2021-2022学年湖北省武汉市高三(下)调考物理试卷(2月份)(附答案详解)

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2021-2022学年湖北省武汉市高三（下）调考物理试卷（2月份）一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京开幕，至此，北京成为全世界唯一一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。如图所示，某次训练中，短道速滑运动员在水平冰面上做匀速圆周运动，则运动员(   A.受到冰面的作用力大小恒定，做匀加速运动

B.受到冰面的作用力大小恒定，做变加速运动

C.受到冰面的作用力大小变化，做匀加速运动

D.受到冰面的作用力大小变化，做变加速运动

2021年12月20日，16项国家科技重大专项之一——石岛湾高温气冷堆核电站示范工程首次并网发电(如图)，这是全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目。核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，核反应方程是 92235U+01n→56144BA.12(m1−m2−m3某同学骑行共享单车，在距离十字路口停车线20m处看到信号灯变红时，立即停止蹬车，此后该车依惯性匀减速直线滑行8s，恰好停在距离停车线4m处(末越过停车线)。该车滑行的加速度大小是A.18m/s2 B.12某简谐运动的振动图像如图所示，a、b、c、d是曲线上的四个点。下列选项中，表示振子动能最大的是(  A.a B.b C.c D.d真空中有一个透明圆柱体，其横截面的半径为R，如图所示，现有两束平行且相距为d=3R的同种单色光相对于圆心O对称地照射到圆上，两束光线分别经一次折射后相交于圆周上同一点，则圆柱体对单色光的折射率是A.2 B.3 C.5 D.6如图所示，水平面(纸面)内固定有光滑金属导轨ACD和OE，CD和OE平行且足够长，AC是以O为圆心的圆弧导轨，扇形OAC内有垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆OP的P端与圆弧AC接触良好，金属杆MN处在垂直纸面向外的匀强磁场中，且与平行导轨接触良好。初始时杆MNA.杆MN的加速度逐渐减小 B.杆MN中的电流逐渐增大

C.杆MN受到的安培力逐渐增大 D.杆如图所示，电阻为4R的金属圆环固定于匀强磁场中，圆环所在平面与磁场方向垂直，a、b、c、d是圆环的四等分点。直流电源(图中未画出)的电动势为E，内阻为R。将a、c两，点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F1；将a、b两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F2。不考虑连接电源与圆环的导线的电阻，不考虑圆环的形变，下列判断正确的是(A.16<F1F2<13二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）若一个带负电荷的小球只受到电场力作用，则小球(  A.可能沿电场线运动 B.一定沿电场线运动

C.可能由低电势处向高电势处运动 D.一定由低电势处向高电势处运动如图所示，手摇发电机产生的正弦交流电经理想变压器给灯泡L供电，当线圈以角速度ω匀速转动时，灯泡L正常发光，电压表示数为U。已知理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比为k，发电机线圈的电阻为r，灯泡L正常发光时的电阻为R，其他电阻忽略不计，则(  A.灯泡L的额定功率为U2k2R

B.一个周期内通过P处导线横截面的电荷量为2πUωr

C.若减小转速，则灯泡L不能正常发光木星在我国古代被称为“岁星”，有79颗卫星。伽利略在1610年发现了木星的四颗卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三绕木星做匀速圆周运动的周期之比为1：2：4。已知木星的质量为1.9×1027kg，木星的自转周期为10h，木卫三绕木星运动的轨道半径为1.1A.木星表面的重力加速度大小 B.木星同步卫星的线速度大小

C.本卫一绕木星运动的周期 D.木卫二绕木星运动的轨道半径如图所示，V型光滑挡板AOB之间放置有一质量均匀的球体，初始时系统处于静止状态，现将整个装置以O点为轴顺时针缓慢转动(∠AOB保持不变)，在AA.挡板AO的弹力逐渐增大 B.挡板AO的弹力先增大后减小

C.挡板BO的弹力逐渐增大 D.挡板三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）某实验小组用如图(a)所示的装置“探究加速度与力的关系”。请完成下列填空：

(1)同学甲保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动，同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是______(选填“甲”或“乙”)；

(2)同学丙进行如下实验：

ⅰ.取下如图(a)中的砝码盘，将长木板的右端垫高，轻推小车，小车刚好能______运动，即平衡了摩擦力；

ⅱ.重新挂上砝码盘，在砝码盘中加人砝码，接通电源，松开小车，小车运动，打点计时器打出的纸带一部分如图(b)所示。已知打点计时器的工作频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，则小车的加速度大小是______m/s2(结果保留2位有效数字)；某同学利用图(a)所示的电路测量一待测电阻Rx(约50Ω)的大小，图中的充电宝是直流电源，其电动势E约为5V、内阻不计，电压表量程为4V、内阻大于1kΩ，电阻箱R的最大阻值为9999.9Ω。请完成下列填空：

