湖北省2016届高三5月第一次模拟考试理综物理试卷(含解析)-精编

2016年湖北省黄冈中学高三5月第一次模拟考试理综物理试卷
一、单选题（共5小题）
1．下列叙述符合史实的是（）
A．安培在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系
B．奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C．卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”将微小量放大，准确的测定了静电力常量
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
考点：物理学史
答案：D
试题解析：奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，A错误；安培提出了分子电流假说，B错误；
卡文迪许测量了万有引力常量，C错误；楞次总结了判断感应电流方向的楞次定律，D正确。

2．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上．物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力
F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比为（）
A．cos θ＋μsin θB．cos θ－μsin θ
C．1＋μtan θD．1－μtan θ
考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用
答案：B
试题解析：对图甲中的物体受力分析，由平衡条件可得，
，
解得；对乙图中物体受力分析如图所示，沿斜面方向有
,垂直于斜面方向有
，解得则，B正
确，A、C、D错误。

3．2016年2月11日，美国自然科学基金召开新闻发布会宣布，人类首次探测到了引力波。

2月16日,中国科学院公布了一项新的探测引力波的“空间太极计划”,其中,由中山大学发起的空间引力波探测工程“天琴计划”于15年7月正式启动。

计划从2016年到2035年分四阶段进行,将向太空发射三颗卫星探测引力波。

在目前讨论的初步概念中，天琴将采用三颗全同的卫星（SC1、SC2、SC3）构成一个等边三角形阵列，地球恰处于三角形中心，卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行,针对确定的引力波进行探测，这三颗卫星在太空中的分列图类似乐器竖琴,故命名为“天琴计划”。

则下列有关三颗卫星的运动描述正确的是（）
A．三颗卫星一定是地球同步卫星
B．三颗卫星具有相同大小的加速度
C．三颗卫星线速度比月球绕地球运动的线速度大且大于第一宇宙速度
D．若知道万有引力常量G及三颗卫星绕地球运转周期T可估算出地球的密度
考点：万有引力定律及其应用
答案：B
试题解析：同步轨道卫星的半径约为42400公里，是个定值，而三颗卫星的半径约为10万公里，所以这三颗卫星不是地球同步卫星，A错误；根据，解得：，由于三颗卫星到地球的距离相等，则它们的加速度大小相等，B正确；第一宇宙速度是绕地
球运动的最大速度，则三颗卫星线速度都小于第一宇宙速度，C错误；若知道万有引力常量G及三颗卫星绕地球运转周期T可以求出地球的质量，但不知道地球半径，所以不能求出地球的密度，D错误.。

4．如图所示，一轻弹簧一端系在墙上O点，自由伸长到B点，今将一质量为m的小物体靠着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能在水平面上运动到C点静止，AC距离为s，若将小物体系在弹簧上，在A点由静止释放，运动到最后静止，设小物体通过的总路程为l，则关于s与l的关系下列叙述正确的是（）
A．s不可能等于l B．s不可能大于l
C．s不可能小于l D．s一定等于l
考点：功能关系、机械能守恒定律及其应用
答案：C
试题解析：设弹簧释放前具有的弹性势能为，物体所受的摩擦力大小为f．由题可知，将弹簧压缩到A点，然后释放，物块停止的位置超过了B点并最终能停在C点，此时弹簧的弹性势能转化为内能，则；若将小物体系在弹簧上，则物块一定会先超过B点向右运动一段距离；由于小物块不在B点的时候会受到弹簧的指向B点的弹力，所以小物块经过B点后先做减速运动，可能直接停在B点的右侧的某一点；也有可能在最右侧的某一点受到的弹簧的拉力大于摩擦力，则小物块会返回到任意一点；物块停止的位置有两种情况：第一种：若最终物体恰好停在B处时，弹簧的弹性势能恰好全部转化为内能，即有
，得到l=S；第二种：若物体最终没有停在B处，弹簧还有弹性势能，则
，得到l＜S．若小物块一直向右运动直接停在B点的右侧的某一点D点，且
满足：，即可以得到l=0.5S．则s=2l，综上所述，s不可能小于l，C正确，ABD错误．
5．如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。

t=0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0～4s时间内，线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的（）
A．B．
C．D．
考点：法拉第电磁感应定律
答案：A
试题解析：3s-4s内，感应电动势为,为定值，感应电流为，也为定值，安培力，由于B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零；由于B 逐渐减小到零，故通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量减小，有扩张趋势，故安培力向外，即ab边所受安培力向左，为正，故A正确，B错误；
0-1s，感应电动势为：为定值，感应电流为，也为定值，安培力，由于B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，故CD均错误；
二、多选题（共3小题）
6．如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。

