2020-2021学年湖北省武汉市高中毕业生五月模拟考试理科综合物理试题及答案解析

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18

题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14. 下列说法正确的是（ ）

A. 普朗克在研究黑体辐射问题时提出光子说

B.康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现,有些散射波的波长比入射波的波长略大 C.由2He7N8O1H可知，在密闭的容器中混合存放一定比例的氦气和氮气，几天后将有氧

414171气生成

112D.由0n1H1H2.2MeV可知，用能量等于2.2MeV的光子照射静止的氘核时，氘核将分解

为一个质子和一个中子

15.4月22日,“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接。任务完成后“天舟一号”发生升空后，进入预定的圆轨道运行。经过变轨后升到“天宫二号”所在的圆轨道运行。变轨前和变轨完成后“天舟一号”做圆周运动的轨道半径分别为r1、r2,动能分别为Ek1、Ek2,则

Ek1：Ek2等于( )

A. r1 B. r2r1rr C.2 D.2 r1r2r116.水平面内有一等边三角形ABC,O点为三角形的几何中心,D点为O点正上方一点，O点到A、B、C、D四点的距离均为L。现将三个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在A、B、C处,已知静电力常量为k,则D点的场强大小为( )

A. kQ32kQkQkQ B. C. D. 224LL22L222L17.一段圆环固定在竖直面内,O为圆心，轻绳的两端分别系在圆环上的P、Q点，P、Q两点等高，一物体通过光滑的轻质挂钩挂在绳上，物体处于静止状态。现保持轻绳的Q端位置不变，使P段在圆环上沿逆时针方向缓慢转动，至PO水平。次过程中轻绳的张力( )

A. 一直减小 B. 一直增大 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大

18.甲、乙两质点从相同的初速度从同一地点沿同一方向同时开始做直线运动,以初速度方向为正方向，其加速度随时间变化的a-t图象如图所示。关于甲、乙在0t0时间内的运动情况,下列说

法正确的是( )

A.在0t0时间内,甲做减速运动，乙做加速运动 B.在0t0时间内,甲和乙的平均速度相等 C.在t0时刻,甲的速度比乙的速度小 D.在t0时刻,甲和乙之间的距离最大

19.如图所示，在光滑水平面上一辆平板车,一人手握大锤站在车上。开始时人、锤和车均静止。此人将锤抡起至最高点，此时大锤在头顶的正上方，然后，人用力使锤落下敲打车的左端，如此周而复始，使大锤继续敲打车的左端，最后，人和锤恢复至初始状态并停止敲打。在次过程中，下列说法正确的是( )

A.锤从最高点下落至刚接触车的过程中，车的动量方向先水平向右、后水平向左

B.锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中，车具有水平向左的动量，车的动量减小至零

C.锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中，车具有水平向右的动量，车的动量先增大后减小

D.在任意一时刻，人、锤和车组成的系统动量守恒

20.如图所示,整个空间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场,一绝缘木板（做够长）静止在光滑水平面上,一带正电的滑块静止在木板上，滑块和木板之间的接触面粗糙程度处处相同。不考虑空气阻力的影响，下列说法中正确的是( )

A.若对木板施加一个水平向右的瞬时冲量，最终木板和滑块一定相对静止 B.若对木板施加一个水平向右的瞬时冲量，最终木板和滑块间一定没有弹力 C.若对木板施加一个水平向右的瞬时冲量，最终木板和滑块间一定没有摩擦力 D.若对木板始终施加一个水平向右的恒力，最终滑块做匀速运动

21.a、b、c是三个质量相同的小球（可视为质点），a、b两球套在水平放置的光滑细杆上c球分别用长度为L的细线与a、b两球连接。起初a、b两球固定在细杆上相距2L处，重力加速度为g。若同时释放a、b两球，则（ ）

A. 在a、b碰撞前的任一时刻，b相对与c的速度方向与b、c的连线垂直 B. 在a、b碰撞前的运动过程中，c的机械能县增大后减小

C.在a、b碰撞前的瞬间，b的速度为gL D. 在a、b碰撞前的瞬间，b的速度为2gL 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每个考题考生都必须作答，

