1、 - 1 - 2019 年秋季湖北省重点高中联考协作体期中考试 高三物理试卷 考试时间：2019 年 11 月 13 日上午 9：0011：30 试卷满分：300 分 祝考试顺利 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的学校、考号、班级、姓名等填写在答题卡上。 2.选择题的作答： 每小题选出答案后， 用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑， 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答在试题卷、草稿纸上无效。 3.填空题和解答题的作答：用 0.5 毫米黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，答在 试题卷、草稿纸上无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试题卷和
2、答题卡一并交回。 第 I 卷(选择题，共 126 分) 一、选择题(本题共 21 小题，每小题 6 分。第 118 小题只有一个选项符合题目要求；第 19 21 小题有多项符合题目要求，全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。) 14.下列关于近代物理知识的描述中，正确的是 A.爱因斯坦首次提出能量量子假说，成功解释了黑体辐射 B.一个处于 n3 能级状态的氢原子自发跃迁时，能发出 3 种频率的光子 C.按照玻尔理论， 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时， 电子的动能减 小，原子总能量增大 D.衰变中产生的 射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的 1
3、5.据悉我国计划于 2022 年左右建成天宫空间站，它离地面高度为 400450km 的轨道上绕地 球做匀速圆周运动，其轨道半径大约为地球同步卫星轨道半径六分之一，则下列说法正确的 是 A.空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度的 6 倍 B.空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的6倍 C.空间站运行的周期等于地球的自转周期的 1 6 倍 D.空间站运行的角速度小于地球自转的角速度 16.如图所示，间距为 L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端有一阻值 - 2 - 为 R 的电阻，一质量为 m、电阻也为 R 的金属棒横跨在导轨上，棒与导轨接触良好。整个装 置处于竖
4、直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，金属棒以初速度 v0沿导轨向右运动，前进 距离为 s。在金属棒整个运动过程中，下列说法正确的是 A.金属棒运动平均速度大于 0 2 v B.金属棒 ab 克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热 C.通过电阻 R 电荷量为 2 BLs R D.电阻 R 上产生的焦耳热为 2 0 1 2 Qmv 17.最近，不少人喜欢踩着一种独轮车，穿梭街头。这种独轮车全名叫电动平衡独轮车，其中 间是一个窄窄的轮子，两侧各有一块踏板。当人站在踏板上向右运动时，可简化为如图甲、 乙所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力，下列说法正确的是 A.考虑空气阻力，当人以如
5、图甲所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力向左 B.考虑空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右减速运动时，脚所受摩擦力可能向右 C.考虑空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力不可能为零 D.不计空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右加速运动时，脚所受摩擦力不可能为零 18.在 x 轴上 O、P 两点分别放置电荷量为 q1、q2的点电荷，一带负电的试探电荷在两电荷连 线上的电势能 EP随 x 变化关系如图所示，其中 A、B 两点电势能为零，BD 段中 C 点电势能 最大，则 A.q1是负电荷，q2是正电荷且 q1q2 B.BC 间场强方向沿轴负方向 C.C 点的电场强度大于 A
6、 点的电场强度 D.将一正点电荷从 B 点移到 D 点，电场力先做负功后做正功 19.如图所示是甲、乙两质点从同一地点运动的 xt 图象，甲的是 OA 直线，乙的是 OAC 曲 - 3 - 线，二者相交于 A 点，曲线 OA 在 A 点的切线 AB 交时间轴于 t2s 处，则下列说法正确的是 A.甲质点做直线运动，乙质点做曲线运动 B.乙质点在 4s 末的速度为 2m/s C.乙质点在前 4s 内做加速直线运动，且 4s 后反向减速运动 D.前 4s 内甲的平均速度等于乙的平均速度 20.某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机内的矩形线圈面积为 S0.2m2、电阻为 r5.0，线圈所处的
