湖北省武汉市部分重点高中五月联考理科综合模拟考试(物理)

武汉市部分重点高中五月联考理科综合模拟考试(物理)
14．关于气体的压强，下列说法正确的是（ ） A ． 气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥作用产生的 B ． 气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大
C ． 气体的压强等于器壁单位面积、单位时间所受气体分子冲量的大小
D ． 当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
15．如图所示，真空中一半径为R 、质量分布均匀的玻璃球，频率为v 的细激光束在真空中沿直线BC 传播，于玻璃球表面的C 点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D
点
又经折射进入真空中，已知∠COD ＝120°，玻璃球对该激光的折射率为3，则下列说法中正确的是（ ）
A ．激光束在C 点的入射角α＝60°
B ．此激光束在玻璃中穿越的时间为c
R
t 3
(其中c 为真空中的光速) C ．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
D ．改变入射角α的大小，细激光束可能在球表面D 处发生全反射
16．天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体——黑洞。

星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（ ） A ．它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B ．它们做圆周运动的线速率与其质量成反比 C ．它们做圆周运动的半径与其质量成反比 D ．它们所受的向心力与其质量成反比
17．一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示，经
过0.5 s后的波形如图中的虚线所示。

已知波的周期为T，且0.25 s<T<0.5 s，则（）
A．当波向+x方向传播时，波速等于10 m/s
B．不论波向x轴哪一方向传播，在这0.5 s 内，x=1 m处的质点M通过的路程都相等
C．当波沿+x方向传播时，x=1 m处质点M和x=2.5 m处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等
D．当波沿－x方向传播时，经过0.1 s时，质点M的位移一定为零
18．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34J s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是（）
A．5.3×1014Hz，2.2J B． 5.3×1014Hz，4.4×10-19J
C．3.3×1033Hz，2.2J D．3.3×1033Hz，4.4×10-19J
19．把一物体由地面竖直向上抛出去，物体能上升的最大高度为H，所受空气阻力大小恒定。

物体上升过程中，到高度为h
1
处时，其重力势能与动能相等，下降过程
中到高度为h
2
处时重力势能与动能相等，则（）
A.h
1＜
2
H，h
2
＜
2
H B.h
1
＜
2
H，h
2
＞
2
H
C.h
1＞
2
H，h
2
＞
2
H D.h
1
＞
2
H，h
2
＜
2
H
20．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受
到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。

现对木板施加水平向左、大小为0.6N 的恒力，g=10m/s 2。

则（ ）
A ．木板和滑块一直做加速度为2m/s 2的匀加速运动
B ．滑块开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动
C ．最终木板做加速度为2m/s 2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s 的匀速运动
D ．最终木板做加速度为3m/s 2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s 的匀速运动
21．如图所示，四个线圈L 1、L 2、L 3、L 4，其中
L 2、L 3连通且相距较远，当滑动变阻器的电阻均
匀减小时（ ） A ．电流计中无电流通过
B ．电流计中有电流通过，方向从左向右
C ．电流计中有电流通过，方向从右向左
D ．条件不足，无法判断
第Ⅱ卷 非选择题（共174分）
三、填空题（共17分。

将答案填在答题卷中）
22．(Ⅰ)甲、乙、丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一个物体的长度时，分别测量的结果如下：
甲同学：使用游标为50分度的卡尺，读数为12.045cm 乙同学：使用游标为10分度的卡尺，读数为12.04cm 丙同学：使用游标为20分度的卡尺，读数为12.045cm
从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是_____同学
（Ⅱ）现有一表头，满偏电流Ig=500μA，内阻R
＝200Ω，用它作多用电表的
g
表头，要求多用电表具有下列各项量程：
①0～1mA的直流电流档；
②0～10mA的直流电流档；
③0～50V的直流电压档；
④0～500V的直流电压档；
⑤内阻为1.5kΩ的欧姆档；
给你5个不同阻值的电阻及连接用导线，一节干电池（内阻不计），一个单刀多掷转换开关．试简单设计此多用电表内部电路结构，画出内部结构电路图，并计算出连入电路电阻的阻值（不要求计算过程）．
三、解答题（共55分。

