2021年湖北省武汉市高考物理质检试卷(4月份)

2021年湖北省武汉市高考物理质检试卷（4月份）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力

F的作用下处于静止状态.若斜面的倾角为。，则（）

A.F=GcosOB.F=Gsind

C.物体对斜面的压力FN=GcoseD.物体对斜面的压力FN=导

2.通过下列各组己知物理量，能估算出气体分子间的平均距离的是（）

A.阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量

B.气体的密度、体积和摩尔质量

C.气体的质量和体积

D.阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度

3.一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中不正确的是（）

A.只增大入射光的频率，金属逸出功将不变

B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变

C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大

D.只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将减少

4.2013年6月13日，“神舟十号”与“天空一号”成功实施手控交会对接，下列关于“神舟十号”

与“天空一号”的分析错误的是（）

A.“天空一号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间

B.对接前，“神舟十号”欲追上“天空一号”，必须在同一轨道上点火加速

C.对接前，“神舟十号”欲追上同一轨道上的“天空一号”，必须先点火减速再加速

D.对接后，组合体的速度小于第一宇宙速度

5.如图所示为一平行板电容器，两板之间的距离d和两板正对面积S都可二

以调节，电容器两板与电池相连接.Q表示电容器所带的电荷量，E表

示两板间的电场强度.则（）

A.当d增大，S不变时，。减小，E减小

B.当S增大，d不变时，。增大，E增大

C.当4减小，S增大时，。增大，E不变

D.当S减小，d增大时，Q不变，E增大

6.超市中小张沿水平方向推着质量为，"的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼，

如图所示.假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止，自动扶梯的倾

角为30。，小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为〃，小车与扶梯间的摩擦忽略不计，则

()

A.小张对扶梯的压力大小为Mgcos30。，方向垂直于斜面向下

B.小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gs讥30。，方向沿斜面向下

C.扶梯对小张的摩擦力大小为〃(M+rn)gcos30。，方向沿斜面向上

D.小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等，这是因为人和车均处于平衡状态

7.新型冠状病毒引发的肺炎疫情牵动着亿万国人的心，一方有难，八方支援，当武汉各种物品告

急时，全国人民纷纷慷慨解囊，捐款捐物，支援武汉。I月28日下午，山东寿光首批援助武汉

的350多吨20余种新鲜优质蔬菜装载完毕，如图中所示，满载蔬菜的大卡车沿一段平直公路缓

缓驶出，其速度u随位移x的变化关系如图乙所示。则卡车()

ffl'l1图乙

A.做匀加速直线运动B.相同时间内速度变化量相同

C.相同时间内速度变化量越来越大D.相同位移内所受合外力做功相同

二、多选题(本大题共4小题，共16.0分)

8.如图甲，一理想变压器原副线圈的匝数比为2：1,原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示,

副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22W；原线圈电路巾接有电压表和电流表.现闭合开关，

灯泡正常发光.若用U和/分别表示此时电压表和电流表的读数，则()

A.灯泡的额定电压为/10V

B.副线圈输出交流电的频率为50”z

C.U=220V,1=0.2A

D.原线圈输入电压的瞬时表达式为"=220让sinlOOmV

9.下列说法中正确的是()

A.悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显

B.用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力

C.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

D.一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，气体的压强一定增大

E.内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的

10.如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看做圆周运动。下列说法正确的

是()-----里

A.车速相同时，拱形桥圆弧的半径越小，行车越安全

B.车速相同时，拱形桥圆弧的半径越大，行车越安全

C.对同一拱形桥，汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小

D.对同一拱形桥，汽车的速度越大，汽车对桥的压力越大

11.如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道

底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某/

滑块从斜面上不同高度〃处由静止下滑，通过8时，下列表述正确的EEB"”""

有().

A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力

C.N越大表明h越小D.N越大表明h越大

三、实验题(本大题共2小题，共16.0分)

12.利用图甲装置做“研究平抛运动”的实验。

(1)为保证测量的准确性，需要使斜槽末端保持水平，检测斜槽末端水平的方法是.