第33~38题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共129分。 22.（6分）

在“研究平抛运动”的实验中,某同学只记录了小球运动途中的A、B、C、D、E、F、G点的位置,相邻两点的时间间隔均为∆t=0.50s。取A点为坐标原点,以+x方向表示水平初速度方向、+y方向表示竖直向下方向，实验记录如下：（结果保留两位小数）

（1）作出x-t图像如图1所示，小球平抛运动的水平初速度大小是 m/s； （2）以t为横坐标，为纵坐标。作出

ytyy其函数解析式为4.88t0.59： t图像如图2所示，

tt2

①重力加速度的测量值是 m/s ；

②t=0.10s时，小球的竖直分速度大小是 m/s。 23.（9分）

现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源（电动势约为6V，内阻不计），

电压表V1（量程2.5V，内阻约为2.5kΩ），V2（量程3V，内阻约为10kΩ），电阻箱R0（最大阻值9999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为3kΩ），滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω），单刀双掷开关一个。导线若干。

（1）在图1中完成测量原理电路图的练习；

（2）电路中应选用的滑动变阻器 （选填“R1”、“R2”）； （3）按照下列实验步骤进行实验：

①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；

②闭合开关，将电阻箱调到6kΩ，调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为1.60V，电压表V2的示数为2.40V；

③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，在将电阻箱调到2kΩ，此时电压表V1的示数如图2，其示数 V,电压表V2的示数为1.40V； （4）根据实验数据，计算得到电源的电动势为 V，电压表V1的内阻为 kΩ，电压表V2的内阻为 kΩ。

24.（14分）

如图所示,圆筒的内壁光滑，底端固定在竖直转轴OO'，圆筒可随轴转动，它与水平面的夹角始终为45。在圆筒内有两个用轻质弹簧连接的相同小球A、B（小球的直径略小于圆筒内径）,A、

0

B质量均为m,弹簧的劲度系数为k。当圆筒静止时A、B之间的距离为L（L远大于小球直径）。现让圆筒开始转动，其角速度从零开始缓慢增大，当角速度增大到0时保持匀速转动，此时小球B对圆筒底部的压力恰好为零。重力加速度大小为g。

（1）求圆筒的角速度从零增大至0的过程中，弹簧弹性势能的变化量； （2）用m、g、L、k表示小球A匀速转动的动能Ek。

25.（18分） 如图所示，M1NlPlQl和 M2N2P2Q2为在同一竖直面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。导轨的M1Nl段与M2N2段相互平行，距离为L；PlQl段与P2Q2段也是平行的，距离为L。 质量为m金属杆a、b垂直与导轨放置，一不可伸长的绝缘轻线一2端系在金属杆b，另一端绕过定滑轮与质量也为m的重物c相连，绝缘轻线的水平部分与PlQl平行且足够长。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为R，重力加速度为g。

（1）若保持a固定。释放b，求b的最终速度的大小；

（2）若同时释放a、b，在释放a、b的同时对a施加一水平向左的恒力F=2mg，当重物c下降高度为h时，a达到最大速度，求：

①a的最大速度；

②才释放a、b到a达到最大速度的过程中，两杆与导轨构成的回来中产生的电能。

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题

作答。如果多做则每学科按所做的第一题计分。 33．（15分）【物理—选修3-3】

(1)(5分)如图所示，一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图像中，气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程，其中ab垂直于cd，ab垂直于V轴且于p轴平行，bc、da是两条等温线。下列判断正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A. 气体在状态a时温度低于在状态c时的温度

B. 从a→b的过程中，气体分子密度程度不变，分子平均动能增加 C. 从a→b→c的过程中，气体密度不断减小，温度先升高后不变 D. 从c→d的过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功

E. 从a→b→c→d的过程中，设气体对外界做功为W1，外界对气体做功W2，气体吸热为为Q1，放热为Q2，W1-W2（10分）如图所示，两端开口、粗细均匀的U玻璃管(管的厚度忽略不计)横截面积为s=1cm，两侧竖直直管长度均为150cm，水平直管中封闭有一段长l=80cm的空气柱,空气柱左、右两侧水银水平段的长度分别为l1=70cm、l2=50cm，竖直段的长度均为h=75cm，在右侧竖直管的水银面有一活塞（质量不计）,活塞可沿着玻璃管的内壁无摩擦的滑动，外界大气压强恒为P0=75cmHg，温度恒定，密闭空气柱处于平衡状态。当划算受到一个竖直向下的力F作用而重新平衡时，空气柱长度为l'=75cm，求力F的大小。（水银密度为ρ=13.6×10kg/m，重力加速度为g=10m/s）

