2018年湖北省七市(州)教科研协作体高考物理模拟试卷(3月份)

2018年湖北省七市（州）教科研协作体高考物理模拟试卷（3
月份）
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，有选错或不选的得0分．
1. 关于玻尔的氢原子模型，下列说法正确的是（）
A.通过波尔的氢原子模型启发，巴耳末提出了巴耳末公式，总结了氢原子光谱特点
B.玻尔的氢原子模型彻底解决了卢瑟福原子核式结构模型的缺陷，原子结构从此不再
神秘
C.氢原子每个定态的能量是固定的，氢原子发光的频率由这些能级间的能量差决定
D.玻尔的氢原子模型解释了氢原子发光波长的特点，说明光是一种波
【答案】
C
【考点】
玻尔理论
【解析】
根据玻尔原子模型的三个假设：
（1）轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核
运动的可能轨道是不连续的。

（2）定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的
能量，即原子的能量是不连续的。

这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定
态中，原子是稳定的，不向外辐射能量。

（3）跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要吸收或放出一定频率
的光子，光子的能量等于两个状态的能级差，即ν。

【解答】
解：．巴耳末首先将氢原子光谱线的波长用一个简单的公式来表示，玻尔根据前人
提出的各种原子模型，提出了新的原子理论，包含三个假设：轨道假设，定态假设，
跃迁假设，故错误，正确；
．玻尔的氢原子模型可以解释氢原子发光问题和类氢原子发光问题，但不能解释多
电子原子发光问题，玻尔理论没有说明光是一种波，人们通过研究光的干涉、衍射、
偏振等现象，证明光是一种波，故错误．
故选．
2. 一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为，设球棒与垒球的作用时间为．下列说法正确的是（）
A.球棒对垒球的平均作用力大小为
B.球棒对垒球的平均作用力大小为
C.球棒对垒球做的功为
D.球棒对垒球做的功为
【答案】
B
动量定理的基本应用
动能定理的应用
【解析】
对球棒击球的过程分别运用动量定理和动能定理列方程求解作用力和球棒对垒球做的功。

【解答】
解：．以初速度方向为正，根据动量定理：，
得：，故错误，正确；
．根据动能定理得球棒对垒球做的功为：，故错误．
故选．
3. 如图，轴、轴为正方形的对称轴，在、两点分别放置电荷量为的点电荷，在、两点分别放置电荷量为的点电荷。

在此四电荷产生的电场中，下列说法正确
的是（）
A.除点和无穷远处外，、轴上还有电场强度为零的点
B.轴上离点越远，场强越弱
C.轴上离点越远，电势越低
D.坐标轴上各点电势相等
【答案】
B,D
【考点】
电势
电势差与电场强度的关系
【解析】
根据电场的叠加原理分析电场强度的大小。

根据电场线的分布情况比较场强的大小。

由等量异种电荷等势面的分布情况结合电场的叠加原理分析各点电势关系。

【解答】
、空间各点的场强是四个点电荷的叠加，可知，在、轴上只有点和无穷远处电场
强度为零，故错误。

、在和两处点电荷的合电场中，在轴上离越远，场强越弱，在和两处点电荷的
合电场中，在轴上离越远，场强越弱，可知轴上离点越远，场强越弱，故正确。

、在和两处点电荷的合电场中，轴是一条等势线，在和两处点电荷的合电场中，轴也是一条等势线，叠加后轴仍是一条等势线，所以轴上各点的电势相等，故错误。

、同理知道，轴是一条等势线，轴上各点的电势相等，故正确。

4. 中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．年月日，中
国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系
统．北斗卫星导航系统计划由颗卫星组成，包括颗静止轨道卫星、颗中轨道卫星、颗倾斜同步轨道卫星，其中静止轨道和倾斜同步轨道的高度大约为万公里，中轨
（）
A.静止轨道卫星和倾斜同步轨道卫星相对静止
B.中轨道卫星的运行速度小于
C.中轨道卫星的运行周期大于同步卫星运行周期
D.这些卫星中可能存在一直运行于中国领土正上方的卫星
【答案】
B
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
倾斜地球同步轨道卫星的轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角，它的运行周期是
小时。

