2020届湖北省武汉市部分学校高三上学期起点质量监测物理试题(解析版)

2019~2020学年度

武汉市部分学校新高三起点质量监测

物理试卷

第I卷（选择題，共40分）

一、选择题:本题共10小题，毎小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1—6題只有一项符合題目要求，第7—10题有多项符合題目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1.19世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的徽粒组成的。下列与电子有关的说法正确的是

A. 爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能与人射光的频率成正比

B. 电子电荷的精确测定是由汤姆孙通过著名的“油滴实验”做出的

C. 卢瑟福认为电子的轨道是量子化的

D. β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子

【答案】D

【解析】

【详解】A. 根据光电效应方程E km=hγ-W0知，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系.故选项A不符合题意.

B. 电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的.故选项B不符合题意.

C. 玻耳认为电子的轨道是量子化的.故选项C不符合题意.

D. β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子.故选项D符合题意.

2.从同一点沿不同方向拋出质量相同的A、B两球，返回同一高度时，两球再次经过同一点，如图所示。如果不计空气阻力，关于两球的运动，下列说法正确的是

A. 在空中运动时小球A速度的变化率大于小球B速度的变化率

B. 小球A在空中运动的时间大于小球B在空中运动的时间

C. A、B两球落地时速度一定相等

D. 两球落地时重力做功的功率可能相等 【答案】B 【解析】

【详解】A.两球在空中运动时，只受重力，加速度为都为g ，所以两球在空中运动时速度的变化率相等.故A 错误.

B.由图可知，两球在竖直方向上做竖直上抛运动，A 球上升的高度大，即A 球的竖直分速度大于B 球的竖直分速度，所以A 球运动的时间长.故B 正确.

C.由B 分析可知，A 球的竖直分速度大于B 球的竖直分速度，则A 球运动的时间长。根据题意可知两球水平方向距离相等，则A 球的水平分速度小于B 球的水平分速度，两球在整个运动过程中，机械能守恒，根据运动的合成可知，两球落地时速度不一定相等.故C 错误.

D. 由B 分析可知，A 球的竖直分速度大于B 球的竖直分速度，所以两球落地时重力做功的功率A 球的大于

B 球的.故D 错误.

3.如图所示是早期发明的一种电流计，它是根据奥斯特现象中小磁针的偏转来计量电流的，缺点是精确度不高、易受外界干扰。接通电流前，位于环形导线中央的小磁针仅在地磁场的作用下处于静止状态，电流计的方位，使环形导线与小磁针共面。当给环形导线通以恒定电流I 后，小磁针偏转a 角；当给环形导线通以恒定电流kI 时，小磁针偏转β角。若已知环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比。关于这种电流 计，下列说法正确的是

A. 该电流计测量结果与地磁场的竖直分量有关

B. 该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度均相同

C. 小磁针偏转角满足关系式sin sin k βα=

D. 小磁针偏转角满足关系式tan tan k βα=

【答案】D 【解析】

【详解】A.由图可知，该电流计测量结果与地磁场的水平分量有关.故A 错误.

B.在地球上不同位置，地磁场的水平分量可能不同，所以该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度不相同.故B 错误.

CD.根据磁场的矢量关系可得：

tan I

B B α=

地 tan kI

B B β=

地

因为环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比，所以有：

tan tan k βα=

故C 错误，D 正确.

4.C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，航程可达 4075-5555公里，于2017年5月5日成功首飞。质量为7.2 × 104 kg 的某型飞机，起飞 时滑行的距离为2.1×103 m ，离地的速度为70 m/s ，若该过程可视为匀加速直线运动， 设飞机受到的阻力恒为飞机重力的0.05倍，重力加速度g 取10m/s 2。飞机在起飞过程中，下列说法正确的是 A. 平均速度为45m/s B. 加速度大小为1.5 m/s 2 C. 在跑道上滑行的时间为60 s D. 发动机产生的推力为8.4×104N 【答案】C 【解析】 【详解】B.根据

2

2v x a

= 代入数据解得：

27

/6

a m s =

故B 错误.

C.在跑道上滑行的时间为：

070

60

7

6

v

t s s

a

===

故C正确.

A.根据推论可得平均速度为：

035/

2

v

v m s

==

故A错误.

D.根据牛顿第二定律可得：

0.05

F mg ma

-=

代入数据解得发动机产生的推力为：

F=1.2×105N

故D错误.

