2015届湖北省高三上学期起点考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

2013年度诺贝尔物理学奖授予了希格斯和恩格勒，以表彰他们对用来解释物质质量之谜的“上帝粒子”所做出的预测。在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列表述符合物理学史实的是（    ）

A．开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

B．牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上

C．奥斯特发现了电磁感应现象，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的

D．安培首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究

2. 难度：简单

—质点沿x轴做直线运动，其v-t图像如图所示。 质点在t= 0时位于x = 3m处，开始沿x轴正方向运动。当t= 7s时，质点在轴上的位置坐标为（     ）

A. x = 3.5m      B. x= 6.5m       C. x = 9m       D. x=11.5m

3. 难度：中等

研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（     ）

A.近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大          

B.近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小

C.同步卫星的运行速度比现在小

D.同步卫星的向心加速度与现在相同

4. 难度：中等

如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是（　　）

A．小灯泡L₁、L₂均变暗                  B．小灯泡L₁变亮，V₁表的读数变大

C．小灯泡L₂变亮，V₂表的读数不变        D．小灯泡L₁变暗，V₁表的读数变小

5. 难度：中等

一圆环形铝质金属圈（阻值不随温度变化）放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直于金属圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内金属圈中 （    ）

A．感应电流逐渐增大，沿逆时针方向

B．感应电流恒定，沿顺时针方向

C．圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心

D．圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心

6. 难度：中等

如下左图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。则

A．场强E_a >E_b ，E_b >E_c

B．电势_a >_b ，_c >_b

C．沿cba路径移动质子与电子，电荷的电势能改变是一样的

D．沿bc方向直线射入的电子有可能做曲线运动

7. 难度：中等

如右上图所示，水平传送带以速度v₁匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t = 0时刻P在传送带左端具有速度v₂，已知v₁＞v₂，P与定滑轮间的绳水平。不计定滑轮质量，绳足够长。直到物体P从传送带右侧离开。以下判断正确的是（   ）

A．物体P一定先加速后匀速          B．物体P可能先加速后匀速

C．物体Q的机械能一直增加          D．物体Q一直处于超重状态

8. 难度：中等

如图，一理想变压器原、副线圈的匝数之比n₁:n₂=10:1。原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端；假设该二极管的正向电阻为零相当于导线，反向电阻为无穷大相当于断路；a、b间输入交流电瞬时值的表达式为。则：

A.用电压表测得R两端电压为 V      

B.增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小

C.负载电阻的阻值越大，cd间的电压U_cd 越小  

D.将二极管用导线短路，电流表的读数加倍

9. 难度：困难

如图，有一矩形区域，水平边长为=，竖直边长为=1m。质量均为、带电量分别为和的两粒子，.当矩形区域只存在场强大小为E=10N/C、方向竖直向下的匀强电场时，由a点沿方向以速率进入矩形区域，轨迹如图。当矩形区域只存在匀强磁场时由c点沿cd方向以同样的速率进入矩形区域，轨迹如图。不计重力，已知两粒子轨迹均恰好通过矩形区域的几何中心。则：

A．由题给数据，初速度可求         B．磁场方向垂直纸面向外   

C．做匀速圆周运动的圆心在b点    D．两粒子各自离开矩形区域时的动能相等

10. 难度：中等

如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧（但未飞离斜面），则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中，两物块（  ）

A.最大加速度可能相同         B.最大速度一定不同  

C.重力势能的变化量不同       D.上升的最大高度不同

二、实验题

11. 难度：中等

（6分）某同学设计的可调电源电路如图（a）所示，E=3V为无内阻的理想电源，R₀=3为保护电阻，滑动变阻器的全电阻R=6，P为滑片位于图示位置，闭合电键S.

①用理想电压表测量A、P间的电压；将电压表调零，选择合理的档位，示数如图 （b），电压值为       V.

②用理想电流表代替电压表接入相同位置，测得电流约为          A.（此问结果保留两位有效数字）。

③若电源电路中不接入R₀，则在使用过程中，存在           的风险（填“断路”或“短路”）.

