2014-2015学年湖北武汉市武昌区高三元月调考理综物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(    )

A．伽利略把斜面实验的结果合理外推，发现了自由落体运动规律和行星运动的规律

B．牛顿通过实验测出了引力常量并进行了著名的“月—地检验”

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因并提出了惯性定律

D．安培提出了分子电流假说，并在磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献

2. 难度：中等

气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星，“风云Ⅰ号”卫星轨道（极地圆轨道）与赤道平面垂直并且通过两极，绕地做匀速圆周运动的周期为12 h。“风云Ⅱ号”气象卫星轨道（地球同步轨道）平面在赤道平面内，绕地做匀速圆周运动的周期为24 h，则“风云Ⅱ号”卫星比“风云Ⅰ号”卫星(    )

A．轨道半径小     B．线速度小      C．角速度大      D．向心加速度大

3. 难度：中等

如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，A、B均静止。则(    )

A．B对A的压力大小为

B．细线对小球的拉力大小为

C．A对地面的压力大小为(M + m）g

D．地面对A的摩擦力大小为

4. 难度：中等

从地面竖直上抛一物体A的同时，在离地面高H处有相同质量的另一物体B开始做自由落体运动，两物体在空中同时到达距地面高h时速率都为v（两物体不会相碰），则下列说法正确的是(    )

A．H = 2 h

B．物体A竖直上抛的初速度大小是物体B落地时速度大小的2倍

C．物体A、B在空中运动的时间相等

D．两物体落地前各自的机械能都守恒且两者机械能相等

5. 难度：中等

如图所示是放置于水平地面上的简易滑梯示意图，一小孩从滑梯斜面顶点A开始无初速度下滑，在AB段匀加速下滑，在BC段匀减速下滑，滑到C点恰好速度为零（B点为AC的中点），整个过程中滑梯保持静止状态。假设该小孩在AB段和BC段滑动时与斜面间的动摩擦因数分别为μ₁和μ₂，斜面倾角为θ，则(    )

A．整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于该小孩和滑梯的总重力，地面对滑梯始终无摩擦力作用

B．动摩擦因数满足μ₁ + μ₂ = 2 tan θ

C．该小孩在AB和BC两段运动的时间相等，平均速度也相等

D．AB段与BC段小孩受的摩擦力做功的平均功率相等

6. 难度：中等

如图所示电路中，滑片P位于滑动变阻器R₂正中间，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R₂的滑片P滑动时，关于两个电压表V₁与V₂的示数，下列判断正确的是(    )

A．P向a端滑动的过程中，V₁的示数逐渐增大、V₂的示数逐渐减小

B．P向a端滑动的过程中，R₂消耗的功率一定逐渐减小

C．P向b端滑动的过程中，V₁示数改变量的绝对值小于V₂示数改变量的绝对值

D．P向b端滑动的过程中，V₂示数改变量与流过R₂的电流改变量的比值保持不变

7. 难度：中等

如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直于纸面、磁感应强度大小可调的匀强磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为q的带正电粒子可在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的平行极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板刚进入AB之间时，A板电势升高到 + U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速使得动能不断增大，而在环形区域内，通过调节磁感应强度大小可使绕行半径R不变。已知极板间距远小于R，则下列说法正确的是(    )

A．环形区域内匀强磁场的磁场方向垂直于纸面向里

B．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行N圈后回到A板时获得的总动能为NqU

C．粒子在绕行的整个过程中，A板电势变化周期不变

D．粒子绕行第N圈时，环形区域内匀强磁场的磁感应强度为

8. 难度：困难

正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图电路中，板长为l，板间距为d，在距离板的右端 2l 处有一竖直放置的光屏 M。D为理想二极管（即正向电阻为0，反向电阻无穷大），R为滑动变阻器，R₀为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合电键S，让一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度v₀射入板间，质点未碰极板，最后垂直打在 M 屏上。在保持电键S闭合的情况下，下列分析或结论正确的是(    )

