【市级联考】湖北省武汉市2019届高三四月调研测试理综物理试题（解析版）

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1、湖北省武汉市湖北省武汉市 20192019 届高中毕业生四月调研测试理综物理试题届高中毕业生四月调研测试理综物理试题 二、选择题二、选择题 1.2019 年 3月 19 日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该 材料的电导率是石墨烯的 1000倍。电导率就是电阻率的倒数，即 1 。下列说法正确的是 A. 材料的电导率越小，其导电性能越强 B. 材料的电导率与材料的形状有关 C. 电导率的单位是 1 m D. 电导率大小与温度无关 【答案】C 【解析】 【详解】材料电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，选项 A 错误；材料的电导率与材料的形状 无关，选项

2、 B错误；根据 L R S ，则 1 = L RS ，则电导率的单位是 2 1m mm ，选项 C正确； 导体的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，选项 D错误. 2.如图所示，水平面上固定着一个三棱柱体，其左侧光滑，倾角为 ；右侧粗糙，倾角为 。放置在三棱 柱体上的物块 A和物块 B通过一根跨过顶端定滑轮的细绳相连，若物块 A和物块 B始终保持静止。下列说 法正确的是 A. 仅增大角 ，物块 B所受的摩擦力一定增大 B. 仅增大角 ，物块 B对三棱柱体的压力可能减小 C. 仅增大角 ，绳子的拉力一定增大 D. 仅增大角 ，地面对三棱柱体的支持力不变 【答案】D 【解析】 【详解】细线的

3、拉力 T=mAgsin，仅增大角 ，细线的拉力变大，但因开始时 B所受的摩擦力方向不能确定， 则不能断定物块B所受的摩擦力一定增大， 选项A错误； 仅增大角， 物块B对三棱柱体的压力仍等于mBgcos 不变，选项 B 错误；仅增大角 ，绳子的拉力仍为 T=mAgsin 不变，选项 C 错误；对 AB两物体以及三棱柱 的整体而言，地面对三棱柱体的支持力等于整体的重力，则仅增大角 ，地面对三棱柱体的支持力不变，选 项 D 正确. 3.已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量 1 2n E E n ，其中 n=2，3。若氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级放出光子的频率为 ，能使氢原子从基

4、态电离的光子的最小频率为 A. 9 4 B. 4 C. 36 5 D. 9 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知： 11 22 32 EE h；能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足： 1 0Eh，解得 36 5 ，故选 C. 4.某质点做匀加速直线运动，经过时间 t速度由 v0变为 0 kv（kl） ，位移大小为 x。则在随后的 4t内，质点 的位移大小为 A. 8 32 1 kx k B. 8 21 1 kx k C. 8 21 1 kx k D. 3 53 1 kx k 【答案】A 【解析】 【详解】根据题目已知条件可以做出以下图形 由 v-t 图 象 所 围 成 的 面 积 为

5、位 移 可 得 ， 用 时 t 的 位 移 为 00 2 vkv X ； 5t 时 间 内 的 位 移 为 00 5 2 )4(5vkv Xt ，因此 5 53 1 ) (Xk Xk ，所以 5 53 1 ()k XX k ，即随后 4s 内的位移为 ( 1 )8 32k XXX k ，故 A 正确，BCD错误。 5.2022 年第 24 届冬季奥林匹克运动会将在中国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。跳台滑雪赛 道可简化为助滑道、着陆坡、停止区三部分，如图所示。一次比赛中，质量 m的运动员从 A处由静止下滑， 运动到 B 处后水平飞出，落在了着陆坡末端的 C 点，滑入停止区后，在与 C

6、等高的 D 处速度减为零。已知 B、C之间的高度差为 h，着陆坡的倾角为 ，重力加速度为 g。只考虑运动员在停止区受到的阻力，不计 其他能量损失。由以上信息可以求出 A. 运动员在空中飞行的时间 B. A、B之间的高度差 C. 运动员在停止区运动过程中克服阻力做功 D. C、D两点之间的水平距离 【答案】ABC 【解析】 【详解】从 B 点做平抛运动，则由 2 1 2 hgt可求解运动员在空中飞行的时间，选项 A正确；由 0 tan h v t 可求解在 B 点的速度 v0，在由 2 0 1 2 AB mghmv可求解 AB 的高度差，选项 B 正确；从 B 点到 D 点由 2 0 1 2 f