(2)下列说法正确的是。

A小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放

B.斜槽末端必须光滑

C.用折线连接记录的各点，以此描绘小球在空中运动的轨迹

（3）若用频闪相机对小球拍照，所得的点迹如图乙所示，图中每小格的边长为1.09CM,闪光的频率为

每秒30次，则小球离开斜槽末端时的速度大小为m/s,当地的重力加速度大小为

m/s2o

13.在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验电路图如图所示,

验室提供下列器材:

电流表量程0.64内阻约1.0。）

电压表U（量程3匕内阻约3k0）

滑动变阻器&（0〜20。）

滑动变阻器〜20000）

干电池E（电动势约1.5乙内阻未知）

开关及导线若干

（1）实验中滑动变阻器应选（填器材的代号）；

（2）实验时，改变滑动变阻器的阻值，得到两组测量数据/、A和4、12,则电源的电动势E=

内阻r=;

（3）若有相同型号的新、旧两节干电池，分别接入图示电路，当电流在相同范围内变化时，接入旧干

电池（电动势较小，内阻较大）时电压表读数变化范围（填“一定大于”、“一定小于”或

“可能等于”）接入新干电池时电压表读数变化范围。

四、简答题（本大题共2小题，共27.0分）

14.如图，玻璃球冠的折射率为百，其底面镀银，球半径是底面半径的竽倍。,“

在过球心。且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻/.A

璃球冠上的"点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从晨

BA

M点射入经折射到底面和从底面经反射到再从球面穿出两段所用时间之比。

15.传送带在工农业生产和日常生活中都有着广泛的应用。如图甲所示，倾角为。的传送带以恒定速

率逆时针转动，现将m=2kg的货物放在传送带上的A点，货物与传送带的速度n随时间，变化

的图象如图乙所示，整个过程传送带是绷紧的，货物经过1.2s到达B点，已知重力加速度9=

10m/s2o求：

(1)4、B两点的距离;

(2)货物从A运动到8的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的热量。

五、计算题(本大题共1小题，共13.0分)

16.如图所示，在同一水平面的两金属导轨油、”相互平行，相距为

d,一根质量为，〃的金属棒放在导轨上，与导轨垂直，在两导轨的

6、d两端用与导轨垂直的导线，连接一阻值为R的电阻，其于电

阻不计，导线与金属棒的间距为4棒与导轨间的滑动摩擦因数为“，最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度为g。现在上述装置所在的区域加一竖直向上的匀强磁场，开始时，匀强磁

场的磁感应强度大小为从时刻起，磁感应强度均匀增加，且磁感应强度的变化率空=k,

0,t=0△C

求：

(1)磁感应强度均匀增加过程中，通过金属棒的电流大小，并在图中标出方向;

(2)金属棒保持静止的时间。

【答案与解析】

1.答案：D

解析：解：以物体为研究对象，对物体进行受力分析：受到重力、推力尸和斜面的支持力，作出受

力示意图如图，根据平衡条件得弋

F=FNsind\e；

>

FNCOS0—GF

解得F=Gtand风=忌"

GG

由牛顿第三定律得：FN'=FN=^

故选。

对物体进行受力分析：重力、推力F和斜面的支持力，作出受力示意图，根据平衡条件求出F和斜

面的支持力，再得到物体对斜面的压力.

本题分析受力情况，作出受力示意图是解题的关键.此题运用力合成法进行处理，也可以运用正交

分解法求解.

