武汉市2014届高中毕业生四月调研测试

理科综合试卷物理部分

武汉市教育科学研究院命制 2014.4.18

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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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．牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是：D

A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，提出了开普勒行星运动定律

B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律

C．卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值

D．根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道

15．如图所示，在光滑的水平面上有一段长为L、质量分布均匀的绳子，绳子在水平向左的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子右端的距离为x，设该处的张力为T，则能正确描述T与x之间的关系的图象是：A

16．甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做匀变速直线运动，t = 0时刻同时经过公路旁的同一路标，下表是每隔1s记录的两车的速率。关于两车的运动，下列说法正确的是：D

时间t/s

0

1

2

3

4



甲车的速率v1/（m·s-1）

18.0

16.0

14.0

12.0

10.0



乙车的速率v2/（m·s-1）

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0



A．乙车的速度变化较快

B．在0～4s内，乙车的平均速度较大

C．在0～4s内，甲车相对乙车行驶了56m

D．在乙车追上甲车之前，t＝5 s时两车相距最远

17．已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R。现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为
，则A点处场强的大小为：B

A．
B．
C．
D．

18．如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1、用电器R2。下列说法正确的是：C

A．当光照增强时，变压器的输入功率减小

B．当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大

C．当U增大时，用电器消耗的功率增大

D．当f减小时，变压器的输入功率减小

19．如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，环上套有质量分别为m和2m的小球A和B，A、B之间用一长为
R的轻杆相连。开始时A在圆环的最高点，现将A、B静止释放，则：AD

A．B球从开始运动至到达圆环最低点的过程中，杆对B球所做的总功为零

B．A球运动到圆环的最低点时，速度为零

C．B球可以运动到圆环的最高点

D．在A、B运动的过程中，A、B组成的系统机械能守恒

20．某国际研究小组观测到了一组双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统中质量较小的星体能“吸食”质量较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的。根据大爆炸宇宙学可知，双星间的距离在缓慢增大，假设星体的轨道近似为圆，则在该过程中：AD

A．双星做圆周运动的角速度不断减小

B．双星做圆周运动的角速度不断增大

C．质量较大的星体做圆周运动的轨道半径渐小

D．质量较大的星体做圆周运动的轨道半径增大

21．如图所示，在0≤x≤b、0≤y≤a的长方形区域中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外。O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xOy平面内的第一象限内。己知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，最先从磁场上边界中飞出的粒子经历的时间为
，最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为
。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则：ABC

A．粒子的射入磁场的速度大小

B．粒子圆周运动的半径

C．长方形区域的边长满足关系

D．长方形区域的边长满足关系

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．（7分）

某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。

（ⅰ）小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；

（ⅱ）在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤（ⅰ），小物块落点分别记为M2、M3、M4……；

（ⅲ）测量相关数据，进行数据处理。

（1）为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的 （填正确答案标号）。

A．小物块的质量m

B．橡皮筋的原长x

C．橡皮筋的伸长量Δx

D．桌面到地面的高度h

E．小物块抛出点到落地点的水平距离L

（2）将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、……，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、……。若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、 为横坐标作图，才能得到一条直线。

（3）由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于 （填“偶然误差”或“系统误差”）。

答案：（1）ADE（2）L2（3）系统误差

23．（8分）

在练习使用多用电表的实验中：

（1）某同学用多用电表测量电阻，其欧姆挡的电路如图甲所示，若选择开关处在“×100”挡时，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值，指针位于图乙示位置，则Rx=______ Ω。

（2）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）某同学利用图甲中的器材设计了一只欧姆表，其电路如图丙所示。

①关于该欧姆表，下列说法正确的是

A．电阻刻度的零位在表盘的右端

B．表盘上的电阻刻度是均匀的

C．测量前，不需要红、黑表笔短接调零

D．测量后，应将开关S断开

②某同学进行如下操作：当Rx未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏。当Rx接入A、B表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，则待测电阻Rx的阻值为 。已知电流表的内阻为Rg，电池的内阻为r，可变电阻接入电路的阻值为R。

答案：

（1）7.0×102（2分）

（2）变大（2分）

（3）①CD（2分，选对1个给1分，有选错的得0分）

②
（2分）

24．（13分）

在如图所示的平面直角坐标系内，x轴水平、y轴竖直向下。计时开始时，位于原点处的沙漏由静止出发，以加速度a沿x轴匀加速度运动，此过程中沙从沙漏中漏出，每隔相等的时间漏出相同质量的沙。已知重力加速度为g，不计空气阻力以及沙相对沙漏的初速度。

（1）求t0时刻漏出的沙在t（t> t0）时刻的位置坐标；

（2）t时刻空中的沙排成一条曲线，求该曲线方程。

解：（1）由匀变速直线运动的规律，t0时刻漏出的沙具有水平初速度

（1分）

沙随沙漏一起匀加速的位移

（1分）

接着沙平抛，t时刻位移

（1分）

且
（2分）

（3分）

所以，t0时刻漏出的沙的坐标为

（
，
） （2分）

（2）联立方程，消去未知数t0，则t时刻所有沙构成的图线满足方程

（3分）

25．（19分）

如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一长度为L、宽度为b（b

（1）线圈匀速运动的速率v；

（2）穿过磁场区域过程中，线圈中产生的热量Q；

（3）线圈穿过磁场区域所经历的时间t。

解：（1）线圈匀速穿出磁场，产生的感应电动势为
（2分）

回路中的电流为
（2分）

此时线圈受到竖直向上的安培力
（1分）

由平衡条件得
（1分）

所以
（1分）

（2）线圈穿过磁场区域过程中，由功能关系
（3分）

所以
（3分）

（3）线圈进入磁场过程中，下边进入磁场时线圈的速率为0，上边进入磁场时线圈的速率为v1。当其速率为V时，由牛顿运动定律

（1分）

又
（1分）

整理，得

求和，得

所以

故
（1分）

接着线圈在磁场以g匀加速运动，有

（1分）

最后线圈匀速穿出磁场，有

（1分）

所以
（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）关于热学规律，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．热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者介入