该卫星相对地面的运行轨迹是“”字形，相对于静止轨道卫星是运动。

第一宇宙
速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，卫星的轨道半径越大，周期越大。

结
合同步卫星的条件分析。

【解答】
解：．静止轨道卫星相对于地球静止，倾斜同步轨道卫星相对于地球运动，故错误；．根据，可得，是地球的第一宇宙速度，即地表附近卫星的
运动速度，中轨道卫星距离地面有一定高度，轨道半径大，线速度小，即中轨道卫星
的线速度小于，故正确；
．同理，根据万有引力提供向心力，卫星运行的周期，即轨道半径越大，
周期越大，故错误；
．相对于地球静止的只能是在地球赤道正上空的静止轨道卫星，其他卫星都相对于地
球运动，不可能静止于中国领土的正上空，故错误．
故选．
5. 物块的质量，在一竖直向上的恒力作用下以初速度开始竖直向
上运动，该过程中物块速度的平方随路程变化的关系图象如图所示，已知，物块在运动过程中受到与运动方向相反且大小恒定的阻力，下列选项中正确的是（）
A.恒力大小为
B.在时刻，物体运动开始反向
C.秒末秒末内物块做匀减速运动
D.在物块运动路程为过程中，重力势能增加焦耳
【答案】
B
【考点】
v-t图象
摩擦力做功与能量转化
【解析】
通过图象可知，物体在重力、恒力、阻力作用下先做匀减速直线运动，然后反向做匀
牛顿第二定律求出恒力的大小。

结合运动规律求出速度反向时刻。

【解答】
由运动学公式可知，图象中前图线的斜率为，
所以在前内，物块以的加速度做匀减速运动，减速时间
为。

的运动过程中，物块以的加速度做匀加速运动，加
速时间为，
即物块在内做匀加速运动；
、根据牛顿第二定律可知，在减速的过程中，，
加速过程中：，
代入数据可解得：，．故错误；
、在时刻物体的速度恰好等于，物体运动开始反向，故正确；
、由前面的分析可知，物块在内做匀加速运动，故错误；
、由图可知，物体上升的高度为，下降的高度为，可知重力势能减小，大小为：．故错误。

6.
如图所示，一导体圆环保持水平，沿一个形状匀称的条形磁铁轴线下落，条形磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上．已知当圆环落至、两位置时，刚好经过磁铁上下端截面，而位置位于磁铁正中．不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A.圆环由落至的过程中，环中感应电流（从上向下看）为顺时针方向
B.圆环由落至的过程中，圆环磁通量减少
C.圆环落至、之间时，圆环有收缩趋势
D.圆环由落至的过程中，任意时刻加速度都小于重力加速度
【答案】
A,C
【考点】
楞次定律
【解析】
根据楞次定律进行判定：圆环从静止开始向下运动时，穿过圆环的磁通量先增大后减小，故圆环和磁铁先排斥后吸引。

【解答】
解：．圆环由落至的过程中，圆环中磁通量向上增加，根据楞次定律可知，环中感应电流（从上向下看）为顺时针方向，正确，错误．
．圆环由到过程中，磁通量向上减少，根据楞次定律可知，圆环有收缩趋势，正确．
．圆环由到的过程中，在位置时，圆环中磁通量变化率为零，没有感应电流，只受重力作用，加速度为，错误．
故选．
7. 一带电小球做匀速直线运动，已知它的运动方向与竖直方向夹角为，空间中存在匀强电场及匀强磁场．若改变小球的速度再次抛出，则其运动情况可能为（）
A.圆周运动
B.匀速直线运动
C.匀变速直线运动
D.轨迹为抛物线的运动
【答案】
A,B
【考点】
带电粒子在磁场与磁场的组合场中的运动
【解析】
带电小球做匀速直线运动时，电场力和重力平衡。

当空间中存在匀强电场及匀强磁场且场强不为零，根据磁场可能的方向分析洛伦兹力，从而判断小球可能的运动情况。

【解答】
解：．第一种情景如图甲所示，电场力与重力平衡，带电小球运动方向与磁场方向在同一条直线上，当小球速度变化后，可以等效成一个不计重力的带电小球以某一初速度射入匀强磁场有三种不同的运动情况：初速度和磁感线平行，做匀速直线运动初速度和磁感线垂直，做匀速圆周运动；初速度与磁感线有夹角，做螺旋运动（匀速直线运动与匀速圆周运动的合成），故正确．
．第二种情景如图乙所示，洛伦兹力、电场力、重力三力平衡当小球速度变化后，所受重力和电场力合力不变，小球运动的速度大小和方向一定会改变，且所受合力为变力，轨迹不可能为抛物线，故错误．
故选：．
8. 如图所示，轻质弹簧左端固定，右端与质量为的重物相连，重物套在固定的粗糙竖直杆上。