7、空间是磁感应强度为 B 2 2 T 的匀强磁场，发电机正常供电时线圈的 转速为 2160 / minnr 。如图所示是配电原理示意图，理想变压器原副线圈的匝数比为 5： 2，R15.0、R25.2，电压表、电流表均为理想电表，系统正常运作时电流表的示数为 I 10A，交流电压表的示数为 700V，则下列说法中正确的是 A.线圈匣数为 N100 匝 B.灯泡的工作电压为 272V C.变压器输出的总功率为 2720W D.若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大 21.如图所示，一个质量为 m2.010 11kg、电荷量 q1.0105C 的带电微粒(重力忽略不 计)，从静止开始经 U1电压
8、加速后，以1.0104m/s 水平进入两平行金属板间的偏转电场中， 其板长 L20cm，两板间距 d10 3cm，进入磁场时速度偏离原来方向的角度 30 ，磁场 宽度 D10 3cm，则 A.加速电场 U1100V B.两金属板间的电压 U2为 200V C.为使微粒不从磁场右边射出，该匀强磁场的磁感强度 B 至少为 0.2T D.若匀强磁场的磁感强度合适，带电微粒可以回到出发点 第 II 卷(非选择题，共 174 分) 二、非选择题(包括必做题和选做题两部分。第 22 题第 32 题为必做题，每个试题考生都必 须作答。第 33 题第 38 题为选做题，考生根据要求作答。) - 4 - (一)
9、必做题(共 129 分) 22.(6 分)某同学用图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)首先利用 20 分度的游标卡尺测出了小球的直径，其示数如图乙所示，该示数为 cm； (2)将该小球由光电门 1 的正上方无初速度释放，先后通过光电门 1、2，通过电脑显示的时间 分别为t1、t2，若小球的直径为 d，该小组的同学测出两光电门之间的距离为 h，重力加速 度大小用 g 表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为 。(用题中所给 字母表示) (3)本题“用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度” ，但从严格意义 上讲是不准确的，小球通过光电门的平均速度 (
10、选填“”或“ q2，故 A 正确； B、负点电荷从 B 到 C 点，电势能增大，根据 q EP 可知电势能减小，由于沿着电场线电势 降低，则有 BC 间场强方向沿 x 轴正方向，故 B 错误； C、图象的斜率为，C 点的电场强度小于 A 点的电场强度，故 C 错误； D、因为 BC 间电场强度方向沿 x 轴正方向，CD 间电场强度方向沿 x 轴负方向，则将一正点电 荷从 B 点移到 D 点，电场力先做正功后做负功，故 D 错误. 19.BD 【详解】A、位移时间图像都描述的是直线运动，故 A 错误； B、4s 时切线斜率为速度，得到 2m/s，故 B 正确； C、切线斜率大小表示速度大小，可以
11、得到乙质点在前 4s 内做加速直线运动，且 4s 后反向减 速运动，故 C 错误； D、由平均速度公式 t x v ，可以得到甲乙平均速度相同，故 D 正确. 20. ACD 【详解】A、根据题意电流表的示数为 10A，根据 解得原线圈的电流为 4A， 则电压表的读数为 700v，IrEU ，可以得到 E=720V，线圈在磁场中产生电动势的有效 值为 2 NBS E ,可以得到 N=100 匝，故 A 正确； B、C、原线圈的电压为 根据 可以求出副线圈上的 电压为，所以副线圈上的功率为 此时灯泡上的电压为 故 B 错误；C 正确 - 10 - D、把发电机外的所有用电器等效为一个电阻为 R
12、的电阻，根据题意可知 ，若负载电路的 灯泡增多，则等效电阻 R 减小，根据电源输出功率与电阻之间关系的函数图像可知，此时发 电机的输出功率会增大，故 D 正确. 21.AC 【详解】A、带电微粒在加速电场加速运动的过程，根据动能定理得：qU1= 1 2 mv2，则得： V q mv U100 2 2 1 ，故 A正确。 B、带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。在水平方向微粒做匀 速 直线运动， 水平方向有：L=vt；带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为 a，出电场时竖直方向 速度为 v2； 竖直方向： vy=at， 2 qU a md ， 得： 2 y qUL v mdv
13、 。 由速度分解关系得： y v tan v ； 联立以上两式解得：U2=100V，故 B错误。 C、带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设 微粒轨迹恰好与磁场右边相切时半径为 R。由几何关系知 R+Rsin30 =D；设微粒进入磁场时的速度为 v，则 30 v v cos ； 由牛顿运动定律及运动学规律得： 2 v qv Bm R ，解得：B=0.2T， 所以带电粒子不射出磁场右边，磁感应强度 B至少为 0.2T故 C 正确。 D、带电微粒从磁场左边界射出时与磁场边界成 0 30斜向下，进入电场后，在竖直方向被加速， 水平方向匀速，不可能达到出发点，故 D 正确。 22.（6
14、 分）(1) 0.575 （2 分） (2) 2 1 2 2 2 t d t d gh （2 分） (3) （2 分） 【详解】 （1）小球的直径: 0.5cm+0.05mm15=0.575cm； （2）若小球的机械能守恒， 2 1 2 2 2 t d t d gh （3）小球通过光电门的平均速度等于该过程中间时刻的瞬时速度，因小球做加速运 动，在中间时刻时小球球心还没到达光电门位置，所以小球通过光电门的平均速度小于小球 球心通过光电门的瞬时速度。 - 11 - 232110321 )()(vmmvmvmmm 23（9 分）(1)甲 （1 分） (2)（2 分） (3)D（2 分） (4)0.