5.如图所示，理想变压器的原线圈连接一个r=9Ω的电阻，且原线圈匝数n1可以通过滑动触头P来调节，在副线圈两端连接了R =16 Ω的电阻，副线圈匝数n2=1000匝。在原线圈上加一输出电压恒定的正弦交流电，下列说法正确的是

A. 若交流电的周期增大，则变压器的输出功率增大

B. 若触头P向上移动，则电阻R消耗的功率一定减小

C. 若触头P向下移动，则流过电阻r的电流减小

D. 当n1=750匝时，电阻R消耗的功率最大

【答案】D

【解析】

详解】A. 输出功率与电压和电阻有关，与周期无关.故A错误.

BD. 设变压器原线圈两端的电压为U1，电流为I1，副线圈两端的电压为U2，电流为I2，则有：

U 1=U -I 1r

又根据

11

22

U n U n = 可得：

1

122

n U U n =

根据

12

21

I n I n = 2

2U I R

=

联立得

21221U

U n n r n n R

=

+

和21122n U I R r n ??

=+ ??? 则R 消耗的功率为

2

2

U P R

= 由数学知识可知当

13

10007504

n n ==?=匝 时P 有最大值.故D 正确，B 错误.

C ．当出头P 向下移动时，原线圈匝数减小，由21122n U I R r n ??

=+ ???

可知原线圈电流将增大，所以流过电阻r

的电流增大.故C 错误.

6.如图所示，导轨OPQS 的电阻忽略不计，OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆，M 可 在PQS 上自由滑动，空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为I 先 让OM 从OQ 位置以角速度ω1沿逆时针方向匀速转到OS 位置（过程I ）；再将OM 固定在OS 位置，使整个装置以OQ 为轴，以角速度ω2匀速转动90°（过程II ）。要使过程I 、II 回路中产生的热量相同，

1

2

ωω应等于

A.

2

2

π B.

2

4

π C.

2

8

π

D. 216

π

【答案】A 【解析】

【详解】令OM 棒长为L ，从OQ 位置以角速度ω1沿逆时针方向匀速转到OS 位置的过程中，产生的感应电动势为：

2

1112

E BL ω=

回路中产生的热量为：

2

2211111

122BL E Q t R R πωω?? ??

?==

将OM 固定在OS 位置，使整个装置以OQ 为轴，以角速度ω2匀速转动90°过程中，产生的感应电动势最大值为：

222

m E NBS B

L π

ωω==

回路中产生的热量为：

2

222222

222BL E Q t R πω ???==

联立可得：

2

122

ωπω= 故A 正确，BCD 错误。

7.如图所示，?AB 为位于0点的一点电荷电场中的等势线,是连线的中点是连线的中点，AO 和BO 垂直。在D 点由静止释放一个带负电的试探电荷，仅在电场力 作用下，试探电荷沿DA 加速运动。下列说法正确的是

A. D 点的场强比C 点的场强大

B. D 点的电势比C 点的电势高

C. 带正电的试探电荷从A 点沿直线AB 移动到B 点，电势能先增大后减小

D. 带负电的试探电荷从B 点沿BCD 移动到D 点，电场力一直做负功 【答案】AD 【解析】

【详解】A ．根据点电荷场强公式

2Q

E k

r

可知，D 点离电荷较近，所以D 点的场强比C 点的场强大.故A 正确.

B.由题意可知场源电荷为负电荷，D 点离电荷较近，所以D 点的电势比C 点的电势低.故B 错误.

C. 带正电的试探电荷从A 点沿直线AB 移动到B 点，电场力先做正功后做负功，所以电荷的电势能先减小后增大.故C 错误.

D. 带负电的试探电荷从B 点沿BCD 移动到D 点过程中，一直受到电场力的排斥作用，所以电场力一直做负功.故D 正确.

8.2019年7月12日?7月28日，世界游泳锦标赛在韩国光州举行，中国队共收获16枚 金牌、11枚银牌和3枚铜牌，位列奖牌榜榜首。甲、乙两名运动员在长为25m 的泳池里训练，甲的速率为v 1=1.25 m/s ，乙的位置时间图像如图所示。若不计转向的时间，两人的运动均可视为质点的直线运动，则

A. 乙的速率为v 2=1.0m/s

B. 若两人同时从泳池的两端出发，经过1min 共相遇了3次

C. 若两人同时从泳池的同—端出发，经过6 min 共相遇了16次

D. 两人一定不会在泳池的两端相遇 【答案】ABC 【解析】

【详解】A.在s -t 图象中，斜率表示速度，即乙的速率为

225

/1/25

s v m s m s t ?=

==? 故A 正确.

