2015届武汉市高三2月调考物理试题
2015届武汉市高三2月调考物理试题
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14～17题只有一项符合题目要求，第18～21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，有选错的得0分。
14、1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。在奥斯特实验中，将直导线沿南北方向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是（C ） A 、把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针会转动
B 、把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针不会转动
C 、把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐减小
D 、把黄铜针（用黄铜制成的指针）平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针会转动
15、电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压， ac 间的电阻是cd 间电阻的（n -1）倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U ，则输入端的电压为（A ）
A 、nU
B 、U n
C 、(1)n U -
D 、1
U n -
16、在保证人身安全的情况下，某人从某一高度处竖直跳下到达水平地面。从脚尖着地、双腿逐渐弯曲到静止的过程中，下列分析正确的是（B ） A 、人一直向下做减速运动
B 、人先向下做加速运动，后向下做减速运动
C 、人处于失重状态
D 、人处于超重状态
17、如图1所示，固定的粗糙斜面长为10m ，一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能E k 随位移x 的变化规律如图2所示，取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重力势能E p 随位移x 的变化规律如图3所示，重力加速度g =10m/s 2。根据上述信息可以求出（D ）
A 、斜面的倾角
B 、小滑块与斜面之间的动摩擦因数
C 、小滑块下滑的加速度的大小
D 、小滑块受到的滑动摩擦力的大小
18、“超级地球”是指围绕恒星公转的类地行星。科学家们发现有3颗不同质量的“超级地球”环绕一颗体积比太阳略小的恒星公转，公转周期分别为4天，10天和20天。根据上述信息可以计算（AB ）
A 、3颗“超级地球”运动的线速度之比
B 、3颗“超级地球”运动的向心加速度之比
C 、3颗“超级地球”所受的引力之比
D 、该恒星的质量
19、如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为?60的光滑斜面OA ，光滑挡板OB 可绕转轴O 在竖直平面内转动。现将一重力为G 的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角?=60θ。下列说法正确的是（AD ） A ．若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为G
B ．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动?60，则球对斜面的压力逐渐增大
C ．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动?60，则球对挡板的压力逐渐减小
D ．若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零
20、如图所示，空间中固定的四个点电荷分别位于正四面体的四个顶点处，A 点为对应棱的中点，B 点为右侧面的中心，C 点为底面的中心，D 点为正四面体的中心（到四个顶点的距离均相等）。关于A 、B 、C 、D 四点的电势高低，下列判断正确的是（BC ） A ．A B ??= B ．A D ??= C ．B C ??> D ．C D ??>
21、如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDE （由细软导线制成）挂在两固定点A 、D 上，水平线段AD 为半圆的直径，在导线框的E 处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻为r ，圆的半径为R ，在将导线上的C 点以恒定角速度ω（相对圆心O ）从A 点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是（ABD ）
A 、在C 从A 点沿圆弧移动到D 点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针
B 、在
C 从A 点沿圆弧移动到图中 ∠ADC =30°位置的过程中，通过导线上C 点的电量为
2
2r
C 、当C 沿圆弧移动到圆心O 的正上方时，导线框中的感应电动势最大
D 、在C 从A 点沿圆弧移动到D 点的过程中，导线框中产生的电热为
242B R r
πω
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题（共129分）
22、（5分）在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图1对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究。在弹性限度内，将质量为m =50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图1、图2中弹簧的长度L 1、L 2如下表所示。
已知重力加速度g =9.8m/s 2，要求尽可能多的利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k =_________N/m （结果保留两位有效数字）。由表中数据____________（填“能”或“不能”）计算出弹簧乙的劲度系数。 22、（5分）解答：123142
211
()49N/m 22k k mg k x x x x +==+=--，能（152N/m k 并=）
23、（10分）某实验小组测定水果电池的电动势和内电阻，所用的器材有： 水果电池E ：电动势约为1V ；
电流表A ：量程10mA ，内阻约为几欧； 电压表V ：量程1V ，内阻R V =3kΩ； 滑动变阻器R p ：最大阻值200Ω； 电阻箱R ：最大阻值9999Ω； 开关S ，导线若干。
（1）该实验小组设计了如图1所示的电路，实验中无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电流表的示数及变化均很小，且电压表的示数变化很小，分析其原因是 。
请回答下列问题：
ⅰ、实验得到的部分数据如下表所示，其中当电阻箱的电阻R = 2000Ω时电压表的示数如图所示。读出数据，完成下表。答：① ，② 。
9000 6000 5000 4000 3000 -1
1.11 1.67
2.00 2.50
3.33 0.53 0.50 0.48 0.46 0.43 1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
－1
R 图线求得直线的斜率k =2.0×103Ω/V ，截距15V 3
b -=，则该水果电池的电
V ，内阻r = Ω。 分）解答：
（1）电池的内阻很大 2分 （2）ⅰ、①0.37 ②2.7 4分
ⅱ、1.0 2000 4分
解析：由闭合电路欧姆定律V
()U U
E U r R R =++，即V 111(1)r r =++U E R E R ?
