湖北省武汉市武昌区2020届高三年级六月调研考试（三）理综物理试题

武汉市武昌区2020届高三年级六月调研考试（三）

理综物理

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14～18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。

14．一般烟雾报警器工作原理如图所示，半衰期为432年的放射性元素镅衰变所释放的射线可使空气分子电离成正、负离子，正、负离子分别向两极板运动，从而产生电流。当烟雾进入探测腔内时，烟雾会吸收部分射线，导致电流减少，外电路探测到两个电极之间电压电流的变化，从而触发警报。根据以上信息，下列说法正确的是

A．若图中电流表中电流方向从左向右，则正离子向右极板运动

B．镅放出的射线只有 γ 射线

C．1 kg的镅经1296年将有125 g发生衰变

D．根据欧姆定律，理想电流表中的电流与两极板间电压成正比、与两极板之间的电阻成反比

15．竖直上抛一小球，经过2 s到达最高点，设小球通过第1 s内位移的前  所用时间为 t1，通过第1 s内位移的后  所用时间为 t2 ，则 等于

A．－1     B．     C．2     D．4

16．如图所示，绝缘水平面上一绝缘轻弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端栓接一带负电小物块，整个装置处在水平向右的匀强电场中。现保持匀强电场的场强大小不变，仅将其方向改为指向左偏下方向，物块始终保持静止，桌面摩擦不可忽略，则下列说法正确的是

A．弹簧一定处于拉伸状态

B．相比于电场变化前，变化后的摩擦力的大小一定减小

C．变化后的摩擦力不可能为零

D．相比于电场变化前，变化后弹簧的弹力和摩擦力的合力大小一定变小

17．我国首个探月探测器“嫦娥四号”于2019年1月3日，成功降落在月球背面的艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了世界。着陆前，探测器先在很接近月面、距月面高度仅为 h处悬停，之后关闭推进器，经过时间 t 自由下落到月球表面。已知引力常量为G和月球半径为R。则下列说法正确的是

A．月球表面重力加速度大小为  

B．探测器落地时的速度大小为  

C．月球的平均密度为

D．探测器自由下落过程处于超重状态

18．空间存在范围足够大、竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场，在其间竖直固定两个相同的、彼此正对的金属细圆环a、b，圆环a在前、圆环b在后。圆环直径为d，两环间距为L、用导线与阻值为R的外电阻相连，如图所示。一根细金属棒保持水平、沿两圆环内侧做角速度为ω的逆时针匀速圆周运动（如图），金属棒电阻为r。棒与两圆环始终接触良好，圆环电阻不计。则下列说法正确的是

A．金属棒在最低点时回路电流最小

B．金属棒在圆环的上半部分运动时（不包括最左和最右点），a环电势低于b环

C．从最高点开始计时，回路电流的瞬时值为i =

D．电阻R两端电压的有效值为 U =

19．如图甲所示，在公元1267 ~ 1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量m = 80 kg的可视为质点的石块装在长 L =  m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成α = 30°。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与O点的水平距离 s = 100 m。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，g = 10 m/s2，下列说法正确的是

A．石块水平抛出时的初速度为 25 m/s

B．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量

C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功1.16×105 J

D．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为 1.42×104 N

20．如图甲所示，将一质量为m、长度为L的金属棒ab垂直放置在同一水平面上的两根光滑、平行、间距为L的导轨上，导轨电阻不计且足够长。导轨左端连接阻值为R的定值电阻，整个装置处于竖直向上的、磁感应强度为B的匀强磁场中。t = 0时刻金属棒处于静止状态，现用始终垂直于ab的水平向右的外力F作用在金属棒上，F大小随金属棒位移x变化的图象如图乙所示。t = t0 时刻，金属棒向右运动位移为x0，此时外力为F0 ，随后金属棒开始匀速运动。金属棒电阻不计且始终与导轨接触良好，则下列说法正确的是

A．若仅将磁场反向，则金属棒所受安培力反向

B．t = 0到t = t0时间内，电阻R产生的焦耳热为 F0x0 -

C．金属棒匀速运动时，ab两端电势差大小为U =

D．金属棒匀速运动时，电阻R的热功率为  

21．如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为8×10-6 C的带正电小球A，其正上方O点处用轻细弹簧悬挂一质量为m = 0.06 kg、电荷量大小为 2×10-6 C的小球B，弹簧的劲度系数为 k = 5 N/m，原长为 L­0 = 0.3 m。现小球B恰能以A球为圆心在水平面内做顺时针方向（从上往下看）的匀速圆周运动，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ = 53°。已知静电力常量k = 9.0×109 N·m2/C2， sin53°= 0.8，cos53°= 0.6，g = 10 m/s2，两小球都视为点电荷。则下列说法正确的是

A．小球B一定带负电

B．圆周运动时，弹簧的长度为 0.5 m

C．B球圆周运动的速度大小为  m/s

D．若突然加上竖直向上的匀强磁场，θ 角将增大

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38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129分）

