湖北省武汉市武昌区届高三调研考试理综物理试题 Word版含答案.docx
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湖北省武汉市武昌区届高三调研考试理综物理试题Word版含答案
湖北省武汉市武昌区2015届高三5月调研考试理综物理试题Word
二、选择题：
本大题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一项符合题目要求，第18～21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．1885年10月，奔驰设计制造了一辆装汽油机的三轮汽车，并于1886年1月29日，取得了专利权，因此德国人把1886年称作汽车的诞生年。
随着生活水平的提高，汽车已进入我国的千家万户。
汽车的驱动方式有后轮驱动（即动力驱动着后轮，类似于普通自行车，如大多数客车、卡车和少数高级小轿车）、前轮驱动（如绝大多数小轿车）和四轮驱动（如大多数越野车），一辆前轮驱动的小汽车在平直公路上正常匀速开行和空挡滑行（即无动力滑行）两种情况下，其前轮和后轮受到的地面施加的摩擦力方向分别是：
A．向前、向后；向后、向后B．向后、向前；向后、向后
C．向前、向前；向后、向后D．向后、向后；向后、向后
15．如图所示，一轻质弹簧沿竖直方向固定在水平地面上，当弹簧的长度为原长时，其上端位于O点。
现有一小球从O点正上方某处由静止释放，小球下落并将弹簧压缩至最低点（弹簧始终处于弹性限度内）。
在此过程中，关于小球的加速度a随下降位移x
的变化关系，下图中正确的是
aaaa
gg
Ox
OO
-g-g
gg
xxx
OO
-g-g
ABCD
16．如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u=2202sin100πt（V），原、副线圈的匝数比n1﹕n2=10﹕1，滑动变阻器R的最大阻值是8Ω，定值电阻R1=4Ω、
R2=8Ω，所有的电表均为理想表。
在将滑动变阻器触头从最上端移至R正中间的过
程中，下列说法正确的是A1
A．电流表A1示数的最大值为0.22Aa
B．电压表V2和电流表A2示数的乘积先增大后减小~C．电压表V1的示数先变大后变小bD．定值电阻R2消耗的电功率一直变大
V1V2R
R1
A2
R2
17．骑自行车是现在很多人选择的绿色出行方式，自行车上也出现了许多新的配件。
有一种自行车里程表，可以用来记录自行车通过的路程、测量自行车的速度。
其主要配件由三部分组成：
磁头、感应器、电子显示屏（码
表），如图所示。
将磁头安装在自行车轮的辐条上，感应器安装在车叉上，感应器与安装在龙头上的码表通过导线相连。
当车前进时，磁
头随车轮的转动而转动，每次经过感应器时都
龙头
车叉
感应器
会在感应器的线圈中产生一个脉冲电流，被码rR
表记录下来，并被码表中芯片处理，从而计算磁头
出里程或速度。
若已知在时
间t内，记录的脉冲个数为N，车轮半径为R，磁头所在处的半径为r，则下列说法正确的是A．车前进的路程为Nπr2
NπR
磁头
感应器码表
B．车前进的速度为t
C．车前进的速度一定时，磁头和感应器所在处的半径r越大，相邻两个脉冲电流之间的时间间隔越长
D．车前进的速度越大，相邻两个脉冲电流之间的时间间隔越短
18．如图所示，质量均为M=2.0kg的物体A、B叠放在倾角为30°的固定斜面上，B物
体通过一根轻绳与质量为m=43kg的小球相连，小球静止在固定的光滑的半球形碗中。
绳在斜面部分与斜面平行，碗中部分
与水平方向成60°角。
沿斜面向下的恒力F
=10N作用在B上，三个物体保持静止状态。
不计绳与定滑轮、碗边缘的摩擦，g取10
m/s2，下列说法正确的是
A．A受到的摩擦力方向沿斜面向上
O60°
m
AB
F
30°
B．B受到两个摩擦力，且它们的方向相反但都与斜面平行
C．斜面对物体B的静摩擦力大小为10ND．撤去力F，A、B一定会一起沿斜面向上运动
19．某同学设计了一个传送带测速仪，原理如图所示。
在传送带一端的下方固定有间距为
L、长度为d的平行金属电极。
电极间充满磁感应强度为B、方向垂直于传送带平面
（纸面）向里、有理想边界的匀强磁场，
且电极之间接有理想电压表和电阻R，传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条，其电阻均为r，传送带运行过程中V
始终有且仅有一根金属条处于磁场中，且
RBL
绝缘橡胶
d传送带
金属条与电极接触良好。