可得V
1,(1)r r
k b E E R ==+，联立解得V
1 1.0k b E R
=-= 2000r =Ω
24、（14分）甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零，加速度大小为1a 的匀加速直线运动。质点乙做初速度为0v ，加速度大小为2a 的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的位置x —速度v 图象如图所示，虚线与对应的坐标轴垂直。
（1）在x —v 图象中，图线a 表示质点 （填“甲”或“乙”）的运动，质点乙的初速度v 0= ；
（2）求质点甲、乙的加速度大小1a 、2a 。
24、（14分）解答： （1）甲；6m/s 各3分
设质点乙、甲先后通过x =6m 处时的速度均为v ，对质点甲：212v a x =①1分
对质点乙：22
022v v a x -=- ②1分
联立①②解得：2123m/s a a += ③1分
当质点甲的速度18m/s v =、质点乙的速度22m/s v =时，两质点通过相同的位移均为x '，对质点甲：
2112v a x '= ④1分
对质点乙：222022v v a x '-=- ⑤1分
联立④⑤解得：122a a = ⑥1分
联立③⑥解得：212m/s a = 221m/s a = 2分
25、（18分）如图所示，等腰直角三角形ACD 的直角边长为2a ，P 为AC 边的中点，Q 为CD 边上的一点，DQ =a 。在△ACD 区域内，既有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，又有电场强度大小为E 的匀强电场，一带正电的粒子自P 点沿平行于AD 的直线通过△ACD 区域。不计粒子的重力。
（1）求电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小v 0；
（2）若仅撤去电场，粒子仍以原速度自P 点射入磁场，从Q 点射出磁场，求粒子的比荷； （3）若仅撤去磁场，粒子仍以原速度自P 点射入电场，求粒子在△ACD 区域中运动的时间。
25、（18分）解答：
（1）正粒子在场区受力平衡：0qE qv B = ①2分 解得：0E
v B
=
1分 根据正粒子所受电场力的方向与场强的方向相同，可知场强的方向由A 指向C 。 1分 （2）过Q 点作半径OQ ，它与CA 的延长线交于圆心O ，作QH ⊥CA ，垂足为H ，设正粒
子做匀速圆周运动的半径为R ，则： 20
0v qv B m R
= ②2分
在直角三角形HOQ 中：222
HO HQ R += ③
02cos 45(22
HQ a a a =-=-
④1分 ()HO OC HC R a HQ =-=+- ⑤1分
联立③④⑤解得：3r a = ⑥1分
A C
F
D
O
H
P
联立①②⑥解得：
2
3q E m aB = ⑦2分 （3）粒子沿初速度v 0方向做匀速直线运动：0x v t = ⑧2分 粒子沿电场方向做匀加速直线运动：212qE y t m
=
?? ⑨2分 由几何关系：x y a += ⑩1分 由①⑦⑧⑨⑩得：222(
)6()60E E
t a t a B B
+-=
解得：t = 2分
（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
33．【物理── 选修3-3】（15分）
（1）（6分）对于相同质量、体积、温度的氧气和氢气，在温度不太低、压强不太大时，下列说法正确的是 ACD 。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分） A 、两种气体分子的平均动能相同 B 、两种气体的压强相同 C 、两种气体的内能不同
D 、两种气体分子热运动的平均速率不同
E 、若氢气的温度升高，则每个氢气分子的动能都增大
（2）（9分）如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成，活塞A 、B 间封闭有一定质量的理想气体，A 的上方和B 的下方分别与大气相通。两活塞用长为L =30cm 的不可伸长的细线相连，可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为T 1=300K 时，活塞A 、B 的平衡位置如图所示。已知活塞A 、B 的质量均为m =1.0kg ，横截面积分别为S A =20cm 2、S B =10cm 2，大气压强为P 0=1.0×105Pa ，重力加速度为g =10m/s 2。 （i ）活塞A 、B 在图示位置时，求缸内封闭气体的压强；
