2021-2022學(xué)年湖北省武漢市高三(下)調(diào)考物理試卷(2月份)(附答案詳解)

第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2021-2022學(xué)年湖北省武漢市高三（下）調(diào)考物理試卷（2月份）一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）2022年2月4日，第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)在北京開(kāi)幕，至此，北京成為全世界唯一一個(gè)既舉辦過(guò)夏季奧運(yùn)會(huì)又舉辦過(guò)冬季奧運(yùn)會(huì)的城市。如圖所示，某次訓(xùn)練中，短道速滑運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)員(???A.受到冰面的作用力大小恒定，做勻加速運(yùn)動(dòng)

B.受到冰面的作用力大小恒定，做變加速運(yùn)動(dòng)

C.受到冰面的作用力大小變化，做勻加速運(yùn)動(dòng)

D.受到冰面的作用力大小變化，做變加速運(yùn)動(dòng)

2021年12月20日，16項(xiàng)國(guó)家科技重大專項(xiàng)之一——石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程首次并網(wǎng)發(fā)電(如圖)，這是全球首個(gè)并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項(xiàng)目。核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，核反應(yīng)方程是?92235U+01n→56144BA.12(m1?m2?m3某同學(xué)騎行共享單車，在距離十字路口停車線20m處看到信號(hào)燈變紅時(shí)，立即停止蹬車，此后該車依慣性勻減速直線滑行8s，恰好停在距離停車線4m處(末越過(guò)停車線)。該車滑行的加速度大小是A.18m/s2 B.12某簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示，a、b、c、d是曲線上的四個(gè)點(diǎn)。下列選項(xiàng)中，表示振子動(dòng)能最大的是(??A.a B.b C.c D.d真空中有一個(gè)透明圓柱體，其橫截面的半徑為R，如圖所示，現(xiàn)有兩束平行且相距為d=3R的同種單色光相對(duì)于圓心O對(duì)稱地照射到圓上，兩束光線分別經(jīng)一次折射后相交于圓周上同一點(diǎn)，則圓柱體對(duì)單色光的折射率是A.2 B.3 C.5 D.6如圖所示，水平面(紙面)內(nèi)固定有光滑金屬導(dǎo)軌ACD和OE，CD和OE平行且足夠長(zhǎng)，AC是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌，扇形OAC內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿OP的P端與圓弧AC接觸良好，金屬桿MN處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與平行導(dǎo)軌接觸良好。初始時(shí)桿MNA.桿MN的加速度逐漸減小 B.桿MN中的電流逐漸增大

C.桿MN受到的安培力逐漸增大 D.桿如圖所示，電阻為4R的金屬圓環(huán)固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓環(huán)所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，a、b、c、d是圓環(huán)的四等分點(diǎn)。直流電源(圖中未畫出)的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為R。將a、c兩，點(diǎn)與直流電源相接，圓環(huán)受到的安培力大小為F1；將a、b兩點(diǎn)與直流電源相接，圓環(huán)受到的安培力大小為F2。不考慮連接電源與圓環(huán)的導(dǎo)線的電阻，不考慮圓環(huán)的形變，下列判斷正確的是(A.16<F1F2<13二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）若一個(gè)帶負(fù)電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用，則小球(??A.可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) B.一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)

C.可能由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) D.一定由低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)如圖所示，手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)理想變壓器給燈泡L供電，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為U。已知理想變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)之比為k，發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r，燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為R，其他電阻忽略不計(jì)，則(??A.燈泡L的額定功率為U2k2R

B.一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)P處導(dǎo)線橫截面的電荷量為2πUωr

C.若減小轉(zhuǎn)速，則燈泡L不能正常發(fā)光木星在我國(guó)古代被稱為“歲星”，有79顆衛(wèi)星。伽利略在1610年發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，其中木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三繞木星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比為1：2：4。已知木星的質(zhì)量為1.9×1027kg，木星的自轉(zhuǎn)周期為10h，木衛(wèi)三繞木星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為1.1A.木星表面的重力加速度大小 B.木星同步衛(wèi)星的線速度大小

C.本衛(wèi)一繞木星運(yùn)動(dòng)的周期 D.木衛(wèi)二繞木星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如圖所示，V型光滑擋板AOB之間放置有一質(zhì)量均勻的球體，初始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將整個(gè)裝置以O(shè)點(diǎn)為軸順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)(∠AOB保持不變)，在AA.擋板AO的彈力逐漸增大 B.擋板AO的彈力先增大后減小