当传送带以一定的速度匀速运动时，电压表的示数为U。
则下列说法中正确的是
A．传送带匀速运动的速率为UBL
运动方向
金属条
d金属电极
2
B．金属条通过磁场区域时，该金属条上产生的焦耳热的功率为Ur
R2
C．经过磁场区域的金属条受到的安培力大小为BUd
Rr
D．每根金属条在经过磁场区域的过程中产生的电能为BLUd
R
20．据报道，2011年10月16日，被末日论和阴谋论者认定为“末日彗星”的埃里宁彗星
掠过近日点，正巧也是最接近地球的位置，不过它和地球之间的最近距离仍有大约
3540万公里，相比月球到地球的距离38万公里还是要大很多，如图所示。
已知地球绕太阳在半径为1.5×1011m的圆轨道上运动，周期为1年；该彗星因受太阳的引力，沿椭圆轨道绕太阳运动，其椭圆轨道的半长轴是地球公转轨道半径的529倍（即232倍）。
引力常量已
知为G=6.67×10－11N•m2/kg2。
则由上述信息
A．可求出该彗星绕太阳运动的周期是12167年
B．可求出该彗星的质量
C．可求出太阳对该彗星的引力
D．可求出太阳的质量
太阳彗星地球轨道
21．光滑、水平、绝缘的桌面上固定着两个等量的正电荷，其连线在水平面内的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个
质量为m=1×10－3kg、带电荷量为q=A-1
-1×10－4C的小物块自A点由静止释放，其向C点方向运动的v－t图线如图乙所示，乙图中的B、C对应的时刻为+甲图中过B、C点的时刻，其中B点为
v/（m•s）
B
C
6
+4BO2
C
t/s
整条图线切线斜率最大的位置（图中标
甲
出了该切线），则以下分析正确的是
A．由A点到C点，电势先升高后降低小
B．由A点到C点电场力一直对小物块做正功
571012
乙
C．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强大小为E=20V/m
D．B、C两点间的电势差为UBC=-100V
第Ⅱ卷（共174分）
三、本卷包括必考题和选考题两部分。
第22题～第32题为必考题，每个试题考生都应作答。
第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。
须用黑色签字笔在答题卡上规定的区域书写作答，在试题卷上作答无效。
（一）必考题（共11题，计129分）
22．（5分）
某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下
落。
（1）实验中该同学先接通打点计时器，紧接着释放纸带进行实验。
重复该步骤两次，然后在打出的纸带中选取一条点迹清晰的纸带。
（2）该同学选取的纸带如下图所示，在纸带上间距较大处开始每两个间隔取一个计数点，标记为1、2、3、4、5、
6，测出相邻两个计数点的间距，分别表示为s1、s2、s3、s4、
s5。
已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点
夹子
纸带
打点计时器
夹子重物
周期为T。
为了验证此实验从打计数点2到打计数点5的过程中机械能是否守恒，需要计算出此过程中重锤重力势能的减少量ΔEp和动能的增加量ΔEk，则ΔEp=，
ΔEk=。
0123456
s1s2s3s4s5
（3）本次测量的百分比误差（即相对误差）表达式为×100%。
（用ΔEk、ΔEp表示）
23．（10分）在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所测的金属导体的形状如图甲所示，其横
截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍，内三角形为中空。
为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆档“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙，则读数应记为Ω。
a
横截面图
L
甲
乙
现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻R，以便进一
R
步测出该材料的电阻率ρ：
A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）B．电流表A1（量程为0~0.6A，内阻r1约为1Ω）C．电流表A2（量程为0~0.6A，内阻r2=5Ω）D．最大阻值为10Ω的滑动变阻器R0
