武汉市2010届高中毕业生二月调研测试理科综合试卷物理部分＋详细解析

武汉市光谷第二高级中学 陈克斌 邮编430205 电QQ1228785 Email：武汉市2010届高中毕业生二月调研测试理科综合试卷物理部分试题解析武汉市光谷第二高级中学 430205 陈克斌二、选择题（本题包括8小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，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在卢瑟福粒子散射实验中，使粒子发生散射的力是A万有引力B库仑力C磁场力D核力14B【解析】考查粒子散射实验。粒子散射实验的原理是利用粒子轰击核进行观察粒子的运动，实际上粒子与金原子核之间相互作用的库仑力使粒子发生散射现象。故B正确。15一简谐横波沿x轴正方向传播，若在x1m处质点的振动图象如图所示，则该波在t0.3s时刻的波形曲线为5y/cmt/s00.4-55y/cmx/m01234-5A5y/cmx/m01234-5C5y/cmx/m01234-5B5y/cmx/m01234-5D15A【解析】考查机械振动和机械波。由题图可知t0.3s时刻处于x1m处的质点在波谷位置。显然选项中t0.3s时刻的波形图中只有A选项对应了x1m处的质点处在波谷位置，A正确。AOBDCEP16如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射入。若不计重力，则a和b的比荷（即粒子的电荷量与质量之比）之比是A1：2B2：1C1：8D8：116D【解析】考查带电粒子在电场中的类抛体运动规律。对a和b粒子在水平方向均做速度为v的匀速运动，分别有：BPvta，BCvtb，且2BPBC，故2tatb；在竖直方向上，分别有：ABta2，OBtb2，且AB2OB，解得：a、b粒子的比荷之比为：8：1，D正确。CAB60v17如图所示，在正三角形区域内存在有方向垂直于直面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60。若粒子能从AB边穿出磁场，则粒子在磁场中运动的过程中，粒子到AB边的最大距离为ABCDOPD17B【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动。依题意，要粒子能从AB边穿出，画出其运动轨迹如图所示，当圆周运动轨迹与CB边相切时，轨迹的最高点P到AB边的距离最大，圆轨迹的半径为R，由几何关系可知最大距离PD=R(1sin30)，故B正确。18根据UIC（国际铁道联盟）的定义，高速铁路是指营运速率达200km/h以上的铁路和动车组系统，我国武广高速铁路客运专线已正式开通。据广州铁路局警方测算：当和谐号动力组列车以350km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时，受到的阻力约为106N，如果撞击一块质量为0.5kg的障碍物，会产生大约5000N的冲击力，撞击时间约为0.01s，瞬间可能造成列车颠覆，后果不堪设想。在撞击过程中，下列说法正确的是A列车受到合外力的冲量约为50NsB列车受到合外力的冲量约为104NsC障碍物受到合外力的冲量约为175 NsD列车和障碍物组成的系统动量近似守恒18AD【解析】考查动量定理、动量守恒定律。列车匀速行驶时撞击障碍物，获得5000N的冲击力，则撞击过程中，列车的合外力即为5000N，列车受到的合外力的冲量为50000.01Ns50Ns，A对B错；撞击过程中时间极短，列车和障碍物组成的系统动量近似守恒，障碍物受到合外力的冲量与列车受到的合外力的冲量等大反向，故C错D对。19已知地球表面空气的总质量为m，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，若把地球表面的空气全部液化后且均匀分布在地球表面，则地球的半径将增加R。为了估算R，除上述已知量之外，还需要下列哪一组物理量A地球半径RB液体密度C地球半径R，空气分子的平均体积VD液体密度，空气分子的平均体积V19C【解析】考查分子动理论之阿伏加德罗常数。由数学知识可知，地球半径是必须获取的物理量。故在A、C选项中判断；对空气气体物质的量为n，空气分子个数为NnNA，若已知一个空气分子的平均体积V，则所有分子（纯体积，可理解为不包含空隙）的总体积为vNVnVNA，即为液化后的所有液体分子的体积。