C.擋板BO的彈力逐漸增大 D.擋板三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共16.0分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖(a)所示的裝置“探究加速度與力的關(guān)系”。請(qǐng)完成下列填空：

(1)同學(xué)甲保持長(zhǎng)木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除。同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)。看法正確的同學(xué)是______(選填“甲”或“乙”)；

(2)同學(xué)丙進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

ⅰ.取下如圖(a)中的砝碼盤，將長(zhǎng)木板的右端墊高，輕推小車，小車剛好能______運(yùn)動(dòng)，即平衡了摩擦力；

ⅱ.重新掛上砝碼盤，在砝碼盤中加人砝碼，接通電源，松開(kāi)小車，小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶一部分如圖(b)所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出，則小車的加速度大小是______m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；某同學(xué)利用圖(a)所示的電路測(cè)量一待測(cè)電阻Rx(約50Ω)的大小，圖中的充電寶是直流電源，其電動(dòng)勢(shì)E約為5V、內(nèi)阻不計(jì)，電壓表量程為4V、內(nèi)阻大于1kΩ，電阻箱R的最大阻值為9999.9Ω。請(qǐng)完成下列填空：

(1)如圖(a)所示，充電寶的正極與開(kāi)關(guān)的左接線柱連接，負(fù)極與待測(cè)電阻的左接線柱連接，充電寶與開(kāi)關(guān)、電阻箱、待測(cè)電阻串接，電壓表并接在待測(cè)電阻的兩個(gè)接線柱上。為保護(hù)電壓表，閉合開(kāi)關(guān)前，電阻箱接入電路的電阻值可以選______Ω(選填“1”“10”或“100”)；

(2)閉合開(kāi)關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下阻值R和電壓表的相應(yīng)讀數(shù)U，如圖(b)所示；

(3)根據(jù)圖(a)所示電路，用R、Rx、E表示1U，得1U=______；

(4)利用測(cè)量數(shù)據(jù)，作1U?R圖線，如圖(c)所示；

(5)通過(guò)圖四、計(jì)算題（本大題共3小題，共40.0分）寒假期間的一天早晨，某同學(xué)將一開(kāi)口豎直向上的氣缸置于水平面上，豎直輕彈簧的下端與氣缸底部連接，上端與活塞(不計(jì)重力)連接，如圖所示。當(dāng)氣缸與活塞均靜止時(shí)，他測(cè)出氣缸周圍環(huán)境溫度為T1，氣缸內(nèi)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1；不移動(dòng)裝置，中午時(shí)分，他再次測(cè)出氣缸周圍環(huán)境溫度為T2，氣缸內(nèi)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2(仍在彈性限度內(nèi))。已知彈簧勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，且L0<L1<L2，活塞橫截面積為S如圖所示，兩豎直虛線MN和M′N′間的距離AC=d，P、Q點(diǎn)在直線M′N′上。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)以某一速度從A點(diǎn)垂直于MN射入；若兩豎直虛線間的區(qū)域內(nèi)只存在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該粒子將從P點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)，射出方向與AC的夾角叫做電偏轉(zhuǎn)角，記為θE；若兩豎直虛線間的區(qū)域內(nèi)只存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則該粒子將從Q點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)，射出方向與AC的夾角叫做磁偏轉(zhuǎn)角，記為θB。

(1)若兩豎直虛線間的區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在上述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，且該粒子沿直線運(yùn)動(dòng)從C點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)；

i.該粒子從

如圖所示，豎直平面內(nèi)固定有軌道ABCD，水平放置的AB段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=3m，BC段是半徑R=1m、圓心角θ=37°的光滑圓弧，CD段(足夠長(zhǎng))的傾角為37°，各段軌道均平滑連續(xù)，在圓弧最低處B點(diǎn)下方安裝有壓力傳感器，在A點(diǎn)右側(cè)放置有彈簧發(fā)射器，一質(zhì)量為m=2kg的滑塊P(視為質(zhì)點(diǎn))被彈簧發(fā)射器發(fā)射后，沿水平軌道AB向左滑行，第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，壓力傳感器的示數(shù)為滑塊P的重力的11倍。已知滑塊P與AB段、CD段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，重力加速度大小g=10m/s3，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求滑塊P被發(fā)射后經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能；