2.答案：D

解析：解：4、气体的摩尔质量比阿伏加德罗常数，可求分子质量，密度未知，不可求分子体积，故

求不出分子间的平均距离，故A错误：

8、知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该体积摩尔体积及气体物质的量，阿伏加德罗常

数没给出，求不出气体分子体积，求不出分子间的平均距离，故B错误；

C、气体的质量和体积仅仅可求出气体密度，故求不出分子间的平均距离，故C错误；

。、已知气体的摩尔质量和密度，求出摩尔体积，知道阿伏加德罗常数可求出分子体积，可以进一

步求出分子间的平均距离，故。正确；

故选：D。

气体分子的体积（气体分子所占据的空间）看成球体，气体分子间的平均距离等于球体的直径；求出

分子体积即可以求出分子间的平均距离。

本题根据宏观量求微观量，估算分子间的距离，阿伏伽德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁，由

阿伏伽德罗常数求出分子体积是解题的关键。

3.答案：D

解析：解：A、金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身的性质决定，故A正确。

8、光电子的最大初动能与入射光的照射时间无关，故B正确。

C、根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0,增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，故C正

确。

入射光强度增大，则单位时间内发出光电子数目增多，故。不正确。

本题选不正确的，故选：Do

发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率。

根据光电效应方程可知，Ek=hY-W；可知，光电子的最大初动能由入射光的频率决定，

金属的逸出功不会随着入射光的频率变化而变化；

光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目

解决本题的关键掌握发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率。以及知道光的强弱不影响

光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目。并理解光电效应方程的应用，注意入射光的

频率决定光电子的最大初动能。

4.答案：B

解析：解：4、发射速度如果大于第二宇宙速度，“天宫一号”将脱离地球束缚，不能在绕地球运动

了.故A正确.

从神舟八号加速将做离心运动，才可能与“天宫一号”对接.故所以对接前神舟八号的轨道高度必

定小于天宫一号.故B错误.

C、对接前，“神舟十号”欲追上同一轨道上的“天空一号”，必须先点火减速，做近心运动，再加

速做离心运动，从而相遇.故C正确.

对接后，“天宫一号”的轨道高度没有变化，必定大于地球半径，根据万有引力提供向心力G詈=

m-,有D=叵，高度越高，I，越小，故对接后，“天宫一号”的速度一定小于第一宇宙速度.故

rAJr

D正确.

本题选择错误的，故选：B.

“神舟十号”与“天空一号”绕地球运动时万有引力提供向心力，根据万有引力定律，结合离心运

动的条件，即可确定求解.

解决本题的关键要结合万有引力提供向心力做匀速圆周运动，当两者不等时，出现离心或近心运动，

掌握在同一轨道不同加速或减速相遇.同时要知道第一、二宇宙速度的含义.

5.答案：A

解析：解：4、当d增大，S不变时，由C=知：电容C减小，而板间电压U不变，由。=号知Q

4nkdU

减小，由E=，知E减小，故4正确。

8、当S增大，"不变时，由C=总知：电容C增大，而板间电压。不变，由C=£知。增大，由E=(

知E不变，故B错误。

C、当“减小，S增大时，由C=知：电容C增大，而板间电压。不变，由。=,知。增大，由E=J

知E增大，故C错误；

。、当S减小，d增大时，由。=指知：电容C减小，而板间电压U不变，由(?=号知。减小，由E=J

4nkdUd

知E减小，故。错误。

故选：Ao

电容器一直与电源相连，故两板间的电势差不变；则由平行板电容器的电容公式，可知s、d发生变

化时C的变化，则由电容的定义可知。的变化.

本题考查电容器的动态分析问题，要注意电容器的动态分析首先要明确电容器是否与电源相连，若

相连，则电压不变，若断开，则电量不变.

6.答案：B

解析:解:A、对小张受力分析,在垂直斜面方向有:N=Mgcos30°-FsinO=Mgcosd-mgsindtand

,方向垂直于斜面向上，故A错误；

B、对小张和购物车整体受力分析，在平行扶梯方向有：/=(M+m)5sin30°,方向沿斜面向上，

所以小张对扶梯的摩擦力大小为(M+7n)gsi7i30。，方向沿斜面向下，故B正确，C错误；

。、小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系，大小相等，与人和车均处

于平衡状态无关，故。错误.

故选：B

小张和购物车都做匀速运动，把它们看成一个整体，受力平衡，根据平衡条件列式即可分析，小张

对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系.

本题解题的关键是正确对人和购物车进行受力分析，根据平衡条件列式，难度不大，属于基础题.