15、60 （2 分） 1.2（2 分） 【详解】由图 5 所示电路图可知，两灯泡并联，可以把电源与定值 电阻等效为电源，设每只电灯加上的实际电压和实际电流分别为 U 和 I 在这个闭合电路中，E=U+2IR0，代入数据并整理得， U=8-20I，在图a所示坐标系中作出U=8-20I的图象如图所示，由图 象可知，两图象交点坐标值为：U=2V、I=0.3A， 此时通过电流表的电流值 IA=2I=0.6A， 每只灯泡的实际功率 P=UI=2 0.3=0.6W，两个小灯泡的总功率为 1.2W. 24.（12 分）(1)女演员从 A 点下摆到 B 点的过程中，重力做功，机械能守恒 （1 分） 演员相互作用的
16、过程中，水平方向动量守恒. （2 分） 女演员上摆到 A 点过程中，机械能守恒 （1 分） 根据功能关 系 可 知 ， 女 演 员 推 开 男 演 员 做 功 2 01 2 11 2 1 2 1 vmvmW （2 分） 联立解得，W7560J （2 分） (2)分离后，男演员做平抛运动 水平方向上，tvx 1 （1 分） 竖直方向上，4R1 2gt 2. （1 分） 联立解得，x18m （2 分） 25.（20 分） （1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时maeE （1 分） 水平方向：tvL 0 （1 分） 2 0321321 )( 2 1 )(vmmmgRmmm 2 23232 )(
17、2 1 )(vmmgRmm - 12 - 竖直方向： atvy （1 分） 速度方向与 x轴正方向的夹角： 0 tan v vy （1 分） 可以得到： 0 30 （1 分） （2）电子在电场中运动，竖直方向位移 2 1 2 1 aty （1 分） 电子匀速运动， 0 2 v Lv y y （2 分） 总位移 21 yyy （1 分） A 点坐标（0，L 2 3 ） （2 分） （3）电子在在磁场中最简单的情景如图所示 在磁场变化的前三分之一个周期内，电子的偏转角为 60，设电子运动的轨道半径为 r，运 动的 T0，粒子在 x 轴方向上的位移恰好等于 r； 在磁场变化的后三分之二个周期内，因磁
18、感应强度减半，电子运动周期 T=2T0，故粒子的偏 转角度仍为 60，电子运动的轨道半径变为 2r，粒子在 x 轴方向上的位移恰好等于 2r 综合上述分析，则电子能到达 N 点且速度符合要求的空间条件是： 3rn=2L（n=1，2，3） （2 分） 而： （1 分） 解得： （n=1，2，3） （2 分） 应满足的时间条件为： (T0+T)=T （1 分） 而： （1 分） 解得 （n=1，2，3） （2 分） 33.（15 分） （1） （5 分）ADE 【详解】A、温度是分子的平均动能的标志，一定量 100的水变成 100的水蒸气，吸收热 量而其分子的平均动能不变，分子之间的势能增加。故
19、A 正确； B、当两分子间距离大于平衡位置的间距 r0 时，分子力表现为引力，故随分子间的距离增大， - 13 - smnn n t nx v/)3 , 2 , 1 , 0(162 5 . 0 81 1 1 Hznn nv f), 3 , 2 , 1 , 0(75. 12 8 1416 2 分子力做负功，分子势能增大，故 B 错误； C、热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他方面 的变化”，故 C 错误； D、布朗运动是悬浮在水中的花粉颗粒的运动，是由于受到水分子的撞击不平衡而发生的，故 反映了水分子的永不停息的无规则运动，故 D 正确； E、气体的压强与单
20、位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞 击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位 面积上碰撞次数减少，气体的压强不一定减小；故 E 正确. （2） （10 分）(i)施加水平力后，活塞距离汽缸底部的距离为 cmxxLL155218 01 （2 分） 由波意尔定律，SLPSLp 1100 （2 分） 对活塞， SPxkSP 10 （1 分） 故可以得到 K=1000N/m （1 分） (ii)保持推力 F 不变,对气缸而言压强不变 （2 分） 故可以得到 T1=360K （2 分） 34. （15 分） （1） （5 分）CDE
21、【详解】 A. 由于质点 P 在竖直方向做简谐振动，离平衡位置越近，速度越大，故 A 错误 B. 波向右传播 波向左传播 由此可排除 B，当 n=1 时，Hzf25. 2或Hzf75. 3，故 C 正确 1 0 0 1 T SL T SL smnn n t nx v/)3 , 2 , 1 , 0(1614 5 . 0 87 2 2 Hznn nv f), 3 , 2 , 1 , 0(25. 02 8 216 1 - 14 - D.当 n=0 时，则 T=4s，波向右传播，P 质点在 t=l.5s 时刻处于波谷位置，故 D 正确 E.由于波长大于 7m，故遇到障碍物能发生明显的衍射现象，故 E 正确 （2） （10 分）由几何关系及对称性，有：r= +（i-r） （2 分） 解得：r=30 由折射定律得：n= （1 分） 临界角 n C 1 sin （1 分） 故得到 C=450 （1 分） 由几何关系得：AC=BC=2Rcosr=2R=R （1 分） 光在透明球中传播路程为：L=2R （1 分） 光在透明球中传播的速度为：v= =c （1 分） 光在透明球中传播的时间为：t= （1 分） 故得到 c R t 62 （1 分）
