湖北省部分重点中学2020届高三上学期起点考试物理试题 Word版含解析

湖北省部分重点中学2019-2020学年度上学期新高三起点考试物理试卷第I 卷(选择题，共40分)一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中， 第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1.一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子 A. 吸收光子，能量增加 B. 放出光子，能量减少 C. 放出光子，能量增加 D. 吸收光子，能量减少【答案】A 【解析】 【分析】氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，能量增加；从高能级向低能级跃迁要放出光子，能量减少.【详解】一个氢原子在一个定态具有的能量是电子圆周运动的动能和势能之和，能量为12E E n=，113.6eV E =-，可知量子数越大，能量越高，故氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，而能量增加；故选A.【点睛】本题考查了原子核式结构模型和原子的跃迁；能量变化可类比人造卫星的变轨原理.2.在演示“做曲线运动的条件”的实验中，有一个在水平桌面上向右做直线运动的小钢球，第一次在其速度方向上放置条形磁铁，第二次在其速度方向上的一侧放置条形磁铁，如图所示，虚线表示小球的运动轨迹。

观察实验现象，以下叙述正确的是A. 第一次实验中，小钢球的运动是匀变速直线运动B. 第二次实验中，小钢球的运动类似平抛运动，其轨迹是一条抛物线C. 该实验说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向D. 该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上【解析】 【分析】速度方向是切线方向，合力方向是指向磁体的方向，两者不共线，球在做曲线运动，据此判断曲线运动的条件．【详解】第一次实验中，小钢球受到沿着速度方向的吸引力作用，做直线运动，并且随着距离的减小吸引力变大，加速度变大，则小球的运动是非匀变速直线运动，选项A 错误；第二次实验中，小钢球所受的磁铁的吸引力方向总是指向磁铁，是变力，故小球的运动不是类似平抛运动，其轨迹也不是一条抛物线，选项B 错误；该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上，但是不能说明做曲线运动物体的速度方向沿轨迹的切线方向，故选项C 错误，D 正确；故选D.3.某物理兴趣小组对变压器进行研究，实验电路图如图所示，接在学生电源交流挡位上的理想变压器给两个完全相同的小灯泡1L 、2L 供电，导线可视为超导体，电压表和电流表均为理想电表，开关处于断开状态。

现闭合开关，其他条件不变情况下，则A. 小灯泡1L 变暗B. 小灯泡1L 变亮C. 电压表示数变大D. 电流表示数变大【答案】D 【解析】 【分析】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．【详解】C 、变压器的输入电压1U 不变，而匝数比不变，根据1122U n U n 可知，变压器的输出电压2U 不变，而电压表测量的就是变压器的输出2U ，故电压表的示数不变；故C 错误. A 、B 、开关闭合前后，灯泡L 1的电压一直等于2U ，故灯泡L 1的电压不变，则亮度不变；A ，BD、S闭合后，副线圈的总电阻减小，而电压不变，则副线圈的电流2I变大，根据1221I nI n可知原线圈的电流变大，即电流表示数变大；故D正确.故选D.【点睛】本题主要考查变压器的动态分析，要能对变压器的电压、电流、功率的决定因素理解清楚，掌握动态分析的流程.4.如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图象，一个带电粒子仅受电场力作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动，且以一定的速度通过x=x2处，则下列说法正确的是( )A. x1和x2处的电场强度均为零B. x1和x2之间的场强方向不变C. 粒子从x=0到x=x2过程中，电势能先增大后减小D. 粒子从x=0到x=x2过程中，加速度先减小后增大【答案】D【解析】A、φ-x图象的切线斜率越大，则场强越大，因此A项错误；B、由切线斜率的正负可知，x1和x2之间的场强方向先沿正方向后沿负方向，B项错误；C、粒子由x=0处由静止沿x轴正向运动，表明粒子运动方向与电场力方向同向，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，C项错误；D、由图线的切线斜率可知，从x=0到x=x2过程中电场强度先减小后增大，因此粒子的加速度先减小后增大，D项正确.【点睛】本题首先要读懂图象，知道φ-x图象切线的斜率等于电场强度，场强的正负反映场强的方向，大小反映出电场的强弱．然后再根据电场力分析电子的运动情况．5.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。

质子(11H )在入口处从静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。

若换作α粒子(42He )在入口处从静止开始被同一电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的倍数是A.222C. 2D.12【答案】B 【解析】 【分析】本题先电场加速后磁偏转问题，先根据动能定理得到加速得到的速度表达式，再结合带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式求出磁感应强度的表达式. 【详解】电场中的直线加速过程根据动能定理得2102qU m =-v ，得2qUv m=；离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有2v qvB m R=，有mv R qB =，联立可得：22mUB qR=质子与α粒子经同一加速电场U 相同，同一出口离开磁场则R 相同，则m B q∝41212H B B α=⨯=2H B B α=；故选B. 【点睛】本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律，关键要能通过洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的表达式.6.2019年4月10日，天文学家宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。