A．质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化相同

B．板间电场强度大小为

C．若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v₀射入板间，质点依然会垂直打在光屏上

D．若仅将两平行板的间距变大一些，再让该质点从N点以水平速度v₀射入板间，质点依然会垂直打在光屏上

二、填空题

9. 难度：中等

（5分）如图所示，上、下两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，上轨道可上下平移，在两轨道相对于各自轨道末端高度相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：

（1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变上轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：                                      。

（2）某次实验恰按图示位置释放两个小球，两个小球相碰的位置在水平轨道上的P点处，已知固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为9 cm，则可计算出A球刚达P点时的速度大小为        m/s。（g取10 m/s²，结果保留两位有效数字）

三、实验题

10. 难度：中等

（12分）实际电流表有内阻，测量电流表G₁的内阻r₁采用如图甲所示的电路。可供选择的器材如下：

①待测电流表G₁：量程为0 ~ 5 mA，内阻约为300 Ω

②电流表G₂：量程为0 ~ 10 mA，内阻约为40 Ω

③定值电阻R₁：阻值为10 Ω

④定值电阻R₂：阻值为200 Ω

⑤滑动变阻器R₃：阻值范围为0 ~ 1000 Ω

⑥滑动变阻器R₄：阻值范围为0 ~ 20 Ω

⑦干电池E：电动势约为1.5 V，内阻很小

⑧电键S及导线若干

（1）定值电阻R₀应选           ，滑动变阻器R应选           。（在空格内填写序号）

（2）用笔画线代替导线，按图甲要求，在图乙中连接实物图。

（3）实验步骤如下：

①按电路图连接电路（为电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端）

②闭合电键S，移动滑片P至某一位置，记录G₁和G₂的读数，分别记为I₁和I₂；

③多次移动滑动触头，记录各次G₁和G₂的读数I₁和I₂；

④以I₁为纵坐标，I₂为横坐标，作出相应图线，如图丙所示。

⑤根据I₁－I₂图线的斜率k及定值电阻R₀，得到待测电流表G₁的内阻表达式为r₁ =                。（用k、R₀表示）

（4）若测定G₁表的内阻r₁为290 Ω，用它改装成如图丁的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的档位。1、2两个档位为电流表档位，其中的大量程是小量程的10倍。

①关于此多用表，下列说法正确的是：       

A．当转换开关S旋到位置4时，是电阻档

B．当转换开关S旋到位置6时，是电压档

C．转换开关S旋到5的量程比旋到6的量程大

D．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔

②图中的电源 E′ 的电动势为9.0 V，当把转换开关S旋到位置4，在AB之间接900 Ω电阻时，表头G₁刚好半偏。已知之前的操作顺序和步骤都正确无误。则R₅ =        Ω，R₆ =          Ω。

四、计算题

11. 难度：困难

（14分）现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如下图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动（无相对滑动），到C处被取走装箱。已知A、B的距离L = 9.0 m，物品在转盘上与转轴O的距离R = 3.0 m、与传送带间的动摩擦因数μ₁ = 0.25，传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度均为v = 3.0 m/s，取g = 10 m/s²。问：

（1）物品从A处运动到B处的时间t；

（2）若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的动摩擦因数μ₂至少为多大？

（3）若物品的质量为0.5 kg，每输送一个物品从A到C，该流水线为此至少多做多少功？

12. 难度：困难

（16分）真空中有如图所示矩形区域，该区域总高度为2h、总宽度为4h，其中上半部分有磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场，下半部分有竖直向下的匀强电场，x轴恰为水平分界线，正中心恰为坐标原点O。在x = 2.5 h处有一与x轴垂直的足够大的光屏（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的带负电粒子源源不断地从下边界中点P由静止开始经过匀强电场加速，通过坐标原点后射入匀强磁场中。粒子间的相互作用和粒子重力均不计。

