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武汉市武钢三中高三物理试卷（3 月）
一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 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8~10 题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
1 ．下列说法正确的是( )
A ．图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中 λ3 的光子波长最长
B ．图乙中，射线③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子
C ．图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q 的波长大于 R 的波长
D ．图丁中，a 、b 两种金属的遏止电压 Uc 随入射光的频率 v 的关系图像，金属 a 的截止频率大
2 ．摄影师有时候会用微缩景观的方法拍摄视觉震撼的影视画面。在一次拍摄中，文峰塔被按照 1 ：100 的比例缩小制成“模型”。摄影师想要拍摄一架因故障断电的无人机从塔尖附近自由下落（忽略空气阻力）的场景。为使影片中无人机的下落时间看起来与真实世界中的一致，放映时应( )
A ．慢放 10 倍 B ．快放 10 倍
C ．慢放 5 倍 D ．快放 5 倍
3 ．透镜表面质量的检测时，我们把玻璃样板与待测透镜表面紧贴，用单色平行光入射，我们就可以看见与牛顿环类似的干涉条纹，为明暗相间的同心圆。通过向下轻压样板， 可以确
定凸透镜边缘与样板的偏差情况，下列说法正确的是( )
A ．图甲干涉条纹为等间距同心圆排列
B ．图甲干涉条纹为不等间距同心圆排列，且靠近圆心处条纹更密
C ．图乙干涉条纹为等间距同心圆排列
D ．图乙干涉条纹为不等间距同心圆排列，且远离圆心处条纹更密
4 ．如图所示为特高压直流输电线路的简化示意图，升压变压器T1 、降压变压器T2 均视为理想变压器，整流及逆变的过程均不计能量损失且电压有效值不变。直流输电线的总电阻
R = 10Ω , T2 的匝数比为n3：n4 = 39：20 ，结合图中信息可知，该输电工程输送的总电功率为( )
A ．6.4 × 109 W B ．8.0 × 109 W C ．2.43 × 1011 W D ．2.56 × 1011 W
5 ．如图，倾角为 θ = 30o 的斜面上有一物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，虚线与斜面侧边的夹角为 φ=45o ，则物体与斜面间的动摩擦因数为( )
A ． B ． C ． D ．
6 ．如图所示，半径为 R 的圆形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，圆心为 O，质子（ H ）
和氦原子核（ He ）先后从边界上 P 点沿半径方向飞入磁场。只考虑洛伦兹力作用， 它们在磁场中运动的时间相同，其中氦原子核在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 3R。则质子和氦原子核的速度大小之比约为( )
1 1 2 4
A ． B ． C ． D ．
6 3 3 9
7．如图所示，第一次从 O 点沿着 OC 方向以速度 v1 抛出一小球，小球打到竖直墙上和 O 点等高的 A 点，第二次也从 O 点沿着 OC 方向以速度 v2 抛出一小球，小球打到竖直墙上 B 点，已知 AB 和 BC 相等，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A ．v2=2v1
B ．第二次小球垂直打到 B 点
C ．两次打到墙上的速度大小相等
D ．第一次小球在空中运动的时间是第二次的 2 倍
8 ．“天问一号”被火星捕获的过程中，经过一系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示， 阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是( )
A ．图中两阴影部分的面积相等
B ．探测器在 P 点加速度大于在 N 点的加速度
C ．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器运行周期变大
D ．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变小
