2023年湖北省新高考全国Ⅰ卷巩固提升(预备2024年新高考地区考生使用)物理试卷+答案解析(附后)

2022~2023年湖北省新高考全国Ⅰ卷反思巩固提升（预备2024年新高考地区考生使用）物理试卷
1. 如图所示为氢原子光谱巴耳末系的形成图，其中可见光的谱线分别是红色的线、蓝
绿色的线、青色的线、紫绿色的线，对应的能级跃迁如图所示，则氢原子从
能级跃迁到能级发出的光谱线在光谱中的位置是( )
A. 在线的右侧
B. 在线的左侧
C. 在线和线之间
D. 在线和线之间
2. 为了验证拉住月球使它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力以及地球、众行星与太阳
之间的作用力是同一性质的力，同样遵从平方反比定律，牛顿进行了著名的“月地检验”。

已知月地之间的距离为为地球半径，月球围绕地球公转的周期为T，引力常量为G。

则下列说法中正确的是( )
A. 物体在月球轨道上受到的地球引力是其在地面附近受到的地球引力的
B. 由题中信息可以计算出地球的密度为
C. 物体在月球轨道上绕地球公转的向心加速度是其在地面附近自由下落时的加速度的
D. 由题中信息可以计算出月球绕地球公转的线速度为
3. 如图所示，在真空空间中的M、N处存在两个被固定的、电荷量相同的正点电荷，在它
们连线所在的直线上有A、B、C三点，已知，。

现有一正点电荷q，在两固定点电荷形成的电场中移动此点电荷q，下列说法中正确的是( )
A. 沿半圆弧l将q从B点移到C点，电场力不做功
B. 沿曲线r将q从B点移到C点，电场力做负功
C. 沿曲线s将q从A点移到C点，电场力做正功
D. 沿直线将q从A点移到B点，电场力做正功
4. 如图所示，汽车质量为m，以恒定功率P沿一倾角为的长斜
坡向上行驶，汽车和斜坡间的动摩擦因数为，某一时刻t时刻速度
大小为v，则( )
A. t时刻汽车的牵引力为
B. t时刻汽车的牵引力为
C. t时刻汽车的加速度为
D. 汽车上坡的最大速度为
5. 用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一
条直径，如图所示。

在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在平面，磁感应
强度大小随时间变化的关系为，其中磁感应强度的初始值B方向垂直纸面向里，，则( )
A. 圆环中产生逆时针方向的电流
B. 圆环具有扩张且向右运动的趋势
C. 圆环中感应电流的大小为
D. 图中a、b两点间的电势差
6. 如图为某同学用一束激光射入正三角形玻璃砖的光路图，由于疏忽，他忘记标记光路方
向，同时手上也没有量角器。

已知图中为正三角形玻璃砖边界，a、b、c为边界中点，且光束1与光束2平行。

则下列说法正确的为( )
A. 光束2为入射光
B. 该激光在玻璃砖中的折射率为
C. 光束3的光强大于光束1、2的光强之和
D. 无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出
7. 如图甲所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源垂直xOy平面振
动后，产生的简谐横波在xOy平面内传播，实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰
和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，图乙为图甲中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy
水平面，且正方向为竖直向上，则下列说法不正确的是( )
A. 此机械波的波长是2m
B. 此机械波的传播速度为
C. 时，机械波恰好传至B处
D. 在至这段时间内，C质点运动的路程为12cm
8. 如图1所示，水平地面上有质量为1 kg的长木板A，在其左端放有一物块B，系统处
于静止状态。

某时刻对B施加一水平向右随时间均匀增大的拉力F，F与时间t的关系式为，此后一段时间内A、B加速度的大小与时间的关系如图2所示。

已知A、B间
的动摩擦因数为，重力加速度g取，则由图像可知
A. A与地面间的动摩擦因数为
B. 2 s末，A、B保持相对静止一起沿地面开始滑动
C. B的质量为
D. A与B脱离时，物块的速度大小为
9. 倾角为的光滑斜面上固定带轻杆的槽，劲度系数、原长足够长的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动
摩擦力大小恒为，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