设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻。

当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时（）
A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A1、A2的读数均增大
B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A3的读数也减小
C．电流表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变
D．发电厂的输出功率增大
考点：理想变压器
答案：ACD
试题解析：电压表V1、V2的读数均不变，因为输入电压和匝数比都不变，用电高峰期，电阻
减小，电流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，A正确；输电线上的电压损失增大，故电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大，B错误；电流表V2、V3的读数之差与电流表A2 的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，C正确；变压器的输入功率等于输出功率都增大，D正确．
7．已知电势是标量，空间某点电势是各部分电荷在该点的电势的代数和；电场强度是矢量，空间某点电场强度是各部分电荷在该点的电场强度的矢量和。

如图所示，三根绝缘均匀带点棒AB、BC、CA构成正三角形，AB的电荷量为+Q c，AC的电荷量为+Q b，BC的电荷量为+Q a，正三角形的中心O点的电势为φ1，场强大小为E1、方向指向A，当撤去带电棒BC之后，测得其中心O点的电势为φ2，场强大小为E2、方向背离A，规定无穷远处电势为零，如果同时撤去带电棒AB和AC，则关于O点的场强大小和电势，下列说法正确的是（）
A．O点的场强大小为E1—E2B．O点的场强大小为E1+ E2
C．O点的电势φ1—φ2D．O点的电势φ1+φ2
考点：电势差电场强度、点电荷的场强
答案：BC
试题解析：刚开始O点场强为AB边、BC边和AC边所带电荷产生的合场强，场强大小为E1、方向指向A，当撤去带电棒BC之后AB边和AC边所带电荷产生的合场强场强大小为E2、方向背离A，设从O指向A为正，则BC边产生的场强大小为E1－（－）E2＝E1+ E2，A错误，B 正确；电势为标量，则O点的电势应为三边电荷在O点的电势与AB、AC两边在O点的电势之差，即φ1—φ2，C正确，D错误。

8．如图所示，微粒A位于一定高度处，其质量m=1×10-4g、带电荷量q=+ 1×10-6C，塑料长方体空心盒子B位于水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ= 0.1。

B 上表面的下
方存在着竖直向上的匀强电场，场强大小E=2×103N/C，B上表面的上方存在着竖直向
下的匀强电场，场强大小为E/2。

B上表面开有一系列略大于A的小孔，孔间距满足一定
的关系，使得A进出B的过程中始终不与B接触。

当A以υ1=1m/s的速度从孔1竖直向下进入B的瞬间，B恰以υ2= 0.6m/s的速度向右滑行。

设B足够长、足够高且上表面的厚度忽略不计，取g =10m/s2，A恰能顺次从各个小孔进出B。

则（）
A．从A第一次进入B至B停止运动的过程中，B通过的总路程s为0.18m
B．为了保证A始终不与B接触，B上的小孔个数至少有5个
C．为了保证A始终不与B接触，B上表面孔间距最小值为0．04m
D．为了保证A始终不与B接触，B上表面孔间距最大值为0．1m
考点：电场
答案：ABD
试题解析：A在B内、外运动时，B的加速度大小， B全过程做匀减速直线运动，所以通过的总路程，A正确；
A第二次进入B之前，在B内运动的加速度大小，运动的时
，在B外运动的加速度大小，运动的时间
A从第一次进入B到第二次进入B的时间。

A运动一个周期B减少的速
度为从小球第一次进入B到B停下，A运动的周期数为
，故要保证小球始终不与B相碰，B上的小孔个数至少为2n+1=5，B 正确；
由于B向右做匀减速直线运动，经0.6s速度减为零，由逆向思维可知，B向左做初速度为零的匀加速直线运动了0.6s，每经过0.1s，其位移大小之比为1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份，所以，从右到左，B上表面各相邻小孔之间的距离分别为
，
为了保证A始终不与B接触，B上表面孔间距最大值为0．1，C错误，D正确。

三、实验题（共2小题）
9.为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示。

（1）下图是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.
则OD间的距离为________cm. 图是根据实验数据绘出的s­—t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，则加速度大小a=_______m/s2(保留三位有效数字)
（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比
为。

考点：实验：验证牛顿运动定律
答案：（1）1.20 0.933（2）12
试题解析：（1）刻度尺读数要估读到分度值的下一位，读数为2.20cm－1.00cm=1.20cm；小车做初速度为零的匀加速直线运动，则，由图示图象可知，则
;
（2）乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，且通过计算得到小车加速度均为a，根据牛顿第二定律，则有：，，因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1：2；由牛顿第二定律，对砝码研究，则有，而，解得。

10.某探究小组利用课外时间做了如下探究实验：
先利用如图所示的电路测量两个电压表的内阻，实验分两个过程，先用替代法测出电压表V1的内阻，然后用半偏法测出电压表V2的内阻。