7、 mvmghW可求解运动员在停止区运动过程中克服阻力做功， 选项 C正确； 由题中条件无法求解 C、 D 两点之间的水平距离，选项 D错误. 6.在三角形 ABC 区域中存在着磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，三边电阻均为 R的三 角形导线框 abc 沿 AB方向从 A 点以速度 v匀速穿过磁场区域。如图所示，ab =L，AB =2L， abc=ABC=90，acb=ACB=30。线框穿过磁场的过程中 A. 感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 B. 感应电流先增大，后减小 C. 通过线框的电荷量为 2 3 6 B R L D. c、b两点的最大电势差为3BLv 【答案】AD

8、 【解析】 【详解】线圈穿越磁场的过程中，磁通量先增加后减小，则根据楞次定律可知，感应电流先沿逆时针方向， 后沿顺时针方向，选项 A正确；线框穿过磁场的过程中，切割磁感线的有效长度先增加、后减小，再增加， 则感应电流先增加、后减小，再增加，选项 B 错误；根据q R 总 ，因进入和出离磁场时，磁通量变化相 同，且感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，可知通过线框的电荷量为零，选项 C 错误；当线圈完 全进入磁场时，c、b 两点的电势差最大，最大为 33 cd UEBLvBLv，选项 D正确. 7.如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为 1：2，原线圈与固定电阻 Ri串联后，接入输出电压有效值恒

9、定 的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻 R2，A、V 是理想电表。当 R2 =2R1时，电流表的读数 为 1 A，电压表的读数为 4V，则 A. 电源输出电压为 6V B. 电源输出功率为 4W C. 当 R2 =8 时，变压器输出功率最大 D. 当 R2=8 时，电压表的读数为 3V 【答案】AC 【解析】 【 详 解 】 由 欧 姆 定 律 可 知 2 4 4 1 U R I ， 可 知R1=2 ； 此 时 变 压 器 初 级 电 流 ： 2 12 1 2 12 n IIAA n ； 初 级 电 压 ： 1 12 2 1 42 2 n UUVV n ， 可 知 电 源 输 出

10、电 压 为 1112 226UUI RVVV，选项 A 正确；电源输出功率为 P=UI1=12W，选项 B错误；设当变压器 输出功率最大时，次级电流为 I，则初级电流为 2I，初级电压：U-2I R1=6-4I，则次级电压：2(6-4I)，则次 级输出功率：P 出=I 2(6-4I)=-8I2+12I，则当 12 0.75 28 IAA 时输出功率最大，此时次级电压： 2(6-4I)=6V，则 2 6 8 0.75 R ，选项 C 正确；由以上分析可知，当 R2=8 时，电压表的读数为 6V， 选项 D错误. 8.在光滑水平面上，小球 A、B（可视为质点）沿同一直线相向运动，A球质量为 1 k

11、g，B球质量大于 A球 质量。如果两球间距离小于 L时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于 L时作用力消失。两球运动的速 度一时间关系如图所示，下列说法正确的是 A. B球质量为 2 kg B. 两球之间的斥力大小为 0. 15 N C. t=30 s时，两球发生非弹性碰撞 D. 最终 B球速度为零 【答案】BD 【解析】 【详解】当两球间距小于 L 时，两球均做匀减速运动，因 B 球质量大于 A 球质量可知 B球加速度小于 A球 的加速度，由 v-t图像可知： 22 23 /0.05/ 20 B am sm s ； 22 0-3 /0.15/ 20 A am sm s （ ） ；由牛顿第 二

12、定律： AABB Fm am a，解得 mB=3mA=3kg，F=0.15N，选项 A错误，B 正确； 由图像可知，AB在 30s 时刻碰前速度：vA=0，vB=2m/s；碰后：vA=3m/s，vB=1m/s，因 222 111 ()0 222 BBAABB Em vm vm v 可知 t=30 s 时， 两球发生弹性碰撞， 选项 C错误； 由图像可知， 两部分阴影部分的面积应该相等且都等于L， 可知最终 B球速度为零，选项 D正确. 三、非选择题三、非选择题 9.某同学用如图所示装置来探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。 （1）下列实验中相关操作正确的是_ A平衡摩擦力时，

13、应先将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上 B平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器 C小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源 （2）将沙和沙桶的总重力 mg 近似地当成小车所受的拉力 F会给实验带来系统误差。设小车所受拉力的真 实值为 F真，为了使系统误差 5% mgF F 真 真 ，小车和砝码的总质量是 M，则 M与 m应当满足的条件是 m M _. （3）在完成实验操作后，用图象法处理数据，得到小车的加速度倒数 1 a 与小车质量 M 的关系图象正确的 是_ 【答案】 (1). B (2). 05. 0 (3). C 【解析】 【详解】 （1）平衡摩擦

