2023-2024年湖北省高三年级上册12月月考物理试卷（解析版）

湖北省高三12月联考

物理

一、选择题

1.第十四届光电子产业博览会于2023年7月在北京国家会议中心举行，其中光电继电器是

主要的展品之一，光电继电器可以用于自动控制，如：自动计数、自动报警、自动跟踪等，

其原理是光电效应。图为研究光电效应的电路，滑片P的初位置在。点的正上方，用频率

为丫的光照射阴极K，将滑片尸向。端移动，当电压表的示数为。时，微安表的示数恰好

为0。已知普朗克常量为〃，阴极K的截止频率为外，光电子所带的电荷量为-e,则阴极

K的逸出功为（）

A.hvB.C.UeD.//(v+v0)

【答案】

B

【解析】

阴极K的截止频率为小，则逸出功卬=配0,又根据。6=3加用=%—W,则

W=hv-Ue,故选B。

2.如图所示，原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目之一。运动员先由静止下蹲一段

位移，经过充分蓄力后，发力跳起摸到了一定的高度，落地后屈腿缓冲。运动员在下降过程

中，下列说法正确的是（）

B.始终处于失重状态

C.先失重后超重D.先超重后失重

【答案】

C

【解析】

由运动情况判断物体的加速度方向，知道当物体的加速度向上时处于超重状态，加速度向下

时为失重状态。运动员下蹲过程先加速后减速，故加速度先向下后向上，即先失重后超重。

故选Co

3.用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波.其中。、b.c、d是绳上的四个质

点，某时刻的波形如图所示，此时质点。在平衡位置，质点〃、。、dd偏离平衡位置的位

移大小相等，此后关于。、人、c、d四个质点的运动，下列说法正确的是（）

C.质点c先到达波峰D.质点d先到达波谷

【答案】

C

【解析】

由于横波向右传播，根据波形平移法可知，此时质点。向下振动，质点b向下振动，质点c

向上振动，质点d向上振动；则。、b、。、d四个质点中，质点c先到达波峰，质点。先

到达波谷。故选C。

4.某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直

于屏幕，可实现对像素单元可视角度夕的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为

点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（）

A.防窥屏的厚度越大，可视角度9越小

B.屏障的高度d越大，可视角度夕越小

C.透明介质的折射率越大，可视角度。越小

D.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射

【答案】

B

【解析】

视角度g与防窥屏的厚度无关，即防窥屏的厚度大，可视角度夕不变，选项A错误；屏障的

高度d越大，光线射到界面的入射角越小，则在空气中的折射角越小，则可视角度。越小，

选项B正确；透明介质的折射率越大，则在空气中的折射角越大，则可视角度夕越大，选项

C错误；防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气

中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，选项D错误。故选B。

5.如图所示，长木板放在水平地面上，木块放在长木板上，作用在长木板上的水平拉力厂使

木块和长木板一起向右做匀加速直线运动，运动过程中木块与长木板间的静摩擦力大小为

已知长木板的质量为木块质量的2倍，木块与长木板间的动摩擦因数等于木板与地面

间的动摩擦因数，下列判断正确的是（）

M

//////////////////////////////////////////////

,2F

D.y>——

3

【答案】

A

【解析】

设木块质量为机，则长木板质量2m,设木块与木板，木板与地面间的动摩擦因数为〃，

FF

则对整体厂一〃-37咫=3/叩，对物块y=7W,解得/'=3■—〃加g<§,故选A。

6.如图甲所示，可视为质点的小物块以8m/s的初速度从倾角为30°的固定斜面底端冲上斜

面，恰好能到达斜面顶端，上滑过程中物块的动能E&随物块到斜面底端的距离s的变化关

系如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A.物块从斜面的底端运动到顶端所用时间为2s

B.物块从斜面的顶端回到底端所用时间为3s

C.物块上滑过程中的加速度大小为lOm/s?