22．（5分）

某同学做“测定木块与木板间动摩擦因数”的实验，测滑动摩擦力时，他设计了两种实验方案：

方案一：木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，如图甲所示。

方案二：用弹簧测力计水平地钩住木块，用力使木板在水平面上运动，如图乙所示。

除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重均为2.00 N的砝码。

（1）上述两种方案中，更便于操作和读数的方案是      （填“甲”或“乙”）。

 （2）该同学在木块上加砝码，改变木块对木板的压力，记录了5组实验数据，并根据数据正确地在坐标纸上作出木块受到的滑动摩擦力f 和砝码对木块的压力F的关系图象如图丙。由图象可知，木块重为   N，木块与木板间的动摩擦因数为      。

23．（10分）

如图甲所示是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流Ig = 500 μA、内阻Rg = 50 Ω。该多用电表有两个电流挡，量程分别为0 ~ 10 mA和0 ~ 1 mA。已知R2 = 45 Ω，R3 = 2475 Ω。

（1）转换开关S接入       （填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”）端时，为较小量程的电流挡，正确测量时电流应从A表笔流        （填“出”或“入”）多用电表。

（2）当转换开关S接入“3”端时，多用电表可以用来测电阻。测量之前，先进行欧姆调零，使指针偏转到刻度盘最     （填“左”或“右”）侧。某次测量电阻时使用的倍率为“×1”，指针如图乙，则待测电阻的阻值为      Ω。

（3）当转换开关S接入“5”端时，多用电表的功能是测           （填“电流”“电压”或“电阻”），其量程为        。

24．（14分）

用电动机带动倾斜传送带运送货物到顶端，A、B为传送带上表面平直部分的两端点，如图所示。AB长为L = 32 m，传送带与水平面的夹角为θ，保持速度v = 8 m/s顺时针转动。将某种货物轻放底端A，正常情况下，经t0 = 6 s时间货物到达B端。某次运送同种货物时，货物从传送带A端无初速向上运动Δt = 5.2 s时，电动机突然停电，传送带立刻停止转动，但最终该货物恰好到B端。取g = 10 m/s2，求：

（1）货物在传送带上向上加速运动时的加速度大小a1 ；

（2）sinθ 的值。

25．（18分）

如图所示，光滑绝缘水平面内有直角坐标系xoy，虚线MN和OD均过O点且都与x轴成60°角。在距x轴为d处平行x轴固定放置一细杆PQ，杆上套有一可以左右滑动的滑块。劲度系数为k、原长为 d 的轻细弹簧垂直于细杆固定在滑块上，另一端放置一质量为 m的绝缘小球甲，小球甲与弹簧不栓接。同时在x轴上、沿着弹簧方向放置一质量为3m、带电量为 – q（q > 0）的小球乙。压缩弹簧将小球甲从OD上某点释放，此后，甲球与乙球发生弹性正碰，小球乙随后进入位于MN左侧的有矩形边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，矩形的一条边与MN重合。改变滑块位置，保证每次小球甲的释放点都在OD上、且滑块与两球在同一条平行于y轴的直线上，并知两球每次都能发生弹性正碰，且碰撞后小球乙的带电量不变，结果发现每次小球乙进入磁场后再离开磁场时的位置是同一点。弹簧始终在弹性限度以内，弹性势能的计算公式是EP  =  k·ΔL2，ΔL是弹簧的伸长或缩短量，滑块和小球甲、乙都可视为质点。求：

（1）当滑块的横坐标为  d 时，小球甲与乙碰前的速度大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）若弹簧的最大压缩量为  d，求矩形磁场区域的最小面积。

（二）选考题：（每学科15分，共45分）请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，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，在答题卡上的选答区域的指定位置答题。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）（5分）下列说法正确的是_________（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．布朗运动的无规则性，间接地反映了液体分子运动的无规则性

B．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关

C．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递

D．温度高的物体内能一定大，分子平均动能一定大

E．在两分子间距不超过10r0的前提下（r0为两分子引力和斥力平衡时的距离），两分子之间的引力和斥力，都会随两分子间距离的增大而减小

（2）（10分）如图所示，质量为M、内部高为H的绝热气缸内部带有加热装置，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。气缸顶部有挡板，用绳将活塞悬挂在天花板上。气缸底面积为S，活塞质量为m。开始时缸内理想气体温度为300 K，活塞到气缸底部的距离为0.5 H。用电流强度为I的电流通过图中阻值为R的电阻丝缓慢加热时间t后，气缸内气体的温度升高到700 K。已知大气压强恒为p0，重力加速度为g。忽略活塞和气缸壁的厚度，不计一切摩擦。求：当温度从300 K升高到700 K的过程中，缸内气体内能的增加量。

34．【物理——选修3－4】（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是_________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．空气中传播的超声波和电磁波均能产生偏振现象