B. 若两人同时从泳池的两端出发，甲游到头所用的时间为：

125

201.25t s s =

= 乙游到头所用的时间为：

225

251

t s s =

=

画出这两人的运行图。图中实线段和虚线段的每个交点表示两运动员相遇了一次，从图上可以看出，甲、乙两运动员在1分钟内共相遇了3次，故B 正确。

CD ．若两人同时从泳池的同—端出发，甲游到头所用的时间为：

125

201.25

t s s =

= 乙游到头所用的时间为：

225

251

t s s =

=

同理根据B 中的方法可知，在100s 时，甲乙两人在同一端相遇，且经过6 min 共相遇了16次.故C 正确，D 错误.

9.2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心成功发射第四十六颗北斗导航卫星，进一步提升了北斗系统覆盖能力和服务性能。某人造卫星在赤道平面上绕地球 匀速圆周运动（转动方向与地球自转方向相同），每经过8 h 经过赤道上空同一地点，已 知地球自转的周期为24 h ，下列说法正确的是 A. 卫星做圆周运动的周期为2.4h B. 卫星做圆周运动的周期为6 h

C. 如果卫星转动方向与地球自转方向相反，卫星的周期为8 h

D. 如果卫星转动方向与地球自转方向相反，卫星的

周期为12 h 【答案】BD 【解析】

【详解】AB.根据题意可知：

22-2t T T πππ??

= ???

卫地 代入数据解得：

6T h =卫

故A 错误，B 正确.

CD .

如果卫星转动方向与地球自转方向相反，则有：

22+2t T T πππ??

= ???卫

地 代入数据解得：

12T h =卫

故C 错误，D 正确.

10.物块A 叠放在物块B 上，物块B 静止于水平桌面上，两个物块质量均为m 。已知 A 、B 之间的动摩擦因数为μ1，B 与桌面之间的动摩擦因数为μ2，且μ1>2μ2>0。将水平外力作用在物块A 上，能使A 从B 上滑落，力的最小值为F 1。若将水平外力作用在物块B 上，能使A 从B 上滑落，力的最小值为F 2。则

A. F 1=μ1mg

B. F 1=2（μ1-μ2）mg

C. F 2=2（μ1+μ2）mg

D. F 2=（2μ1+3μ2）mg 【答案】BC 【解析】

【详解】AB. 将水平外力作用在物块A 上时，根据牛顿第二定律，对A 有：

11F mg ma μ-=

对B 有：

122mg mg ma μμ-=

联立解得：

()1122F mg μμ=-

故B 正确，A 错误.

CD. 若将水平外力作用在物块B 上时，根据牛顿第二定律，对A 有：

1mg ma μ=

对B 有：

2122F mg mg ma μμ--=

联立解得：

()1122F mg μμ=+

故C 正确，D 错误.

第II 卷（非选择题，共60分）

本卷包括必考题和选考题两部分。第11题?第16题为必考题，每个试题都必须做答。第17题?第18题为选考题，根据要求做答。

二、实验题:本题共2小题，第11题4分，第12题6分，共10分。把答案写在答题卡指定 的答题处。 11.如图（a ）所示，深度h =15.0cm 的套筒竖直倒置，轻质弹簧的上端固定在套筒内，弹簧处于原长时，其下端位于筒内。用测力计钩住弹簧的下端用力竖直向下拉，记录测力计的示数,和露出筒外的弹簧的长度

l ，为测量弹簧的劲度系数和原长，现在 坐标纸上作出F -l 图象，如图（b ）所示。则弹簧的劲度系数

k=________N/m ，弹簧的原长l 0 =_______________cm

【答案】 (1). 200 (2). 5.0

【解析】

【详解】[1] [2]根据胡克定律F与l的关系式为：

F=k（l+h-l0）=kl+k（h-l0），

从图象中可得直线

的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为：k=2N/cm=200N/m 由k（h-l0）=20N 解得：l0=5.0cm 12.为测量一段粗细均匀、直径为d、电阻较大的金属丝的电阻率，某同学设计了如图（a）所示的电路，

其中MN为金属丝，R0是保护电阻。调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表的示数U，电流表的示数I以及对应的金属丝PN的长度x。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图（b）所示，则金属丝的直径d=______________mm；

