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
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…………………(1分)
②设A滑到水平面时,A、C的速度大小分别为vA、vC,以水平向右为正方向。
0=mAvA+M(-vC)…………………………(1分)
由机械能守恒mAgR=
mAvA2+
M(-vC)2…(1分