精品解析：2020届湖北省武汉市高三下学期高中毕业生学习质量检测理综物理试题(解析版)

1、武汉市高中毕业生学习质量检测理科综合试卷一、选择题1 .硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似： 当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是（）A.任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B.只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大【答案】C【解析】【详解】AB.当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生。所以 AB错误；CD.根

2、据爱因斯坦的光电效应方程Ek hv W对于同一种金属，可知光电子的最大初动能与入射光白频率有关，与入射光的光强无关。所以C正确，D错误。故选Co2 .北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了 10余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）,其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）A.该卫星不可能经过北京上空B.该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同C.与赤道平面夹角为30o的倾斜地球同步轨道只有唯条D.该卫星运行的速度大于第一宇宙速度【解析】【详解】A .根

3、据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心,所以有可能在运动过程中经过北京上空，所以A错误；B.由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据GM可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相 同，所以B正确；C.由题意可知，圆心在地心，与赤道平面成30o的圆形轨道有无数个，所以 C错误;D.根据公式可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比 第一宇宙速度小，D错误。故选B3 .如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P,系统处于

4、静止状态，现用竖直向下的力 F作用在P上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力【答案】DF和运动时间t之间关系的图【解析】【详解】在作用力 F之前，物块放在弹簧上处于静止状态，即mg kxo作用力F之后，物块向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有F mg k（xo x） max即为物块向下运动的位移，则x 1at22联立可得maka 2t2即F随时间变化图象为D,所以D正确，ABC错误。sin37° 0.6 ,则圆环和1620D.2728故选Do4 .如图（a）所示，在倾角37°的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出

5、）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在 t 8to和t 9to时亥ij,圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,【答案】D【解析】【详解】根据楞次定律可知，0：培力沿斜面向下，设圆环半径为r有Ei此时圆环恰好静止由平衡得同理在圆环上部分受到的安培力沿斜面向上8to时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安电阻为R,在8to时VVtVBVtBo16tomg sinBoli2r mg cost9to 时E2tBo2to2E2M , I2 2 R圆环此时恰好静止，由平衡得联立以上各式得mg sinmg cosB0I2 2r27

6、28故ABC错误，D正确。故选Do5 .玩具车的遥控距离为 25m ,某同学手持摇控器和玩具车同时从同地由静止沿同方向做匀加速直线运动。若该同学加速度的大小为im/s2,最大速度为5m/s；玩具车加速度的大小为 2m/s2，最大速度为10m/s。在达到最大速度后，二者都能长时间保持最大速度匀速运动。下列说法正确的是（）A.该同学对玩具车白控制时间为7.0sB.该同学对玩具车白控制时间为7.5s2.5s的控制时间C.在控制时间内，该同学的位移大小为25mD.与静止不动相比，该同学因运动而增加了【答案】BCD【解析】【详解】AB.由题意可得，该同学加速到最大速度所用时间与玩具车加速到最大速度所用时

7、间相同，为t1 5s在此期间该同学和玩具车运动的位移分别为1 ,21 ,2x1 -a1tl 12.5m , x2 -a2tl 25m2 2则两者相距x1 x2 x1 12.5m已知遥控距离为 25m,则x2 x2 x125m 12.5m 12.5mx2 v2t2 v1t2解得t2=2.5s该同学对玩具车的控制时间为t t1 t2 7.5s所以B正确，A错误；C.在控制时间内，该同学的位移为1,2x x1 x1a1tl v1t2 25m2所以C正确；D.如果该同学静止不动，玩具车向前加速运动，则1. 2xa2t25m2解得t 5s即此时该同学对玩具车的控制时间为5s,则t t t 2.5s所以与

8、静止不动相比，该同学因运动而增加了2.5s的控制时间，所以 D正确。故选BCD。Q和Q。MN是水平6.如图所示，两个等量异种点电荷A、B固定在同一条水平线上，电荷量分别为放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球P,其质量为m,电荷量为 q （可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷 A的正下方C点由静止释放，到达点电荷B的正下方D点时，速度为23mls , O为CD的中点。则（）N +2-。*iIIIIIIIIIp; I心一IMCODNA.小球从C至D先做加速运动，后做减速运动B.小球运动至。点时速度为2m/sC.小球最终可能返回至 。点D.小球在整个运动过程中的最