B．如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为

C．蒸发的快慢与空气的湿度有关，与气温无关

D．摄氏温度是国际单位制中七个基本物理量之一，摄氏温度t 与热力学温度T的关系是：T=t+273.15K

E．在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积

答案：ABE

（2）（9分）用如图所示的装置测量某种矿物质的密度，操作步骤和实验数据如下：

a．打开阀门K，使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使水银面与刻度n对齐；

b．关闭K，向上举D，使水银面达到刻度m处。这时测得B、D两管内水银面高度差h1=19.0cm；

c．打开K，把m=400g的矿物质投入C中，使水银面重新与n对齐，然后关闭K；

d．向上举D，使水银面重新到达刻度m处，这时测得B、D两管内水银面高度差h2=20.6cm。

已知容器C 和管A的总体积为VC=1000cm3，求该矿物质的密度。

解：设水银的密度为ρ，大气压强为p0，容器B体积为VB，矿物体积V。

以C、A、B中封闭的气体为研究对象，以封闭时水银面处于n处为初状态，以水银面调至m处为末状态。根据玻意耳定律有

（3分）

以C中装入矿物质后C、A、B中气体为研究对象，以封闭时水银面处于n处为初状态，以水银面调至m处为末状态。根据玻意耳定律有

（3分）

又
（1分）

解得
（2分）

34．[物理——选修3-4]（15分）

（1）（6分）在均匀介质中，t=0时刻振源O沿+y方向开始振动，t=0.9s时x轴上0至14 m范围第一次出现图示的简谐横波波形。由此可以判断：波的周期为 s，x＝20m处质点在0～1.2 s内通过的路程为 m。

答案：0.4 4

（2）（9分）如图所示，一个折射率为
的三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角。此截面所在平面内的一束光线沿与AB边成θ角（θ＜90°）的方向入射到AB边的中点P处，若要光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射，则cosθ应满足什么条件？

解：光由空气射向三棱镜，在AB边上发生折射，折射角为α，由折射定律

（2分）

当光由三棱镜射向空气，临界角为C时，发生全反射，所以

（1分）

①要使光线能入射到AC边上，由几何关系

（1分）

联立解得
（1分）

②要使光线能在AC面上发生全反射，应有
（1分）

由几何关系
（1分）

联立解得
（1分）

综上可得
（1分）

35．[物理——选修3-5]（15分）

（1）（6分）某放射性元素经过6天后，只剩下1/8没有衰变，它的半衰期是 天。为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变 8×107次。现将这瓶溶液倒入水库，8 天后在水库中取水样1.0m3（可认为溶液己均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。由此可知水库中水的体积约为 m3。

答案：2 2.5×105

（2）（9分）如图所示，质量为M、半径为R的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上，一质量为m（m>M）的光滑小球以某一水平速度通过环上的小孔正对环心射入环内，与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出。假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞，只考虑圆环与桌面之间的摩擦，求圆环通过的总位移？

解：设小球的初速度为v0，第一次碰撞后，小球的速度为v1，圆环的的速度为v2。对圆环和小球组成的系统，由动量守恒定律
（2分）

由能量守恒定律
（2分）

多次碰撞后小球和环最终静止，设圆环受到的摩擦力为f，通过的总位移为x。系统的动能全部转化为摩擦生热
（2分）

第一次碰撞后经时间t，小球恰好未从小孔中穿出，即二者共速，均为v1，由运动学规律
（1分）

对圆环，由动量定理
（1分）

联立解得，圆环通过的总位移
（1分）

答案及评分参考

第Ⅰ卷

二、选择题

A卷：14．D 15．A 16．D 17．B 18．C 19．AD 20．AD 21．ABC

B卷：14．D 15．A 16．D 17．B 18．C 19．AD 20．AD 21．ABC

第Ⅱ卷

（一）必考题

22．（7分）

（1）ADE（3分，选对1个给1分，有选错的得0分）

（2）L2（2分）

（3）系统误差（2分）

23．（8分）

（1）7.0×102（2分）

（2）变大（2分）

（3）①CD（2分，选对1个给1分，有选错的得0分）

②
（2分）

24．（13分）

（1）由匀变速直线运动的规律，t0时刻漏出的沙具有水平初速度

（1分）

沙随沙漏一起匀加速的位移

（2分）

接着沙平抛，t时刻位移

（2分）

且
（1分）

（2分）

所以，t0时刻漏出的沙的坐标为（
，
） （2分）

（2）联立方程，消去未知数t0，则t时刻所有沙构成的图线满足方程

（3分）

25．（19分）

（1）线圈穿出磁场时的速率为v，产生的感应电动势为
（2分）

回路中的电流为
（2分）

此时线圈受到竖直向上的安培力
（2分）

所以
（1分）

（2）线圈穿过磁场区域过程中，由功能关系
（3分）

所以
（3分）

（3）线圈进入磁场过程中，下边进入磁场时线圈的速率为0，上边进入磁场时线圈的速率为v1。当其速率为V时，由定义

（1分）

由牛顿运动定律
（1分）

变形，有

求和，得

所以

故