（ii ）现对缸内封闭气体缓慢加热，为使气缸不漏气，求缸内封闭气体的最高温度。
（2）（9分）解答：
（i ）活塞A 、B 在图示位置时，设气缸内气体的压强为P 1。以活塞A 、B 为研究对象：
01012A B B A P S PS mg P S PS ++=+ ①2分
解得5102 1.210A B
mg
P P S S =+
=?-Pa ②2分
（ii ）活塞B 刚好移动到两圆筒的连接处时，设气缸内气体的温度为T 2，由①可知此过程气体做等压变化，由盖——呂萨克定律：12
0.5()A B A
L S S LS T T +=
③3分 解得T 2=400K 2分
34．【物理── 选修3-4】（15分）
（1）（6分）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在x =12m 处的质元的振动图线如图1所示，在x =18m 处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是 ABD （填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A 、该波的周期为12s
B 、x =12m 处的质元在平衡位置向上振动时，x =18m 处的质元在波峰
C 、在0~4s 内x =12m 处和x =18m 处的质元通过的路程均为6cm
D 、该波的波长可能为8m
E 、该波的传播速度可能为2m/s
（2）（9分）如图所示，横截面（纸面）为ABC ?的三棱镜置于空气中，顶角∠A =60°。纸面内一细光束以入射角i 射入AB 面，直接到达AC 面并射出，光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为φ（偏向角）。改变入射角i ，当i =i 0时，从AC 面射出的光束的折射角也为i 0，理论计算表明在此条件下偏向角有最小值φ0=30°。求三棱镜的折射率n 。
（2）（9分）解答：
设光束在AB 面的折射角为α，由折射定律：0
sin sin i n α
= ①2分
设光束在AC 面的入射角为β，由折射定律：0
sin sin i n β
=
②2分 由几何关系：060αβ+= ③2分
()000i i ?αβ=-+-（） ④2分
联立解得：n = 1分
35．【物理── 选修3-5】（15分）
（1）（6分）如图为氢原子能级图。下列说法正确的是 BCD 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．一个处于n =3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7eV 的光子
B ．一个处于n =3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2eV 的光子
C ．大量处于n =3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子
D ．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6eV
E ．用能量为10eV 和3.6eV 的两种光子同时照射大量氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离
（2）（9分）如图所示，AB 为倾角037θ=的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC 相连接，质量为2m 的小球乙静止在水平轨道上，质量为1m 的小球甲以速度v 0与乙球发生弹性正碰。若12:1:2m m =，且轨道足够长，要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围。（0sin 370.6=，0cos370.8=）
（2）（9分）解答：
设碰后甲的速度为1v ，乙的速度为2v ，由动量守恒和能量关系：
101122m v m v m v =+ ①1分
222
101122111222
m v m v m v =+ ②1分 联立①②解得：121001213m m v v v m m -=