供选用的器材如下：
A．待测电压表V1，量程为2.0V，内阻10~30
B．待测电压表V2，量程为3.0V，内阻30~40
C．电阻箱，阻值范围0~99999.9
D．滑动变阻器，阻值范围0~1000，额定电流0.5A
E．滑动变阻器，阻值0~20，额定电流2A
F．电池组，电动势为6.0V，内电阻为0.5
G．单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个及导线若干
（1）实验器材选择除A、B、C、F、G外，滑动变阻器R′应选用：（用器材前的字母表示）
（2）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容补充完整；
①用代替法测待测电压表V1的内阻
根据电路图连成实验电路，并将滑动变阻器R′的滑动触头置于左端；将单刀双掷开关S2置于触点2，调节滑动变阻器R′，使电压表V2的指针指在刻度盘第N格，然后将单刀
双掷开关S2置于触点1，调节电阻箱R使电压表V2的指针指在，记下此时电阻箱R的阻值R A=20
②用半偏法测待测电压表V2的内阻
将单刀双掷开关S2置于触点1，电阻箱的阻值调为零，闭合开关S1，调节滑动变阻器使电压表V2的指针满偏。

保持滑动变阻器R′的滑动触头位置不变，调节电阻箱R，使电压表V2的指针指在，记下电阻箱R的阻值R B=30 。

（3）上述两种测量方法都有误差，其中有种测量方法没有系统误差，接下该小组选用此测量方法测出其内阻的电压表改装成一量程为6.0V的电压表继续完成后续的探究实验，需串联一阻值为的电阻。

（4）该探究小组用如图所示的电路采用高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电电压为U时，所带的电量为Q，从而再求出待测电容器的电容C．
实验情况如下：按图甲所示电路连接好实验电路；接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数I0＝480mA及电压表的示数U o ＝6.0V，I0 和U0分别是电容器放电的初始电流和电压；断开开关S，同时开始计时，每隔△t测一次电流I的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据（10组）表示在以时间t为横坐标、电流I为纵坐标的坐标纸上，如图乙中用“·”表示的点，再用平滑曲线连接得出i-t图像如图。

则根据上述实验结果，估算出该电容器两端的电压为U0时所带的电量Q0约为 ___________C(保留三位有效数字)；该电容器的电容C约为
____________F(保留三位有效数字)。

考点：实验：电路设计和仪器选择
答案：（1）E（2）①刻度盘的第N格②刻度盘的中央（3）40 （4）
Q=7 .50-8.00×10-3C C=1.25×10-3F
试题解析：（1）滑动变阻器选择阻值较小的E，两表的示数更精准；
（2）①在用替代法测电阻时让变阻箱的电阻要等于电压表V1的电阻，则干路中的电压表V2的示数应该保持不变，即为刻度盘的第N格；②半偏法测电阻时应使电表的示数变为最大值的一半，则应使指针指到刻度盘的中央；
（3）替代法测电压表V1没有系统误差，即要将V1的量程改为6V，根据欧姆定律得
，解得R＝40；
（4）由I-t图象面积表示电荷量可知电容器所带电荷量Q=7 .50-8.00×10-3C ；
＝1.25×10-3F 。

四、计算题（共2小题）
11.质量为m=20g的物体在大小恒定的水平外力作用下，冲上一足够长从右向左以恒定速度v0= -10 m/s传送物体的水平传送带，从物体开始冲上传送带计时，物体的速度—时间图象如图所示，已知0～2.0s内水平外力与物体运动方向相反，2.0～4.0s内水平外力与物体运动方向相反，g取10m/s2。

求：
（1）物体与传送带间的动摩擦因数；
（2）0～4.0s内物体与传送带间的摩擦热Q.
考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用
答案：（1）μ=0.3 （2）2880J
试题解析：（1）设水平外力大小为F，由图象可知0～2.0s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1=5m/s2，由牛顿第二定律得：，
2～4s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为a2=1m/s2，由牛顿第二定律得
f=40N 又f=μmg由以上各式解得μ=0.3 （2）0～2.0s内物体的对地位移1=10m
传送带的对地位移m
此过程中物体与传送带间的摩擦热Q1=1800J
2～4.0s内物体的对地位移2=-2m
传送带的对地位移m
此过程中物体与传送带间的摩擦热Q2=1080J
0～4.0s内物体与传送带间的摩擦热Q= Q1+Q2=2880J
12.如图甲所示，在平行边界MN、PQ之间存在宽度为d的匀强电场，电场周期性变化的规律如图乙所示，取竖直向下为电场正方向；在平行边界MN、PQ左侧和右侧存在如图甲所示的两个长为2d，宽为d的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，其边界点分别为PQCD和MNFE。