开始时重物处于处，此时弹簧水平且处于原长。

现将重物从处由静止开始释放，重物下落过程中经过处时速度最大，到达处时速度为零，已知的高度差为。

现若在处给重物一竖直向上的初速度，则圆环恰好能回到处。

已知弹簧始终在弹性限度内，重物与杆之间动摩擦因数恒定，重力加速度为，则下列说法中正确的是（）
A.重物下滑到处时，加速度为零
B.重物在下滑过程中所受摩擦力先增大后减小
C.重物从到的过程中弹簧的弹性势能增加了
D.重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失大于上升过程中机械能的损失
【答案】
A,C
【考点】
牛顿第二定律的概念
弹性势能
摩擦力做功与能量转化
【解析】
根据圆环的运动情况分析圆环下滑到处时的加速度；研究圆环从处由静止开始下滑到和在处获得一竖直向上的速度，恰好能回到两个过程，运用动能定理列出等式求解；研究圆环从处由静止开始下滑到过程和圆环从处上滑到的过程，运用动能定理列出等式，分析经过的速度关系。

【解答】
、圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，到达处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过处的速度最大，所以经过处的加速度为零，故正确。

、对小环受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，在垂直杆的方向平衡，设弹簧与水平方向的夹角为，弹簧原长为，故：
，由于逐渐增加，故逐渐增加，故滑弹
动摩擦力增加，故错误；
、系统机械能损失等于克服摩擦力做功，故重物与弹簧组成的系统在下滑过程中机械能损失等于上升过程中机械能的损失，故错误；
、研究圆环从处由静止开始下滑到过程，由动能定理得：弹
，
在处获得一竖直向上的速度，恰好能回到，由动能定理得：弹，
解得：克服摩擦力做的功为，
由功能关系知，圆环下滑过程中因摩擦产生的热量为，
，
由上解得：
弹
，故正故圆环从处到处的过程中弹簧的弹性势能增加量为
弹
确；
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33～38题为选考题，考生根据要求作答．
9. 如图为利用频闪照相拍摄出的小球做平抛运动的照片，某同学利用此照片测量出了
两位置间的直线距离记为，已知频闪照相的拍照时间间隔为．可求得小球做平抛运动的初速度大小________（用、、表示），经过点时的瞬时速度大小________（用、、表示）．
【答案】
,
【考点】
研究平抛物体的运动
【解析】
根据几何关系求出水平位移，结合时间间隔求出初速度的大小；根据竖直方向上的运动规律，结合位移时间公式求出点的竖直分速度，根据速度时间公式求出点的竖直分速度，从而得出点的瞬时速度。