质量的小
车从距弹簧上端处由静止释放沿斜面向下运动。

已知弹簧弹性势能，式中x为弹簧的形变量。

在整个运动过程中，弹簧始终处于弹性限度以内。

，。

下列说法正确的是
A. 在杆完全进入槽内之前，小车先做匀加速运动，再做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动
B. 小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间为
C. 若杆与槽间的滑动摩擦力大小变为16N，小车、弹簧、轻杆组成的系统机械能守恒
D. 若杆与槽间的滑动摩擦力大小变为16N，小车第一次与弹簧作用过程中轻杆移动的距离为
10. 如图所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐射的电场，坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为大量电荷量为–、质量为m的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度
沿x轴正方向射入匀强电场.若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其它粒子均被坐标轴上的物质吸收并导走而不影响原来的电场分布.不计粒子的重力及它们间的相互作用.下列说法正
确的是( )
A. 能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上
B. 到达坐标原点的粒子速度越大，入射速度方向与y轴的夹角越大
C. 能打到荧光屏的粒子，进入O点的动能必须大于qU
D. 若，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮
11. 某同学设计了两套方案测动摩擦因数的实验，已知重力加速度为g。

方案一的实验装置如图甲所示。

其中A为一质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计。

实验时用力将A从B的下方抽出，通过C的读数F即可测出动摩擦因数。

则该设计能测出________填“A与B”或“A与地面”之间的动摩擦因数，其表达式为________。

用题中所给的量表示且M、m、g均为已知
方案二的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。

实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止释放，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t，在坐标系中作出的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，如果方案二中的小车质量不能测出，则该同学还应该测出的物理量为________，根据该
测量的物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为________。

12. 某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻。

提供的器材如下：
A.电流表满偏电流10mA，内阻
B.电流表内阻未知
C.电压表内阻未知
D.滑动变阻器
E.定值电阻阻值
F.开关与导线若干
图是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图。

根据该实验
电路测出的数据绘制的图线如图所示为电流表G的示数，为电流表A的示
数，则由图线可以得到被测电池组的电动势______V，内阻______；结果均保
留2位有效数字
另一位小张同学则设计了图所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制图
线如图中所示的A、B两条图线。

可以判断图线A是利用单刀双掷开关接______选填“1”或“2”中的实验数据描出的；
分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为______，内阻______用图中、
、，表示。

13. 横截面积为S的汽缸放在铁架台的水平底座上，质量为m的活塞通过轻弹簧与横杆相连，当横杆固定在位置A时，弹簧恰好处于自然长度；将横杆缓慢下移到位置B，此时汽缸对铁架台底座的压力增大了2mg，已知大气压强，横杆移动前缸内封闭气柱长度
为，弹簧的劲度系数，汽缸内封闭的理想气体温度不变。

求横杆下移的距离d；
已知弹簧弹力对活塞做的功其中、对应活塞移动前、后弹簧
对活塞的弹力大小，求缸内气体放出的热量。

14. 如图所示为某同学设计的一种游戏装置，三个光滑的半圆弧形轨道，平滑连接固定在竖直面内，三个半圆的圆心在同一竖直线上，AB、BC、CD三个半圆的半径依次为R、2R、3R，AB圆弧的最低点与水平轨道平滑连接，一个质量为m的小物块放在水平轨道上的P点，P 离A的距离为5R，给在P点的小物块一个瞬时初速度，使小物块沿水平轨道向左滑动，小
物块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：
要使小物块能通过B点，则小物块在B点的速度至少多大？
试分析能否通过改变在P点向左运动的初速度的大小，使小物块从D点抛出后，刚好能
落在P点？
要使小物块在圆弧轨道上运动时不离开圆弧轨道，小物块在P点向左运动的初速度大
小应满足什么条件？
15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的
匀强磁场。

第一、四象限内磁场方向垂直于纸面向里，第二象限内磁场方向垂直于纸面向外。

第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场。

一质量为m、电荷量为q的带正电粒子甲从S点由静止释放，进入磁场区域后，与静止在P点、质量为的不带电粒子乙发生
弹性正碰，碰撞过程中有一半电荷量转移给粒子乙。

不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，碰撞时间极短。

求第三象限内匀强电场的电场强度大小。

求甲、乙两粒子碰撞后，粒子甲第n次经过y轴时甲、乙粒子间的距离。

当粒子乙第一次经过y轴时在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象
限内电场强度大小相同的匀强电场，已知碰后两粒子在xOy平面内均做周期性运动，且在任
一时刻，粒子沿y轴方向的分速度与其所在位置的x坐标的绝对值成正比即满足，且、。

