2019届湖北省高三4月份调研考试理综物理试题（解析版）

湖北省2019届高三4月份调研考试理综物理试题

二、选择题

1.2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收，该光刻机光刻分辨力达到22nm。关于光的认识，下列说法正确的是(        )

A. 光子除了具有能量之外还具有动量

B. 波长越长的光，光子动量越大

C. 光电效应显示了光的波动性

D. 爱因斯坦测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量h

【答案】A

【解析】

【详解】光子除了具有能量之外还具有动量，选项A正确；根据可知，波长越长的光，光子动量越小，选项B错误；光电效应显示了光的粒子性，选项C错误；密立根测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量h，选项D错误.

2.如图所示，半径为R的圆环与一个轴向对称的发散磁场处处垂直，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角。若给圆环通恒定电流Ⅰ，则圆环所受安培力的大小为 (        )

A. 0

B. 2πRBI

C. 2πRBIcosθ

D. 2πRBIsinθ

【答案】D

【解析】

【详解】把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，竖直方向的磁场对环形电流的安培力为零，导线的有效长度等于环的周长，水平磁场对电流的安培力F=B水平I•2πR=2πBIRsinθ，故ABC错误，D正确；

3.如图所示，水平面上有以内壁间距为l的箱子，箱子中间静止着一小物块(可视为指点)，现给箱子一水平向左的初速度v0。不计一切摩擦，从箱子的右壁与小物块发生弹性碰撞，到小物块与箱子左壁相碰，所经历的时间为t，则(        )

A.

B.

C.

D. 由于小物块与箱子的质量未知，故以上答案举报不正确

【答案】B

【解析】

【详解】箱子的右壁与小物块发生弹性碰撞，则由动量守恒和能量关系：；；解得 ；，则，则从箱子的右壁与小物块发生弹性碰撞，到小物块与箱子左壁相碰，满足：，解得经历的时间：，故选B.

4.甲、乙两个质点沿同一直线运动，其中质点甲以6m/s的速度匀速直线运动，质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置x随时间t的变化如图所示。已知t＝3s时，甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是(        )

A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反

B. t=3s时，乙的位置坐标为－9m

C. 乙经过原点时速度大小为m/s

D. t=10s时，两车相遇

【答案】D

【解析】

【详解】因x-t图像的斜率等于速度，由图像可知最初的一段时间内，甲、乙图像的斜率符号相同，则运动方向相同，选项A错误；t＝3s时，甲、乙图线的斜率相等，则此时乙的速度为6m/s，则乙的加速度为，则此时乙的位置坐标为，选项B错误；乙经过原点时的速度大小为，选项C错误；两车相遇时：，即，解得t=10s，选项D正确.

5.一匀强电场的方向平行于纸面，平面内有矩形abcd，已知ab=8cm，bc=6cm，如图所示。a、b、c三点的电势分别为10V、16V、22V。一电荷量为+e的粒子从b点沿bd方向以4eV的初动能射入电场，恰好经过a点，不计粒子重力，下列说法正确的是( )

A. a点的电势比d点低4.8V

B. 电场强度的大小为125V/m

C. 粒子到达a点时的动能为10eV

D. 仅改变粒子的电性，粒子能通过c点

【答案】BC

【解析】

【详解】因可得φd=16V，即a点的电势比d点低6V，选项A错误；因bd是等势线，则场强方向垂直bd斜向上，由几何关系可知，则场强大小为，选项B正确；粒子在电场中运动时，电势能和动能之和守恒，则：，解得，选项C正确；仅改变粒子的电性，则-e在电场中的运动轨迹与+e在电场中的运动轨迹是关于直线bd对称的，则-e粒子不能经过c点，选项D错误.

6.如图所示，两水平面(虚线)之间的距离为h，其间分布着磁感应强度为B，方向与竖直面(纸面)垂直的匀强磁场。磁场上方有一边长为L(L<h)、质量为m、电阻为R的正方形导线框abcd，从高处由静止释放后，若ab边经过磁场上、下边界时速度恰好相等，重力加速度为g，则(        )

A. cd边进入和穿出磁场时，线框的速度最小

B. 线框穿过磁场的过程中，通过线框的电荷量为

C. 线框穿过磁场的过程中，产生的总焦耳热为2mgh

D. 改变线框释放的位置，线框下落的速度可能一直增加

【答案】ACD

【解析】

【详解】由于L＜h，线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，线框只受重力作用而做匀加速运动，线框ab进入和离开磁场时的速度相等，而线框在磁场中有加速过程，因此线框进入磁场时一定存在减速过程，同理线圈出离磁场时也做减速运动，则线圈cd边进入和穿出磁场时，线框的速度最小，故A正确；线圈进入磁场和出离磁场时通过线圈的电荷量均为，由于进入磁场和出离磁场时感应电流方向相反，可知线框穿过磁场的过程中，通过线框的电荷量为零，选项B错误；由于ab边经过磁场上、下边界时速度恰好相等，则动能相等，则此过程中线圈中产生的焦耳热为mgh；同理当线圈出离磁场时产生的焦耳热也为mgh，则线框穿过磁场的过程中，产生的总焦耳热为2mgh，选项C正确；若线圈释放的位置较低，则线圈进入磁场时的速度较小，产生的感应电流较小，受到向上的安培力较小，则线圈进入磁场时做加速运动；整个线圈进入磁场时仍做加速运动；出离磁场时若安培力仍小于重力，则线圈仍加速离开磁场，故选项D正确.