将解答过程填在答题卷中）
23．一个质量0.2 kg的球用线吊在底角θ=60°的斜面体顶端，如左图所示，斜面体静止时球紧靠在斜面上，线与斜面行平，不计摩擦．当斜面以43m/s2的加速度水平向右作加速运动时，求线对球的拉力大小(g取10m/s2)．
24．如图所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B。

在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。

一质量为ｍ、带电量为＋q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。

如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又
回到出发点S ，则两电极之间的电压U 应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）
25．如图所示，在水平桌面上放有长木板C ，C 上右端是固定挡板P ，在C 上左端和中点处各放有小物块A 和B ，A 、B 的尺寸以及D 的厚度皆可略不计，A 、B 之间和B 、P 之间的距离皆为L ，设木板C 与桌面之间无摩擦，A 、C 之间和B 、C 之间的静摩擦因数、动摩擦因数均为μ，A 、B 、C （连同档板P ）的质量相同，开始时，B 和C 静止，A 以某一初速度向右运动，试问下列情况是否能发生？要求定量求出能发生这些情况时物块A 的初速度v 0应满足的条件，或定量说明不能发生的理由。

（1）物块A 与B 发生碰撞。

（2）物块A 与B 发生碰撞（设为弹性碰撞）后，物块B 与档板P 发生碰撞。

（3）物块B 与档板P 发生碰撞（设为弹性碰撞）后，物块B 与A 在木板C 上再发生碰撞。

（4）物块A 从木板C 上掉下来。

（5）物块B 从木板C 上掉下来。

武汉市部分重点高中五月联考理科综合模拟考试参考答案
a c
C AB BC AC B
D BD C
22．(Ⅰ) 甲 （Ⅱ）
R 1=20Ω R 2=180 Ω R 3=1.4 k Ω R 4=49.9 k Ω R 5=450 k Ω
23．【解】当斜面体向右加速运动时，计算球离开斜面的临界加速度a 0，此时有：
Tsinθ-mg=0 Tcosθ=ma 0
由此解得： a 0=gcotθ =33
10m/s 2
又 a=43m/s 2> a 0
所以，小球离开斜面，设此时线与竖直方向成φ角，则：
Tsinφ-mg=0 Tcosφ=ma
解得：T=m 374.022=+a g =2.43N
24．解：如图所示，带电粒子从S 点出发，在两筒之间的电场作用下加速，沿径向穿过狭缝a 而进入磁场区，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。

粒子再回到S 点的条件是能沿径向穿过狭缝d.只要穿过了d ，粒子就会在电场力作
a b
c d
S o
用下先减速，再反向加速，经d 重新进入磁场区，然后粒子以同样方式经过c 、b ，再回到S 点。

设粒子进入磁场区的速度大小为v ，根据动能定理，有 22
1mv qU =
设粒子做匀速圆周运动的半径为R ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有
R
v m Bqv 2
=
由前面分析可知，要回到S 点，粒子从a 到d 必经过4
3
圆周，所以半径R 必定等于筒的外半径r ，即R=r 。

由以上各式解得
m
qr B U 22
2=
25．解：用m 表示A 、B 和C 的质量。

（1）当物块A 以初速度v 0向右运动时，它因受C 给它的滑动摩擦力做匀减速直线运动，而它作用于C 的摩擦力不足以使B 、C 产生相对滑动，即B 、C 以相同加速度做匀加速直线运动。

物块A 、B 发生碰撞的临界情况是：物块A 运动到物块B 所在处时，A 、B 速度相等。

在临界状况下，因为B 与木板C 的速度始终相等，所以A 、B 即将碰撞时，A 、B 、C 三者速度均相同，设为v 1。

由动量守恒定律有
mv 0=3mv 1 ①
在此过程中，设木板C 运动的路程为s 1，则物块A 运动的路程为s 1+L ，由功能原理得：
mgL mv mv μ-=-⋅20212
1321 ② 解①、②得： gL v μ30=
故A 与B 发生碰撞的条件是：gL v μ30>
（2）当物块A 的初速度gL v μ30>时，A 、B 将发生碰撞，物块B 与档板P 发生碰撞的临界情况是：物块B 运动到档板P 所在处时，B 、C 的速度相等。