求甲、乙两粒子的最大速度之比。

答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据光子频率的大小确定各种谱线是哪两个能级之间跃迁产生的，从而即可求解。

【解答】
根据能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，
红色的线，对应的能量为；
蓝绿色的线，对应的能量为；
青色的H线，对应的能量为；
紫绿色的线，对应的能量为；
而氢原子从能级跃迁到能级发出的光谱线，
对应的能量为：；
由上数据可知，从能级跃迁到能级发出的光谱线在光谱中的位置在线的左侧，故B正确。

2.【答案】C
【解析】解：AC、物体在月球球轨道上受到地球引力，故A错误，C 正确；
B、据万有引力提供向心力有可得地球质量，根据密度
公式可知地球的密度，故B错误；
D、据，故D错误．
故选：
假设拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，根据已知量结合牛顿第二定律求出月球绕地球运行的加速度进行比较分析．
万有引力定律通过理论进行科学、合理的推导，再由实际数据进行实践证明，从而进一步确定推导的正确性．
3.【答案】C
【解析】
【分析】
电场力做功与路径无关，只与电荷的初末位置有关．等量同种正点电荷的电场线和等势面具有对称性．通过两点间的电势差，以及电场力的大小判断电场力做功情况。

【解答】A、间电场线的方向从N到B，NC间电场线的方向从N到C，则将从B移到N电场力做负功，N到C电场力做正功，根据场强的叠加，可知NC段的电场强度大于BN段的电场强度，则B到N过程中电场力做的负功绝对值小于N到C电场力做的正功数值，所以B 到C电场力做正功．故A、B错误；
C.A点与B点等电势，所以A点移动到C点与从B点移动到C点等效，所以将电荷从A点移动到C点电场力做正功．故C正确；
D.根据对称性可知A点与B点的电势相等，从A点移动B点，电场力不做功，故D错误。

故选C。

4.【答案】A
【解析】
【分析】
汽车以额定功率运动，根据求得牵引力，根据牛顿第二定律求得加速度，当牵引力等于阻力和重力沿斜面的分力时，速度达到最大。

机车启动问题常常与牛顿第二定律相结合进行考查，对于机车的两种方式，要根据牛顿第二定律和牵引力功率公式，弄清过程中速速、加速度的变化情况。

【解答】
解：时刻的牵引力为，故A正确，B错误；
C.根据牛顿第二定律可知，解得，故C错误；
D.当牵引力时，速度达到最大，故D错误。

故选A。

5.【答案】C
【解析】略
6.【答案】D
【解析】
【分析】
根据几何知识求出入射角和折射角的正弦值，再根据折射率定义公式列式求解即可；根据临界角公式解得临界角，分析判断入射角正弦范围与光束折射情况。

解答本题的关键是正确分析光路图，依据几何关系确定入射角和折射角大小，计算出折射率和速度，结合光在三角形介质中传播情况分析判断。

【解答】
A.由图根据反射定律和折射定律可知，光束1为入射光，故A错误；
B.由图根据几何关系可知，bc与法线的夹角为，光束2与BC的夹角为，则光束1与法
线夹角为，则该激光在玻璃砖中的折射率为
，故B错误：
C.光线1在AC界面上发生一次反射和折射，进入玻璃砖后在AB界面上，再次发生反射和折射，光强经过两次分配后，可知光束1的光强大于光束3的光强，故光束3的光强小于光束1、2的光强之和，C错误；
D.根据题意，当光束1垂直AC进入，则光速1直接穿过玻璃砖从B点飞出；
设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C，则，可知，临界角大于，设
光束1在b点的入射角为，折射角为，折射光束bc交AB于点，光束在点入射角为
，根据几何关系可知，当时，即，光束在点不发生全反射，可以从点射出玻璃砖，此时，可得，即
，则当光束1的入射角的正弦值满足时，光束可从AB
边射出玻璃砖；当光束1的入射角的正弦值满足，光束在点发生全反射，
反射光束交BC于点，且在点的入射角为，根据几何关系可知，此时，则
，则光束在点不发生全反射，可以从点射出玻璃砖，即当光束1的入射角的正弦值满足时，光束可从BC边射出玻璃砖，即无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出，故D正确。