E．开关S；导线若干
（1）请在丙图虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图。
S
（2）先将R0调至最大，闭合开关S，调节滑动变阻器R0，记R0
丙
下各电表读数，再改变R0进行多次测量。
在所测得的数据中
选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若A1的读数表示为I1，A2的读数表示为I2，则该金属导体的电阻R
=；
（3）该同学用直尺测量导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。
测边长a时，螺旋测微器读数如图丁
所示，则a=mm。
（4）用已经测得的物理量R、L、a等可得到该金属材料电阻率的表达式为ρ=。
24．（14分）
25
15
05
10
1
10
20
丁
某市民骑电动车在平直的道路上以最大速度匀速行驶，突然发现前方绿灯还剩10s，此时离路口尚有一段距离。
他先保持最大速度匀速行驶4s，接着关闭“油门”（即切断动
力）滑行了8s，看到不能安全停在路口，就用手刹制动，额外给电动车提供一个恒定的
制动力，正好在绿灯变红灯之后4s停在路口。
已知该电动车的最大速度为36km/h，以最大速度行驶时，车上蓄电池给电动机提供的电压为48V，工作电流为20A，电能转化为机械能的效率为75%。
该市民和电动车的
总质量为100kg。
求：
（1）电动车滑行时受到的阻力f的大小；
（2）手刹制动时额外给电动车提供的制动力Δf的大小；
（3）绿灯还剩10s时，电动车离路口的距离。
25．（18分）
在y轴左边有一个场强为E0的有理想边界的匀强电场区域，方向沿＋y，该区域是边长为2L的正方形，边界和顶点的坐标如图甲所示。
某种带正电的粒子从坐标为（-2L,0）的P点以速度v0沿＋x方向射入电场，粒子恰
好从电场上边界的中点A射出电场，整个环y
境为真空且粒子重力忽略不计。
2LC
（1）求该带电粒子的比荷q；
mA
（2）将原匀强电场区域改为如图乙所示L
的交变电场，交变电场变化的周期为T=
L，
v0Pv0x
-2L-LO2L
520
从t=0开始，前T内场强为＋3E，后3T内场
44
-L
高三年级理科综合试卷第8页共18页甲
强为-E（场强沿＋y方向为正），大量的上述粒子仍然以速度v0从P点沿＋x方向持续射入有界电场，最终所有粒子恰好全部能从有界电场
的右边界离开电场，求图乙中E的值；（忽略粒子间的相互作用力）
（3）在图甲的y轴右边某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于xOy坐标平
面，要使在
（2）问情景下所有从电场右边界离开
电场的粒子经过该磁场偏转后都能会聚于坐标为
E
3E
0TT5T2Tt
4
（2L，2L）的C点，求这个圆形区域内磁感应强-E4
度B的大小。
33．【物理──选修3—3】（15分）
（1）（6分）以下说法正确的是（填入正确选项前的字母。
选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分；每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
B．农民锄松土壤，是为了破坏土壤里的毛细管，保存土壤里的水分
C．随着分子间距的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，合力表现为引力
D．温度越高，每个分子热运动的动能越大
E．对某种气体而言，已知阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和密度，可计算出该种气体分子间的平均距离
（2）（9分）如图所示，厚度不计、质量为m=5kg、底面积为S=10cm2的绝热气缸开口向下，气缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，气缸和活塞之间封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸间无摩擦且不漏气。
开始时，缸内被封住
气体的温度T1=300K，气柱的高度为h1=10cm。
现通过细电热丝给h1
缸内气体缓慢加热一段时间，此过程中缸内气体吸收热量为Q=34J，
内能增加了∆U=4J，已知外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2，整过程活塞都在气缸内。