3

3

2

2

34．（15分）【物理—选修3-4】

（1）(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=12m处的质元a的振动图线如图甲所示，在x=18m处的质元b的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A. 质元a在波谷时，质元b一定在平衡位置想y正方向振动 B. 若波沿+x方向转播，这列波的最大传播速度为3m/s C. 若波沿-x方向转播，这列波的最大波长为24m D.若波的传播速度为0.2m/s，怎这列波沿+x方向转播 E.若波的传播速度为01m/s，怎这列波沿-x方向转播

(2)（10分）如图所示，折射率n1=2.0的三棱镜置于空气中，其AB面上均匀地涂有一层透明液体ABB'A'，ΔABC为三棱镜的主截面，∠A=60。一单色光线从液体中一入射角i射到界面AB上的O点，当i=90时，光线从界面AC上的O'点沿O'D方向射出，且∠COD=60。求透明液体的折射率n2。（计算结果保留两位有效数字）

0

0

0

物理参考答案

二、选择题

14. B 15. C 16. D 17. B 18. D 19. AB 20. CD 21. AC 三、非选择题 （一）必考题

22.（6分）（1）0.50 （2分） （2）23.（1）如图所示 （2分） （2）R1 （2分）

9.76 （2分）

1.57 （2分）

（3）2.10 （2分）

（4）5.60 2.5 10 （3分） 24.（14分）

（1）系统静止时，设弹簧的压缩量为x1，以A位研究对象：kx1mgsin45（2分） B对圆筒底部的压力恰好为零时，设弹簧的压缩量为x2，以B位研究对象：

kx2mgsin45 （2分）

因x1=x2，故弹簧弹性势能的改变量为：Ep0 （2分）

（2）设A做圆周运动的半径为R，则：R(Lx1x2)cos45 （2分）

v2A在水平面内做圆周运动，有：kx2cos45Nsin45m （2分） RA在竖直面内做圆周运动，有：Ncos45kx2sin45mg （2分）

12联立解得：Ekmv225.(18分)

2mgLm2g2 （2分） 2k（1）当b的加速度为零时，速度最大，设此时速度为vm，则：EB电流：ILvm （1分） 2E （1分） R分别以b、c为研究对象：TBI联立解得：vmL Tmg （2分） 24mgR （1分） 22BL(2)i.在加速过程的任一时刻，设aba的加速度大小分别为aa、abc，电流为i，轻绳的拉力为T，

FBiLmaa分别以a、b、c为研究对象，根据牛顿第二定律：TBiLmabc （3分） 2mgTmabc联立解得aa4abc （1分）

设a达到最大速度va时，b的速度为vb，由上式可知：va4vb （1分） 当a的集散地为零时，速度达到最大：2mgBiL （1分）

根据法拉第电磁感应定律：EBLvaB联立解得vaLvb （1分） 216mgR4mgR （2分） va9B2L29B2L2ii.设重物下降的高度为h时，a的位移为xa，故xa4h 根据功能关系：2mgxamghEaEb联立解得E电EaEb9mghm(（二）选考题

33.（15分）【物理—选修3-3】

（1）ABD(5分，对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） （2）（10分）

初态是密闭气体的压强：pp0h （2分）

以密闭气体为研究对象，设末态时密闭气体压强为p'，根据玻-马定律：plpl （2分） 代入数据解得p'=160cmHg

121212mvamvbmvc （1分） 2224mgR2) （2分） 223BL末态时左管水银柱高度：h左pp085cm gh(ll)(h左h)60cm （2分） 末态时右管水银柱高度：h右以活塞为研究对象：pp0gh右解得：F=3.4N （2分） 34.（15分）【物理—选修3-4】

F （2分） s(1)ACD(5分，对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） （2）（10分）

如图所示，在O点光从液体射到三棱镜中，由折射定律：n2sin90n1sinr （2分）

（90-60）在O'点光从三棱镜射到空气中，由折射定律：n1sinsin （2分）

由几何知识：联立解得：n2

r60 （2分）

3511.4 （4分） 4