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湖北部分重点中学2014—2015学年度上学期高三起点考试物理试卷


湖北省部分重点中学 2014-2015 学年度上学期高三起点考试 物 理 试 卷
命题人: 洪山高中 审题人: 武汉四中 考试时间:本卷考试时间 10:00—11:30 本卷满分 110 分

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 1~6 题只有一项符合题目要求,第 7~10 题有多项符合题目要

求。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. 2013 年度诺贝尔物理学奖授予了希格斯和恩格勒,以表彰他们对用来解释物质质量之谜 的“上帝粒子”所做出的预测。在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类 历史的进步。下列表述符合物理学史实的是( ) A.开普勒认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 B.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体,物体就不会再落在地球 上 C.奥斯特发现了电磁感应现象,这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分 不开的 D.安培首先引入电场线和磁感线,极大地促进了他对电磁现象的研究 2. —质点沿 x 轴做直线运动,其 v-t 图像如图所示。 质点在 t= 0 时 位于 x = 3m 处,开始沿 x 轴正方向运动。当 t= 7s.时,质点在轴上的 位置坐标为( ) A. x = 3.5m B. x= 6.5m C. x = 9m D. x=11.5m 3. 研究表明,地球自转在逐渐改变,3 亿年前地球自转的周期约为 22 小时。假设这种趋势 会持续下去,且地球的质量、半径都不变,若干年后( ) A.近地卫星(以地球半径为轨道半径)的运行速度比现在大 B.近地卫星(以地球半径为轨道半径)的向心加速度比现在小 C.同步卫星的运行速度比现在小 D.同步卫星的向心加速度与现在相同 4.如图所示,电源电动势为 E,内电阻为 r.两电压表可看作是理 想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时, 下列说法中正确的是( ) A.小灯泡 L1、L2 均变暗 B.小灯泡 L1 变亮,V1 表的读数变大 C.小灯泡 L2 变亮,V2 表的读数不变 D.小灯泡 L1 变暗,V1 表的读数变小 5.一圆环形铝质金属圈(阻值不随温度变化)放在匀强
B 第 1 页 共 12 页 O -B 甲 乙 2 4 t/s

B

磁场中,设第 1s 内磁感线垂直于金属圈平面(即垂直于纸面)向里,如图甲所示。若磁感 应强度 B 随时间 t 变化的关系如图乙所示,那么第 3s 内金属圈中 ( ) A.感应电流逐渐增大,沿逆时针方向 B.感应电流恒定,沿顺时针方向 C.圆环各微小段受力大小不变,方向沿半径指向圆心 D.圆环各微小段受力逐渐增大,方向沿半径指向圆心 6.如下左图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。则 A.场强 Ea >Eb ,Eb >Ec B.电势 ? a > ? b , ? c > ? b C.沿 cba 路径移动质子与电子,电荷的电势能改变是一样的 D.沿 bc 方向直线射入的电子有可能做曲线运动

7.如右上图所示,水平传送带以速度 v1 匀速运动,小物体 P、Q 由通过定滑轮且不可伸长 的轻绳相连, t = 0 时刻 P 在传送带左端具有速度 v2,已知 v1>v2,P 与定滑轮间的绳水平。不计定滑轮 质量,绳足够长。直到物体 P 从传送带右侧离开。以下判断正确的是( ) A.物体 P 一定先加速后匀速 B.物体 P 可能先加速后匀速 C.物体 Q 的机械能一直增加 D.物体 Q 一直处于超重状态 8.如图,一理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1:n2=10:1 。原线圈通过一 理想电流表 A 接正弦交流电源, 一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后 接到副线圈的两端;假设该二极管的正向电阻为零相当于导线,反向电阻 为无穷大相当于断路;a、b 间输入交流电瞬时值的表达式为 ( u ? 220 2 sin(100? t )V 。则: )

A.用电压表测得 R 两端电压为 11 2 V B.增大负载电阻的阻值 R,电流表的读数变小 C.负载电阻的阻值越大,cd 间的电压 Ucd 越小 D.将二极管用导线短路,电流表的读数加倍

