2027届湖北省武汉市物理高三第一学期期中考试试题含解析

2027届湖北省武汉市物理高三第一学期期中考试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示,将一个半圆形轨道固定在竖直面内,一滑块从左侧轨道的最高点沿轨道的切线进入轨道,之后沿轨道滑到最低点的过程中其速率不变,则（）A．滑块下滑过程中机械能守恒B．滑块下滑过程中所受合外力大小不变C．滑块下滑过程中重力的功率不变D．滑块沿右侧轨道上升过程中速率也不变2、如图所示，质量分别为、的两个物块间用一轻弹簧连接，放在倾角为的粗糙斜劈上，物块与斜劈间的动摩擦因数均为，用平行于斜面、大小为的拉力作用在上，使、一起向上作匀加速度运动，斜劈始终静止在水平地面上，则（）．A．弹簧的弹力为B．弹簧的弹力为C．地面对斜劈的摩擦力水平向右D．地面对斜劈无摩擦作用3、下列关于运动和力的叙述中，正确的是（）A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同4、如图所示装置中，质量为M的木块B与水平桌面间的接触面是光滑的，质量为m的子弹A沿水平方向以v0射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（）A．弹簧、木块和子弹组成的系统动量守恒，机械能不守恒B．弹簧、木块和子弹组成的系统动量守恒，机械能守恒C．弹簧的最大弹性势能为D．弹簧的最大弹性势能为5、一船在静水中的速度是10m/s，要渡过宽为240m、水流速度为8m/s的河流，sin53°＝0.8，cos53°＝0.1．则下列说法中正确的是（）A．此船过河的最短时间是30sB．船垂直到达正对岸的实际航行速度是1m/sC．船头的指向与上游河岸的夹角为53°船可以垂直到达正对岸D．此船不可能垂直到达正对岸6、质疑“越重的物体下落得越快”这一观点，并解释落体运动规律的科学家是A．亚里士多德 B．伽利略C．牛顿 D．爱因斯坦二、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、​如图所示,一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处,B为轨道最高点,C、D为圆的水平直径两端点．轻质弹簧的一端固定在圆心O点,已知弹簧的劲度系数为k=mg/R，原长为L=2R，弹性限度内，若给小球一水平初速度v0,已知重力加速度为g,则（