9、终速度为2m/s【答案】BD【解析】【详解】a .根据等量异种点电荷的电场线分布，可知，两点电荷连线的中垂面是等势面，电势为0,正点电荷附近电势大于 0,负点电荷附近电势小于0,根据对称关系可得CD其中C 0, D 0所以小球从C到D运动过程中，只有电场力做功，且由于电势降低，所以电势能减小，电场力做正功，小 球在做加速运动，所以 A错误；B.小球由C到D,由动能定理得12Wcd UcDq -mv2c 1 一 2 2- mv 4m2则由C到O,由动能定理可得1 2Wco U coqmvo212-mvo 2Vo2m/s所以B正确；C.由分析可知o 0无穷远处电势也是 0,小千由O到D加速运动，再

10、由 D到无穷远处，电势升高，电势能增加，电场力做负功，小球做减速运动，所有不可能返回O点，所以C错误；D.小球从O到无穷远处，电场力做功为 0,由能量守恒可知，动能变化量也是0,即无穷远处的速度为v vO 2m/s所以D正确。故选BD。7 .如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd绕与磁感线垂直的转轴 ab匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（ b）所示，若线框总电阻为 5Q,则（） aA.cd边两端电压的有效值为 16.5VB.当线框平面与中性面的夹角为45°时，线框产生的电动势的大小为 22VC.从t 0到t 0.01s时间内,通过线框某一

11、截面的电荷量为4.4 10 2CD.线框转动一周产生的焦耳热为3.87J【答案】AB【解析】【详解】A .根据电动势随时间的变化曲线可得，交流电的电动势的瞬时值为e 22V2sin t(V)22V2sin100 疝(V)则交流电的电动势的有效值为cd边两端电压的有效值为E 22V3Ucd -E 16.5V4所以A正确；B.当线框平面与中性面的夹角为45o时，即花t 4则此时的电动势为e 22V所以B正确；C.由图象可得交流电的周期为T 0.02s从t 0到t 0.01s时间内，即半个周期内，通过线框某一截面的电荷量为2BSR R由电动势的瞬时值表达式可知Em BS2jBS 22.2VTDC 1

12、1&J 2BST m50则所以C错误；D.此交流电的电流有效值为2BS1八2冗C1253.9 10-2CI 4.4AR根据焦耳定律可得，线框转动一周产生的焦耳热为Q I2RT 1.936J所以D错误。2m的U形管恰好能在两导槽之间自由滑动,故选AB 。8 .如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行导槽，质量为一质量为m的小球沿水平方向，以初速度 Vo从U形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.该过程中，小球与 U形管组成的系统机械能守恒B.小球从U形管的另一端射出时，速度大小为v03c.小球运动到u形管圆弧部分的最左端时，速度大

13、小为v06m%33D.从小球射入至运动到 U形管圆弧部分的最左端的过程中，平行导槽受到的冲量大小为【答案】ABD【解析】【详解】A.小球和U形管组成的系统整体在运动过程中没有外力做功，所以系统整体机械能守恒，所以正确；B.小球从U形管一端进入从另一端出来的过程中，对小球和U形管组成的系统，水平方向不受外力，规定向左为正方向，由动量守恒定律可得mv0 mv1 2 mv2再有机械能守恒定律可得2mv2212121一 mv0- mv« 一2221 Vo解得m 2mvi Vom 2m 3所以B正确；C.从小球射入至运动到 U形管圆弧部分的最左端的过程时，小球和U形管速度水平方向速度相同，对此

14、过程满足动量守恒定律，得mv0 （m 2 mMVxVo由能量守恒得11212-mv0 - 2mvx - mv解得7v -Tvo3所以C错误；D.小球此时还有个分速度是沿着圆形管的切线方向，设为Vy ,由速度的合成与分解可知-22 、6Vy V Vx-V0对小球由动量定理得I mVy 0 mV0由于力的作用是相互的，所以平行导槽受到的冲量为6I mV03所以D正确。故选ABD。二、非选择题 （一）必考题9 .频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是物体下

15、落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，当地重力加速度大小为9.80m/S2,照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米。利用上述信息可以求出：物体下落至B点时速度大小为 m/s （结果保留3位有效数字），实验中物体由B点下落至C点，动能的增加量约为重力势能减少量的% （结果保留2位有效数字）。(1) . 1.16(2) . 9597均正确【解析】【详解】1根据公式可得VbVtv2AB BC2T1.16m/s2同理可得VcVt v2BC CD2T1.5375m/s物体有B到C过程中，动能增加量为Ek1T 22-m(VcVb )2重力势能的减少量为Ep mg h mg BC