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9 . 如 图 , 有 一 矩 形 区 域 abcd , 水 平 边 ab 长 为

s

= 3m ,竖直边 ad 长为 h =1m. 质量均

为 m 、带电量分别为 ? q 和 ? q 的两粒子,

q ? 0.10c / kg . m

当矩形区域只存在场强大小为 E=10N/C、 方向竖直向下的匀强 电场时, ? q 由 a 点沿 ab 方向以速率 v0 进入矩形区域,轨迹 如图。当矩形区域只存在匀强磁场时 ? q 由 c 点沿 cd 方向以 同样的速率 v0 进入矩形区域,轨迹如图。不计重力,已知两粒子轨迹均恰好通过矩形区域 的几何中心。则: A.由题给数据,初速度 v 0 可求 B.磁场方向垂直纸面向外 C. ? q 做匀速圆周运动的圆心在 b 点 D.两粒子各自离开矩形区域时的动能相等。 10.如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端 固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。质量不同、形状相同的 两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上,使两弹簧 具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹 出并离开弹簧(但未飞离斜面) ,则从撤去外力到物块速度第一次 减为零的过程中,两物块( ) A.最大加速度可能相同 B.最大速度一定不同 C.重力势能的变化量不同 D.上升的最大高度不同 第Ⅱ卷(选择题,共 70 分) 二、实验题:本大题共 2 小题,第 11 题 6 分,第 12 题 8 分,共 14 分。把答案写在答题卡 指定的答题处,不要求写出演算过程。 11.(6 分)某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,E=3V 为无内阻的理想电源,R0=3 ? 为保 护电阻,滑动变阻器的全电阻 R=6 ? ,P 为滑片位于图示位置,闭合电键 S. ①用理想电压表测量 A、P 间的电压;将电压表调零,选择合理的档位,示数如图 (b), 电压值为 V. ②用理想电流表代替电压表接入相同位置,测得电流约为 A.(此问结果保留两 位有效数字) 。 ③若电源电路中不接入 R0, 则在使用过程中, 存在 的风险(填“断路”或“短路”).

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12.(8 分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧串在一起如右上图连接起 来进行探究,上部为弹簧Ⅰ下部为弹簧Ⅱ。 ① 某次测量如右放大图所示(刻度尺最小分度为毫米) ,指针示数为___________cm。 ② 在弹性限度内,将每个 50g 的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针 A、B 的示数 LA 和 LB 如下 表。用表中数据计算弹簧Ⅰ 的劲度系数为_________N/m(重力加速度 g=10m/s2) 。由表中数 据____________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ 的劲度系数。

钩码数 LA/cm LB/cm

1 15.71 29.96

2 19.71 35.76

3 23.71 41.56

4 27.71 47.36

三、计算题:本大题共 4 小题,第 13 题 8 分,第 14 题 10 分,第 15 题 10 分,第 16 题 13 分,共 41 分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演 算步骤。 13.(8 分)赛车比赛出发阶段,一辆赛车用时 7s 跑过了一段 200m 长的直道,将该赛车运 动可简化为初速为零的匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段; 已知该车在加速阶段的第 3s 内通过的距离为 25m,求该赛车的加速度及在加速阶段通过的距离。

14.(10 分)如图所示,一半径为 R=0.5m 的半圆型光滑轨道与水平传送带在 B 点连接,水 平传送带 AB 长 L=8 m,向右匀速运动的速度为 v0。一质量为 1 kg 的小物块(可视为质点) 以 v1=6 m/s 的初速度从传送带右端 B 点向左冲上传送带,物块再次回到 B 点后恰好能通过 圆形轨道最高点,物块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.45,g 取 10 m/s2。求物块相对地面向 左运动的最大距离 x 及传送带的速度大小 v0。

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15.(10 分)如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置, 用来研究匀变速直线运动的规律。 绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体 的加速度 g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有较长 的时间从容的观测、研究。已知物体 A、B 的质量相等均为 M, ,轻绳与轻滑轮间的摩擦不 计,轻绳不可伸长且足够长,求: (1)若物体 C 的质量为 M/4 ,物体 B 从静止开始下落一段距离的时间与自由落体下落 同样的距离所用时间的比值。 (2)如果连接 AB 的轻绳能承受的最大拉力为 1.2Mg,那么对物体 C 的质量有何要求?