）A．无论v0多大，小球均不会离开圆轨道B．若在则小球会在B.D间脱离圆轨道C．只要，小球就能做完整的圆周运动.D．只要小球能做完整圆周运动,则小球与轨道间最大压力与最小压力之差恒为6mg8、如图所示，小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角，轻杆下端连接一小铁球；横杆右端用一根细线悬挂一相同的小铁球，当小车做匀变速直线运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ<α，则下列说法中正确的是()A．轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上B．轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上C．小车可能以加速度gtanα向右做匀加速运动D．小车可能以加速度gtanθ向左做匀减速运动9、如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（）A．若b光为绿光，c光可能是紫光B．若a光为绿光，c光可能是紫光C．若b光光子能量为2.81eV，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D．若b光光子能量为2.81eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光10、如图，虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷量相同的粒子P、Q从磁场边界的M点先后射入磁场，在纸面内运动．射入磁场时，P的速度垂直于磁场边界，Q的速度与磁场边界的夹角为45°。已知两粒子均从N点射出磁场，且在磁场中运动的时间相同，则（）A．P和Q的质量之比为1：2 B．P和Q的质量之比为C．P和Q速度大小之比为 D．P和Q速度大小之比为2：1三、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）某实验小组所用的实验装置如图所示，通过改变砂桶内砂的质量研究加速度与力的关系．图中带滑轮的长木板水平放置于桌面上，一端拴有砂桶的细绳通过小车的滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．（1）关于本实验，下列说法正确的是________．A．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录传感器的示数B．小车受到的合外力等于传感器示数的1倍C．不需要用天平测出砂和砂桶的质量D．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量（1）某同学打出了如图所示的一条纸带，每两点间还有4个点没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz，小车做匀变速直线运动的加速度a＝________m/s1．(结果保留二位有效数字)（3）根据实验数据，作出的小车加速度a与传感器示数F的关系图像如图所示，则小车和滑轮的总质量为________kg．12．（12分）如图所示为重物系一纸带通过打点计时器做自由落体运动时得到的实际点迹,测得A、B、C、D、E五个连续点与第一个点O之间的距离分别是19.50、23.59、28.07、32.94、38.20(单位:cm)。已知当地的重力加速度的值为g=9.8m/s2,交流电的频率f=50Hz,重物的质量为1kg。(计算结果保留3位有效数值)（1）由此可知打点计时器在打D点时,纸带的速度为________m/s。（2）以D点为例,从O点到D点重物的重力势能减少了________J,动能增加了________J。在误差允许范围内验证了机械能守恒定律。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）如图，导热性能良好的水平放置的圆筒形气缸与一装有水银的U形管相连，U形管左侧上端封闭一段长度为15cm的空气柱，U形管右侧用活塞封闭一定质量的理想气体．开始时U形管两臂中水银面齐平，活塞处于静止状态，此时U形管右侧用活塞封闭的气体体积为490mL，若用力F缓慢向左推动活塞，使活塞从A位置移动到B位置，此时U形管两臂中的液面高度差为10cm，已知外界大气压强为75cmHg，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，求活塞移动到B位置时U形管右侧用活塞封闭的气体体积．14．（16分）如图所示，在竖直平面内的xoy直角坐标系中，MN与水平x轴平行，在MN与x轴之间有竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面水平向里的匀强磁场，电场强度E=1N/C，磁感应强度B=1T，从y轴上的P点沿x轴方向以初速度v0=1m/s水平抛出一带正电的小球，小球的质量为m=1×10-6kg，电荷量q=1×10-5C，g取10m/s1．已知P点到O点的距离为d0=0.15m，.MN到x轴距离为d=0.10m.(π=3.14，=1.414，=1.731，结果保留两位有效数字)（1）求小球从P点运动到x轴时速度方向与x轴正方向的夹角θ；（1）求小球从P点运动至MN边界所用的时间；（3）当小球从P点运动到x轴时撤去电场，求小球到达MN边界时的速度．15．（12分）如图所示，轻弹簧的一端与竖直墙固定，另一端与质量m=0.1kg的物块B相连，B静止在水平地面上，弹簧处在原长状态．另一质量与B相同的物块A，从距离B物块L1=1m的P点以v0=6m/s的初速度向B滑行，并与B发生相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动但互不粘连．已知最后A恰好返回出发点P并停止，物块A和B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，g=10m/s1，求：（1）物块A刚与物块B接触时的速度v1；（1）弹簧的最大弹性势能EPm和运动过程中弹簧的最大形变量L1．

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】

滑块下滑的过程中做匀速圆周运动，则动能不变，重力势能减小，机械能减小，选项A错误；滑块下滑的过程中做匀速圆周运动，合外力提供向心力，可知合力的大小不变，方向时刻改变，故B正确．重力不变，匀速运动的速度大小不变，速度在竖直方向上的分速度逐渐减小，则重力的功率减小，故C错误．在右侧轨道,滑块所受合力沿切线方向的分力与瞬时速度相反,故滑块做减速运动，选项D错误；故选B.2、A【解析】AB．对整体分析，根据牛顿第二定律得，，隔离对分析，根据牛顿第二定律得，，计算得出，所以A正确；B错误；CD．以斜面为研究对象，分析受力情况：重力、、的压力和滑动摩擦力、地面的支持力，则由平衡条件可以知道，地面对斜面的摩擦力必定水平向左，斜面才能保持平衡，故C、D错误；故选：A．3、C【解析】

A．物体做曲线运动的条件是加速度与速度方向不在同一条直线上，加速度大小和方向不一定变化，比如平抛运动，加速度恒定不变，选项A错误；B．匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心，变速圆周运动的物体所受的合力不一定指向圆心，选项B错误；C．当物体所受合力与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，当合力与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，所受合力方向不一定与运动方向相反，也可以相同，选项C正确；D．物体运动的速度在增加，所受合力方向与运动方向不一定相同，可能所受合力方向与运动方向成锐角，选项D错误。故选C。4、C【解析】试题分析：系统内力远远大于外力，系统动量守恒，只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒，根据系统受力情况与做功情况判断系统动量与机械能是否守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律分析答题．子弹在击中木块过程要克服阻力做功，机械能有损失，系统机械能不守恒，子弹与木块压缩弹簧过程，子弹、木块、弹簧组成的系统受到墙壁的作用力，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，由此可知，弹簧、子弹和木块组成的系统在整个过程中动量不守恒、机械能不守恒，AB错误；设子弹射入木块后，两者的速度为v，子弹击中木块过程子弹与木块的内力远远大于外力，所以子弹与木块组成的系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，木块压缩弹簧过程，动能转化为弹性势能，当弹性势能最大时，系统的动能全部转化为弹性势能，故由能量守恒定律得，联立解得，C正确D错误．5、B【解析】