=-+ 12001222
3
m v v v m m ==+ 2分
设上滑的最大位移大小为s ，滑到斜面底端的速度大小为v ，由动能定理：
00222221
(sin 37cos37)2
m g m g s m v μ+=
③1分
0022221
(sin 37cos37)2
m g m g s m v μ-=
④1分 联立③④解得：
223434v v μ
μ
-=+（） 乙要能追上甲，则：0
3
v v > ⑤1分 解得：0.45μ< 2分
武汉市2015届高中毕业生二月调研考试理科综合
物理参考答案与评分细则
22．（5分）49 3分 能 2分
23．（10分）
（1）电池的内阻很大 2分
（2）ⅰ、①0.37 ②2.7 4分 ⅱ、1.0 2000 4分
24．（14分）解答：
（1）甲 3分 6m/s 3分
（2）设质点乙、甲先后通过x =6m 处时的速度均为v 。 对质点甲：212v a x
=
①1分
对质点乙：22022v v a x -=- ②1分
联立①②解得：2123m/s a a += ③1分
当质点甲的速度18m/s v =、质点乙的速度22m/s v =时，两质点通过相同的位移均为x '。
对质点甲：2112v a x '= ④1分 对质点乙：222022v v a x '-=- ⑤1分
联立④⑤解得：122a a = ⑥1分 联立③⑥解得：212m/s a = 221m/s a = 2分
25．（18分）解答：
（1）正粒子在场区受力平衡：0qE qv B = ①2分 解得：0E
v B
=
1分 根据正粒子所受电场力的方向与场强的方向相同，可知场强的方向由A 指向C 。 1分 （2）过Q 点作半径OQ ，它与CA 的延长线交于圆心O ，作QH ⊥CA ，垂足为H ，设正粒
子做匀速圆周运动的半径为R ，则：20
0v qv B m R
= ②2分
在直角三角形HOQ 中：222HO HQ R += ③
02cos 45(22
HQ a a a =-=-
④1分 ()HO OC HC R a HQ =-=+- ⑤1分
联立③④⑤解得：3r a = ⑥1分 联立①②⑥解得：
23q E m aB
= ⑦2分 （3）粒子沿初速度v 0方向做匀速直线运动：0x v t = ⑧2分 粒子沿电场方向做匀加速直线运动：212qE y t m
=
?? ⑨2分 由几何关系：x y a += ⑩1分
由①⑦⑧⑨⑩得：222
()6()60E
E t a t a B B
+-=
解得：t = 2分
33．（1）（6分）ACD （2）（9分）解答：
（i ）活塞A 、B 在图示位置时，设气缸内气体的压强为P 1。以活塞A 、B 为研究对象：
01012A B B A P S PS mg P S PS ++=+ ①2分
解得：510
2 1.210A B
mg P P S S =+=?-Pa ②2分 （ii ）活塞B 刚好移动到两圆筒的连接处时，设气缸内气体的温度为T 2，由①可知此过程气体做等压变化，由盖——呂萨克定律：
12
0.5()A B A
L S S LS T T +=
③3分 解得：T 2=400K 2分
34．（1）（6分）ABD （2）（9分）解答：
A
C
F D
O
H P
设光束在AB 面的折射角为α，由折射定律：0
sin sin i n α
= ①2分 设光束在AC 面的入射角为β，由折射定律：0
sin sin i n β
=
②2分 由几何关系：060αβ+= ③2分
()000i i ?αβ=-+-（） ④2分
联立解得：n =
1分
35．（1）（6分）BCD （2）（9分）解答：
设碰后甲的速度为1v ，乙的速度为2v ，由动量守恒和能量关系：
101122m v m v m v =+ ①2分
222
101122111222
m v m v m v =+ ②2分 联立①②解得：121001213m m v v v m m -=
=-+ 12001222
3
m v v v m m ==+
设上滑的最大位移大小为s ，滑到斜面底端的速度大小为v ，由动能定理：
00222221
(sin 37cos37)2m g m g s m v μ+=
③1分 0022221
(sin 37cos37)2m g m g s m v μ-= ④1分
联立③④解得：
223434v v μ
μ
-=+（） 乙要能追上甲，则：0
3
v v >
⑤1分 解得：0.45μ< 2分