B．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关

C．电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直

D．在简谐运动中，介质中的质点在  周期内的路程一定是一个振幅

E．波长为0.7 d、0.5 d、0.3 d 的三种水波，分别通过宽度为d 的狭缝，对比观察发现，随着波长的减小，衍射现象变得不明显

（2）（10分）如图是半径为R的玻璃半球体，O点为球心，下表面水平，其正下方的水平地面上放置一厚度不计的平面镜。一条与过球心的竖直线OC平行且间距为 R 的光线从半球面射入，玻璃半球体对该光的折射率为。已知该光线穿出半球下表面经平面镜反射后再次进入半球，从半球面射出时方向恰好竖直向上（不考虑多次反射）。求半球下表面与水平地面的距离H。

武昌理综（3）物理部分参考答案及评分标准

二、选择题（48分）

22. 乙(1分)    6.00（2分）（6.0和6都给分）；0.25（2分）

23.（1）2（2分）；入（2分）          （2）右（1分）；19.0（2分）

（3）电压（1分）；2.5 V（0 ~ 2.5 V）（2分）  

24. （14分）

解：（1）第一次：若一直加速：x =  t0 = 24 m < L 所以，应该是先加速后匀速。

            加速阶段：x1 =           （1分）

                      t1 =     （1分）

            匀速阶段：t2 = t0 – t1  （1分）

                      x2 = vt2   （1分）

            又有：L = x1 + x2  （1分）

            联立得：L =  + v (t0 –  ) 

            代入数据解得：a1 = 2 m/s2   （1分）

   （2）因为Δt > t1 ，所以，5.2 s内物体先加速后匀速。

加速阶段：时间仍为t1 = 4 s，位移为x1 = 16 m   

匀速阶段：时间为 t2′= Δt - t1 = 1.2 s （1分）

          位移为 x2′= vt2′= 9.6 m （1分）

皮带停止后：x3 = L– x1– x2′= 6.4 m 

设皮带停止后，货物加速度大小为a2

             a2 =  = 5 m/s2  （1分）

由牛顿第二定律得：

           μmgcosθ – mgsinθ = ma1  （2分）

           μmgcosθ + mgsinθ = ma2  （2分）

两式相减得： sinθ = 0.15 （1分）

25. （18分）

解：（1）如图，弹簧的压缩量ΔL与释放点横坐标x之间存在关系式：

               ΔL =  x             （1分）

   当横坐标为 d时，ΔL0 = · d     

   释放弹簧后，弹性势能转化为小球甲的动能：

 k·ΔL02 = mv12            （2分）

   整理得：v1 =  d      （1分）

  （2）当粒子释放点坐标为 x 时，有：

             k·( x)2 = mv02          （1分）

    小球甲与小球乙发生弹性正碰过程

            mv­0 = mvm + 3mv               （2分）

 mv­02 = mvm2 + ·3m v2           （2分）

化简得到：   v =  v­0                   

乙在磁场中运动时：qvB=3m             （2分）

联立得： r =  x  ∝x             

当x→0时，r→0时，可见，小球乙离开磁场的位置为O点，如图所示，由几何知识得：        r = 2 x                  （2分）

         ∴        = 2

整理得：      B =                                （1分）

（3）当弹簧最大压缩量为ΔLm =  d 时，R =  ΔLm =  d （1分）

  最小矩形磁场如图所示，矩形的长为： a = 2 R  （1分）

            矩形的宽为： b = R +  R       （1分）

  矩形面积为：      S = ab =  ( 2 +  ) d 2         （1分）

33．【物理——选修3－3】（15分）

（1）ABE  （5分）

（2）（10分）解：在活塞碰到挡板之前，气体做等压变化，

当T1 = 300K时，体积为0.5HS；当T2 = 700K时，设气体高度为h；

         =            ①（2分）

得：h = H >H   说明活塞已经碰到挡板，气体先做等压变化，后做等容变化（1分）

在等压变化过程中，气体压强为p = p0 –       ②（2分）

气体对外做功为：  W = pS×0.5H               ③（2分）

全过程由能量守恒：I2 R t = W + ΔU                ④（2分）

  ∴ΔU = I2 R t – 0.5 H（p0 S – M g） ⑤（1分）

34．【物理——选修3－4】（15分）

（1）BCE   （5分）

（2）（10分）解：由光路可逆判断，因“从半球面射出时方向恰好竖直向上”，到达平面镜上的光线入射点一定在O点正下方（图中的E点）。设在半球面上入射角为α，折射角为β

        sinα =  =   ∴ α = 60°   ①（2分）

     由折射定律： = n          ②（1分）

          ∴  β = 30°        ③（1分）

     △OAD中，∠ODA = ∠DOA =30°

       ∴   OA =  =        ④（1分）

在半球底面的入射角 ∠GAD = 120°－ 90°= 30°

在半球底面上的折射时

                =             ⑤（2分）

∠EAF = 60°             ⑥

△AEF中， EF =  AF =  H  ⑦（1分）

且         OA = EF                 ⑧（1分）

即          H =  R            （1分）