7.答案：C

解析：解：4、。-x图象是过原点的直线，则图象的斜率k=乎=定值。卡车的瞬时加速度为a=笠=

AXAt

牛弓=kv,可知，随着速度的增大，卡车的加速度增大，卡车做加速度逐渐增大的变加速直线运

△XAC

动，故4错误；

BC、卡车的加速度逐渐增大，由知相同时间内速度变化量越来越大，故8错误，C正确；

。、卡车的加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知卡车所受合外力逐渐增大，则相同位移内所受合

外力越来越大，故。错误。

故选：Co

根据加速度的定义式a=4,分析加速度与速度的关系，再分析卡车的运动情况，结合△。=a△t分

析相同时间内速度变化量的关系。根据合外力的变化分析合外力做功关系。

解决本题的关键要掌握加速度的定义式a=彳和速度的定义式。=甘，来分析加速度与速度的关系。

8.答案：ABD

解析：解：A、有效值为：U="萼=2201/,副线圈的电压为：U2=^U1=110V,则A正确。

V2ni

B、原线圈的频率为/=击，变压器不会改变频率，故8正确，

C、副线圈电流为：I2=^=0.2A,原线圈的电流为：A="1=0.L4,则C错误。

D、0)=2nf=IOOTT,瞬时表达式为：u=220V2sinl007TtK.故。正确

故选：ABD.

根据变压器中电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，灯泡正常发光求出电流，即可求解.

本题考查了变压器的特点；电压与匝数成正比，电流与匝数成反比.

9.答案：ADE

解析：解：A、悬浮在液体中的固体颗粒越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，液体分子对颗

粒撞击的冲力越不平衡，合力越大，布朗运动越明显。故A正确。

8、用气筒给自行车打气时，越打越费劲，是要克服活塞内外的压强差带来的压力，不是因为气体间

的分子力表现为斥力，故B错误；

C、当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大是先增大，后减小；分子势能随分子间距离

的增大而增大，故C错误；

。、一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，由理想气体的状态方程崇=c可知，气体的压强一

定增大。故£＞正确;

E、热机的效率不可能提高到100%,是因为它违背了热力学第二定律，所以内能全部转化为机械能

的热机是不可能制成的，故E正确

故选：ADE.

悬浮在液体中的固体颗粒越小，温度越高，布朗运动就越明显；给自行车打气时，要克服活塞上下

的压强差带来的压力来压活塞.牢记分子力随距离变化的关系：一定质量的理想气体状态变化时遵

守气态方程.热机的效率不可能提高到100%,是因为它违背了热力学第二定律.

本题考查了布朗运动、分子力、分子势能与热力学定律的应用等，都是一些热学中的重点内容；要

注意在生活中应用热力学定律解释常见问题.要注意分子力与气体压强的区别.

10.答案：BC

解析：解：汽车做圆周运动，受到的重力和支持力的合力提供向心力

v2与

mg-N=m—

K

根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力

N'=N②

由①②两式解得

V2

N=mg—m—

R

AB、当丫一定时，R越大压力N'越大，越安全，故A错误，B正确；

CD、当R一定时，n越大，压力N'越小，故C正确，O错误；

故选：BC。

汽车做圆周运动，受到的重力和支持力的合力提供向心力，压力等于支持力，求出压力表达式分析

即可.

本题关键根据牛顿第二定律和第三定律求出压力的一般表达式进行讨论，再得出结果.

11.答案：BD

解析：

在8点，滑块在竖直方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律结合动能定理求出滑块对B点压

力的大小。

解决本题的关键搞清滑块做圆周运动向心力的来源，根据牛顿第二定律和动能定理联合求解。

v2v2

4B.在8点，根据牛顿第二定律有：N-mg=n：15,则得N=Eg-m_£,则知支持力大于重力，则压力大

~RR

于重力，故B正确，A错误;