(1)如图(a)所示，充电宝的正极与开关的左接线柱连接，负极与待测电阻的左接线柱连接，充电宝与开关、电阻箱、待测电阻串接，电压表并接在待测电阻的两个接线柱上。为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选______Ω(选填“1”“10”或“100”)；

(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U，如图(b)所示；

(3)根据图(a)所示电路，用R、Rx、E表示1U，得1U=______；

(4)利用测量数据，作1U−R图线，如图(c)所示；

(5)通过图四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）寒假期间的一天早晨，某同学将一开口竖直向上的气缸置于水平面上，竖直轻弹簧的下端与气缸底部连接，上端与活塞(不计重力)连接，如图所示。当气缸与活塞均静止时，他测出气缸周围环境温度为T1，气缸内弹簧长度为L1；不移动装置，中午时分，他再次测出气缸周围环境温度为T2，气缸内弹簧长度为L2(仍在弹性限度内)。已知弹簧劲度系数为k，原长为L0，且L0<L1<L2，活塞横截面积为S如图所示，两竖直虚线MN和M′N′间的距离AC=d，P、Q点在直线M′N′上。一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)以某一速度从A点垂直于MN射入；若两竖直虚线间的区域内只存在场强大小为E、沿竖直方向的匀强电场，则该粒子将从P点离开场区，射出方向与AC的夹角叫做电偏转角，记为θE；若两竖直虚线间的区域内只存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场，则该粒子将从Q点离开场区，射出方向与AC的夹角叫做磁偏转角，记为θB。

(1)若两竖直虚线间的区域内同时存在上述电场和磁场，且该粒子沿直线运动从C点离开场区；

i.该粒子从

如图所示，竖直平面内固定有轨道ABCD，水平放置的AB段长度为L=3m，BC段是半径R=1m、圆心角θ=37°的光滑圆弧，CD段(足够长)的倾角为37°，各段轨道均平滑连续，在圆弧最低处B点下方安装有压力传感器，在A点右侧放置有弹簧发射器，一质量为m=2kg的滑块P(视为质点)被弹簧发射器发射后，沿水平轨道AB向左滑行，第一次经过B点时，压力传感器的示数为滑块P的重力的11倍。已知滑块P与AB段、CD段的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度大小g=10m/s³，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求滑块P被发射后经过A点的动能；

(2)将滑块P冲上BCD段后返回AB段停止时的位置记为E，求E与B的距离；

(3答案和解析1.【答案】B

【解析】解：匀速圆周运动，合力提供向心力，所以合力是大小不变，方向始终指向圆心，对运动员受力分析，冰对运动的作用力有两个作用效果：竖直分力和运动员的重力平衡，水平分力提供向心力，所以竖直分力恒定，水平分力大小不变，方向始终指向圆心。则冰面对运动的作用力大小不变，方向始终指向圆心偏上，是变化的，即合力是变化的，做变加速运动，受力如图所示

故B正确，ACD错误。

故选：B。

匀速圆周运动合力提供向心力，是大小不变，方向始终指向圆心的变力，再根据受力分析找到冰面对运动员的力。

可以运用力的分解，分析冰面的力产生的效果，一个分力与重力平衡，另一个分力提供向心力，还可以按照力的合成，重力和冰面的作用力的合力提供向心力，大小不变，方向始终指向圆心，所以冰的作用力大小不变，方向始终变化，是变力，做变加速运动。

2.【答案】D

【解析】解：该反应过程中的质量亏损为：Δm=(m1−m2−m3−2m4)c2，

由爱因斯坦的质能方程：Δ3.【答案】B

【解析】解：根据题意可知，共享单车依惯性匀减速直线滑行的位移为x=20m−4m=16m；

共享单车做的是末速度为零的匀减速直线运动，根据逆向思维可以把该运动看作是反方向初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式有

x=12at2

代入数据可得a=4.【答案】C

【解析】解：曲线上c点表示振子的位移为零，速度最大，动能最大，故C正确，ABD错误。

故选：C。

简谐运动中，动能和势能之和守恒；在平衡位置动能最大，势能为零；在最大位移处势能最大，动能为零．

本题关键记住简谐运动在最大位移处势能最大、动能最小；在平衡位置处势能最小、动能最大；注意x−t5.【答案】B

【解析】解：如图所示，

若光线经过球表面发生折射后，折射光线恰好相交在球面上，那么有n=sinαsinβ

据几何关系可知sinα=d2R=32

α=2β

联立解得：6.【答案】A

【解析】解：杆OP绕O点从C到A匀速转动时，回路中产生逆时针的感应电流，MN中电流由N指向M，MN受到向右的安培力，开始向右运动，设OP长为l，角速度为ω，MN的速度为v，则根据法拉第电磁感应定律可得，回路中的感应电动势为