14、力时，应不挂沙桶，只让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项 A 错误；平衡摩 擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，选项 B 正确；小车释放前应靠近打点计时器， 且先接通打点计时器的电源后释放小车，选项 C 错误； （2）在本实验中认为细线的拉力 F等于砝码和砝码盘的总重力 mg，由此造成的误差是系统误差，对小车， 根据牛顿第二定律得： F a M 真 ，对整体，根据牛顿第二定律得： mg a Mm ，且 5% mgF F 真 真 ，解得： 0.05 m M 。 （3）由牛顿第二定律可知： mg a Mm ，则 11 Mg amg ，故选 C. 10.某同学用光敏电阻和电磁继电器

15、等器材设计自动光控照明电路。 （1）光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图(a)所示是光敏电阻阻值随光强变化的图 线，由此可得到的结论是：_。 （2）如图(b)为电磁继电器的构造示意图，其中 L为含有铁芯的线圈，P 为可绕 O 点转动的衔铁，K为弹簧， S 为一对触头，A、B、C、D 为四个接线柱。工作时，应将_（填“A、B”或“C、D”）接照明电路。 （3）请在图(c)中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接_。 （4）已知电源电动势为 3V，内阻很小，电磁铁线圈电阻 Ro= 20.0 ，电流超过 50 mA 时可吸合衔铁。如 果要求光强达到 2 cd 时，照明电路恰好

16、接通，则图(c)中定值电阻 R=_。 【答案】 (1). 随着光照强度的增加， 光敏电阻的阻值迅速下降， 进一步增大光照强度， 电阻值变化减小， 然后逐渐趋向平缓 (2). CD (3). 如图所示： (4). 40 【解析】 【详解】 （1）由图像可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值迅速下降，进一步增大光照 强度，电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓. （2）由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁连接的是控制电路，衔铁连通的是工作电路，故工作时，应将 “C、D”接照明电路。 （3）由于光敏电阻在光照弱时电阻大，光照强时电阻小，故而要想是照明电路正常工作，需要在光照弱时， 使电磁铁中电流

17、足够大，此时光敏电阻组织较大，因此需要使用并联分流。则实物电路的连接如图； （4）由于电源内阻极小，故U E 控 ，I R U 控 控 控 ， x RRR 0控 ，解得： x R=40. 11.在水平桌面上固定一个轻质滑轮，其边缘系着不可伸长的轻绳，绳的另一端系着一个可视为质点的物块， 物块的质量 m=l kg。当滑轮以角速度 =4 rad/s 匀速转动时，物块被带动一起旋转，达到稳定状态后，二者 角速度相同。此时物块距离滑轮中心 O 的距离为 R=15 cm，绳子与滑轮边缘相切，如图所示。突然绳子断 裂，物块在桌面上沿直线运动 s =10 cm后，速度减为零。重力加速度 g= 10 m/s2

18、，求 （1）物块与桌面之间的动摩擦因数 ； （2）稳定转动时，绳子的拉力 T和绳子与滑轮的切点到物块的距离 l。 【答案】 （1）18. 0（2）3N,12cm 【解析】 【详解】 （1）由圆周运动规律vR，绳子断裂后，木块减速滑行，由动能定理 2 1 0 2 mgsmv， 得到：0.18 （2）如图，设ABO,木块受到的向心力由绳子的拉力和摩擦力提供，则： 2 cosTmR， sinTf ，fmg，coslR 得到：3TN,12lcm 12.如图所示，xOy平面处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向外。点 3 ,0 3 PL 处有一 粒子源，可向各个方向发射速率不同、电荷量为

19、q、质量为 m的带负电粒子。不考虑粒子的重力。 （1）若粒子 1 经过第一、二、三象限后，恰好沿 x轴正向通过点 Q（0，-L） ，求其速率 v1； （2）若撤去第一象限的磁场，在其中加沿 y轴正向的匀强电场，粒子 2 经过第一、二、三象限后，也以速 率 v1沿 x轴正向通过点 Q，求匀强电场的电场强度 E以及粒子 2 的发射速率 v 2； （3）若在 xOy平面内加沿 y轴正向的匀强电场 Eo，粒子 3 以速率 v3沿 y轴正向发射，求在运动过程中其最 小速率 v. 某同学查阅资料后，得到一种处理相关问题的思路： 带电粒子在正交匀强磁场和匀强电场中运动，若所受洛伦兹力与电场力不平衡而做复杂的