在宇宙空间假设有一个恒星和黑洞组成的孤立双星系统，黑洞的质量大于恒星的质量，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统中的黑洞能“吸食”恒星表面的物质，造成质量转移且两者之间的距离减小，它们的运动轨道近似可以看成圆周，则在该过程中 A. 恒星做圆周运动的周期不断增加 B. 双星系统的引力势能减小 C. 黑洞做圆周运动的半径变大D. 黑洞做圆周运动的周期大于恒星做圆周运动的周期 【答案】B 【解析】【详解】设恒星质量为1m ，运动半径为1r ；黑洞质量为2m 、运动半径为2r ，转移的质量为△m ，双星间的距离为L ；对m 1：()()()2121122m m m m G m m r L T π-∆+∆⎛⎫=-∆ ⎪⎝⎭，对m 2：()()()2212222m m m m G m m r L T π-∆+∆⎛⎫=+∆ ⎪⎝⎭，又12r r L +=，联立解得：()3122L T G m m π=+，双星的总质量不变，距离减小，周期减小，A 错误；双星系统的引力增大，距离减小，引力做正功，引力势能减小，B 正确；黑洞的运动半径为1212m Lr m m =+，恒星的质量1m 减小，L 也减小，故黑洞的半径减小，C 错误；两者做圆周运动的角速度、周期相等，D 错误。

7.如图所示，两个质量均为m 的小球通过两根轻弹簧A 、B 连接，在水平外力F 作用下，系统处于静止状态，此时弹簧实际长度相等。

弹簧A 、B 的劲度系数分别为k A 、k B ，且原长相等。

弹簧A 、B 与竖直方向的夹角分别为θ与45°。

设A 、B 中的拉力分别为F A 、F B 。

小球直径相比弹簧长度可以忽略。

则( )A. k A ＝k BB. tan θ＝12C. F A ＝mgD. F B ＝2mg【答案】B 【解析】【详解】将两小球看作一个整体，对整体受力分析，可知整体受到重力2mg ，弹簧A 的拉力F A 和F 的作用，受力如图甲所示，根据共点力的平衡条件有：2cos A mgF θ=，F ＝2mgtan θ，根据胡克定律：F A ＝k A x A ，F B ＝k B x B ，对下边的小球进行受力分析，其受力如图乙所示：根据平衡条件有：F B 2，F ＝mg ，联立可得：tanθ＝12，故B 正确，D 错误；由tanθ＝12知，cosθ5F A 5，故C 错误；两个弹簧的原长相等，伸长后的长度也相等，所以弹簧的形变量也相等，而两个弹簧的弹力不同，所以两个弹簧的劲度系数不相等，故A 错误。

所以B 正确，ACD 错误。

8.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上， 上端与A 物体相连接，将B 物体放置在A 物体上面，A 、B 的质量都为m ，初始时两物体处于静止状态。

现用竖直向上的拉力F 作用在物体B 上，使物体B 开始向上做匀加速运动，拉力F 与物体B 的位移x 关系如图乙所示(2g 10m /s =)，下列说法正确的是（ ）A. 物体B 运动到4cm 处，弹簧处于原长状态B. 0-4cm 过程中，物体A 、B 和弹簧组成的系统机械能增大C. A 、B 的质量m 为4kgD. 弹簧的劲度系数为5.0N/cm 【答案】BC 【解析】【详解】A. 物体B 运动到4cm 处时，AB 有向上的加速度，弹簧有向上的弹力，所以弹簧处于压缩状态，故A 错误；B. 0-4cm 过程中，竖直向上的拉力F 对系统做正功，根据功能原理，物体A 、B 和弹簧组成的系统机械能增大，故B 正确；CD. 刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有mg =kx ①拉力1F =10N 时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有1F kx mg ma +-=②物体与弹簧分离后，拉力2F =50N ，根据牛顿第二定律，有2F mg ma -=③代入数据解得：m =4kg ；k =10N/cm ，故C 正确，D 错误。

9.如图甲圆环a 和b 均由相同的均匀导线制成，a 环半径是b 环的两倍，两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接。

若仅将a 环置于图乙所示变化的磁场中，则导线上M 、N 两点的电势差U MN =0.4V.下列说法正正确的是A. 图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向里B. 图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向外C. 若仅将b 环置于图乙所示变化的磁场中，则M 、N 两端的电势差U MN =-0.4VD. 若仅将b 环置于图乙所示变化的磁场中，则M 、N 两端的电势差U MN =-0.2V 【答案】AD 【解析】【详解】AB.a 环置于磁场中，则导线M 、N 两点的电势差大于零，则M 点电势高，感应电流方向为逆时针，原磁场的方向垂直纸面向里，故A 正确，B 错误。

CD.a 环与b 环的半径之比为2：1，故周长之比为2：1，根据电阻定律LR Sρ=，电阻之比为2：1；M 、N 两点间电势差大小为路端电压，RU E r R=+。