已知区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小是区域Ⅰ内匀强磁场的磁感应强度大小的3倍。

在区域Ⅰ右边界中点A处，有一质量为m、电量为q、重力不计的带正电粒子以初速度v0
沿竖直方向从磁场区域Ⅰ开始运动，以此作为计时起点，再经过一段时间粒子又恰好回到A 点，如此循环，粒子循环一周，电场恰好变化一个周期，已知粒子离开区域Ⅰ进入电场时，速度恰好与电场方向垂直，sin53°=0.8，cos53°=0.6。

求：
（1）区域Ⅰ的磁感应强度大小B；
（2）电场强度大小E及电场的周期T。

考点：磁场
答案：（1）（2）
试题解析：（1）粒子在区域Ⅰ做圆周运动的半径r=d，
由洛伦兹力提供向心力知,联立得
（2）画出粒子运动的轨迹示意图如图所示，粒子在区域Ⅰ做匀速圆周运动，圆心为O1，粒子从区域Ⅰ进入电场，在电场中做类平抛运动，在区域Ⅱ做匀速圆周运动，圆心为O2半径记为R，在区域Ⅱ做匀速圆周运动圆心O2与区域Ⅰ做匀速圆周运动的圆心O1的连线必须与边界垂直才能完成上述运动。

粒子从区域Ⅰ进入电场做类平抛运动水平方向
竖直方向
离开电场时沿电场方向的速度，
离开电场时速度方向与边界MN的夹角为θ，离开电场时速度为v，
粒子在区域Ⅱ做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力知
由几何关系有联立以上各式得
由得,粒子在区域Ⅰ中运动的时间
粒子在区域Ⅱ中运动的时间
粒子在电场中运动的时间
电场变化的周期等于粒子运动的周期，所以电场周期
五、综合题（共2小题）
13.（1）一列简谐横波沿轴传播。

图中（甲）图是t= 0时刻的波形，且 = 4.0 m 处质点刚好起振。

（乙）图是 = 4.0 m 处质点经t = 1.0 秒后的位移时间图象。

下列说法中不正确的是（）
A．该波6.0m处的质点，第一次到达波峰的时间为3.0s
B．该波6.0m处的质点，第一次到达波谷的时间为6.0s
C．该波上的E、F两质点同时达到波峰位置和平衡位置
D．该波沿轴负方向传播
E．该波 = 1.0m处的质点从图示时刻起历时3.0s通过6.0cm的路程
（2）如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率n＝，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长l＝40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．
①求两个光斑之间的距离L.
②若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．
考点：光的折射定律简谐运动的公式和图像
答案：（1）BCD（2）①40 cm②80 cm
试题解析：（1）由图甲可知，由 = 4.0 m 处质点1s后位于最大位移处可知波的
周期T＝0.4s，，则波2s后到达6.0m处，该质点再经过1s到达波峰，A
正确，不选；6.0m处的质点从波峰到波谷的时间为2s，即第一次到达波谷的时间为5s，B 错误，选B；质点从平衡位置到最大位移的过程中速度一直减小，所以质点E回到平衡位置的时间大于F点到最大位移处的时间，C错误，选C；根据t = 0时刻 = 4.0 m 处质点刚好起振，证明波向右传播，D错误，选 D；该波 = 1.0m处的质点从图示时刻起历时3.0s 通过6.0cm的路程，E正确，不选。

（2）①画出光路图如图甲所示．在界面AC，入射角i＝60°，由折射定律解得折射角r＝30°由光的反射定律得反射角θ＝60°
由几何关系得，△ODC是边长为 l的正三角形，△OEC为等腰三角形，且CE＝OC＝
则两个光斑之间的距离L＝DC＋CE＝40 cm.
②作出入射点在A、B的光线的光路图，如图乙所示，由图可得屏幕上相距最远的两个光斑
之间的距离PQ＝2l＝80 cm.
14.（1）以下说法正确的是（）A．当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子
B．某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变
C．α衰变是原子核内的变化所引起的
D．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关E．是衰变方程
（2）如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直面内。

小球A、B质量分别为m、m （为大于1的待定常数）。

A球从左边与圆心等高处P点由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞以后，两球又会同时回到最低点再次发生碰撞，碰撞中无机械能损
失，已知从最低点开始运动到最高点再回到最低点所用的时间只与初速度有关，重力加速度为g。

试求常数的大小。

考点：碰撞与动量守恒原子核
答案：（1）BCD（2）=3
试题解析：（1）氢原子从高能级跃迁到低能级时放出光子，A错误；根据光电效应方程可知光子的最大初动能只与入射光的频率有关，B正确；α衰变是原子核内的变化所引起的，C正确；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，D正确；是聚变方程，不是衰变方程，E错误。

（2）设第一次碰撞前瞬间A球速度为v，根据机械能守恒定律得
，解得
设小球A、B第一次碰撞后瞬间速度分别为v1、v2，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
解得，
两球碰后能同时回到最低点再次发生碰撞，则有，即=3。