CD.根据动能定理得：nzgh^wvj,代入解得：\=呜_也目，知N越大，表明〃越大，故。正确,

2sR

C错误。

故选BD。

12.答案：将小球放到斜槽末端任意位置小球均不动A0.3279.81

解析：解：(1)检测斜槽末端水平的方法是：将小球放到斜槽末端任意位置均不动；

(2)力、小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，以保证到达最低点时速度相同，故A正确；

8、斜槽末端没必要是光滑的，只要到达斜槽底端后做平抛运动的初速度相同即可，故B错误；

C、用平滑的曲线连接记录的各点，以此描绘小球在空中运动的轨迹，故C错误：

故选：A；

(3)频闪相机闪光的频率为/=30Hz,闪光周期为T="=茅

I-1AQyl-2

则小球离开斜槽末端时的速度大小为"=亍=——m/s=0.327m/s

30

根据△h=L=gT2

2z2

解得g=强=-m/s=9.81m/so

故答案为：(1)将小球放到斜槽末端任意位置小球均不动；(2)4；(3)0.327；9.81,

(1)根据实验操作步骤分析检测斜槽末端水平的方法；

(2)为了使小球获得相同的初速度，小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放；摩擦力对本实

验没有影响；要用平滑的曲线连接记录的各点；

(3)求出闪光周期，根据匀速直线运动的规律求解小球离开斜槽末端时的速度大小，根据逐差法求解

重力加速度。

本题主要是考查平抛运动的实验，关键是能清楚实验原理和实验操作、数据处理等，知道平抛运动

可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合运动学公式灵活求解。

血一力

13.答案：收；l一定大于

/1一，2i-h

解析：解：(1)因为干电池的内阻较小，为了方便条件选择最大阻值较小的滑动变阻器，所以选择滑

动变阻器％(0〜200);

(2)根据闭合电路欧姆定律可得:

Ur=E-lrr

U2=E-12r

联立解得:E=

11-/2

u2-u.

11一l2

(3)由于旧电池的内阻较大，故在电流相同的范围内，I日干电池的内压变化较大；故电压表读数变化

范围较大；

故答案为：(1)%;Q)气等，播；(3)一定大于

(1)因为干电池的内阻较小，为了方便条件选择最大阻值较小的滑动变阻器；

(2)根据闭合电路欧姆定律列式，联立即可求得电动势和内电阻；

(3)根据电路结构分析误差原因及现象；根据新旧电池的内阻大小关系，明确电压示数的变化

本题考查测量电动势和内电阻的实验，电学实验一般以常见实验为载体考查实验中的接法、仪表的

选择及数据的处理，误差分析等；明确本题中采用方程法求解，误差较大。

14.答案：解：设球半径为心底面半径为r,因为R=2r，即r=3R。

32

球冠地面中心为O',连接00',则OO'IAB,令N040'=a

ijiiiO'AV3

则：cosa———=—

OA2

即NOA。'=a=30°

己知MA1AB,所以404M=60°

设图中N点为光线在球冠内地面上的反射点，光路图如图所示：

设光线在M点的人射角为i,折射角为r,

在N点的人射角为i',反射角为i”,玻璃的折射率为〃;

由于△0AM为等边三角形，所以入射角i=60。

由折射定律得:sini=nsinr

代入数据得：r=30°

作N点的法线NE,由于NE〃M4所以i'=30。

由反射定律得：i"=30°

连接ON,由几何关系可知4MAN^OMON,则NMN。=60°

由以上式可得NEN。=30。，所以NEN。为反射角，ON为反射光线；

由于这一反射光线垂直球面，所以经球面再次折射后不改变方向。

根据数学关系可知：

2V3

MN=­R

ON=NA=1R

V3

NC=(R+^R)

故两段所用时间之比等于对应距离之比为(誓R)：(R+苧R)=(遮—1)：1。

答：该光线从M点射入经折射到底面和从底面经反射到再从球面穿出两段所用时间之比为(国-1)：

1。

解析：根据光的传播情况画出光路图，根据光路图结合几何关系求出该光线从M点射入经折射到底

面和从底面经反射到再从球面穿出两段的距离之比，由此求解时间之比。

本题主要是考查了光的折射，解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路