求：
①开始时，缸内气体的压强p1；
②加热后，缸内气体的温度T2。
34．【物理──选修3—4】（15分）
（1）（6分）以下说法正确的是（填入正确选项前的字母。
选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分；每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：
变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁
场
B．受迫振动的频率与自身的固有频率无关C．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小时，才能观察到明显的衍射现象D．当声源向观察者靠近时，观察者接收到的频率高于声源振动的频率；当观察者向
声源靠近时，观察者接受到的频率低于声源振动的频率
E．狭义相对性原理指出，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
（2）（9分）某介质材料的折射率为n=23
3
，用这种介质制造的某AG
光学仪器横截面如图所示。
它由一个矩形ABCG和一个半圆形DEF组成。
M
半圆的圆心O与CD、GF在一条直线上。
已知AG=BC=L=3cm，圆的半径为R=2cm。
真空中波长为λ0=600nm的一束单色光，从AB边上的M点射入该光学仪器，过F点到达圆弧面上的H点，并恰好在H点发生全反射，之后在圆弧面上再发生一次全反射后到达AB边上的N点（未画出），并从N点射出该光学仪器。
求：
①该单色光在这种介质中的波长λ；
F
H
ORE
D
②MN两点间的距离d。
BC
35．【物理──选修3—5】（15分）
（1）（6分）以下说法正确的是（填入正确选项前的字母。
选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分；每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，
从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关C．根据波尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低
的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能增大
D．光子与电子相互作用时，有时会把一部分动量转移给电子，使光子的波长变大
E．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
（2）（9分）如图所示，质量为M=4.0kg物体C放在水平面上，其上有光滑的四分之一圆弧轨道，轨道半径R=0.3m，轨道下端与水平面相切。
质量为mA=2.0kg的小滑块A从与圆心等高处由静止释放，滑动到Q处与质量为mB=2.0kg、处于静止状态的小滑块B发生正碰，碰撞时间极短且碰后二者粘在一起。
已知水平面上Q点左侧光滑，Q点右侧
粗糙，且与小滑块A、B的动摩擦因数均为μ=0.1，小滑块均可视为质点，取g=10m/s2。
求：
①滑块A刚滑到水平面上时，C物体的位移大小；AO
②滑块A刚滑到水平面上时的速率；
③滑块B运动的总位移。
题号
14
15
16
17
18
19
20
21
答案
A
C
B
D
AC
BD
AD
BCD
三、非选择题：
包括必考题和选考题两部分。
第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。
第33题～第40题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题（共129分）
22.（5分）
（2）mg（s2＋s3＋s4）（2分）
（2分）
（3）
或
（1分）
23.（10分）6.0（2分）
（1）电路图如图所示。
（2分）
（2）
（2分）
（3）5.663（5.661~5.665）（2分）（4）
（2分）
24.（14分）
（1）电动车提供的机械功率为P=UI×75%…………………………（1分）
且P=F牵v0………………………………（1分）
最大速度行驶时匀速，则：
f=F牵………………………………（1分）
代入数据得：
f=F牵=72N…………………………………（1分）
（2）匀速阶段：
t1=4s内，位移为s1=v0t1=40m……………………（1分）
