武汉市2014届高中毕业生二月调研测试

理科综合试卷(物理部分)

武汉市教育科学研究院命制 2014.2.21

第Ⅰ卷

二、选择题：本题共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．关于相互作用，下列说法正确的是：D

A．在相对静止的时候，互相接触的物体之间不可能产生摩擦力

B．维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是不同性质的力

C．在微观带电粒子的相互作用中，万有引力比库仑力强得多

D．由于强相互作用的存在，尽管带正电的质子之间存在斥力，但原子核仍能紧密的保持在一起

15．如图所示，甲、乙两个交流电路中，电源的电压、输出电流均相等。若理想变压器原、副线圈的匝数为n1、n2，则负载电阻R1与R2的比值为：C

A．

B．

C．

D．

16．2013年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力。则：D

A．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度

B．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速

C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度

D．嫦娥三号在动力下降阶段，其引力势能减小

17．如图所示是做匀变速直线运动的质点在0~6s内的位移—时间图线。若t=1s时，图线所对应的切线斜率为4（单位：m/s）。则：B

A．t=1s时，质点在x=2 m的位置

B．t=1s和t=5s时，质点的速率相等

C．t=1s和t=5s时，质点加速度的方向相反

D．前5s内，合外力对质点做正功

18．如图所示是测量通电螺线管内部磁感应强度的一种装置：把一个很小的测量线圈放在待测处（测量线圈平面与螺线管轴线垂直），将线圈与可以测量电荷量的冲击电流计G串联，当将双刀双掷开关K由位置1拨到位置2时，测得通过测量线圈的电荷量为q。已知测量线圈的匝数为N，截面积为S，测量线圈和G串联回路的总电阻为R。下列判断正确的是：BD

A．在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量

B．在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量

C．待测处的磁感应强度的大小为

D．待测处的磁感应强度的大小为

19．如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F、方向沿x轴正方向。则匀强磁场的磁感应强度可能：CD

A．沿z轴正方向，大小为

B．在xOy平面内，大小为

C．在zOy平面内，大小为

D．在zOy平面内，大小为

20．如图所示，倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动，在传送带的A端无初速度放置一物块。选择B端所在的水平面为参考平面，物块从A端运动到B端的过程中，其机械能E与位移x的关系图象可能正确的是：BD

21．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷q1、q2，一个带电小球（可视为点电荷）恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动。已知O、q1、q2在同一竖直线上，下列判断正确的是：ACD

A．圆轨道上的电势处处相等

B．圆轨道上的电场强度处处相等

C．点电荷q1对小球的库仑力是吸引力

D．q1、q2可能为异种电荷

第Ⅱ卷

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．（6分）

某同学利用如图所示的装置研究匀变速直线运动时，记录了下列实验步骤。合理的操作顺序是___________。（填写步骤前面的字母）

A．把一条细绳拴在小车上，使细绳绕过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。

B．把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

C．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。

D．换上新纸带，重复操作三次。

答案：BACD（6分，顺序错误得零分）

23．（9分）

在测量精度要求较高时，常常可以用如图甲所示的电路来测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是作已知电阻用的电阻箱，G是灵敏电流计（零刻度在中央），MN是一段粗细均匀的长直电阻丝，S是开关，P是滑动触头，按下P时，电流计的一端与电阻丝接通。测量电阻的步骤如下：

①用多用电表测出Rx的大约值，在电阻箱上选取跟它接近的某一阻值R0；

②闭合开光S，把滑动触头放在MN的中点附近，按下P，观察电流计G的指针偏转方向；

③向左或向右滑动P，直到按下P时G的指针指在零刻度；

④用刻度尺测量出此时MP、PN的长度l1、l2；

⑤重复步骤③④，多次测量求出平均值。

（1）待测电阻的阻值Rx= （用上述已知量和测量量表示）；

（2）如果滑动触头P在从M向N滑动的整个过程中，每次按下P时，流过G的电流总是比前一次增大（均未超出G的量程）。经检测MN间的电阻丝是导通的，由此判断，可能是 断路（选填“R0”或“Rx”）；

（3）如图乙所示，某同学在测量时，用毫伏电压表V（零刻度在表盘的左侧）替代灵敏电流表，当滑动触头P由M向MN的中央滑动的过程中，为保证毫伏电压表的工作安全，毫伏电压表的正接线柱应接在 端（选填“A”或“P”）。

答案：（1）
（3分） （2）Rx（3分） （3）P（3分）

24．（14分）

如图所示，将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点，直径AB与竖直方向的夹角为60°。在导轨上套一质量为m的小圆环，原长为2R、劲度系数
的弹性轻绳穿过圆环且固定在A、B两点。已知弹性轻绳满足胡克定律，且形变量为x时具有弹性势能
，重力加速度为g，不计一切摩擦。将圆环由A点正下方的C点静止释放，当圆环运动到导轨的最低点D点时，求

（1）圆环的速率v；

（2）导轨对圆环的作用力F的大小?