【解答】
解：根据几何关系得，间的水平距离，
则小球平抛运动的初速度大小．
小球经过点时的瞬时速度是水平分速度与竖直分速度的矢量和，
，，
即，
解得．
10. 某同学想要测量一个未知电阻，他能够使用的器材如下：
．待测电阻，阻值约为
．电流表，量程为，内阻约为
．电流表，量程为，内阻
．定值电阻，阻值为
．定值电阻，阻值为
．滑动变阻器，最大阻值约为
．电源，电动势约为，内阻不大但不可忽略
．开关及若干导线
该实验要求没有系统误差、能测量多组数据且调节方便，而且电表指针的偏转角尽可能大，则：
（1）该实验应选择的器材有________；
（2）在图中的虚线框中画出该实验的电路图；
（3）若两电流表的示数表示为、，则待测电阻阻值的表达式为________．
【答案】
（1）
（2）如解答图所示．
（3）
【考点】
伏安法测电阻
【解析】
（1）根据实验目的以及原理，以及实验原理及要求合理选择即可，由于没有给电压表，故需要用电流表作为电压表用或改装作为电压表用，作为电压表用的电流表内阻必须
确切已知；
（2）根据串并联电路的特点选择合适的定值电阻以及连接方式，根据要求供电电路应
选择分压式电路；
（3）利用欧姆定律结合串并联电路特点，联立即可求出待测电阻的表达式．
【解答】
解：（1）电源、开关、导线、待测电阻以及滑动变阻器必选，两个电流表中作为电
流表用，内阻已知的电流表作为电压表使用，为了让两个电表同时有较大偏转，需
选择定值电阻与串联在一起进行测量，故该实验应选择的器材有．（2）因为要求测量多组数据且调节方便，故选择分压式供电电路，
电源电动势，电流表，量程为：，内阻为：，
电流表，量程为，内阻约为；待测电阻，阻值约为；
又因为要求电表指针的偏转角能够调节到尽可能大，考虑电流表达满偏时电流表
也接近满偏，
有：，可得需要串联的电阻阻值约为：；
故选择与串联在一起进行测量，画出该实验的电路图，如图所示．
（3）若两电流表的示数表示为、，根据欧姆定律结合串并联电路特点，
可得待测电阻阻值的表达式：．
11. 如图所示，、为两条平行的金属导轨，导轨间距．间连入一电源，电动势，间放置一根长为的金属杆，金属杆与导轨接触良好，水平
且为矩形．空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面的倾角时，发现当且
仅当在之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡状态．已知金属杆质量为，电源内阻及金属杆的电阻均为，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导
轨间最大静摩擦力为弹力的倍．重力加速度，试求磁感应强度及．
磁感应强度为，方向竖直向下，．
【考点】
闭合电路的欧姆定律
安培力
【解析】
根据题意分析出磁场的方向，根据临界条件判断出导体棒的受力，结合闭合电路的欧姆定律即可求得
【解答】
解：由题意知金属杆受到的安培力水平向右，则磁场方向竖直向下，
由题意可知当时，金属杆处于临界下滑状态有：，
，
，
当时，金属杆处于临界上滑状态有：，
，
，
解得：，，
由闭合电路欧姆定律：，
，
解得：，方向竖直向下．
12. 如图所示，光滑水平面上有一静止长木板，其右端带有挡板，小物块、分别静置于其左端及中点．已知木板全长，物块、与木板间的动摩擦因数均为，三者质量满足，重力加速度．现通过击打使得物块获得向右的初速度，如果物体间的碰撞都是弹性正碰，求：
（1）物块、第一次碰撞前的速度大小；
（2）物块与木板右端挡板碰后瞬间两者的速度．
【答案】
（1）物块、第一次碰撞前的速度大小各为和．
（2）物块速度大小为，方向向左；木板速度大小为，方向向右．
【考点】
动量守恒定律的理解
摩擦力做功与能量转化
牛顿第二定律的概念
【解析】
（1）水平面光滑，则向右做匀减速运动，、向右做匀加速运动，当相对位移为木板长度的一半时，、发生碰撞，此过程既可以根据运动学规律求解，也可以根据动量守恒定律求解．
（2）、的质量相同，发生弹性碰撞，交换速度之后B向右做匀减速运动，、作为一个整体向右做匀加速运动，与碰撞瞬间，、的动量守恒．
解：（1）设，则，向右为正方向，以、、为系统，碰前的速度为，、的速度为，系统动量守恒，
有，
由能量守恒定律有，
解得，．
（2）、的质量相同且发生弹性碰撞，则碰撞后速度互换，设运动到的右端时速度为，、的速度为，
由动量守恒定律有，
由能量守恒定律有，
、发生弹性碰撞，由动量守恒定律有，
由机械能守恒定律有，
解得，，
即物块速度大小为，方向向左，木板速度大小为，方向向右．
[物理-选修3-3]（共2小题，满分15分）
13. 下列说法中正确的是（）
A.液晶与多晶体一样具有各向同性
B.悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
C.当分子间的引力和斥力相互平衡时，分子间分子势能最小
D.温度相等的两个物体接触，它们各自的内能不变且相等
E.若一定质量的理想气体在被压缩的同时放出热量，则气体内能可能减小
【答案】
B,C,E
【考点】
* 液晶
* 晶体和非晶体
分子间的相互作用力
布朗运动
【解析】
液晶在光学性质上表现为各向异性；颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈；根据分子力做功情况判断分子势能的变化情况；内能的多少不仅与温度有关，还与物体的体积和分子数有关；根据热力学第一定律分析内能的变化。