7.如图所示，理想变压器原、副线图的应数些为n1:n2=2:1，输人端接在 (V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是(        )

A. 当R1=0时，电压表的读数为30V

B. 当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡能够正常发光

C. 当R1=10Ω时，电流表的读数为1.2A

D. 当R1=10Ω时，电压表的读数为6V

【答案】BC

【解析】

【详解】输入端电压的有效值为30V，当R1=0时，电压表的读数为，选项A错误；当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V， 5W”的灯泡，灯泡电阻为 ，此时次级电流，因灯泡的额定电流为，则此时灯泡能够正常发光，选项B正确；当R1=10Ω时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压： ，则次级电压为，则，解得I=1.2A，此时电压表读数为IR=12V，选项C正确，D错误；

8.如图所示，三个完全相同且质量均为m的正方体叠放在水平面上；锁定后正方体2的4个斜面均与水平方向成45°角。若不计一切摩擦，解除锁定后，正方体2下落过程中未发生转动，下列说法正确的是(    )

A. 解除锁定前，正方体2对1的压力大小为mg

B. 正方体2落地前的速度与正方体1的速度总是大小相等

C. 正方体2落地前，1、2、3构成的系统机械能不守恒

D. 正方体2落地前，1、2、3构成的系统动量守恒

【答案】AB

【解析】

【详解】解除锁定前，对正方体2分析，由平衡知识可知：，解得，则正方体2对1的压力大小为mg，选项A正确；由几何关系可知，正方体2落地前下落的高度总等于正方体1向左移动的距离，可知正方体2落地前的速度与正方体1的速度总是大小相等，选项B正确；正方体2落地前，1、2、3构成的系统由于只有2的重力做功，则系统的机械能守恒，选项C错误；正方体2落地前，1、2、3构成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，选项D错误.

三、非选择题

9.某同学用如下方法测量重力加速度g。

(1)用游标卡尺测量“工”字型挡光片的宽度L1和两挡光片之间的距离L2；

(2)自由释放“工”字型挡光片，用光电计时器测出光线被挡光片挡住时间t1、t2；

(3)若L1 <<L2，则当地的重力加速度g=_____；由于挡光片有一定的宽度，导致重力加速度g的测量值与真实值相比_________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

【答案】    (1).     (2). 偏大

【解析】

【详解】“工”字型挡光片经过光电门时的速度分别为：；；根据 解得；由于挡光片有一定的宽度，则实际上“工”字型挡光片下落的高度大于L2，则导致重力加速度g的测量值与真实值相比偏大。

10.某同学设计了如图所示的电路测量自制的电压表内阻。

(1)闭合S1，将滑动变阻器的滑片移至合适位置并保持不变，将单刀双掷开关S2，先掷于1、2端，分别在两组表格中记录电压表和电流表的读数。重复以上步骤，得到各组据如下表。请在坐标纸中做出U-I图线_______。(第二组已画出)

图中斜率较小的图线对应于S2接在位置_______(填“1”或“2”)。

(2)实验中使用J0407电流表，其实物和内部电路如图(c)所示，该表表头的满偏电流Ig=____mA(结果保留两位有效数字)。

(3)测量时，电流表使用0.6A量程，电阻R0＝5.0Ω，则电压表内阻为RV=______Ω(结果保留两位有效数字)。

【答案】    (1).     (2). 1    (3). 4.4    (4). 5.0

【解析】

【详解】（1）做出的U-I图线如图：

图中斜率较小的图线对应于电阻值较小的情况，即为S2接在位置1；

（2）设表头满偏电流Ig，则当量程为0.6A时，由电路结构可知：

解得;

（3）量程电流表的内阻为；

由U-I图像可知，当S2接1时：，即； 

当S2接2时：，即；

解得R1=5.15Ω， RV≈5.0Ω.。

11.2019年3月3日，中国探月工程总设计师吴伟仁宣布中国探月工程“三步走”即将收官，我国对月球的探索将进人新的征程。若近似认为月球绕地球作匀速圆周运动，地球绕太阳也作匀速圆周运动，它们的绕行方向一致且轨道在同一平面内。

(1)已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，月心地心间的距离为r，求月球绕地球一周的时间Tm；

 (2)如图是相继两次满月时，月球、地球和太阳相对位置的示意图。已知月球绕地球运动一周的时间Tm＝27.4d，地球绕太阳运动的周期Te＝365d，求地球上的观察者相继两次看到满月满月的时间间隔t。

