成正比，在P-T图象中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板（小挡板的重力不计），缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在P-T中，图线是平行于T轴的直线．A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论相符，选项B正确；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；故选B．【点睛】该题考查了气体状态变化时所对应的P-T图的变化情况，解答该类型的题，要熟练地掌握P-T图线的特点，当体积不变时，图线是通过坐标原点的倾斜直线，压强不变时，是平行于T轴的直线，当温度不变时，是平行于P轴的直线．5、B【解析】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。6、B【解析】

题图中点左侧、点右侧的电场都沿轴负方向，则点处为正电荷，点处为负电荷。又因为两点电荷的电荷量相等，根据电场分布的对称性可知、两点的场强相同；结合沿着电场线电势逐渐降低，电场线由c指向d，则点电势更高，故B正确，ACD错误。故选B。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、BC【解析】

取水平面的一质量为m的小水滴为研究对象，由正交分解法结合牛顿第二定律可得：；解得a=3.5m/s2；对杯子和水的整体，由牛顿第二定律：解得μ=0.75，故选BC.8、ACD【解析】

A．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故A正确；B．由洛伦兹力提供向心力，可得运动的时间运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B错误；C．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图最小磁场区域面积为故C正确；D．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图最小磁场区域面积为故D正确；故选ACD。9、AC【解析】根据导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得E=BLv，所以△E=△BLv，由于磁场随位移均匀变化，所以感应电动势随位移均匀增大，电容器两端的电压均匀变化，电场强度也是均匀变化的，A正确；电容器的电容，解得：I=LCv，由于导体棒匀速运动，且磁感应强度随位移均匀变化，而x=v•△t，所以电流强度不变，B错误；

导体棒匀速运动，根据平衡条件可得F=BIL，而B均匀增大，所以安培力均匀增大，拉力F均匀增大，拉力做功功率等于克服安培力做功功率，即P=Fv可知，外力的功率均匀增大，C正确；导体棒运动至x=3m处时，磁感应强度为B=（0.4+0.2×3）T=1T，电流强度：I=LCv=LCv2=0.2×1×0.1×4A=0.08A，所以导体棒所受安培力为FA=BIL=1×0.08×1N=0.08N，故D错误．故选AC．10、ABC【解析】

A．由题知，月球的周期T2=27天=648h，轨道半径约为r2=3.8×105km，地球同步卫星的周期T1=24h，轨道半径约r1，根据开普勒第三定律有：代入数据解得：r1=4.2×104km，A正确；B．空间站与月球相对静止，角速度相同，根据得两者线速度之比为：B正确；C．根据万有引力提供向心力有：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、BC【解析】

(1)[1]用平均速度代替小铁球经过光电门时的瞬时速度，即(2)[2]若小铁球机械能守恒，则有可得(3)[3]比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点：一是消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响；二是电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0，故BC正确，AD错误。故选BC。12、DBF4.61.8AD1.491.05【解析】

（1）①[1][2]测电动势力约4.5V的电源电动势与内阻时，由于有定值电阻的存在，电路中的最大电流为AA如果用量程为3A的电流表，则读数误差太大，因此，电流表应选B；测电动势约4.5V的电源电动势与内阻时，电路最小电阻为Ω=7.5Ω考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，故定值电阻应选D；[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选F；②[4][5]由表达式U=-5.8I+4.6根据闭合电路欧姆定律有联立解得电源电动势为E=4.6V，内阻r=1.8Ω，③[6]由电路图可知，电压表的分流作用会造成实验误差，故A符合题意，BCDE不符合题意；故选A；（2）①[7]用图丙所示电路测电动势与内阻，定值电阻适当小一点，实验误差小，因些定值电阻应选D；②[8][9]由电路图可知，K1断开，K2闭合，电压表示数为电流电动势，电压表示数为1.49V，即电源乙电动势为E=1.49V；K1、K2均闭合，电压表示数为1.8V，电压表测路端电压，此时电路电流为A=0.295A电源内阻为1.05Ω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、（1）（2）（3）【解析】

（1）离子在磁场中做匀速圆周运动时：根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行氙原子核束，即则：（2）等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为，则即氙原子核经过区域