16.(13 分)如图所示,固定在水平地面上的工件,由 AB 和 BD 两部分组成,其中 AB 部分为 光滑的圆弧, ? AOB=37o,圆弧的半径 R=0.5m,圆心 O 点在 B 点正上方;BD 部分水平, 长度为 0.2m,C 为 BD 的中点。现有一质量 m=lkg,可视为质点的物块从 A 端由静止释放, 恰好能运动到 D 点。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求: (1)为使物块恰好运动到 C 点静止, 可以在物块运动到 B 点后, 对它施加一竖直向下的恒力 F, F 应为多大? (2)为使物块运动到 C 点时速度为零,也可先将 BD 部分以 B 为轴向上转动一锐角 ? ,? 应为 多大?(假设 B 处有一小段的弧线平滑连接,物块经过 B 点时没有能量损失) (3)接上一问,求物块在 BD 板上运动的总路程。

四、选考题:请考生在 17、18、19 三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计 分。计算题请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 17.模块 3-3 试题(15 分) (1)(6 分) 下列说法正确的是 。 (填正确答案标号,选对 1 个给 3 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得分 0 分)
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A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C. 单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性 D.对某物体做功必定会使该物体的内能增加 E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热 的结果 (2) (9 分)一竖直放置、 缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气, 被活塞分隔成Ⅰ、 Ⅱ两部分;已知活塞的质量为 m,活塞面积为 S,达到平衡时,这两部分气体的体积相等, 如图(a)所示;为了求出此时上部气体的压强 P10,将气缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上 下两部分气体的体积之比为 3:1,如图(b)所示。设外界温度不变, 重力加速度大小为 g ,求:图(a)中上部气体的压强 P10

18.模块 3-4 试题(15 分) (1) (6 分)通常,已知材料的折射率都为正值错误!未找到引用源。 。现已有针对某些电 磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值错误!未找到引用源。 ,称为负折射率材料。 位于空气中的这类材料,入射角错误!未找到引用源。与折射角错误!未找到引用源。依然 满足错误!未找到引用源。 但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值) 。 若该材料对于 电磁波的折射 率错误!未找到 引用源。.2,正 确反映电磁波 穿过该材料的 传播路径的示 意图是

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(2) (9 分)如图所示,一列简谐横波沿 x 轴正方向传播着,振幅为 2cm。t=0 时刻平衡位 置坐标分别为 40m、100m 的 P、Q 两质点的位移均为 1cm,质点 P 的速度方向沿 y 轴负方 向,质点 Q 与之相反。已知 P、Q 两质点间只有一个波峰,则 (1)这列波的波长为多少?画出包含 P、Q 在内的半个波形,在图上标出两个位于平衡位 置的质点的坐标。 (2)从 t=0 时刻起,如果 t1=0.5s 时 P 质点第一次回到平衡位置,那么 Q 质点第一次回到平 衡位置的时刻 t2 为多少?

19.模块 3-5 试题(15 分) (1) (6 分)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单 色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,如下左图,并记录相关数据。对于 这两组实验,下列判断正确的是 (填正确答案标号,选对 1 个给 3 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分,每选错 1 个扣 3 分,最低得 分 0 分) A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压 Uc 不同 B.饱和光电流一定不同 C.光电子的最大初动能不同 D.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子 数可能相同 E. 分别用不同频率的光照射之后绘制 Uc~? 图像 (? 为照射光频率,下右图为其中一小组绘制的图 像) ,图像的斜 率可能不同

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(2) (9 分)一静止原子核发生 α 衰变, 生成一 α 粒子及一新核, 测得 α 粒子的速度为光 在真空中的速度的 0.1 倍。已知 α 粒子的质量为 m,电荷量为 q;新核的质量为 α 粒子的质 量的 n 倍;光在真空中的速度大小为 c。 求: (1)衰变过程中新核所受冲量的大小; (2 ) 衰变前原子核的质量。

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湖北省部分重点中学 2014-2015 学年度上学期新高三起点考试 物理参考答案 一、选择题: 1.B 2.B 3.C 4.D 5.D 6.A 7.BC 8.ABD 9.AC 10.BD 二、实验题: 11. 1.30---1.32 0.59—0.60 短路 12. 15.95---16.05 12.5 能 三、计算题: 13.(1)(4 分)设赛车在匀加速阶段的加速度为 a,在前 2s 和第 3s 内通过的位移分别 为 x1 和 x2,由运动学规律得

1 a (2t 0 ) 2 2 1 x1 ? x 2 ? a (3t 0 ) 2 2 x1 ?

t0 ? 1s x2=25m
代入数据解得

a ? 10m / s 2

(2)(4 分)设赛车做匀加速运动的时间为 t1,匀速运动的时间为 t2,匀速运动的速 度为 v1,跑完全程的时间为 t,全程的距离为 x,依题意及运动学规律,得

t ? t1 ? t 2 v ? at1
x? 1 2 at1 ? vt 2 2 1 2 at1 2

设加速阶段通过的距离为 x/,则

x/ ?

