岳阳市2023届高三物理信息试卷（三）
一、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.核潜艇以核反应堆作动力源，其中一种核反应方程是，生成物X、的比结合能分别为8.7MeV、8.4MeV，下列说法正确的是
A. 该反应是核聚变反应 B. X比更稳定
C. X的质子数与中子数相等 D. X的结合能比的结合能大
2.如图所示，在正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为+q、-q、-q的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法正确的是
A. D点的电场强度为零
B. O点与D点的电势相等
C. 沿OD连线，从O点到D点电势先降低再升高
D. 将一正点电荷沿OD连线，从O点移到D点的过程中，电势能一直减小
3.工人用如图所示的装置匀速吊起石球，装置底部为圆形绳套，、、、是圆上四等分点，侧面、、、是四条完全相同、不可伸长的轻绳。点在石球球心正上方0.5m处，石球半径为0.3m，石球表面光滑、重力大小为。下列说法正确的是
A．绳的张力大小为
B．若侧面绳长不变，减小绳套的半径，绳的张力减小
C．若绳套不变，将侧面四根绳子各增加相同的长度，绳的张力增大
D．若加速向上提升石球，绳的张力大于
4.某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为T，由于地球遮挡，宇航员发现有T时间会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，引力常量为G，地球自转周期为T0，太阳光可看作平行光，则下列说法正确的是
宇宙飞船离地球表面的高度为2R
B．一天内飞船经历“日全食”的次数为
C．宇航员观察地球的最大张角为120°
D．地球的平均密度为
5.一位同学用底面半径为r的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器，用来测定瓶内溶液深度的变化，如图所示，瓶的外壁涂有一层导电涂层和瓶内导电溶液构成电容器的两极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间层的塑料为绝缘电介质，其厚度为d，介电常数为εr。若发现在某一小段时间t内有大小为I的电流从下向上流过电流计，设电源电压恒定为U，则下列说法中正确的是
A. 瓶内液面降低了
B. 瓶内液面升高了
C. 瓶内液面升高了
D. 瓶内液面降低了
6.如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法错误的是
A. 小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为
B. 小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为
C. 小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为
D. 小物块下滑至点时，小物块的速度大小为
二、选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.波源O在t=0时刻开始振动，产生一列简谐横波。以波源O为坐标原点，波的传播方向沿x轴正方向，某时刻的部分波形图如图甲所示，P点是平衡位置为x=2m处的质点，图乙为x轴上某质点Q的振动图像，下列说法正确的是
波源的起振方向沿y轴负方向
B. 质点Q的平衡位置与O点相距1m
在0~4s内，质点P经过的路程为8cm
t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波峰
8.如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为3m，A位置离水面的高度为2m。训练员将小球向左水平抛出，不计空气阻力，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。已知水的折射率，；则
A.tanθ的值为
B.tanθ的值为
C.B位置到水面的距离为
D.B位置到水面的距离为
9.a、b两种单色光均是由氢原子跃迁产生的，其中a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，b是氢原子从能级3向能级2跃迁发出的光，则下列说法正确的是
A．在水中a光的速度更大
B．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距更大
C．若光线a、b照射同一光电管产生光电效应，光线a的遏止电压高
D．以同一入射角从某种介质射入真空，若a光发生了全反射，则b光也一定发生了全反射
10.为发展新能源，某科研小组制作了一个小型波浪发电机，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有线圈，其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图乙所示，线圈电阻，匝数为100匝，线圈处磁感应强度，线圈的直径，把线圈与阻值的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是
A. 小灯泡的额定电压为3V
B. 发电机的输出功率为1.28W
C. 浮筒在竖直方向上下振动的频率为2.5Hz
D. 浮筒在竖直方向上下运动的最大速度为
如图，长度为a的竖直薄挡板MN处在垂直纸面向里的匀强磁场中（磁场空间足够大、图中未画出），磁感应强度为B。挡板左侧O点有一粒子源在纸面内向各方向均匀发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子，所有粒子的初速度大小相同。已知图中初速度与ON夹角为60°发射的粒子恰好经过N点，。不计粒子重力，不考虑粒子的反弹和粒子间的相互作用。则