（2）在坐标纸上描绘出图线，如图（c）所示。若图线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则金属丝的电阻

率ρ=____________（用题目中所给符号表示）；

（3）如果不考虑偶然误差，通过该实验测得金属丝的

电阻率__________金属丝电阻率的真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】 (1). 0.679-0.681 (2). 24

k d π (3). 等于

【解析】

【详解】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm 。 （2）[2]由电路图可知，电压表的示数为：

()A U R R I =+

其中

x R s

ρ

= 2

4

d s π= 联立可得：

2

4A U R I d ρπ=+ 图线的斜率为

2

4k d

ρ

π=

即

2

4

k d πρ=

（2）[3]由

2

4A U R I d ρπ=+ 可知电阻丝的电阻率2

4

k d πρ=，与电流表内阻无关，所以该实验测得金属丝的电阻率等于金属丝电阻率

的真实值.

三、计算题:本题共4小题，第13题8分，第14题8分，第15题10分，第16题12分，共38 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算 步骤。

13.如图所示，在斜面底端O 点正上方P 处将小球以初速度竖直向下拋出，经过时间t 小球落到O 点。若从P 点将小球以相同速度水平拋出，以O 为圆心调整斜面倾角可使小球仍经过时间t 与斜面相碰。不考虑空气阻力，小球可视为质点，重力加速度取g 求

（1）PO 之间的距离 （2）斜面倾角θ。 【答案】（1）v 0t+2

12

gt （2）45° 【解析】

【详解】（1）如图所示：

小球以v 0竖直下抛，由运动学规律，有

h = v 0t +

212

gt （2）小球平抛，由运动学规律，有

212

PB gt =

0BA v t =

由几何关系

AB tan θ +PB =OP h =

联立解得

θ=45°

14.筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“挾”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”。如图所示，用筷子夹质量为m 的小球， 筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为θ，为使小球静止，求每根筷子对 小球的压力N 的取值范围？已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ（μ

【答案】

2(sin cos )mg θμθ+≤N ≤2(sin -cos )

mg

θμθ

【解析】

【详解】筷子对玻璃球的压力太小，玻璃球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，如图（a ）所示。

玻璃球平衡，有

2Nsin θ+ 2fcos θ= mg

f =μN

联立解得

N =

2(sin cos )

mg

θμθ+

筷子对玻璃球的压力太大，玻璃球有上滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向下，如图（b ）所示。

玻璃球平衡，有

2N ′sin θ=mg + 2f ′cos θ

F ′=μN ′

联立解得：

N ′=

2(sin -cos )

mg

θμθ

综上，筷子对玻璃球的压力的取值范围

2(sin cos )mg θμθ+≤N ≤2(sin -cos )

mg

θμθ

15.自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，它依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动操作下，自动安全地操作机动车辆。在一次自动驾驶车辆道路测试中，两辆汽车在平直路面上同向行驶，甲车在前以v 1=6m/s 匀速运动，乙车在后以v 2=8m/s 匀速运动，当两车相距x 0=7m 时，甲车以a 1=1m/s 2的加速度匀减速运动直至停止。为了不与甲车相撞，乙车在甲车刹车1s 后也开始刹车，求乙车刹车时的最小加速度a 2。 【答案】2m/s 2 【解析】

【详解】经时间t 1=1s ，甲车的位移

x 1=v 1t 1-2

1112

a t

乙车的位移

x 2=v 2t 1

此时，两车相距

△x ′=△x +x 1-x 2

乙车刹车后，经时间t 2，与甲车速度相等。即

v 1-a 1（t 1+t 2）= v 2-a 2t 2

此过程中，甲车的位移

x 1 ′=（v 1-at 1）t 2-21212

a t 乙车的位移

x 2′=v 2t 2-2

2212

a t

两车刚好不相撞，满足位移关系

△x ′=x 2′-x 1′

联立解得

a =2m/s 2

16.如图所示，倾角θ=37°的足够长斜面体固定在水平面上，厚度相同的木板B 、C 锁定在斜面上，B 、C 的长度分别为L 、0.5L ，质量分别为m 、0.5m ，两板之间的距离为L ，与斜面之间的动摩擦因数μ2=0．5。将质量为0．25m 的物块A （可视为质点）轻放在B 的顶端，同时解除对B 的锁定，A 、B 均从静止开始匀加速直线运动。当B 与C 碰撞前的一瞬间，解除对C 的锁定，此时A 恰好滑离B ，若B 、C 碰撞后粘在一起（碰撞时间极短），重力加速度取g ，sin37°=0.6，求