故选：D。

7.【答案】C
【解析】解：A、图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，则有，可得，故
A正确；
B、图乙为质点A的振动图像，则，则此机械波的传播速度为
，故B正确；
C、时间内波传播的距离为，由图可知，时刻波传到
处，则时，机械波已越过B处，故C错误；
D、处波面到C处的距离为，波从处传到C处用时
，则在至这段时间内，C质点振动的时间为
，故在至这段时间内，C质点运动的路程为
，故D正确。

本题选不正确的，
故选：C。

根据图甲可得出波长，由图乙读出周期，从而求出此机械波的传播速度。

根据求出
时间内波传播的距离，再分析机械波是否传到B处；根据时间与周期的关系求质点C通过的路程。

本题要理解波的形成过程，根据图像分析出横波的传播特点，结合公式和运动学公式进行分析。

8.【答案】AC
【解析】
【分析】
以木板为研究对象，根据平衡条件求出地面对木板的摩擦力大小。

当木块对木板的摩擦力大于地面对木板的最大静摩擦力时木板便会开始运动。

本题主要考查板块问题，正确读取图像是解决本题的关键。

【解答】
根据图像可知，开始时拉力较小，B与A都静止不动，当F增大到一定值，A与B一起向右滑动，当时，B与A产生相对滑动，时，B滑下A；
A.后，对A进行研究：，，故可得，故A正确；C.到间对A进行研究：，，可得：
，故C正确；
B.当F与A受到地面的最大静摩擦力大小相等时，A、B保持相对静止一起沿地面开始滑动，
，，可得：时，A、B保持相对静止一起沿地面开始滑动，故B错误；
D.图像的面积代表速度变化，时A与B脱离，此时B的加速度，可得：；
故A与B脱离时，物块的速度大小
，故D错误。

9.【答案】AD
【解析】解：A、接触弹簧前，小车受恒力向下做匀加速运动，后来接触到弹簧，随着弹簧弹力
的增大，合力随之减小，于是小车做加速度逐渐变小的变加速运动，到最后受到弹簧轻杆的力和重力沿斜面向下的分力平衡，于是做匀速直线运动，故A正确；
B、小车接触弹簧前的加速度为，所以从开始运动到接触弹簧，时间为：
s，可知小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间大于s，故
B错误；
C、假设弹簧压缩到最短时，轻杆没有位移，则，求得，此时弹簧弹力为：，大于最大静摩擦力，轻杆必定发生滑动，故小车、弹簧、轻杆组成的系统机械能一定不守恒，故C错误；
D 、设弹簧最大压缩量为，轻杆最大位移为，则，又，两式联立解得，，故D正确。

故选：AD。

对小车在碰撞弹簧前后受力分析，根据力判断其运动情况，然后利用能量守恒定律和运动学公式进行解答。

本题的关键是分清小车的运动过程，特别是接触弹簧后的情况，弹力突变导致静摩擦力也跟着变，找出最后运动状态后利用能的观点即可求解。

10.【答案】CD
【解析】
【分析】
该题考查带电粒子在电场中运动相关知识。

分析好物理情景，灵活应用公式是解决本题的关键。

由平抛运动规律及牛顿运动定律分析求解粒子的初位置函数关系，由此进行判断；根据
分析；根据功能关系分析到达荧光屏的粒子的特点；求出粒子速度的偏转角与时间关系，由此分析解题即可。

【解答】
A.设粒子开始时的坐标为，粒子在电场中运动过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律
得，，，联立得：，可知能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条抛物线上．故A错误；
B.粒子的初速度是相同的，到达O点的粒子速度越大，则沿y方向的分速度越大。

入射速度方向与y轴的夹角满足：，可知到达坐标原点的粒子速度越大，到达O点的速度方向与y 轴的夹角越小．故B错误；
C.负电荷进入第一象限后电场力做负功，而到达荧光屏的粒子的速度必须大于等于0，由功能关系可知：，即能打到荧光屏的粒子，进入O点的动能必须大于qU，故C正确；
D.粒子在电场中的偏转角：，粒子在偏转电场中运动的时间不同，则进入第一象限后速度与y轴之间的夹角不同．所以从不同的位置开始偏转的粒子，可以以任意夹角进入第一象限，所以若，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮．故D正确．
故选：CD。