解：

（1）由几何知识得，圆环在C点、D点时，弹性绳形变量相同，弹性势能相等。由机械能守恒定律，有

3分

由几何关系可知
2分

解得
3分

（2）圆环在D点受力如图，弹性绳的弹力

1分

其中
1分

由牛顿第二定律，有

2分

解得
2分

25．（18分）

如图所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为-q（q＞0）的粒子1在纸面内以速度
从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α=30°；质量为m、电荷量为+q的粒子2在纸面内以速度
也从O点射入磁场，其方向与MN的夹角β=60°角。已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点（图中未画出），不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

（1）求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d；

（2）求两粒子进入磁场的时间间隔
；

（3）若MN下方有平行于纸面的匀强电场，且两粒子在电场中相遇，其中的粒子1做直线运动。求电场强度E的大小和方向。

解：

（1）粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动

2分

粒子1圆周运动的圆心角
，
1分

粒子2圆周运动的圆心角
,
1分

故
2分

（2）粒子圆周运动的周期
2分

粒子1在匀强磁场中运动的时间
1分

粒子2在匀强磁场中运动的时间
1分

所以
2分

（3）由题意，电场强度的方向应与粒子1穿出磁场的方向平行。

a．若电场强度的方向与MN成30°角斜向右上，则粒子1做匀加速直线运动，粒子2做类平抛运动。

1分

1分

1分

解得
1分

b．若电场强度的方向与MN成30°角斜向左下，则粒子1做匀减速直线运动，粒子2做类平抛运动。

解得
，假设不成立。 1分

综上所述，电场强度的大小
，方向与MN成30°角斜向右上。 1分

（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

33．[物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状

B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性

C．在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压

E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小、，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布

答案：ACD

（2）（9分）如图所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l，管内装有水银，两管内水银面距管口均为
。现将U形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为
。已知重力加速度为g，水银的密度为ρ，大气压强为p0=ρgl，环境温度保持不变，求

（ⅰ） 左管中封闭气体的压强p；

（ⅱ）小车的加速度a。

解：

（ⅰ）以左管中封闭的气体为研究对象，设U形管的横截面积为S，由玻意耳定律


3分

解得
3分

（ⅱ）以水平管内长为l的水银为研究对象，由牛顿运动定律

2分

解得
1分

34．[物理——选修3-4]（15分）

（1）（6分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小的平方根成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动

B．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”

C．含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散

D．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

E．狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于静止时的质量

答案：BCD

（2）（9分）如图所示， MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为
的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离
。位于轴线上O点左侧
处的点光源S发出一束与OA夹角θ=60°的光线射向半球体，求光线从S传播到达光屏所用的时间。已知光在真空中传播的速度为c。

解：

光从光源S射出经半球体到达光屏的光路如图。

光由空气射向半球体，由折射定律，有
1分

解得
1分

在
中，由正弦定理得

解得
1分

光由半球体射向空气，由折射定律，有
1分

解得
，即出射光线与轴线OA平行 1分

光从光源S出发经玻璃半球体到达光屏所用的总时间

1分

且
1分

解得
2分

35．[物理——选修3-5]（15分）

（1）（6分）如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：

①用频率为ν1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，将触头P向 端滑动（选填“a”或“b”），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示数U1。

②用频率为ν2的光照射光电管，重复①中的步骤，记下电压表示数U2。

已知电子的电量为e，由上述实验可知，普朗克常量h= （用上述已知量和测量量表示）。

答案：（1）a （3分）
（3分）

（2）（9分）如图所示，光滑的水平面上静止着半径相同的三个小球A、B、C，其中小球A、C的质量分别为mA=m、mC=4m。现使A以初速
沿B、C的连线方向向B运动，求B球的质量M为何值时，才能使C球碰撞后的速度最大？（已知A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞）

解：

以碰撞前A球的速度方向为正，A球与B球发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为
和
，由能量守恒定律和动量守恒定律，得

1分

1分

解得　
1分

B球与C球发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为
和
，由能量守恒定律和动量守恒定律，得

1分

1分

解得　
1分

故C球碰撞后的速度

1分

由数学关系解得
时，C球碰撞后的速度最大。 2分