A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为a
B. 挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为a
C. 粒子能击中挡板右侧的粒子数占粒子总数的
D. 挡板的右侧被粒子击中的竖直长度为a
三、非选择题：本题共5小题，共51分。
12.小晗同学利用图1所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，手机每秒拍摄7张照片并能自动将拍摄到图片进行叠加处理在一张照片中，图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为10cm。
（1）下列说法正确的是___________。
A．实验所用斜槽应尽量光滑 B．斜槽末端必须保持水平 C．必须无初速度释放小球
（2）图3是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置___________（选填“较低”或“较高”）。
（3）某次拍摄后得到的照片如图2所示，小球做平抛运动的初速度大小___________。
（4）该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为___________（用斜率k和初速度表示）。
13.在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段电阻约为几欧姆金属丝的电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，若电流表内阻约为几十欧姆，量程为0-0.6A或0-3A，电压表内阻约为几千欧姆，量程为0-3V或，用笔画代替导线完成电路连线___________。
（2）合上开关之前，图1中滑动变阻器滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端。
（3）连好电路之后，合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值，乙同学通过U-I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）
（4）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出I-图像如图3所示。则I-图像斜率k=___________mAm。若要把该表头G改装成量程为6mA的电流表，需要把长为___________m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
14.如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1000N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距。已知外界大气压强，圆筒内气体温度为。
（1）若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到，求此时圆筒内封闭气体的压强；
（2）若保持圆筒内气体温度不变，然后对A施加一水平推力F＝500N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中封闭气体的压强及活塞A移动的距离。（假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内）
15.磁悬浮列车是一种高速低能耗的新型交通工具。它的驱动系统可简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个单匝闭合矩形纯电阻金属框，电阻为R金属框置于xOy平面内，长边MN长为l平行于y轴，宽度为d的短边NP平行于x轴（x轴水平），如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，取z轴正方向为磁场正方向，最大值为，如图2所示，金属框的同一条长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PO边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶。则：
（1）若，某时刻列车速度为0，且MN所在位置磁感应强度恰好为最大值。求此时回路中的感应电流大小；
（2）列车速度为时，要使列车所获得的驱动力最大，求d与应满足的关系；及此时列车受到驱动力的大小。
16.如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点和右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接，A、B两点间的距离。左边水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量为的物块甲相连（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧），物块甲与传送带之间的动摩擦因数。右边水平台面上有一个倾角为，高为的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的右侧固定一上表面光滑的水平桌面，桌面与水平台面的高度差为。桌面左端依次叠放着质量为的木板（厚度不计）和质量为的物块乙，物块乙与木板之间的动摩擦因数为，桌面上固定一弹性竖直挡板，挡板与木板右端相距，木板与挡板碰撞会原速率返回。现将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放，物块甲离开斜面后恰好在它运动的最高点与物块乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块乙始终未滑离木板。物块甲、乙均可视为质点，已知，。求：