9 ．飞机机翼铸造过程中，熔池中的杂质未能及时排出，会形成夹渣等缺陷，利用超声波可以进行检测。如图甲所示， 在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图乙、丙所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6000m / s 。关于缺陷深度 d 和这两个反射信号在探头处的叠加效果，下列选项正确的是
( )
A ．缺陷深度d = 11.4mm
B ．缺陷深度d = 5.7mm
C ．这两个反射信号在探头处叠加后振动加强
D ．这两个反射信号在探头处叠加后振动减弱
10．某种回旋加速器的设计方案如图甲所示，图中粗黑线段为两个正对的极板，其间存在匀强电场，两极板间电势差为 U。两极板的板面中部各有一沿 OP 方向的狭长狭缝，带电粒子可通过狭缝穿越极板，如图乙所示。两虚线外侧区域存在匀强磁场， 磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源 S 中产生的质量为 m、带电量为 q（q>0）的离子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的 O 点进入磁场区域，最终只能从出射孔 P 射出。如果离子打到器壁或离子源外
壁即被吸收。O 点到极板右端的距离为 D，到出射孔 P 的距离为 bD（b>2），图乙磁场的磁感应强度 B 大小可调，下列说法正确的是( )
A ．离子能从 P 射出，可能的磁感应强度 B 的最小值为
2 2Um 2 2Um
B ．若 < B < ，离子可能从 P 射出
bD q D q
C ．若b = 2.5，B = 离子从 P 射出时的动能为 16qU
D ．若b = 2.5，B = 离子从 P 射出时的动能为 9qU
二、非选择题（本题共 5 小题，共计 60 分）
11．某同学从废旧的弹簧测力计上拆下弹簧，用它来做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验。 （1）在家中贴有瓷砖的墙面，用铅垂线测量，发现瓷砖之间的竖缝是竖直的，将刻度尺平行于竖缝固定在墙面上，将弹簧挂在墙面的挂钩上，并使刻度尺的零刻度与弹簧上端平齐，如图甲所示；
（2）在弹簧下端依次悬挂 n 个槽码（n=1 ，2 ，3 ），当槽码静止时，测出弹簧拉力 Fn 与指针所指的刻度尺示数 Ln，在 F-L 坐标系中描点，如图乙所示：
①初始时弹簧下端未挂槽码，竖直弹簧的自然长度为L0 = cm（结果保留 2 位有效数字）；
②实验中，若在测得图乙中 P 点的数据（27.0 cm ，10.78N）后，取下弹簧下端悬挂的所有槽码，则弹簧静止时 （选填“ 能”或“不能”）恢复到自然长度 L0；
③在弹簧弹力从 0 增大至 17.64N 的过程中，弹簧劲度系数变化情况是 。
（3）本次实验的部分数据如下：
槽码个数 n
1
2
3
4
Fn（N）
0.98
1.96
2.94
3.92
Ln（cm）
2.5
3.7
4.9
6.1
计算弹簧的劲度系数 k= N/m（结果保留 2 位有效数字）。
12．某同学在实验室找到一批量程0 ~ 3mA 但内阻未知的毫安表。为了后续便于改装， 决定先测量出其准确的内阻值。
(1)某同学先按图甲所示的电路图连接电路，闭合开关S1 ，调节滑动变阻器使得毫安表G1 指针满偏，再闭合开关S2 ，调节电阻箱Rx 使得毫安表G1 指针半偏，并记录下此时电阻箱的阻值。若将该阻值作为毫安表内阻的测量值，则该测量值 毫安表内阻的真实值（选填“大于” 、“小于”或“等于”）
(2)实验中发现，闭合开关S2 ，调节电阻箱Rx 时，毫安表G2 在实验过程中示数变化较大，这是因为 ；
A ．电源电动势较小 B ．定值电阻R1 较大 C ．电阻箱最大阻值较小
(3)为了减小测量误差，该同学采用了一种“补偿” 电路进行测量，如图乙所示，操作步骤如下：
①闭合开关S1 、S3 ，调节滑动变阻器Rp 至合适位置，记录下此时毫安表G1 的示数
I1 = 3mA ；
②断开开关S3 ，闭合开关S4 ，调节滑动变阻器Rp' ，使毫安表G2 示数为 0，此时毫安表G1的示数为 mA ；
③再闭合开关S2 ，调节电阻箱Rx 与 （选填“ Rp ”、“ Rp' ”）使得毫安表G2 示数为
0，记录下此时毫安表（G1 的示数I2 = 1.3mA ，电阻箱的示数Rx = 195Ω 。
则毫安表内阻为 Ω。
13．某款火警报警装置其原理如图所示，放置在水平地面上的导热汽缸内，活塞的横截面积
p S
为 S、质量为 0 ，它表面涂有导电物质，用它密封一定质量的理想气体。在常态时，温度
2g
为 27℃, 活塞距汽缸底部的高度为 h，要求环境温度 87℃时报警，已知重力加速度为 g，不计活塞与汽缸之间的摩擦。试求：
(1)在常态时，a 、b 触点离活塞的距离；
(2)若常态下整个装置以某一加速度 a 下降也恰能报警，求此时下降的加速度 a。