（1）物块A 与木板B 之间的动摩擦因数μ1；

（2）从开始运动到B 、C 碰撞，系统因摩擦产生的热量Q ；

（3）若B 、C 碰撞后，B 、C 整体和A 都恰好匀速运动，求A 在C 上滑行的时间。 【答案】（1）13（2）1730mgL （3338L

g

【解析】

【详解】（1） A 在B 上滑行，其受力如图（a ）

由牛顿第一定律

m A gsin θ-μ1m A gcos θ= m A a A

即

a A =（0.6-0.8μ1）g

B 受力如图（b ）。

由牛顿第二定律

m B gsin θ+μ1m A gcos θ-μ2（m A +m B ）gcos θ= m B a B

即

a B =（0.1-0.2μ1）g

由运动学规律

2L =

21

2A a t L =212

B a t 联立解得

μ1=13

（2）A 在B 上滑行，产生的热量

Q 1=μ1m A gcos θ·L

B 在斜而上滑行，产生的热量

Q 2=μ2（m A +m B ）gcos θ·L

所以，系统因摩擦产生的热量

Q =Q 1+Q 2=

1730

mgL

（3）B 、C 碰撞前，A 的速度为

v A

B 的速度为

v B

B 、

C 碰撞，系统动量守恒

m B v B =（m C +m B ）v ′

B 、

C 整体和A 匀速运动，A 在C 上滑行的时间为：

t

=

0.5A L v v '=-

四、选考题:请考生在第17、18两题中任选一题做答，并用28铅笔在答题卡上把所选题目 的题号后的方框涂黑。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，则按所做的第一题计分。

17.已知铜的密度为ρ=8.9×103kg/m 3，摩尔质量为6.4 × 10 -2

kg/mol ，阿伏加德 罗常数N A =6．02 ×1023

mol -1，1m 3铜的分子数约为_____________（结果保留2位有效数 字）；铜分子的直径约为_________________m （结果保留1位有效数字）

【答案】 (1). 8.4×1028

（8.3×1028

同样正确） (2). 2×10-10

（3×10-10

同样正确） 【解析】

【详解】[1]铜的摩尔体积为：

M

V ρ

=

1m 3

铜的分子的质量为：

m =8.9×103kg

1m 3

铜的分子数约为:

1

A n N V

=

联立可得：

n = 8.4×1028个

[2] 根据

3

432A M

D N πρ??

= ???

代入数据可得铜分子的直径约为：

d =2×10-10m

18.一定质量的某种理想气体由状态A 变化到状态C 其有关数据如图所示，且 状态A 的温度为T 0。已知理想气体的内能U 与温度T 的关系为U=aT 其中a 为 正的常量。求

（i ）状态C 时的温度T C ；

（ii ）气体由状态B 变化到状态C 的过程中，放出的热量Q 。 【答案】（i ）0.3T 0（ii ）0.3αT 0 +0.3p 0V 0 【解析】 【详解】（i ）一

定质量的理想气体由状态A 变化到状态C ，由理想气体状态方程

A A A p V T =C C

C

p V T 解得

T C =0.3T 0

（ii ）气体由状态A 变化到状态B ，由查理定律

A A p T =B

B

p T 解得

T B =0.6T 0

气体由状态B 变化到状态C ，外界对气体做功

W =0.6p 0（V 0- 0.5V 0）= 0.3p 0V 0

内能的变化

△U =α（T C -T B ）=-0.3αT 0

由热力学第一定律

W +Q =△U

解得

Q =-0.3αT 0 -0.3p 0V 0

气体由状态B 变化到状态C ，放出的热量为

Q =0.3αT 0 +0.3p 0V 0

19.一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示。质点的横坐标为分别为10 cm 、80 cm ，此时，质点A 已振动了0．2s 。下列说法正确的是

A. 经过1.5s ，P 点第一次到达波峰

B. 波的传播速度为1m/s

C. P 点起振时的速度方向沿y 轴负方向

D. 0?0．1 s 时间内，质点A 振动的速度逐渐增大

E. x=15cm 处的质点从开始起振到P 点开始起振的时间内通过的路程为52 cm 【答案】ACE 【解析】

【详解】B.根据题意可知波的周期为

T =0.4s

波长

0.20m λ=

则波速为：

0.20

/0.5/0.4

v m s m s T

λ

=

=

= 故B 错误.