16、动能的增加量约为重力势能减少量的Ek 100% Ep97%10 .某小组用惠斯通电桥测量电阻Rx的阻值:方案一：如图a）所示，先闭合开关 S,然后调整电阻箱R2的阻值，使开关So闭合时，电流表G的示数为零。已知定值电阻 R、&的阻值，即可求得电阻 R。R实验中对电流表 G的选择，下列说法正确的是 A.电流表的零刻度在表盘左侧B.电流表的零刻度在表盘中央C.电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小D.电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小 .R2Ri(2)若实验中未接入电流表G ,而其它电路均已连接完好，调节电阻箱 R2 ,当百一w,则B、D两点的Rx R3电势的关系满足 B D (选

17、填“ >”、“ <”或“ =" J方案二：在方案一的基础上，用一段粗细均匀的电阻丝替代R1、R3,将电阻箱R2换成定彳1电阻R,如图(b)所示。(3)闭合开关S,调整触头D的位置，使按下触头 D时，电流表G的示数为零。已知定值电阻R的阻值，用刻度尺测量出li、12,则电阻Rx (4)为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图( b)中的定值电阻 R换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为R4 ；然后将电阻箱与 Rx交换位置，保持触头 D的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表G的示数为零，此时电阻箱的读数记为R,则电阻Rx【答案】 (1). BC (2). &l

18、t;(3). 9R(4).，航|1【解析】【详解】(1)1AB .电流表G零刻度线在中央时，可以判断电流的流向，判断 B和D两点电势的高低，所 以要求电流表 G的零刻度在表盘中央，所以 B正确，A错误；CD.根据电流表中表针摆的方向便可判断B和D两点电势的高低，进而进行调节，无需准确读出电流的大小，所以C正确，D错误。故选BC。(2)2当没有接电流表G时，R2与Rx串联,R1与R3串联，然后再并联，则I1R2IlRxUaB UbCUaCI 2R1I 2R3U AD U dcU AC变形可得R2U ABU ACiRxU BCU BC国UadR3U DCU AC iU DC所以，当建时U BC U

19、 dc3闭合开关S后，调节让电流表 G示数为零，说明U AB U AD , U BC U DCRo,则同时R与Rx电流相同，均匀电阻丝电流相同，设电阻丝单位长度的电阻为U AB U BC U AD U DCRRxRollR0I2整理得Rolllii2i2-R li(4)4将li和I2的电阻记为R1和R2 ,则R4RRxRiRxR2R5R联立得Rx-R4R511 .如图所示，打开水龙头，流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时，水流会被吸引，顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应( Coanda Effect)。某次实验，水流从 A点开始顺着乒乓球表面流动，并在乒 乓球的最低点B与之分离，最后落

20、在水平地面上的 C点(未画出)。已知水流出水龙头的初速度为v0, B点到C点的水平射程为x, B点距地面的高度为 h,乒乓球的半径为 R,。为乒乓球的球心，AO与竖直方向的夹角60°，不计一切阻力，若水与球接触瞬间速率不变，重力加速度为 g。若质量为 m(m 0)的水受到乒乓球的“吸附力”为 F ,求工的最大值； m(2)求水龙头下端到 A的高度差H 。rfHIluniiitll 11 I22cx Vo 3 R4h 2g 2【答案】(i)E g(i，)；(2)Hm 2hR(i)设水流在B点的速率为Vb ,在B点时一F-最大，由牛顿第二定律水流从B点开始做平抛运动，有联立，解得2mvB

21、小F mg 12gt2VBtg(122hR(2)水流从水龙头流出至到达B点，由动能定理mg(H RcosR)2mvB12人mv02联立，解得2V04h 2g 212 .如图所示，在xOy平面 第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场, 电场强度的方向沿 y轴负方向。原点 。处有一粒子源，可在 xOy平面内向y轴右侧各个方向连续发射大量xOy平面放置着一块速度大小在0V0之间，质量为 m ,电荷量为 q的同种粒子。在 y轴正半轴垂直于足够长的薄板，薄板上有粒子轰击的区域的长度为o已知电场强4上小为9mv24qLo,不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。(1)求匀强磁