D.物块下滑过程中的加速度大小为2m/s2

【答案】

D

【解析】

64

上滑过程中根据动能定理玛=40+"，由图像可知合外力/=-1N=16N,因

1*

-WVQ=64J,可得m=2kg,可得上滑的加速度大小a=—=8m/s2,物块从斜面的底端

2m

运动到顶端所用时间为f=E=ls,选项AC错误；上滑过程中E=〃zgsin30+/=上。，

a

下滑过程根gsin30-7=根。，解得a=2m/s2,物块从斜面的顶端回到底端所用时间为

选项D正确，B错误。故选D。

7.一带电荷量为+4的滑块放在粗糙水平地面上，空间存在水平向右、电场强度大小为E的

匀强电场，给滑块一向右的初速度，滑块恰好做匀速直线运动。突然在空间施加沿纸面与水

平方向成60°角、斜向右下方、电场强度大小也为E的另一匀强电场（图中未画出），滑块

仍然做匀速直线运动，关于滑块在两个叠加电场中的运动，下列说法正确的是（）

E

,〃〃〃〃〃/

3

A.滑块对地面的压力大小为万国

B.滑块与地面间的动摩擦因数为立

2

C.滑块受到地面的滑动摩擦力大小为2%

D.滑块在两个叠加电场中运动时受到的电场力与受到的重力大小相等

【答案】

D

【解析】

只有水平电场时滑块匀速运动，则qE=〃7〃g,再加沿纸面与水平方向成60°角、斜向右下

方、电场强度大小也为E的另一匀强电场时滑块也做匀速运动，则

qE+qEcos60=f=/JFN,心=zng+qEsin60,解得“E=g,〃=#，

Fx^Eq，f=~Eq,选项ABC错误；滑块在两个叠加电场中运动时受到的电场力

22

=2qEcos30=mg,选项D正确。故选D

8.“天问一号”火星探测器被火星捕获后，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道,

为着陆火星做准备。尸点为椭圆的近火点，。点为远火点，关于探测器在停泊轨道上的运

动（忽略其他天体的影响），下列说法正确的是（）

A.探测器的机械能守恒

B.探测器经过P点时的速度最大

C.探测器经过。点时做“离心运动

D.探测器经过。点时的加速度最小

【答案】

A、B、D

【解析】

探测器在停泊轨道上的运动无其他外力做功机械能守恒，故A正确；由开普勒第二定律可知

探测器经过P点时的速度最大，故B正确；探测器经过。点时做“向心运动”，故C错误;

探测器经过。点时离火星最远所受引力最小，加速度最小，故D正确。故选ABD。

9.如图所示，间距为L的固定平行双轨道由足够长的水平光滑段和倾角为夕的粗糙段构成,

所在空间存在与导轨所在平面垂直、磁感应强度大小为8的匀强磁场，质量均为加、电阻

均为R的金属棒次?、cd垂直放在水平、倾斜导轨上且与导轨接触良好。起初cd棒恰好静

止，棒在水平向右的恒力歹作用下从静止开始向右加速，当棒达到最大速度时，cd

棒又恰好静止；导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g,下

列说法正确的是（）

A.cd棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为sin3

B.ab棒的最大加速度为4gsin6

,丘珀目一、士心品4mgRsin0

C.ab棒的取大速度为--------

B21}

8?7z2g27?sin20

D.恒力厂的最大功率为

52L2

【答案】

C、D

【解析】

起初cd棒恰好静止，根据平衡条件有/=mgsin。=cos。，解得〃=tan。，选项A

错误；当棒达到最大速度时，cd棒受到的安培力大小为2根gsin。，所以恒力

F=2mgsin0,开始运动时ab棒的加速度最大，则最大加速度为2gsin8,选项B错误;

m

根据平衡条件有2mgsin0=,解得vm=42，选项C正确；恒力下的最

大功率尸=Fvm=即"g0,选项》正确。故选CD。

B21}

10.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为左：1,。、〃接入电压有效值恒定的交

变电源，其中凡为滑动变阻器，与、R3为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑

动变阻器凡的滑片向下移动后，电流表及两个电压表示数变化量的绝对值分别用|AZ|、

|AU|和IAU3I表示，下列判断正确的是（）

21/

|AZ|k2

【答案】

B、D

【解析】

根据题意，由图可知，电压表V3测&两端电压，流过&的电流等于电流表的读数，则有

IAC/,I

5=3滑片向下移动后。；=/2尺3,则两式相减有丁而:=招，故A错误，B正确；

设交变电源电压的有效值为。，则有u=a+/4，又有力=左，-r=~,可得

U2,2R

U=kU2+-I,Rl,滑片向下移动后。=左。2'+工/2’为，两式相减有

KK

4=k（U；-QRI，可得球％"I"|=3故C错误，D正确。故选

k1^112—12

BDo

二、非选择题

11.某实验小组用如图甲所示的实验装置测量木块运动的加速度，一端垫起的木板上有一木

块，木块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，电磁打点计时器接频率为50Hz的交流电源，

接通电源后，由静止释放木块，木块带动纸带打出如图乙所示的一条纸带，A、8、C、。、

E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。

电磁打点计时器

甲乙

(1)图甲中电磁打点计时器所接电源的电压为(填“8V”或“220V”)。

(2)根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打C点时木块的速度大小%=m/s,

木块加速度大小。=m/s2。(结果均保留两位有效数字)

【答案】

①.8V；②.1.0；③.3.0

【解析】

(1)电磁打点计时器应接在8V的交流电源上；

(2)根据图乙中的数据可知，电磁打点计时器打C点时木块的速度大小

8.51+11.50._.,.„.

v=---------------xlO2m/s=1.0m/s

0r2x(5x0.02)o

Nx(14.51+11.50)-(8.51+5.49)…，2°八「

[3]木块加速度大小a=QT)2,=-------------------诵------------x10-m/s=3.0m/s-o

12.电流表G的表盘既无刻度值又不知其内阻，某同学用以下实验器材测量该电流表的参

数：

A.待测电流表G；

B.电阻箱H(0~999.9Q)；

C.定值电阻N=50Q；

D.滑动变阻器&(0~10Q);