14 ．如图，PQ、MN 是两条固定在水平面内间距L = 1m 的平行轨道，两轨道在O 、O ' 处各有一小段长度可以忽略的绝缘体，绝缘体两侧为金属导轨，金属导轨电阻不计。轨道左端连接一个R = 0.3Ω 的电阻，轨道的右端连接一个“恒流源” ，使导体棒 ab 在O 、O ' 右侧时电流恒为I = 0.5A ，沿轨道 MN 建立 x 轴，O 为坐标原点，在两轨道间存在垂直轨道平面向下的有界磁场， x ≥ 0 区域 B 随坐标 x 的变化规律为B = 0.4x(T) ； -1m ≤ x ≤ 0 区域为匀强磁场，
磁感应强度大小B0 = 0.2T 。开始时， 质量m = 0.05 kg 、长度l = 1m 、电阻r = 0.1Ω 的导体棒ab 在外力作用下静止在x1 = 1.5m ，O 、O ' 右侧轨道光滑，ab 棒与O 、O ' 左侧导轨间动摩擦因数μ = 0.2 。现撤去外力，发现 ab 棒沿轨道向左运动。重力加速度 g 取10 m/ s2 ，求：
(1)撤掉外力瞬间ab 棒中的电流方向和 ab 棒的加速度大小；
(2)撤掉外力后，ab 棒由静止运动到x = 0 处的速度大小；
(3)若 ab 棒最终停在x0 = -0.36m 处，其运动的总时间为多少。（已知：质量为 m 的物体做简谐运动时，回复力与物体偏离平衡位置的位移满足F回 = -kx ，且振动周期T ，结果可保留 π )
15 ．如题图所示，水平传送带顺时针匀速转动（速度 u 未知，A、B 为传送带两端点），其左右两侧水平面光滑，右侧水平面上的竖直固定挡板距 B 端足够远。初始时刻，两个完全相同的小物块 a、b 静止在左侧水平面上，间距为 L，物块中间连接一长度为 L 的轻绳。某时刻给 a 一水平向右的初动能E0 ，之后 a、b 发生碰撞（a、b 间的碰撞均为弹性碰撞），当轻绳再次伸直时 a、b 共速，并一起匀速滑上传送带，在传送带上留下两道划痕。已知两物块质量均为 m 且可视为质点，重力加速度为 g，传送带足够长，忽略轻绳的长度变化，碰撞时间、空气阻力及各连接处的能量损失不计。
(1)求 a、b 进入传送带前，a、b 系统损失的机械能。
(2)若传送带的速度 u 为 a 进入传送带时速度大小的一半时，两道划痕恰好不重叠，求两物块离开传送带前的间距 x，以及物块与传送带间的动摩擦因数 μ。
(3)若 b 与挡板碰撞前、后速度大小之比为 1：p，且 p=0.6，求在第（2）问的运动条件下， a、b 在传送带上的摩擦总热 Q。
1 ．B
A ．图甲中，钠原子跃迁时辐射的光的波长中λ3 的光子对应的能级差最大，则波长最短，A 错误；
B ．图乙中，射线③的穿透力最强，电离作用最弱，属于原子核内释放的 γ 光子，B 正确；
C．图丙中，光电效应中电流表与电压表示数图像，Q 的截止电压大于R，根据Uce W逸出功 ，可知 Q 的波长小于 R 的波长，C 错误；
D ．图丁中， a 、b 两种金属的遏止电压 Uc 随入射光的频率 v 的关系图像，根据Uce = hn - hn0 ，金属 a 的截止频率小，D 错误。
故选 B。
2 ．A
设原高度为 h ，由自由落体运动可得hgt2则影片中 gt,2
可得t = 10t,
为使影片中无人机的下落时间看起来与真实世界中的一致，放映时间应该慢放 10 倍。故选 A。
3 ．D
AB ．明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环（或暗圆环）处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小得越快，则圆环越密，因此同心圆环内疏外密，故 AB 错误；
CD ．根据以上分析可知，干涉条纹为不等间距同心圆排列，且远离圆心处条纹更密，故 C错误，D 正确。
故选 D。
4 ．A
根据 得UkV=1560kV 故输电线中的电流为I A=4 ? 103 A
该输电工程输送的总电功率为P = U2I = 1600 ? 103 ? 4 ? 103 W=6.4 ? 109 W
故选 A。
5 ．C
物体对斜面的压力为FN = mg cosθ沿斜面向上方向f cosφ = mg sinθ
可得物体与斜面间的动摩擦因数为 故选 C。
6 ．C
设磁感应强度垂直纸面向外， 大小为B ，质子的质量和电荷量分别为m 、q ，则a粒子的质量和带电荷量分别为4m 、2q ，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期公式为
所以质子和a 粒子在磁场中做圆周运动的周期之比为
设质子和a 粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角分别为θp 和θa ，轨迹半径分别为 rp 和ra ，它们在磁场中运动的时间相等，有 Tp Ta
所以