22、场磁感应强度的大小B ;(2)在薄板上y L处开一个小孔，粒发射的部分粒半轴的最远点的横坐标；(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子:0时，粒速度为左侧电场区域V。，随着时间推|它粒子经过x轴负发射的粒子初速度逐渐减小，变为 纽时，就不再发射。不考虑2,若穿过薄板上L0，一 小、处的小孔进入电场的粒2的表达式。子排列成一条与y轴平行的线段，求T时刻从粒子源发射的粒子初速度大小【解析】二定律c 2mv。（1）B 0 qL。；(2)x3 vLo； （3）3vv（t）2sin（&）或者 2sin（&）6L。6 L。速度为V0的粒子沿x轴正向发射，打在薄板的最远处，其在磁场中运动的半径为

23、0联立，解得(2)如图a所示速度为v的粒子与y轴正向成2-mv。qv。B r。2mvoB 。区qL。角射出，恰好穿过小孔，在磁场中运动时，由牛顿第二定律粒子沿x轴方向的分速度联立，解得说明能进入电场的粒子具有相同的沿半轴的最远处。粒子进入电场时，沿最远处的横坐标联立，解得4sinvx vsin dX轴方向的分速度。当粒子以速度为vo从。点射入，可以到达y轴方向的初速度为Vy,有L0Vyt2 y1 qE J-t2 mxvxt (3)要使粒子排成一排，粒子必须在同一时刻进入电场。粒子在磁场在运动轨迹如图b所示x轴负周期相同，均为Bqv0sinVo2.VV02v粒子在磁场中的运动时间以V0进入磁场的

24、粒子，运动时间最长，满足一,其在磁场中运动时间6tm以不同速度射入的粒子，要同时到达小孔，有联立，解得t ttmVo -V(t) o ./冗Vo或者2sin(一 一t)6LoVoc /冗 V0 x2sin( t)6Lo【物理一选修3-3】13 .关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（）A.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大C. 一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大D.气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性E.外界对气体做正功，气体的内能一定增加【答案】ACD【

25、解析】【详解】A.气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，所以A正确；B.物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小，所以 B错误；C.根据理想气体状态方程也CT可知，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，所以C正确；D.气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性，所以 D正确；E.外界对气体做功W 0由于不知道气体是吸热还是放热，根据热力学第一定律U W Q无法确定气体的内能增加还是减小，故 E错误。故选AC

26、D。14.如图所示，在上端开口的绝热汽缸内有两个质量均为m 1kg的绝热活塞(厚度不计)A、B, A、B之间为真空并压缩一劲度系数k 500N/m的轻质弹簧，A、B与汽缸无摩擦，活塞 B下方封闭有温度为27oC的理想气体。稳定时，活塞 A、B将汽缸等分成三等分。已知活塞的横截面积均为S 20cm2,5L 0.6m ,大气压强po 1.0 10 Pa,重力加速度g取10m/s。(1)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，当活塞 A刚好上升到气缸的顶部时，求封闭气体的温度；(2)在保才e第(1)问的温度不变的条件下，在活塞A上施加一竖直向下的力 F ,稳定后活塞B回到加热前的位置，求稳定后力 F的

27、大小和活塞 A、B间的距离。T £1I £ 1-L 二也A/W00 t1 A B【答案】 600K; (2) 220N , 0.16m【解析】【详解】(1)初态，气体温度为T1 273K 27K 300K体积为V1 LS当活塞A刚好达到汽缸顶部时，体积V2 2LS温度为丁2,该过程气体发生等压变化，有V1匕Ti T2解得T2 600K (2)分析活塞A的受力，有P1 p0 2mg 1.1 105Pa S在F作用下，活塞 B回到初位置，气体温度不变，即T3 T2分析末态活骞 A和B的受力，得P3P0研究气体的初态和末态，有联立，解得弹簧又压缩了则稳定后A、B间距离【物理一选修3-4】PiT1LABL15.如图(a)所示，位于M、N两点处P3今T3220N 0.44m x 0.16m 两波源相距18m,在M、N两点间连线上有一点 P, MP6m。t 0时，两波源同时开始振动， 振动图象均如图（b）所示，产生的两列横波沿 MN连线相向传播，波在MN间的均匀介质中传播的速度为 300m/s。下列说法正确的是（）B. t 0.025s时，M点处的波源产生的第一个波