（1）若粒子在磁场中恰好不从上边界射出，求加速电场的场强E；

（2）若加速电场的场强E为（1）中所求E的4倍，求粒子离开磁场区域处的坐标值；

（3）若将光屏向x轴正方向平移，粒子打在屏上的位置始终不改变，则加速电场的场强E′多大？粒子在电场和磁场中运动的总时间多大？

五、选择题

13. 难度：简单

（6分）关于热现象和热学规律，下列说法正确的是        (填入正确选项前的字母。选对一个给3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．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动

B．两个分子的间距从极近逐渐增大到10 r₀的过程中，分子间的引力和斥力都在减小

C．热量可以从低温物体传递到高温物体

D．物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了273 K

E．两个分子的间距从极近逐渐增大到10 r₀的过程中，它们的分子势能先减小后增大

六、计算题

14. 难度：中等

（9分）如图所示，一水平放置的薄壁气缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为m = 1.0 kg的活塞A、B用一长度为3 L = 30 cm、质量不计的轻细杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。活塞A、B的面积分别为S_A = 200 cm²和S_B = 100 cm²，气缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边都是大气，大气压强始终保持为p₀ = 1.0 × 10⁵ Pa。当气缸内气体的温度为T₁ = 500 K时，活塞处于图示位置平衡。问：

（i）此时气缸内理想气体的压强多大？

（ii）当气缸内气体的温度从T₁ = 500 K缓慢降至T₂ = 400 K时，活塞A、B向哪边移动？移动的位移多大？

七、选择题

15. 难度：中等

如图甲所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图。图乙表示该波传播的介质中x = 2 m处的质点a从t = 0时起的振动图象。则下列说法正确的是        （选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。每错选一个扣3分，最低得分为0分）。

A．波传播的速度为20 m/s

B．波沿x轴负方向传播

C．t = 0.25 s时，质点a的位移沿y轴负方向

D．t = 0.25 s时，x = 4 m处的质点b的加速度沿y轴负方向

E．从t = 0开始，经0.3 s，质点b通过的路程是6 m

八、计算题

16. 难度：中等

（9分）如图所示，一半径为R的半球形玻璃砖，O为球心， 其上表面水平， 玻璃砖下方水平放置了足够大的光屏，玻璃砖上表面与光屏间距为d =。一束恰好照射满了玻璃砖上表面的单色光垂直于上表面射入玻璃砖，其中一部分光经玻璃砖折射后能到达光屏上。已知玻璃砖对该光的折射率为n =，求光屏上被该光照亮的面积。（不考虑光在玻璃砖内的反复反射）。

九、选择题

17. 难度：简单

下列说法正确的是        （选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。每错选一个扣3分，最低得分为0分）

A．太阳辐射的能量来自太阳内部聚变时释放的核能，不断的核聚变，使太阳的质量会不断减小

B．原子核发生衰变后，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4

C．若使放射性物质的温度升高，压强增大，其半衰期可能变小

D．已知氢原子的基态能量为E₁ = – 13.6 eV，一个处于基态的氢原子吸收了一个14 eV的光子后会被电离

E．已知氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从 n 为 3、4、5、6 的能级直接向n = 2能级跃迁时产生的，其中有两条紫色、一条红色、一条蓝色。则氢原子从n = 6能级直接向n = 2能级跃迁时，产生的是紫色光

十、计算题

18. 难度：中等

如图所示，质量为m_A = 2 kg的木块A静止在光滑水平面上，一质量为m_B = 1 kg的木块B以初速度v₀ = 10 m/s沿水平面向右与A正碰，碰撞后两者都向右运动。接着木块A与挡板碰撞后立即反弹（木块A与挡板碰撞过程无机械能损失）。之后木块A与B发生第二次碰撞，碰后A、B同向运动，速度大小分别为1.8 m/s、2.4 m/s。求：

（i）木块B和A第一次碰撞后瞬间， A的速度；

（ii）A、B第二次碰撞过程中，A对B做的功。