作出两粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知tan = ，sin 由题意知ra = 3R
可求得
设它们的速度分别为vp 和va ，由洛伦兹力提供向心力有 q0vB = m 可得v
可知质子和 α 粒子的速度大小之比为 2 ：3。
故选 C。
7 ．B
AD ．第一次小球水平方向的速度为v1x = v1 cos θ竖直方向的速度为v1y = v1 sin θ
小球在空中运动的时间t
则水平位移x = v1x .t1 = v1 cos 同理第二次则有v2x = v2 cos θ , v2y = v2 sin θ
由几何知识可得AC = x tan θ
第二次打到墙上的高度为 x tan θ = v2 sin θtgt 水平方向则有x = v2 cos θ.t2
联立解得t1 = 2t2 ，v2 = ·2v1 ，故 AD 错误；
B．根据上述分析解得t，因此第二次小球到达 B 点时竖直方向速度为零，故 B 正确；
C ．根据运动的对称性可知，第一次打到 A 点时的速度为v1 ，第二次打到 B 点的速度为
v2 cos θ = 2v1 cos θ ,二者并不相等，故 C 错误。
故选 B。
8 ．BD
A ．根据开普勒第二定律可知，探测器绕火星运行时，在同一轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等，但在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积不相等，故 A 错误；
B ．根据牛顿第二定律得G ma得a
故距离火星越远，加速度越小，则探测器在 P 点加速度大于在 N 点的加速度，故 B 正确；
C ．根据开普勒第三定律有 k ，故半长轴越短，周期越小，探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”，半长轴变短，则运行周期变小，故 C 错误；
D．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道” ，需要在 P 点点火制动减速，机械能变小，故 D 正确。
故选 BD。
9 ．BD
AB ．结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt = (1.95 - 0.05)μs = 1.9 × 10-6 s
缺陷深度d × 6000 × 1.9 × 10-6 m = 5.7mm ，A 错误，B 正确；
CD ．超声波在机翼材料中的波长为 λ = vT = 6000 × 0.2 × 10-6 m = 1.2mm
因这两个反射信号在探头处的路程差为2d = 11.4mm ，可知这两个反射信号在探头处叠加后振动减弱，C 错误，D 正确。
故选 BD。
10 ．AC
A ．磁感应强度 B 最小时，离子经一次加速后从 P 点离开磁场，根据动能定理
进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力qv0B 由题意知R
解得B ，故 A 正确；
根据R ，可得
离子经过加速后在磁场中转一圈打到离子源外壁被吸收，不能从 P 射出，故 B 错误；
离子第一次加速后的半径R
在磁场中转动半圈后进入电场做减速运动，到下极板速度减为零又再次加速飞出上极板，半径仍为R
如此重复两次后离子从下极板进入电场，可继续加速，速度变大半径变大，如此重复直至从P 射出。射出时的半径为R R0
射出时的速度v = 4v0
因此射出时动能为 mvqU ，故 C 正确，D 错误。
故选 AC。
11 ． 1.3 不能 先不变，再变小，后变大 82
（2）① [ 1]初始时弹簧下端未挂槽码，此时弹簧拉力 F 为 0，由图像可知竖直弹簧的自然长度为 1.3cm。
② [2] 由图像分析可知，弹簧在挂 8 个槽码内弹力与弹簧形变量成正比，之后的点不在同一直线上，说明弹簧被拉伸到超出了弹簧弹性限度范围， 取下所有槽码后，弹簧静止时不能恢复到自然长度。
③ [3]胡克定律中 F - L 图像的斜率等于劲度系数 k 。因此弹簧弹力从 0 增大至 17.64N 的过程中，弹簧劲度系数变化情况是先不变，再变小，后变大。
（3）[4]根据胡克定律，弹簧的劲度系数得 k N/m
12 ．(1)小于(2)A
(3) 3 Rp 255
（1）闭合S2 后，总电阻减小，总电流增大，大于原来的满偏电流Ig ，而电流计中电流为 ，则通过电阻箱的电流大于 。根据 R可知测量值比真实值偏小。
（2）闭合开关S2 ，调节电阻箱Rx 时，毫安表G2 在实验过程中示数变化较大，说明电路中总电流变化较大，这是因为电源电动势较小，电路总电阻相对较小，使得开关S2 闭合前后电路总电阻变化比例较大。故选 A。