求得 x / ? 80m 说明:本题解法有多种,选用其他运动学关系或者图像法等,合理均能得分。 14.(1) (4 分)物块向左匀减速至速度为零时,相对地面向左的位移最大。 根据运动学公式: 0 ? v1 ? 2ax
2

根据牛顿第二定律:物块加速度 a ? 联立各式,代入数据解得: x ? 4m

f m

f ? ?mg

(2) (6 分)物块恰过最高点(设为 C 点) ,临界条件: mg ? 从 B 到 C 的过程,物块机械能守恒:

mvc2 R

1 2 1 2 mv B ? mvC ? mg 2 R 2 2

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代入数据解得: v B ? 5m / s 由题意可知, 物块在传送带上匀减速至速度为零后反向向右匀加速运动直到与传送带速度相 等,再匀速运动。故传送带速度 v 0 ? v B ? 5m / s 15.(1) (5 分)设滑轮两侧物体运动的加速度大小为 a ,绳的张力为 T,B 下落距离 h 用时为 t1;自由下落距离 h 用时为 t2. 根据牛顿第二定律 研究 A: T ? Mg ? Ma 研究 BC: Mg ? 根据运动学公式 : h ?

1 2 at1 2

Mg M ? T ? ( M ? )a 4 4 1 2 h ? gt 2 2

代入数据联立解得:

t1 3 ? t2 1

(2) (5 分)设物体 C 的质量为 m 根据牛顿第二定律 研究 A: T ? Mg ? Ma 研究 BC: Mg ? mg ? T ? ( M ? m)a 令 T≤1.2Mg ,解得 m≤0.5Mg 16. (1) (5 分)设 BD 段长度为 l,动摩擦因数为 ? , 研究物块运动,根据动能定理: W总 ? ?E K 从 A 到 D 的过程中 mgR(1 ? cos 37 ) ? ?mgl ? 0 ? 0
o

从 A 到 C 恰好静止的过程中 mgR(1 ? cos 37 o ) ? ?FN 又 BC 段

l ? 0?0 2

FN ? F ? mg
F=10N

代入数据联立解得: ? ? 0.5

(2) (4 分)右图中,从 A 到 C 的过程中,根据动能定理

l l mgR(1 ? cos 37 o ) ? mg sin ? ? ?FN ? 0 ? 0 2 2
其中 FN ? mg cos ? 联立解得

? ? 37 o

(1) (4 分)物块在 C 处速度减为零后,由于 mg sin ? > ?mg cos ? 物块将会下滑,

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而 AB 段光滑,故物块将做往复运动,直到停止在 B 点。 根据能量守恒定律 而摩擦生热 Q ? fs

mgR(1 ? cos 37 o ) ? Q
f ? ?mg cos?

代入数据解得 物块在 BD 板上的总路程 s=0.25m 17. (1)(6 分)BCE (2) (9 分)设气缸倒置前下部气体的压强为 p 20 ,倒置后上下气体的压强分别为 p 2 、 p1 , 由力的平衡条件有

p 20 ? p10 ?

mg S mg p1 ? p 2 ? S

倒置过程中,两部分气体均经历等温过程,设气体的总体积为 V0,由玻意耳定律得

p10

V0 V ? p1 0 2 4 V0 V ? p2 0 2 4
p10 ? 5mg 4S

p 20

解得

18.(1)(6 分)C (2)(9 分)①根据正弦函数的特点知:位移为 A/2 处的质点与相邻最近位移为 0 的质点 平衡位置间的距离为 ? / 4 的 1/3,画图可知 PQ ?

4? 62

故波长 ? ? 180m

两个位于平衡位置的质点的坐标为:25m 115m ②根据平移法,P 质点第一次回到平衡位置时 t1 ?

40 ? 25 v 100 ? 25 Q 质点第一次回到平衡位置时 t 2 ? v

所以 t 2 ? 5t1 ? 2.5s 19.(1)(6 分)ACD (2) (9 分)①衰变产生的 α 粒子的速度大小为 0.1c , 设衰变后新核的质量为 M 速度大小为 V,衰变前后动量守恒,有

0 ? MV ? mv
根据动量定理 新核所受冲量 I ? MV ? 0 所以 I ? 0.1mc ②设衰变前原子核质量为 M0,根据爱因斯坦质能方程,以及衰变前后能量守恒,有

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M 0 c 2 ? Mc 2 ?

1 1 MV 2 ? mc 2 ? mv 2 2 2 1 )m 200n

将 M=nm V=v/n v=0.1c 代入 解得 衰变前原子核的质量为 M 0 ? (n ? 1)(1 ?

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