20、曲线运动时， 可将带电粒子的初速度进行分解，将带电粒子的运动等效为沿某一方向的匀速直线运动和沿某一时针方向 的匀速圆周运动的合运动。 请尝试用该思路求解。 【答案】 （1） 2 3 BLq m （2） 2 21 9 BLq m （3） 2 2 0 3 0 B EE v B 【解析】 【详解】 （1）粒子 1 在一、二、三做匀速圆周运动，则 2 1 1 1 v qv Bm r 由几何憨可知： 2 2 2 11 3 3 rLrL 得到： 1 2 3 BLq v m （2）粒子 2在第一象限中类斜劈运动，有： 1 3 3 Lvt， 2 1 2 qE ht m 在第二、三象限中原圆周运动，由几何关系：

21、 1 2Lhr，得到 2 8 9 qLB E m 又 22 21 2vvEh，得到： 2 2 21 9 BLq v m （3）如图所示，将 3 v分解成水平向右和 v 和斜向 v ，则 0 qvBqE ，即 0 E v B 而 22 3 vvv 所以，运动过程中粒子的最小速率为vvv 即： 2 2 00 3 EE vv BB 13.如图是教材 3-5封面的插图，它是通过扫描隧道显微镜拍下的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈， 构成了“量子围栏”。为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度 =7.8103kg/m3，摩尔质量 M=5.6 xl0-2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA =6.

22、01023 mol-1。若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式 D=_，铁原子直径约为_m（结果保留一位有效数字） 。 【答案】 (1). 3 6 A M N (2). 10 3 10 【解析】 【详解】铁的摩尔体积为：M ；每个铁原子的体积： A M N ，把每个铁原子看做是球体，则 3 1 6 A M d N ， 解得 3 6 A N M d ；带入数据： 2 10 3 323 6 5.6 10 3 10 3.14 7.8 106 10 dm 14.如图所示，总容积为 3Vo、内壁光滑的气缸水平放置，一面积为 S 的轻质薄活塞将一定质量的理想气体 封闭在气缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑

23、轮的细绳与一质量为 m的重物相连，气缸右侧封闭且留有抽气孔。 活塞右侧气体的压强为 p。 ，活塞左侧气体的体积为 Vo，温度为 To。将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气 过程中缸内气体温度始终保持不变。然后将密封的气体缓慢加热。已知重物的质量满足关系式 mg =poS，重 力加速为 g。求 （1）活塞刚碰到气缸右侧时气体温度； （2）当气体温度达到 2To时气体的压强。 【答案】 （1） 0 1.5T（2） 0 4 3P 【解析】 【详解】 （1）当活塞右侧的压强达到 0 P时，左侧气体压强为 1 P 则 100 2 mg PPP S 右侧抽真空时，则 1 022 PVPV 解答： 20 2V

24、V 缓慢加热气体，气体发生等压变化，活塞与气缸右侧接触时，体积 30 3VV，气体的温度为 3 T 则： 32 03 VV TT ， 得到： 30 1.5TT （2）气体温度升高到 0 2T，气体发生等容变化，则 04 30 2 PP TT ， 得到： 40 4 3 PP。 15.将一枚石子投入静水中，圆形波纹沿水面向外传播。t=0 时刻，第一个波峰传到离石子入水处 3m时，第 6 个波峰恰好位于石子入水处，则水波波长为_m。若水波传播速度为 1.2 m/st=0 -7.8 s 内，水面上离石 子入水处 9m的点_次经历波峰。 【答案】 (1). 6 . 0 (2). 6 【解析】 【详解】由

25、题意可知 5=3m，则 =0.6m； 0.6 0.5 1.2 Tss v t=0 时刻，第一个波峰传到离石子入水处 3m，则传到水面上离石子入水处 9m的点时经历的时间为 93 5 1.2 ss ，则再经过 7.8s-5s=2.8s =5.6T，则还 有 5个波峰经过该点，则 t=0 -7.8 s内，水面上离石子入水处 9m的点 6 次经历波峰。 16.内径为 r，外径为 2r的透明介质半球壳折射率 n =2，如图为其截面示意图。 （1）将点光源放在球心 O处，求光射出球壳的最短时间； （2）将光源移至 O点正上方内壳上的 P 点，使其发出的光射向球壳外，求透明球壳外表面发光区域在截面 上形成的弧长。 【答案】 （1） 21 nr r cc （2） 2 6 r 【解析】 【详解】 （1）光线从 O 点沿直线传播出来，时间为 1 r t c 在介质中传播时间为： 2 21 r t v 介质中传播速度满足 c n v 所以： 21 nr r t cc （2）光由介质射向空气，临界角为 1 sinC n ，得到：30C 如图，由正弦定理得到： sinsin OPAO CAPO 得到：135APO，15 介质球壳外表面发光区域在界面上形成的弧长为 2 22 6 r sr