A、合运动和分运动之间具有等时性，所以当船速垂直河岸时用时最少：；故A错误.C、D、因为，则船头指向斜上游方向，可以使河岸方向的速度为零，合速度垂直河岸从而垂直过河，设船头的指向与上游河岸的夹角为θ，有；可得，即；故C，D均错误.B、垂直过河时，；故B正确.故选B.处理小船过河时，按照合运动与分运动的关系：等时，等效的特点进行分析即可，注意：(1)当船速垂直河岸时，用时最少；(2)当船速大于水速时，合速度垂直河岸，位移最小为河宽．6、B【解析】

伽利略是最早对对亚里士多德“物体越重下落得越快”的观点提出质疑，并对落体运动进行系统研究并得出正确结论的科学家．A.亚里士多德，与分析不符，故A项错误；B.伽利略，与分析相符，故B项正确；C.牛顿，与分析不符，故C项错误；D.爱因斯坦，与分析不符，故D项错误．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、ACD【解析】

AB．弹簧的劲度系数为，原长为L=2R，所以小球始终会受到弹簧的弹力作用，大小为F=k（L-R）=kR=mg，方向始终背离圆心，无论小球在CD以上的哪个位置速度为零，重力在沿半径方向上的分量都小于等于弹簧的弹力（在CD以下，轨道对小球一定有指向圆心的支持力），所以无论v0多大，小球均不会离开圆轨道。故A符合题意，B不符合题意。C．小球在运动过程中只有重力做功，弹簧的弹力和轨道的支持力不做功，机械能守恒，当运动到最高点速度为零，在最低点的速度最小，有，解得：所以只要，小球就能做完整的圆周运动，故C符合题意。D．在最低点时，设小球受到的支持力为N，根据牛顿第二定律有：，解得：运动到最高点时受到轨道的支持力最小，设为N′，设此时的速度为v，由机械能守恒有：，此时合外力提供向心力，有：，可得：。联立可得压力差为：△N=6mg，与初速度无关。故D符合题意。8、BC【解析】A.对细线吊的小球根据牛顿第二定律，得：mgtanα=ma，得到a=gtanα对轻杆固定的小球研究．设轻杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为β，由牛顿第二定律，得：m′gtanβ=m′a′因为a=a′，得到β=α>θ则轻杆对小球的弹力方向与细线平行，故A错误，B正确；C.小车的加速度a=gtanα，方向向右，而运动方向可能向右加速，也可能向左减速．故C正确，D错误．故选：BC.点睛：先对细线吊的小球分析进行受力，根据牛顿第二定律求出加速度．再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究，得出轻杆对球的作用力方向．加速度方向确定，但速度可能有两种，运动方向有两种．9、BC【解析】

考查光电效应方程，能级跃迁，光电效应实验规律。【详解】AB．由光电效应方程：Ek＝hν－W0及eU＝Ek联立解得：eU＝hν－W0即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知b光和c光的频率一样且均大于a光的频率，故A错误，B正确；C．用光子能量为2.81eV的b光照射由金属铷构成的阴极，产生的光电子的最大初动能为：Ek＝hν－W0＝2.81eV－2.13eV＝0.68eV大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，这些氢原子吸收能量：ΔE＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV从而跃迁到n＝4能级，当大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C＝6种频率的光，C正确；D．氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用b光光子直接照射氢原子，2.81eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此b光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。故选BC。10、AC【解析】

设MN=2R，则对粒子P的半径为R，有：；对粒子Q的半径为R，有：；又两粒子的运动时间相同，则，，即，解得，，故AC正确，BD错误．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、C0.391【解析】

(1)[1]A.实验时应先接通电源，再释放小车，故A错误。B.因为带滑轮的长木板水平放置于桌面上，没有平衡摩擦力，所以小车受到的合外力小于传感器示数的1倍，因为还存在摩擦力，故B错误。C.绳子的拉力可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故C正确．D.实验中拉力通过拉力传感器测出，不需要使用砂和砂桶的重力代替，也就不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误．(1)[1]根据可知(3)[3]根据牛顿第二定律可得，设摩擦力为f则：由图示图象可知，图象斜率：所以小车质量：12、2.533.243.20【解析】（1）打点计时器在打D点时,纸带的速度为（2）以D点为例,从O点到D点重物的重力势能减少了；动能增加了.四、计算题：本题共2小