(2)將滑塊P沖上BCD段后返回AB段停止時(shí)的位置記為E，求E與B的距離；

(3答案和解析1.【答案】B

【解析】解：勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，所以合力是大小不變，方向始終指向圓心，對(duì)運(yùn)動(dòng)員受力分析，冰對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力有兩個(gè)作用效果：豎直分力和運(yùn)動(dòng)員的重力平衡，水平分力提供向心力，所以豎直分力恒定，水平分力大小不變，方向始終指向圓心。則冰面對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力大小不變，方向始終指向圓心偏上，是變化的，即合力是變化的，做變加速運(yùn)動(dòng)，受力如圖所示

故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：B。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)合力提供向心力，是大小不變，方向始終指向圓心的變力，再根據(jù)受力分析找到冰面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的力。

可以運(yùn)用力的分解，分析冰面的力產(chǎn)生的效果，一個(gè)分力與重力平衡，另一個(gè)分力提供向心力，還可以按照力的合成，重力和冰面的作用力的合力提供向心力，大小不變，方向始終指向圓心，所以冰的作用力大小不變，方向始終變化，是變力，做變加速運(yùn)動(dòng)。

2.【答案】D

【解析】解：該反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為：Δm=(m1?m2?m3?2m4)c2，

由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程：Δ3.【答案】B

【解析】解：根據(jù)題意可知，共享單車依慣性勻減速直線滑行的位移為x=20m?4m=16m；

共享單車做的是末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逆向思維可以把該運(yùn)動(dòng)看作是反方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

x=12at2

代入數(shù)據(jù)可得a=4.【答案】C

【解析】解：曲線上c點(diǎn)表示振子的位移為零，速度最大，動(dòng)能最大，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：C。

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)能和勢(shì)能之和守恒；在平衡位置動(dòng)能最大，勢(shì)能為零；在最大位移處勢(shì)能最大，動(dòng)能為零．

本題關(guān)鍵記住簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在最大位移處勢(shì)能最大、動(dòng)能最小；在平衡位置處勢(shì)能最小、動(dòng)能最大；注意x?t5.【答案】B

【解析】解：如圖所示，

若光線經(jīng)過(guò)球表面發(fā)生折射后，折射光線恰好相交在球面上，那么有n=sinαsinβ

據(jù)幾何關(guān)系可知sinα=d2R=32

α=2β

聯(lián)立解得：6.【答案】A

【解析】解：桿OP繞O點(diǎn)從C到A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流，MN中電流由N指向M，MN受到向右的安培力，開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)OP長(zhǎng)為l，角速度為ω，MN的速度為v，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=Bl2ω2?Blv

利用閉合電路的歐姆定律可得，回路中的電流I=ER

對(duì)桿MN，根據(jù)牛頓第二定律可得

FI=BIl=ma7.【答案】D

【解析】解：設(shè)金屬圓環(huán)的半徑為r，當(dāng)ac兩點(diǎn)與直流電源相連時(shí)，金屬環(huán)adc與abc兩個(gè)部分并聯(lián)，并聯(lián)電阻為：R并=2R2=R

電流為I=ER+R并=E2R

故安培力為：F1=BI?2r=BErR

a、b兩點(diǎn)與直流電源相連接時(shí)，金屬環(huán)8.【答案】AC【解析】解：AB、物體的運(yùn)動(dòng)情況取決于合力和初始條件。小球只受到電場(chǎng)力的作用，是否沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，還要看電場(chǎng)線是直線還是曲線，有沒(méi)有初速度，初速度方向與電場(chǎng)線的關(guān)系，只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線時(shí)且小球的初運(yùn)動(dòng)方向沿著電場(chǎng)線時(shí)小球才沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD、帶負(fù)電荷的小球受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相反，無(wú)初速度或初速度與電場(chǎng)力成銳角時(shí)，負(fù)電荷由低電勢(shì)到高電勢(shì)，否則可能從由高電勢(shì)到低電勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：AC。