同（1）中结论，在临界状况下，当B 运动到档板P 处时，A 、B 、C 三者速度相等，设此速度为
v 2，根据动量守恒定律得：
mv 0＝3mv 2 ③
设A 、B 碰撞前瞬间，A 、B 、C 速度分别为v A 、v B 和v C ，则v A >v B ，v B =v C 。

在A 、B 碰撞的极短时间内，A 、B 构成的系统的动量近似守恒，而木板C 的速度保持不变，因为A 、B 间的碰撞是弹性的，即系统机械能守恒，又物块A 、B 质量相等，故易得：碰撞后A 、B 速度交换，设碰撞刚结束时A 、B 、C 三者的速度分别为v A ˊ、v B ˊ、v C ˊ，则v A ˊ＝v B ，v B ˊ＝v A ，v C ˊ＝v C ，刚碰撞后A 、B 、C 的运动与（1）类似，只是A 、B 的运动进行了交换，由此易分析：在整个运动过程中，先是A 相对C 运动的路程为L ，接着是B 相对C 运动的路程为L ，整个系统的动能转变为内能。

类似（1）中方程得
L mg mv mv 22
13212022⋅-=-⋅μ ④ 联立③、④解之，得：gL v μ60=
故A 与B 相撞，B 再与P 相撞的条件是：gL v μ60>
（3）当物块A 的初速度gL v μ60> 时，B 将与档板P 相撞，撞后A 、B 、C 的运动可由（2）中运动类比得到：B 、P 碰撞后瞬间，物块A 、B 速度相同，木板C 速度最大，然后C 以较大的加速度向右做减速运动，而物块A 和B 以相同的较小加速度向
右做加速运动，加速过程将持续到或者A 、B 与C 速度相同，三者以相同速度03
1
v 向
右做匀速运动，或者木块A 从木板C 上掉了下来，因此物块B 、A 在木板C 上不可能再发生碰撞。

(4)若A 刚刚没从木板C 上掉下来，即A 到达C 的左端时的速度变为与C 相同，这时三者的速度皆相同，以v 3表示，由动量守恒有 3mv 3=mv 0 ⑤
从A 以初速度v 0在木板C 的左端开始运动，经过B 与P 相碰，直到A 刚没从木板C 的左端掉下来，这一整个过程中，系统内部先是A 相对C 运动的路程为L ，接着B 相对C 运动的路程也是L ，B 与P 碰后直到A 刚没从木板C 上掉下来，A 与B 相对C 运动的路程也皆为L ，整个系统动能的改变应等于内部相互滑动摩擦力做功的代数
和。

即：21(3m)v 32-2
1
mv 02 =-μmg·4L ⑥
由⑤⑥两式得：gL v μ120= 故A 从C 掉下的条件是：gL v μ120>
（5）当物块A 的初速度gL v μ120>时，A 将从木板C 上掉下来。

设A 刚从木板C 上掉下来时，A 、B 、C 三者的速度分别为v A ″, v B ″, v C ″，有 v A ″＝ v B ″＜v C ″，这时⑤式应改写成
mv 0=2m v A ″+mv C ″ ⑦ ⑥式应改写成：
21(2m)v B ″2+21mv″C 2-2
1
mv 0=-μmg·4L ⑧ 当物块A 掉下C 后，物块B 从木板C 掉下的临界情况是：当C 在左端赶上B 时，B 与C 的速度相等，设此速度为v 4
则由动量守恒定律可得： mv B ″+ mv C ″＝2mv 4 ⑨ 再对B 、C 系统从A 掉下C 到B 掉下C 的过程用动能定律：
21(2m)v 42 —2
1
（mv″B 2+mv C ″2）= -μmgL ⑩ 联立⑦⑧⑨⑩，注意到v A ″＝ v B ″＜v C ″，可解得：
gL v A μ32=
''，gL v v A c μ384=''=''，gL v μ3
5
4
= gL v v v C A μ1620=''+''=
故物块B 从木板C 上掉下的条件是： gL v μ160>。