12. 难度：中等

（8分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧串在一起如右上图连接起来进行探究，上部为弹簧Ⅰ下部为弹簧Ⅱ。

①某次测量如右放大图所示（刻度尺最小分度为毫米），指针示数为___________cm。

②在弹性限度内，将每个50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数L_A和L_B如下表。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s²）。由表中数据____________（填“能”或“不能”）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。

钩码数	1	2	3	4
LA/cm	15.71	19.71	23.71	27.71
LB/cm	29.96	35.76	41.56	47.36

三、计算题

13. 难度：中等

（8分）赛车比赛出发阶段，一辆赛车用时7s跑过了一段200m长的直道，将该赛车运动可简化为初速为零的匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段；已知该车在加速阶段的第3s内通过的距离为25m，求该赛车的加速度及在加速阶段通过的距离。

14. 难度：困难

（10分）如图所示，一半径为R=0.5m的半圆型光滑轨道与水平传送带在B点连接，水平传送带AB长L=8 m，向右匀速运动的速度为v₀。一质量为1 kg的小物块（可视为质点）以v₁=6 m/s的初速度从传送带右端B点向左冲上传送带，物块再次回到B点后恰好能通过圆形轨道最高点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.45，g取10 m/s²。求物块相对地面向左运动的最大距离x及传送带的速度大小v₀。

15. 难度：中等

（10分）如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有较长的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M，，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，求：

（1）若物体C的质量为M/4，物体B从静止开始下落一段距离的时间与自由落体下落同样的距离所用时间的比值。

（2）如果连接AB的轻绳能承受的最大拉力为1.2Mg，那么对物体C的质量有何要求?

16. 难度：困难

（13分）如图所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成，其中AB部分为光滑的圆弧，AOB=37^o，圆弧的半径R=0．5m，圆心O点在B点正上方；BD部分水平，长度为0．2m，C为BD的中点。现有一质量m=lkg，可视为质点的物块从A端由静止释放，恰好能运动到D点。（g=10m/s²，sin37^o=0．6，cos37^o=0．8）求：

（1）为使物块恰好运动到C点静止，可以在物块运动到B点后，对它施加一竖直向下的恒力F，F应为多大?

（2）为使物块运动到C点时速度为零，也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角，应为多大?（假设B处有一小段的弧线平滑连接，物块经过B点时没有能量损失）

（3）接上一问，求物块在BD板上运动的总路程。

四、选择题

17. 难度：简单

（6分） 下列说法正确的是     。

A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

C. 单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性

D.对某物体做功必定会使该物体的内能增加

E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果

五、计算题

18. 难度：中等

（9分）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；已知活塞的质量为m，活塞面积为S，达到平衡时，这两部分气体的体积相等，如图（a）所示；为了求出此时上部气体的压强p₁₀，将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示。设外界温度不变，重力加速度大小为g，求：图（a）中上部气体的压强p₁₀

六、选择题

19. 难度：中等

（6分）通常，已知材料的折射率都为正值。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足  但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对于电磁波的折射率n=1.2，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是

七、简答题

20. 难度：中等

（9分）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播着，振幅为2cm。t=0时刻平衡位置坐标分别为40m、100m的P、Q两质点的位移均为1cm，质点P的速度方向沿y轴负方向，质点Q与之相反。已知P、Q两质点间只有一个波峰，则

（1）这列波的波长为多少？画出包含P、Q在内的半个波形，在图上标出两个位于平衡位置的质点的坐标。

（2）从t=0时刻起，如果t₁=0.5s时P质点第一次回到平衡位置，那么Q质点第一次回到平衡位置的时刻t₂为多少？

八、选择题

21. 难度：中等

（6分）在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如下左图，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是       

A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压U_c不同

B．饱和光电流一定不同

C．光电子的最大初动能不同

D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同

E．分别用不同频率的光照射之后绘制U_c～υ图像（υ为照射光频率，下右图为其中一小组绘制的图像），图像的斜率可能不同

九、计算题

22. 难度：中等

（9分）一静止原子核发生α衰变， 生成一α粒子及一新核， 测得α粒子的速度为光在真空中的速度的0.1倍。已知α粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为α粒子的质量的n倍；光在真空中的速度大小为c。

求：（1）衰变过程中新核所受冲量的大小； 

（2 ） 衰变前原子核的质量。