物體的運(yùn)動(dòng)情況取決于合力和初始條件。小球只受到電場(chǎng)力的作用，是否沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，還要看電場(chǎng)線是直線還是曲線，有沒(méi)有初速度，初速度方向與電場(chǎng)線的關(guān)系。只有當(dāng)電場(chǎng)線是直線時(shí)，小球只受到電場(chǎng)力的作用才可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)。9.【答案】AC【解析】解：A、變壓器原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，有

UUL=k

根據(jù)功率的公式，可得燈泡L的額定功率PL=UL2R

整理可得PL=U2k2R

故A正確；

B、一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)P處導(dǎo)線橫截面的電荷量q=I??Δt=E?R總?Δt

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E?=NΔΦΔt

聯(lián)立可得q=NΔΦ10.【答案】BC【解析】解：A.不計(jì)星球自轉(zhuǎn)，木星表面重力加速度由萬(wàn)有引力提供，根據(jù)

GMmR2=mg

木星半徑未知，所以無(wú)法求出木星表面的重力加速度大小，故A錯(cuò)誤；

B.木星同步衛(wèi)星的周期為10h，根據(jù)

GMmr2=m4π2T2r

可求出同步衛(wèi)星的軌道半徑r，再根據(jù)

v=2πTr

可求出木星同步衛(wèi)星的線速度大小，故B正確；

C.設(shè)木衛(wèi)三繞木星運(yùn)動(dòng)的周期為T3，則已知G、M、T3，可求出T3，由題意可知

T1：T3=1：4

故可以求出木衛(wèi)一繞木星運(yùn)動(dòng)的周期T1，故C正確；

D.設(shè)木衛(wèi)二繞木星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r11.【答案】BC【解析】解：AB、支架轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)小球受力分析及各個(gè)力的夾角如圖；

根據(jù)正弦定理可以推導(dǎo)得出：mgsinθ=NAsinα=NBsinβ

因?yàn)檎麄€(gè)裝置以O(shè)點(diǎn)為軸順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)(∠AOB保持不變)，故mgsinθ保持不變。在AO由水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°到豎直的過(guò)程中，α從銳角增大到鈍角，sinα先增大后減小，故擋板AO的彈力先增大后減小，故B正確，A錯(cuò)誤；12.【答案】乙

勻速直線

0.75

1k【解析】解：(1)在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)砝碼盤與加入的沙子總重力是稍大于小車受到的最大靜摩擦力的，而實(shí)際上最大靜摩擦力是大于滑動(dòng)摩擦力的，故此時(shí)砝碼盤與加入的沙子總重力大于小車滑動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力，故甲同學(xué)的做法不正確。從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)砝碼盤與加入的沙子總重力等于小車滑動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力，摩擦力的影響已得到消除，故乙同學(xué)看法正確。

(2)ⅰ、小車剛好能勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力沿長(zhǎng)木板向下的分力等于滑動(dòng)摩擦力，即平衡了摩擦力。

ⅱ、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率f=50Hz，則打點(diǎn)周期T=1f=150s=0.02s

將紙帶分為AC與CE兩段，由刻度尺測(cè)量出位移大小分別為：xAC=3.15cm，xCE=9.30cm?3.15cm=6.15cm

兩段位移對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為：t=10T=0.02×1013.【答案】100

1E+1ERx×【解析】解：(1)由于待測(cè)電阻與電阻箱是串聯(lián)關(guān)系，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻的正比關(guān)系，當(dāng)電阻箱阻值較大時(shí)，其電壓也較大，那么電壓表的示數(shù)較小，不易燒壞，故電箱箱的值取100Ω；

(3)根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓關(guān)系有：U=RxRx+RE，所以有：1U=1E+1ERx×R；

(5)由上一問(wèn)的表達(dá)式可知，1U?R圖象的斜率k=1ERx=0.6?0.2100V?1?Ω?1，截距b14.【答案】解：對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，初狀態(tài)

p0S+k(L1?L0)=p1S

V1=L1S

中午時(shí)【解析】對(duì)缸內(nèi)的粉筆氣體，根據(jù)受力分析得出前后的氣體壓強(qiáng)，結(jié)合公式pV=CT得出大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式。

15.【答案】解：(1)i.若兩豎直虛線間的區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在上述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，且該粒子沿直線運(yùn)動(dòng)從C點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)，則粒子做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)：qE=qv0B

解得：v0=EB，該粒子從A點(diǎn)入