若已知地球半径R，则可求取地球体积V地，故空气液化并分布在地球表面后地球的新体积为V地V，设地球的新半径为r，则V地V，易得地球半径增加量RrR，故需要已知地球的半径和每个空气分子的平均体积，C正确。20据国外媒体报道：2010年1月12日，美国宇航局最新天文望远镜广域红外探测器“WISE”发现一颗围绕太阳运行的小行星，代号为“2010 AB78”。“WISE”观察的数据显示，该小行星与太阳的距离约等于地球与太阳的距离，但由于其轨道倾斜，所以距离地球很远，不会对地球构成任何威胁。已知火星围绕太阳公转的周期约为2年，假设该小行星和火星均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和火星绕太阳运行速度的比值约为ABCD20D【解析】考查万有引力定律、卫星。地球、小行星、火星均绕太阳做匀速圆周运动。由万有引力定律及向心力公式：mm，根据地球与小行星具有相同半径可知小行星和地球围绕太阳运动的周期均为1年，且线速度大小相等。由mm，根据地球与火星周期比为1：2，可得地球与火星绕太阳运行的速度比值为地球和火星轨道半径之比为1：，再由Gmm可得v2，代入地球与火星轨道运行的半径比与周期比，可得地球与火星绕太阳运行的速度比值为，D对。21如图所示，一轻质弹簧下端固定，直立于水平地面上，将质量为m的物体A轻放在弹簧的上端，当物体A下降h时，其速度变为零；若将质量为2m的物体轻放在弹簧的上端，当物体B也下降h时，其速度为v；当物体B下落到最低点时，其加速度为a。重力加速度用g表示，则下列结论正确的是AvBvCa0Dag21BD【解析】考查动能定理、机械能守恒定律、振动的对称性。由动能定理，对A：mghW弹0，对B：2mghW弹2mv2，解得v，B对；对B从释放到下落到最低点过程可视为简谐运中的两个对称点，在释放时B的加速度为g（竖直向下），由振动的对称性可知B在最低点时的加速度为g（竖直向上），D对。22（8分）一课外活动实验小组利用如下器材测定某细金属丝的直径：一段细金属丝，两块表面光滑的玻璃板A、B，一束波长为的单色平行光，一台读数显微镜，一把刻度尺。实验原理和部分实验步骤如下：将玻璃板A放在水平桌面上，玻璃板B置于玻璃板A上，用金属丝将板的一端垫起，且使金属丝与两玻璃板的交线平行，两玻璃板之间形成一个倾角很小的楔形空气薄层，其截面图如图所示。OBA用已知波长为的单色平行光从B板的上方垂直于B板照射，得到稳定的干涉图样，由光的干涉知识可知相邻两明条纹之间的距离为。利用读数显微镜测出N条明条纹间的距离为a。（1）为测出细金属丝的直径D，还需要测量的物理量是_。（2）用、N、a和第（1）问中测得的物理量表示细金属丝的直径D_。22【答案】（1）细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离L；（2）【解析】由和可知相邻两明条纹间距为x，即，由于很小，可认为tan，即，解得D，故还需要测量的物理量是OA之间的距离L，或细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离L。23（10分）某同学利用下列器材测量一个定值电阻Rx：待测电阻Rx：约为1001个直流电源E：电动势约为4V，内阻不计1块直流电压表V：量程03V，内阻约为15k1个电阻箱R：阻值范围0999.91个单刀开关S若干导线（1）按器材的规格和要求在方框内画出设计的实验电路图，并标注器材的符号。（2）实验中测得，电阻箱读数为R1时，电压表读数为U1，电阻箱读数为R2时，电压表读数为U2。用测定的实验数据写出计算待测电阻的表达式：Rx_。（3）测得的Rx的值比真实值_（填“偏大”、“偏小”、“相等”）23【答案】（1）如图（只需画一个实验电路图）；（2）若按方案甲：；若按方案乙：；（3）偏小。VRxES方案甲VRES方案乙RxR或【解析】本题实际上是用一个电压表和一个电阻箱来测定电源电动势和内阻的实验的延伸。由于电源内阻不计，可考虑将待测定值电阻视为电源内阻。电压表测量电阻箱的电压U，进而得到通过电阻箱的电流I，这样U和I分别表示路端电压和干路电流。通过调节电阻箱的阻值，获取两组数据R、U、I，列方程即可求解E和Rx。