E=Bl2ω2−Blv

利用闭合电路的欧姆定律可得，回路中的电流I=ER

对杆MN，根据牛顿第二定律可得

FI=BIl=ma7.【答案】D

【解析】解：设金属圆环的半径为r，当ac两点与直流电源相连时，金属环adc与abc两个部分并联，并联电阻为：R并=2R2=R

电流为I=ER+R并=E2R

故安培力为：F1=BI⋅2r=BErR

a、b两点与直流电源相连接时，金属环8.【答案】AC【解析】解：AB、物体的运动情况取决于合力和初始条件。小球只受到电场力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，有没有初速度，初速度方向与电场线的关系，只有当电场线是直线时且小球的初运动方向沿着电场线时小球才沿电场线运动，故A正确，B错误；

CD、带负电荷的小球受电场力方向与电场方向相反，无初速度或初速度与电场力成锐角时，负电荷由低电势到高电势，否则可能从由高电势到低电势，故C正确，D错误。

故选：AC。

物体的运动情况取决于合力和初始条件。小球只受到电场力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，有没有初速度，初速度方向与电场线的关系。只有当电场线是直线时，小球只受到电场力的作用才可能沿电场线运动。9.【答案】AC【解析】解：A、变压器原副线圈的电压比等于匝数比，有

UUL=k

根据功率的公式，可得灯泡L的额定功率PL=UL2R

整理可得PL=U2k2R

故A正确；

B、一个周期内通过P处导线横截面的电荷量q=I−⋅Δt=E−R总⋅Δt

根据法拉第电磁感应定律有E−=NΔΦΔt

联立可得q=NΔΦ10.【答案】BC【解析】解：A.不计星球自转，木星表面重力加速度由万有引力提供，根据

GMmR2=mg

木星半径未知，所以无法求出木星表面的重力加速度大小，故A错误；

B.木星同步卫星的周期为10h，根据

GMmr2=m4π2T2r

可求出同步卫星的轨道半径r，再根据

v=2πTr

可求出木星同步卫星的线速度大小，故B正确；

C.设木卫三绕木星运动的周期为T3，则已知G、M、T3，可求出T3，由题意可知

T1：T3=1：4

故可以求出木卫一绕木星运动的周期T1，故C正确；

D.设木卫二绕木星运动的轨道半径为r11.【答案】BC【解析】解：AB、支架转动过程中，对小球受力分析及各个力的夹角如图；

根据正弦定理可以推导得出：mgsinθ=NAsinα=NBsinβ

因为整个装置以O点为轴顺时针缓慢转动(∠AOB保持不变)，故mgsinθ保持不变。在AO由水平转动90°到竖直的过程中，α从锐角增大到钝角，sinα先增大后减小，故挡板AO的弹力先增大后减小，故B正确，A错误；12.【答案】乙

匀速直线

0.75

1k【解析】解：(1)在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动，此时砝码盘与加入的沙子总重力是稍大于小车受到的最大静摩擦力的，而实际上最大静摩擦力是大于滑动摩擦力的，故此时砝码盘与加入的沙子总重力大于小车滑动时受到的滑动摩擦力，故甲同学的做法不正确。从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动，此时砝码盘与加入的沙子总重力等于小车滑动时受到的滑动摩擦力，摩擦力的影响已得到消除，故乙同学看法正确。

(2)ⅰ、小车刚好能匀速直线运动时，重力沿长木板向下的分力等于滑动摩擦力，即平衡了摩擦力。

ⅱ、打点计时器的打点频率f=50Hz，则打点周期T=1f=150s=0.02s

将纸带分为AC与CE两段，由刻度尺测量出位移大小分别为：xAC=3.15cm，xCE=9.30cm−3.15cm=6.15cm

两段位移对应的时间间隔为：t=10T=0.02×1013.【答案】100

1E+1ERx×【解析】解：(1)由于待测电阻与电阻箱是串联关系，根据串联电路电压与电阻的正比关系，当电阻箱阻值较大时，其电压也较大，那么电压表的示数较小，不易烧坏，故电箱箱的值取100Ω；

(3)根据欧姆定律和串联电路电压关系有：U=RxRx+RE，所以有：1U=1E+1ERx×R；

(5)由上一问的表达式可知，1U−R图象的斜率k=1ERx=0.6−0.2100V−1⋅Ω−1，截距b14.【答案】解：对活塞进行受力分析，初状态

p0S+k(L1−L0)=p1S

V1=L1S

中午时【解析】对缸内的粉笔气体，根据受力分析得出前后的气体压强，结合公式pV=CT得出大气压强的表达式。

15.【答案】解：(1)i.若两竖直虚线间的区域内同时存在上述电场和磁场，且该粒子沿直线运动从C点离开场区，则粒子做运动直线运动：qE=qv0B

解得：v0=EB，该粒子从A点入