E.3V的直流电源，内阻不计;

F.双量程电压表V；

G.开关、导线若干。

(1)按如图甲所示的电路图连接好电路，将电阻箱R的阻值调为400.0。，闭合开关，调

节滑动变阻器&的滑片，使电流表G满偏，此时电压表V的指针恰好半偏，如图乙所示,

电压表V的示数。=V。

(2)保持电压表V的示数不变，反复调整电阻箱R的阻值和滑动变阻器与滑片的位置，

2

使电流表硅的指针指到一4,此时电阻箱R的阻值为650.0Q。

3g

(3)由上可知电流表G的内阻4=______Q,满偏电流4=mAo

(4)将电流表G改装成量程为3V的电压表，需将电阻箱尺的阻值调为Q,然后

与电流表G(填“串”或“并”)联。

【答案】

①.1.50；100；⑨3；900.0；⑤.串

【解析】

(1)如图乙所示，电压表V的示数1.50V；

2

(3)②⑶由欧姆定律得U=4(4+R),U=-Ig(Rs+R,),代入数据得

2

L5V=/g(4+400C),1.5V=；/g(4+650Q),解得&=100C,4=3mA。

(4)[4][5]要将电流表G改装成量程为3V的电压表，需串联一个电阻，阻值为

3V-3x10-3x10。

U-IgRg

R=Q=900Q,即需将电阻箱R的阻值调为900.00。

43x10-3

13.如图甲所示的“系留气球”用缆绳固定于地面，可简化为如图乙所示的模型，主、副气

囊通过活塞分隔，副气囊与大气连通，气囊内封闭有一定质量的氢气，起初封闭氨气的压强

与外界大气压强相同，活塞恰好与右挡板接触。当活塞在外力作用下缓慢移动到与左挡板接

触并锁定时，缆绳对地面的拉力恰好为0。已知“系留气球”及缆绳的总质量为机，副气

囊的容积为主气囊容积的g,大气压强恒为重力加速度大小为g,封闭氨气可视为理

想气体且温度不变，忽略除气囊以外排开空气的体积。求：

(1)起初缆绳对地面的拉力大小F；

(2)缆绳对地面的拉力为0时封闭氨气的压强P。

16

(1)-mg-,(2)-pQ

【解析】

(1)初始时设副气囊的体积为匕，空气的密度为夕，则氢气的体积为主气囊加上副气囊的

体积，即6%,此时对气球有mg+R=/初，/初=pg-6%,当拉力为零时，此时氯气

的体积为主气囊的体积，即5乂，对气球有机g=P浮，Fn=pg-5V0,解得尸=g^g。

(2)结合之前的分析，由玻意耳定律有功-6匕=/5%,解得p=gp。。

14.如图所示，倾角为9、足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上，物块8恰好静止在距斜

9

面顶端d=—m处，将另一物块A从斜面顶端由静止释放，之后物块A与物块8发生弹性

4

碰撞(碰撞时间极短)。已知物块4、8的质量分别为心=5kg、=lkg,物块A与斜

面间的动摩擦因数〃=0.5,两物块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力

加速度大小g=10m/s?,sin8=0.6。求：

(1)第一次碰撞后物块B的速度大小vB；

(2)两物块从第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间才。

【答案】

(1)5m/s；(2)3s

【解析】

(1)设物块A沿斜面下滑时的加速度大小为。，与物块8第一次碰撞前的速度大小为丫，

2

第一次碰撞后物块A的速度大小为以，WmAgsin6-/LimAgcosd=mAa,v=2ad,由

222

动量守恒和能量关系可知mAv=mAvA+mBvB,^mAv=1-mAvA+^mBvB,解得

vB=5m/so

(2)因为物块8恰好静止在斜面上，第一次碰撞后物块3做匀速直线运动，物块A做初速

度为2m/s、加速度为2m/s2的匀加速直线运动，结合运动学公式有+=以/,解

得，=3s。

15.如图所示，在平面直角坐标系第一象限、边长为2国的正方形区域内存在垂直坐

标平面向外的匀强磁场，在第二象限、边长为4L的正方形区域内存在沿V轴正方向的匀强

电场,正方形A3CD的A点位于x轴上，A点坐标为(5L,0),边与x轴的负方向成30°

角。一带负电的粒子从A点以速度%沿纸面射入磁场，速度方向与4。成30°角，粒子恰

好从。点离开磁场，穿过V轴进入匀强电场，从尸点(图中未画出)离开电场时的速度方

向与射入磁场时的速度方向垂直，不计粒子受到的重力，求：

(1)尸点的坐标(3,小)；

(2)粒子从A点运动到P点的时间%；

(3)匀强磁场的磁感应强度与匀强电场的电场强度的比值二。

E

【答案】

、也L(2^71+18)12

(1)(-41,^—)；(2)--------—；(3)—

33%%

【解析】

(1)粒子从垂直匀强电场的方向进入电场，之后做类平抛运动，假