对待测电阻的误差分析与电源电动势的测量拓展：对方案甲分析误差，电源和待测定值电阻串联后与电压表并联，等效为新电源，则新电源内阻r为电压表内阻RV与待测电阻的真实值Rx真的并联值，即r，而使用该方案时Rx认为测量值等于r，即Rx测r，故Rx测Rx真，即待测电阻的测量值偏小于真实值。24（16分）如图所示，在光滑的水平桌面上有质量为m15kg、长为L1.8m的平板，平板距离定滑轮足够远，在平板的左端有一个质量为m21kg的小滑块，借助穿过定滑轮的不可伸长的细线将小滑块和质量为m30.5kg的钩码连接起来，平板与滑板之间的动摩擦因数为0.2.现将各物体由静止释放，求经过多长时间小滑块将从平板上滑下来？（g取10m/s2）m1m2m3L24（16分）解答：设细线的拉力为F，板和滑块的加速度分别为a1、a2，经过时间t小滑块从平板上滑下对平板，由牛顿第二定律 m2gm1a1 3分对滑块，由牛顿第二定律 Fm2gm2a2 3分对钩码，由牛顿第二定律 m3gFm3a2 3分联立解得 a10.4m/s2 a22m/s2 由运动学公式 La2t2a1t2 3分联立解得 t1.5s 4分25（18分）如图所示，轻杆的下端用铰链固接在水平面上，上端固定一个质量为m的小球，轻杆处于竖直位置，同时与一个质量为M的长方体相接触。由于微小扰动使杆向右侧倒下，当小球与长方体分离时，杆与水平面的夹角为30，且杆对小球的作用力恰好为零，求。不计一切摩擦。Mm25（18分）解答：在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，设杆长为L，小球和长方体的速度分别为v、u，则mgL(1sin30)mv2Mu2 5分分离时刻，小球只受到重力，根据牛顿第二定律 mgsin30 5分此时小球与长方体的水平速度相同，即 vsin30u 5分联立解得 43分26（20分）如图所示，两平行金属导轨MN、PQ被固定在同一水平面内，间距为L，电阻不计。导轨的M、P两端用直导线连接一可控的负载电阻，在PM的右侧有方向竖直向下的磁场，其磁感应强度随坐标x的变化规律为Bkx（k为正常数）。一直导体棒ab长度为L，电阻为r，其两端放在导轨上。现对MP负载0x0xNQab导体棒持续施加一外力作用，经过很短的时间，导体棒开始以速度v沿x轴正方向匀速运动，通过调节负载电阻的阻值使通过棒的电流强度I保持恒定。从导体棒匀速运动到达xx0处开始计时，经过时间t，求（用L、k、r、v、I、x0、t表示）：（1）该时刻负载消耗的电功率；（2）时间t内负载消耗的电能；（3）时间t内回路中磁通量变化量的大小。26（20分）解答：（1）t时刻ab棒所处位置 xx0vt 2分x处磁感应强度 Bkx 2分t时刻导体棒产生的感应电动势 EtBLv 2分t时刻负载的电功率 PtIEtI2r 2分联立解得 PtIkx0LvI2rIkv2Lt 2分（2）t0时刻负载的电功率 P0Ikx0LvI2r 2分由式可知Pt随t均匀变化，故负载消耗的电能 E电t 2分联立解得 E电(Ikx0LvI2r)tt2 2分（3）解法一：如图坐标系中，S轴表示题图中矩形PMab的面积，B轴表示磁感应强度，则时间t内回路中磁通量变化量 (LxLx0) 2分联立解得 kx0Lvt2分解法二：根据数学知识，若xx，则(xx)2x22xx，故xx将时间t内棒运动的位移xx0分成n等份（n为无穷大），每一等份为x，则在第i等份内棒从x匀速运动到xix。回路中磁通量的变化量为iBiSkLxix 1分故时间t内，棒从x0匀速运动到x，回路中磁通量的变化量为i 1分联立解得 2分武汉市2010届高中毕业生二月调研测试理科综合试题物理部分参考答案及评分细则选择题题号1415161718192021答案BADBADCDBD22（8分）解答：（1）细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离L（2分）（2）（6分）23（10分）解答：（1）只需画出一个实验电路图（4分）VRxES方案甲VRES方案乙RxR或（2）方案甲：；方案乙：正确写出与电路图对应的Rx的表达式，给3分（3）偏小（3分）24（16分）解答：设细线的拉力为F，板和滑块的加速度分别为a1、a2，经过时间t小滑块从平板上滑下对平板，由牛顿第二定律 m2gm1a1 3分对滑块，由牛顿第二定律 Fm2gm2a2 3分对钩码，由牛顿第二定律 m3gFm3a2 3分联立解得 a10.4m/s2 a22m/s2 由运动学公式 La2t2a1t2 3分联立解得 t1.5s 4分25（18分）解答：在杆从竖直位置开