（1）物块甲运动到最高点时的速度大小；
（2）弹簧最初储存的弹性势能；
（3）木板运动的总路程；
（4）若木板的质量为，木板与挡板仅能发生两次碰撞，求挡板与木板距离的范围为多少。岳阳市2023届高三物理信息试卷（三）
参考答案
1.B
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知该核反应方程为
该反应属于核裂变，A错误；
B．因为生成物X比的比结合能大，所以X比更稳定，B正确；
C．X的质子数为54，其中子数为132-54＝78，所以中子数和质子数不相等，C错误；
D．X的核子数比少，两者的比结合能接近，因此X的结合能比的结合能小，D错误。
故选B。
2.C
【详解】A．设正六边形边长为，A点的点电荷在D点的电场强度为
C、E点的点电荷分别在D点产生的电场强度大小为
D点的电场强度为
D点场强大小不为零，A错误；
B．由等量同种电荷的电势分布特点，C、E点的点电荷在O点与D点产生的电势相等，又由于O点更靠近A点的点电荷，故O点的电势比D点产生的电势更大，B错误；
CD．在O点，3个点电荷产生的电场方向水平向右，故正电荷在O点的电场力水平向右，同理3个点电荷在D点产生的电场水平向左，故正电荷在D点的电场力水平向左，正电荷沿OD连线，从O点到D点过程，电场力先做正功后做负功，电势能先降低再升高，电势先降低再升高，C正确，D错误；
故选C。
3.D
【详解】A．对石球受力分析，绳与石球相切于点，设绳与竖直方向夹角为 ，如下图
所以
对结点O受力分析，由平衡条件得
解得，绳的张力大小为
A错误；
B．由题意可知
若侧面绳长不变，减小绳套的半径，则变大，变小，则绳的张力增大，B错误；
C．若绳套不变，将侧面四根绳子各增加相同的长度，变小，变大，由
可得，绳的张力减小，C错误；
D．当石球平衡时，绳子拉力为
所以，若加速向上提升石球，加速度向上，由牛顿第二定律
可得，绳的张力
D正确。
4. D
【解析】A．由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过α角，所需的时间为
t=·T
由于宇航员发现有T时间会经历“日全食”过程，则
=
所以
α=π
设宇宙飞船离地球表面的高度h，由几何关系可得
=sin=sin=
可得
h=R
故A错误；
B．地球自转一圈时间为T0，飞船绕地球一圈时间为T，飞船绕一圈会有一次日全食，所以每过时间T就有一次日全食，得一天内飞船经历“日全食”的次数为，故B错误；
C．设宇航员观察地球的最大张角为θ，则由几何关系可得
sin=
可得
θ=60°
故C错误；
D．万有引力提供向心力，所以
解得
其中
r=R＋h=2R
又
联立可得
故D正确。
5.A
【详解】由题可知，导电溶液与导电涂层相当于平行板电容器的两极板，且两板间距离不变，液面高度变化时，正对面积发生变化，则由可知，当液面升高时，正对面积S增大，则电容增大；当液面降低时，正对面积S减小，则电容减小。由于电流从下向上流过电流计，可知该段时间内电容器上的电荷量减小，由于电容器两极电势差不变，则电容器的电容减小，则瓶内液面降低。t时间内通过电流计的电量为It，依题有
液面的高度变化时的正对面积、电容分别变化为
联立得
故A正确，BCD错误。
故选A。
6.A
【详解】A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，加速度向下，小球处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力，A错误；
B．当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律
解得，此时小物块加速度的大小为
B正确；
C．将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示
沿绳子方向的分速度等于小球的速度，即
所以小物块在处的速度与小球的速度之比为
C正确；
D．设小物块下滑距离为时的速度大小为，此时小球的速度大小为，对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有
其中
解得，此时小物块的速度大小为
D正确。
7.【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图乙知，Q点在t=0.1s时开始向上振动，故A不正确；
B．由甲图可知波长，由乙图可知周期，则波速为
由乙图可知Q点比波源滞后1s开始振动，1s波传播的距离为
则质点Q的平衡位置与O点相距1m，故B正确；
C．质点P的平衡位置与O点相距2m，波传播到质点P位置时间为2s，P振动的时间为2s，在0~4s内，质点P经过的路程为
故C错误；
D．波从波源位置传播到x=5m位置时间为5s，则x=5m处的质点振动时间为1s，所以t=6s时，x=5m处的质点第一次到达波峰，故D正确。
故选AB。
8.【答案】AD
【详解】（1）由平抛运动的规律可知
解得
（2）由可知
从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为
则由折射定律可知
解得
由几何关系可知
解得
9.【答案】 BC
【解析】根据氢原子的能级图可知从能级4向能级2直接跃迁发出的a光能量比从能级3向能级2跃迁发出的b光能量高。根据可知能量越高的光，频率越高，即。
A．光在介质中的传播速度