【答案】(1) (2)29.6

【解析】

【详解】（1）设地球的质量为M，月球的质量为m，地球对月球的万有引力提供月球的向心力，则

地球表面的物体受到的万有引力约等于重力，则

解得   

（2）相继两次满月有，月球绕地心转过的弧度比地球绕日心转过的弧度多，即

而

解得    天

12.在高度为H的竖直区域内分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。在该区域上方的某点A，将质量为m、电荷量为＋q的小球，以某一初速度水平抛出，小球恰好在该区域作直线运动。已知重力加速度为g。

(1)求小球平抛的初速度v0；

(2)若电场强度大小为E，求A点距该区域上边界的高度h；

(3)若令该小球所带电荷量为－q，以相同的初速度将其水平抛出，小球离开该区域时，速度方向竖直向下，求小球穿越该区域的时间。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】(1)设小球进入复合场时，速度方向与水平方向成，分析小球的受力，有

    ,

解得   

（2）小球从A点抛出，进入复合场，由动能定理

又由（1）知       

解得       

（3）设某时刻小球经某处时速度为v，将其正交分解为、，则小球受力如图，在水平方向上，由动量定理

即   

解得

选考题

13.关于热现象，下列说法正确的是

A. 将1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块单层油酸薄膜，测出薄膜的厚度d，可认为是油酸分子的直径

B. 假定两个分子距离为无穷远时它们的分子势能为零，当两个分子间距离为平衡距离r0时，分子势能最低

C. 符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生

D. 如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管

E. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功900 J，同时汽缸向外散热210 J，汽缸里空气的内能增加了1 110 J

【答案】ABD

【解析】

【详解】将1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块单层油酸薄膜，测出薄膜的厚度d，可认为d是油酸分子的直径，选项A正确；假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零，当两个分子间距离为平衡距离r0时，由于从无穷远到平衡距离的过程中分子力做正功，则分子势能减小，即在平衡位置时分子势能最低，选项B正确；根据热力学第二定律可知，符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能真的发生，选项C错误；根据毛细现象可知，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，选项D正确；用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功900J，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能增加了900J-210J=690J，选项E错误.

14.如图所示，一底面积为S、内壁光滑且导热的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个厚度不计的轻质活塞A和B，容器内a处有一小卡口；在A与B之间、B与容器底面之间分别密闭着一定质量的同种理想气体I和Ⅱ，初始时活塞A与B，活塞B与容器底部之间的距离均为L，气体Ⅱ的压强为2 p0。若将某物块放置在活塞A的上表面，稳定后活塞A向下移动0.6L。已知外界大气压强为p0，重力加速度大小为g，容器导热性能良好，设外界温度不变，

(i)请通过计算判断活塞B上述过程中是否向下移动；

(ii)求物块的质量M。

【答案】(1) 活塞B向下移动(2)

【解析】

【详解】（1）假设A活塞向下移动0.6L时，B活塞没有下移，对气体Ⅰ由玻意耳定律得

解得   

而，故假设不成立，即活塞B向下移动。

（2）设B活塞下移△h，

对气体Ⅰ   

对气体Ⅱ   

Ⅰ、Ⅱ中气体压强满足关系       

联立解得   

对活塞A受力平衡有       

联立解得   

15.一列简谐横波沿x轴传播，在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的波速是0.4m/s，下列说法正确的是_____

A. 这列波的周期是0.15s

B. 这列波沿x轴正方向传播

C. x=1cm的质点在t=0.125s时位于波谷

D. 0~0.2s内，x=4cm处的质点振动方向改变了2次

E. 若此波传入另一介质中其波速变为0.60m/s，则它在该介质中的波长为9cm

【答案】ADE

【解析】

详解】A、由图可知=6cm，则周期T==s=0.15s，故A正确；

B、波在0~0.2s内传播的距离x=vt=0.40.2m=8cm=，根据波传播的重复性，由题中图象可知，把实线波形向左移动2cm与虚线波形重合，所以该波的传播方向为x轴负方向，故B错误；

C、x=2cm处的质点经T=0.1125s到达波谷，则比x=2cm质点滞后振动的x=1cm处质点到达波谷的时间要延长T=0.025s，即x=1cm处质点到达波谷的时间为0.1375s，所以t=0.125s时刻，x=1cm处的质点没有到达波谷位置，故C错误；

D、0.2s=1T，因为每经过半个周期质点的振动方向改变一次，则0~0.2s内，x=4cm处的质点振动方向改变了2次，故D正确；

E、若此波传入另一介质中其波速变为0.60m/s，但是周期不变，则它在该介质中的波长为´=v´T=0.60.15m=0.09m=9cm，故E正确。

16.如图所示，某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上，光源S发出一束平行于桌面的光线从OA的中点垂直射入透明砖，恰好经过两次全反射后，垂直OB射出，并再次经过光源S，已知光在真空中传播的速率为c，求

（1）材料的折射率n；

（2）该过程中，光在空气中传播的时间与光在材料中传播的时间之比。

【答案】（1）2（2）

【解析】

【详解】（1）光路如图，

由折射定律

而，故（即）

所以该材料的折射率n=2；

（2）光在空气中传播的路程   

由几何关系   

所以，则时间为：

光在介质中传播的路程，则时间为：

则时间之比为：。