（3）[ 1]断开开关S3 ，闭合开关S4 后，毫安表G2 和R1 的总电流，可视为左侧电源输出电流和右侧电源输出电流的差，当毫安表G2 示数为 0 时，说明左侧电源电流和右侧电源电流相等，毫安表G1 的示数仍为3mA 。
[2] 闭合开关S2 后，若不调节滑动变阻器Rp' ，则右侧电源输出电流不变，仍为3mA ，此时调节电阻箱Rx 与滑动变阻器Rp 再次使得毫安表G2 示数为 0 时，可以保证左侧电源输出电流也为3mA 。
[3]根据并联分流的规律， 解得Rg = 255Ω
13 ．(1) 0.2h
（1）温度升高时活塞自由移动，气体做等压变化。 初始温度T1 = (27 + 273)K = 300K
报警温度T2 = (87 + 273)K = 360K初始体积V1 = hS
设报警时活塞高度为h2 ，体积V2 = h2 S由盖-吕萨克定律
解得 h2 = 1.2h
活塞上升距离即 a 、b 离常态活塞的距离 Δh = h2 - h = 0.2h
（2）对静止活塞受力分析，设封闭气体压强为p1 ，由受力平衡 p1S = p0 S p0 S解得p
常态下温度不变，气体做等温变化，恰报警时体积仍为V 设此时气体压强为p2 ，由玻意耳定律 p1V1 = p2 V2
解得p
对向下加速的活塞受力分析，合力向下，由牛顿第二定律 g + p0 S -p2 S a解得a
14 ．(1)电流的方向从 b 到 a ，6m / s2
(2) 3m / s
s （或1.925s ）
（1）由题可知，ab 棒沿轨道向左运动，即受到了向左的安培力作用，根据左手定
则判断，电流的方向从 b 到 a，对棒 ab，由牛顿第二定律B1Il = 0.4x1Il = ma解得a = 6m / s2
（2）ab 棒由静止运动到x = 0 处，ab 棒受安培力随位移线性变化，所以
对棒 ab，从开始到 x = 0 过程，由动能定理 mv 得v0 = 3m / s
（3）在x ≥ 0 区域中，棒受到的合力为F合 = BIl = 0.2x
由简谐振动的性质可知棒 ab 以x = 0 处为平衡位置作简谐振动，k = 0.2N / m周期为T s
则在x ≥ 0 区域中的运动时间为t s
在棒 ab 穿过左侧匀强磁场B0 过程中(x< 0)由动量定理-ΣB0I ' lΔt - μmgt2 = 0 - mv0
代入I
解得 mgt2 = 0 - mv0得t2 = 1.14s
则全程总时间t = t1 + t s ≈ 1.925s
15 ．
（1）设 a 的初速度为 vθ , a 、b 共速后速度为 v从 a 开始运动到 a 、b 共速： mv0 = 2mv
可得v v0
a 、b 系统损失的机械能 mvmv2又E mv
解得
（2）a 进入传送带时，b 在传送带上运动的时间t
由分析知，离开传送带前 a 、b 均已与传送带共速且未发生碰撞，a、b 相对传送带运动的时间相同当 a 与传送带共速时，b 比 a 在传送带上多匀速运动的时间也为t
可知x = ut1
又 u 联立可得
a、b 在传送带上匀减速的加速度大小相同 a=μg
a、b 各自留下的划痕总长相同
a 进入传送带时距 b 划痕左端的距离（提示：等于传送带的位移）x1 = mt1
两道划痕恰好不重叠（a 与传送带共速时恰好位于 b 划痕的左端）： Δx = x1联立解得
（3）a、b 在右侧水平面上运动时：初始间距 d0 = x 速度 u
由分析知：b 第 1 次与挡板碰撞后，速度反向，速度大小pu此后，a、b 以共同速度pu 匀速向左运动此时 a、b 间距d1 = pu pd
a、b 第 1 次向左进入传送带时：由于
显然，b 向左进入传送带时，a 仍在传送带上，下次碰撞发生在传送带上。由于 a、b 碰撞后速度交换，可知，之后当 a、b 第 1 次向右离开传送带时：间距仍为pdo，速度大小仍为pu同理可知，a、b 第 2 次向右离开传送带时：间距为p2do、速度大小为p2u
a、b 第 n 次向右离开传送带时：间距为p2do、速度大小为p2u
进入传送带过程中，a、b 间的碰撞是否都发生在传送带上呢？如果发生在传送带上，则满足 解得
pn > 0.25 ，即
0.6n > 0.25，可知 n 取 1 ， 2。当 n≥3 时， b 向左进入传送带前，a、b 间的碰撞发生在右侧水平面上，然而这并不影响 a 、b 第 n 次向右离开传送带时：间距为p nd0 、速度大小为pnu ，这一统一结论仍然成立。
关于摩擦产热，同理分析可知，a、b 在右侧运动时： b 第次向右离开传送带时，与传送带共摩擦产热
Q1 = 2μmg pmu
a、b 第 2 次向右离开传送带时，与传送带共摩擦产热：Q2 = pQ
a、b 第 n 次向右离开传送带时，与传送带共摩擦产热：Qn = pn-1Q 因此，整个运动过程中，a、b 在传送带上的摩擦总热为：

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