滑行阶段：
t2=8s内，加速度a2=－f/m=－0.72m/s2…………（1分）
末速度为v2=v0＋a2t1=4.24m/s……………………（1分）
位移为s2=
t2=56.96m…………………………（1分）
刹车阶段：
t3=2s……………………………………………（1分）
a3=－v2/t3=－2.12m/s2………………………………（1分）
－Δf－f=ma3…………………………………………（1分）
Δf=－（ma3＋f）=140N…………………………………（1分）
（3）刹车阶段：
s3=
t3=4.24m……………………………………（1分）
总位移s=s1＋s2＋s3=101.2m………………………………………（1分）
25.（18分）
解：
（1）设粒子经过时间t0打在A点
沿＋x方向有L=v0t0……………………………………………（2分）
沿＋y方向有L=
t02……………………………………（2分）
解得
=
…………………………………………………（2分）
（2）粒子通过电场的时间
t=
=2T…………………………………………………………（1分）
分析：
从t=0时刻开始，粒子在电场中运动时，每个场强变化周期的前1/4时间内的加速度大小a1=
，沿＋y方向；在每个场强变化周期的后3/4时间内加速度大小a2=
，沿－y方向。
不同时刻从P点进入电场的粒子在电场方向的速度vy随时间t变化的关系如图甲所示。
因为所有粒子恰好能从有界电场的右边界离开电场，可以确定在t=nT或t=nT＋
T时刻进入电场的粒子恰好分别从电场的右上角、右下角离开电场。
它们在电场方向偏转的距离最大（为L）,有:
L=（
T
）×2…………………………………………（3分）
解得E=
E0…………………………………………………………（2分）
（3）由图甲可知，所有粒子射出电场时，y方向分速度为零，速度方向都平行于x轴，大小为v0。
设粒子在磁场中的运动半径为r，则
qv0B=m
得r=
……………………………（1分）
粒子进入圆形磁场区域内要能会聚于C点，则磁场区半径R应满足：
R=r………………（1分）
且粒子从磁场边界进入磁场，会聚点（即C点）也应在磁场边界上，在圆形磁场区域边界上且纵坐标有最大值，如图所示。
①要保证所有粒子能进入磁场区，即从y=－L的粒子能进入，如图乙中虚线圆Ⅰ，则最小半径Rmin=
L，对应磁感应强度有最大值：
Bmax=
=
………………………（2分）
②要保证所有粒子从磁场边界进入磁场，磁场边界不应超过y轴，如图乙中虚线圆Ⅱ，则磁场区的最大半径Rmax=2L，对应磁感应强度有最小值：
Bmin=
=
………………………（1分）
所以，磁感应强度B的可能范围为
≤B≤
…（1分）
说明：
只求出最大值或者最小值，即可得4分。
33.【物理──选修3－3】（15分）
（1）ABE
（2）①对气缸受力分析，由平衡条件有
Mg＋p0S=pS…………………………………………（2分）
得p=p0＋
=1.5×105Pa……………………………（1分）
②设加热过程，气体对外做功W，内能增加∆U，吸收热量Q，气缸升高高度∆h
由热力学第一定律W=Q－∆U=30J……………………（1分）
气体对外界做功W=pS∆h
得∆h=
=20cm…………………………………（2分）
h2=h1＋∆h=30cm………………………………（1分）
由气体状态方程得：
=
………………………（1分）
所以T2=900K…………………………………………（1分）
34.【物理──选修3－4】（15分）
（1）ABE
（2）（9分）①由n=
，c=λ0f，v=λf，得
n=
…………………………………（2分）
∴λ=
=300
nm……………………（1分）
②设全反射临界角为C，则
sinC=
C=60°……………………（2分）
因在H点恰好全反射，则在H点的入射角恰为60°，再经过一次全反射恰好经D点离开半圆，光路图如图所示，所以MN的距离为
D=2R＋2
……………………………（3分）
D=6cm………………………………（1分）
35【物理──选修3－5】（15分）
（1）CDE
（2）①以AC为系统，水平方向动量守恒，在水平方向上，任意时刻，二者的速度都满足：
0=mAvmx＋M（－vMx）
则经过相同的时间有0=mAxm－MxM………………（1分）
且由位移关系得xm＋xM=R………………………（1分）
联立解得xM=
R=0.1m…………………
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