频率高的光，折射率更大，则传播速度小，即在水中a光的速度更小，故A错误；
B．双缝干涉实验中，根据
波长越长，条纹间距越大，根据可知，，则b光的条纹间距更大，故B正确；
C．根据光电效应方程可知
，
解得遏止电压
根据可判断光线a的遏止电压高，故C正确；
D．根据全反射临界角
光折射率大，则光的临界角更小，更容易发生全反射。所以若a光发生了全反射，b光不一定发生全反射，故D错误。
故选BC。
10.【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由乙图可知，感应电动势有效值为
根据闭合电路的欧姆定律，线圈中的电流
由此时小灯泡正好正常发光，小灯泡的额定电压
故A错误；
B．发电机输出功率为
故B正确；
C．由图可知交变电流的频率
浮筒在竖直方向上下振动的频率与交变电流的频率相同，故C正确；
D．由，解得浮筒在竖直方向上下运动的最大速度为
故D正确。
11.【答案】CD
【解析】
【详解】A．粒子轨迹如图1所示
由几何关系可知
可得
故A错误；
B．当轨迹刚好与MN相切时，粒子能打到板上最大长度，如图轨迹2，设速度方向与ON夹角为，由几何关系可得
可得
则挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为
故B错误；
C．要使粒子打在右侧，有两个临界条件，如图中的轨迹1、3，由几何关系可知1、3的初速度夹角为
则粒子能击中挡板右侧的粒子数占粒子总数的
故C正确；
D．如上图粒子1打在MN上的点与O1N组成顶角为60°的等腰三角形，所以由几何关系可知板的右侧被粒子击中的竖直长度为
故D正确。
故选CD。
12.【答案】 ①. B ②. 较高 ③. 2.8 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验所用斜槽不需要尽量光滑，A错误；
B．斜槽末端必须保持水平，使物体做平抛运动，B正确；
C．本实验使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，故无须静止释放小球，C错误。
故选B。
（2）[2]由图像可知两小球做平抛运动下落相同高度时，图线①水平位移更大，故图线①所对应的小球初速度较大，在斜槽上释放的位置较高；
（3）[3]由频闪照片可得，小球在竖直方向相邻位移之差
根据匀变速直线运动特点可得
由水平分运动，可得
（4）[4]根据平抛运动规律可得
，
联立可得
可知图像的斜率为
当地的重力加速度表达式为
13.【答案】 ①. 见解析 ②. 左 ③. 乙 ④. 2.3 ⑤. 0.4
【解析】
【详解】（1）[1]由题中条件可知
则电流表应采用外接法，电路中最大电流为
故电流表应选量程0-0.6A，实物图连线如图所示
（2）[2]合上开关之前，为保护电路，测量电路中的电流应最小，故图1中滑动变阻器滑片应置于最左端；
（3）[3]利用图像处理数据，误差更小，两种求电阻方法更合理的是乙；
（4）[4]根据图像可知，斜率为
由图像可知6mA电流对应的横轴坐标为
解得
14.【答案】（1）1.67×105Pa；（2），0.7m
【解析】
【详解】（1）设此时气体压强为p，由查理定律可得
初态压强为p0，温度为
T0=（273+t0）K=300K
末态压强为p，温度为
T=（273+t）K=500K
代入数据可得
p=1.67×105Pa
（2）设再次平衡时封闭气体压强为p′，活塞A、B向左移动的距离分别为x、x′，由于气体温度始终不变，由玻意耳定律可得
由平衡条件可知，对活塞A有
对活塞B有
联立解得
x=0.7m
15.【答案】（1）；（2）或，
【解析】
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得
E=B0lv
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（2）为使列车得最大驱动力，MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此，d应为的奇数倍，即
或
由于法拉第电磁感应定律
E=Blv
当列车速度v＜v0时
E=2B0l(v0-v)
根据闭合电路欧姆定律有
根据安培力公式，MN边所受的安培力
FMN=B0Il
PQ边所受的安培力
FPQ=B0Il
根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小
F=FMN＋FPQ=2B0Il
联立解得
16.（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）由题意可知，物块甲从斜面顶端到最高点做逆向平抛运动，水平方向为匀速运动，设物块甲刚离开斜面时速度为，则有
联立解得
可知物块甲运动到最高点时的速度大小为
（2）设物块甲在B点时速度为，对物块甲从B点到斜面顶端由动能定理有
解得
因为，所以物块甲在传送带上一直做减速运动。对物块甲从静止开始到B点，设弹簧弹力做功，由动能定理有
解得
根据功能关系可知弹簧最初储存的弹性势能
（3）物块甲与物块乙在碰撞过程中，由动量守恒定律得
v0= v甲x
由机械能守恒定律得
解得
，
以物块乙和木板为系统，由动量守恒定律得
若木板向右加速至共速后再与挡板碰撞，由动能定理得
解得
可知木板与物块乙共速后再与挡板相碰。
由动量守恒定律得
木板向左减速过程中，由动能定理得
解得
同理可得
以此类推木板的总路程为
解得
（4）以木板为对象，由牛顿第二定律得
木板与挡板碰前做匀加速直线运动，有
木板与挡板碰后每次都返回到同一位置，物块一直做匀减速直线运动。
①当木板第一次返回到初始位置时，物块乙速度恰好减为0时，木板与挡板仅能发生一次碰撞。即
解得
②当木板第二次返回到初始位置时，木板与物块乙速度恰好减到0时，木板与挡板仅能发生二次碰撞即
解得
可知木板与挡板若发生两次碰撞，挡板与木板距离的范围为。