【解答】
解：．液晶具有光学各向异性，错误．
．布朗运动是悬浮小颗粒物的无规则运动，温度越高，固体颗粒物越小，布朗运动越剧烈，正确．
．分子间距离为平衡距离时，分子势能最小，正确．
．温度相等的两物体接触，两物体不发生热传递，物体内能不变，但是不一定相等，内能不仅与温度有关，还与体积、质量等有关，错误．
．根据热力学第一定律，气体被压缩取正值，气体放热取负值，无法确定，正确．
故选．
水银柱封闭着长为的理想气体，管内外气体的温度均为．
（1）现将玻璃管缓慢倾斜至与水平面成角，此时管中气体的长度为多少？
（2）在第（1）问的基础上，若将管内水银柱取走，再缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中水银柱上表面恰好与管口相齐？（大气压强为）
【答案】
（1）现将玻璃管缓慢倾斜至与水平面成角，此时管中气体的长度为．（2）在第（1）问的基础上，若接着将管内水银柱取走，再缓慢对玻璃管加热升温至时，管中水银柱上表面恰好与管口相齐．
【考点】
理想气体的状态方程
气体的等温变化
【解析】
（1）现将玻璃管缓慢倾斜，气体的压强减小，求出气体的状态参量，然后根据玻意耳定律求出气体的长度．
（2）当水银柱上表面与管口相平，设水银柱的高度为，由理想气体的状态方程即可求出结果．
【解答】
解：（1）设玻璃管的横截面积为，初态时，，，，
当玻璃管倾斜至与水平面成角时，管内气体的压强为，体积为：，
由玻意耳定律得：，
解得：．
（2）设温度升至时，水银柱长为，管内气体的体积为，压强为
，
由理想气体状态方程得：，
解得：．
[物理-选修3-4]（共2小题，满分0分）
15. 如图，一列简谐横波沿轴正方向传播，时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到点，时波恰好传到点，波形如图中虚线所示，、、、、是介质中的质点，下列说法正确的是（）
A.该机械波传播速度为
B.质点开始运动时方向沿轴负方向
C.质点在这段时间内通过的路程为
D.质点在这段时间内沿轴正方向移动了
E.当时质点、的位移相同，但运动方向相反
【答案】
A,C,E
【考点】
波长、频率和波速的关系
横波的图象
【解析】
由图得到波长及的距离，即可根据传播时间求得波速；再根据波前的振动方向得到质点开始运动时的运动方向；最后，由周期根据质点的位置得到质点振动，从而得到一段时间内的路程及两质点的位置及振动方向。

【解答】
解：．由图直接读出波长，振幅，时，波传播到点，当
波传播到点，则，，正确．
．该波沿轴正方向传播，可知质点开始运动的方向沿轴正方向，错误．
．该列波经过传到点，在内点振动了半个周期，运动路程是振幅的倍，即，正确．
．质点不会随波迁移，只是在平衡位置附近振动，错误．
．当时，将波实线部分向右平移，、的位移相同，都沿轴负方向，速度
相反，点沿轴正方向，点沿轴负方向，正确．
故选．
16. 一个三棱柱由某种透明材料制作而成，为测量此材料折射率，现将三棱柱置于坐标纸上，如图三角形为其横截面，顶点坐标为、、．在纸上、两点插针，视线透过面观察、的像，并先后插上、两针使它们都挡住、的像．测得四针位置坐标、、、．
（1）请确定经过、的光线入射到面上时入射点的坐标；
（2）请计算此材料折射率．
【答案】
（1）经过、的光线入射到面上时入射点的坐标是；
（2）此材料折射率是．
【考点】
光的折射现象
【解析】
（1）根据题意做出光路如图，连线作为入射光线，连线作为出射光线，入射光在
面上发生全反射，对入射和出射，分别运用折射定律列式，结合几何关系求解．（2）根据几何关系求出折射角的正弦值，结合上题求出的入射角正弦值，即可求得折射率．
【解答】
解：（1）根据题意做出光路如图．
设光路在点的入射角、折射角为、，在点的入射角、折射角为、，由折射定律有：
，
由几何关系，，则，
又因为等腰三角形且，可知，根据、纵坐标可得两三角形长度比例为，故，所以点坐标为．
（2）作轴，易求得，，，，
从而可求得：，，
代入上面折射定律可得：．。