11.【答案】与B；；
光电门A、B之间的距离x；。

【解析】
【分析】
用力将A从B的下方抽出达到稳定状态时，B所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡。

滑动摩擦力，N等于B的重力，f由弹簧测力计Q读出，从而可测得动摩擦因数。

小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移一定，找出a与t的关系，以及斜率k、截距b的意义，然后即可求出动摩擦因数的表达式。

本题关键要理解掌握光电门测量速度的原理，运用动能定理得到动摩擦因数的表达式，分析图象截距的意义。

【解答】
当A达到稳定状态时B处于静止状态，弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力f大小相等，B对木块A的压力大小等于B的重力mg，由得，。

小车由静止开始做匀加速运动，位移，则，根据牛顿第二定律得
对于物块有，，则：，
则图线的斜率为：，纵轴的截距为；
k与摩擦力是否存在无关，小车与长木板间的摩擦因数：。

由表达式可知还需要测量光电门A、B之间的距离x。

故答案为：与B；；光电门A、B之间的距离x；。

12.【答案】；；；；
【解析】
【分析】本题考查测电源电动势和内阻的实验，熟悉实验原理是解题的关键。

由闭合电路欧姆定律列方程得出与的关系，结合图像斜率和纵截距含义列方程即可求出
电源电动势和内阻；
将开关接1、2时分别由闭合电路欧姆定律列方程得出U、I关系时，结合图像纵截距的含义，比较图像即可判断；根据图像斜率的含义求出电动势，结合图像横截距含义得出内阻。

【解答】由闭合电路欧姆定律：，可得
，可见图像的斜率的绝对值为，纵截距为。

延长图如图所示：
由图知，，，联立知，电动势
，内阻；
当开关接1时，，即，此时图像的纵截距为E；
当开关接2时，，即，此时图像的纵截距为。

可见开关接1时图像的纵截距较大，故图线A是利用单刀双掷开关接1中的
实验数据描出的。

由图线A知，电动势，由知，图线B的横截距为
，由图知，，解得内阻。

13.【答案】横杆移动前，根据平衡条件可得封闭气体的压强为①
体积为②
横杆移动后，设活塞移动的距离为，则弹簧的压缩量为③
由胡克定律可得汽缸对铁架台底座的压力增量为④
封闭气体的压强为⑤
体积为⑥
根据玻意耳定律可得⑦
联立①⑦式解得，。

设封闭气体对活塞做功为，对活塞由动能定理得⑧
由题意可得⑨
活塞对封闭气体做功为⑩
封闭气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律得⑪
联立⑧⑪式解得。

【解析】本题主要考查了热力学第一定律和理想气体状态方程，关键是找出初末状态参量，在利用热力学第一定律时明确所做的功，知道温度不变，内能不变即可。

14.【答案】解：要使小物块能通过B点，设小物块的速度至少为，则：，解得：。

小物块要能从D点水平抛出，在D点的最小速度为：
落在水平面上时最小水平位移
又
解得：
因此可以通过改变小物块在P点的初速度，使小物块从D点抛出后，到达P点设小物块刚好能运动到A点时，初速度大小为，根据动能定理有：
解得：
设小物块刚好能运动到与圆弧AB的圆心等高的位置时，在P点的初速度大小为，根据动能定理有：
解得：
设小物块刚好能运动到D点时，小物块在P点的初速度大小为，根据动能定理有：
解得：
因此，要使小物块在圆弧轨道上运动时不离开圆轨道，小物块在P点向左运动的初速度大小应满足：或
【解析】本题主要考查竖直平面内的圆周运动及其临界问题，解决问题的关键是明确物体的运动过程，物体恰能通过最高点的临界条件为：重力恰好提供向心力，结合运动定律即可进行求解。

15.【答案】解：粒子甲在电场中运动，由动能定理：
粒子甲在磁场中运动，由牛顿第二定律：
由几何关系可知：
联立解得：；
甲、乙粒子发生弹性正碰，由动量守恒定律：
由能量守恒定律有：
联立解得：，
碰撞后，在磁场中对粒子甲，由牛顿第二定律：
对粒子乙，由牛顿第二定律：
解得：；。