1、2015届湖北省部分重点中学高三上学期起点考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 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 答案： B 试题
2、分析：胡克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，选项 A 错误；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，选项 B正确；法拉第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，选项 C错误；法拉第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，选项 D错误。 考点： 物理学史及物理学家的贡献。 （ 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（
3、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 答案： C 试题分析：根据负折射率的概念，入射光线和折射光线应该位于法线同一侧，因为折射率 n=1.2，则折射角小于入射角，故选项 C正确。 考点：光的折射定律。 （ 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 Uc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
4、可能相同 E分别用不同频率的光照射之后绘制 Uc 图像（ 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 答案： ACD 试题分析：根据光电效应方程， ，可知因为材料不同逸出功不同，所以最大初动能不同，由 ，可知遏止电压 Uc不同，选项 A C正确；饱和光电流与入射光的强度有关，因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流不一定不同，选项 B错误， D正确；根据光电效应方程， 以及 ，可得 ，即 ，因为 为定值，所以 Uc 图像的斜率一定相同，选项 E错误。 考点：光电效应的规律。 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，
5、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 答案： BD 试题分析：开始时物块具有最大加速度，开始弹簧形变量相同，则弹力相同，根据牛顿第二定律： 可见质量大的最大加速度较小，故 A错误；物块受力平衡时具有最大速度，即： mgsin=k x，则质量大的物块具有最大速度时弹簧的压缩量比较大，上升的高度比较低，即位移小，而运动
6、过程中质量大的物块平均加速度较小， v2-02=2ax，加速度小的位移小，则最大速度 v较小，故 B 正确；由题意使两弹簧具有相同的压缩量，则储存的弹性势能相等，物块上升到最大高度时，弹性势能完全转化为重力势能，则物块最终的重力势能 mgh相等，重力势能的变化量相等，而两物块质量不同，则上升的最大高度不同，故 D正确 C错误故选： BD 考点：牛 顿第二定律及能量守恒定律。 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
7、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 答案： AC 试题分析： +q由 a点沿 ab方向以速率 v0进入矩形区域，做平抛运动，因为经过矩形区域的几何中心，所以由 求得时间，由 可计算初速度 v0，选项 A正确；根据 -q从 c点射入的运动轨迹可知，由左手定则，磁场方向垂直纸面向里，选项 B错误；矩形区域的几何中心到 b点的距离为，故 -q 做匀速圆周运动的圆心在
8、 b 点，选项 C 正确；从 a处射入的 +q粒子从电场中射出时，动能增加；从 c处射入磁场的 -q粒子从磁场中射出时动能不变，故两粒子各自离开矩形区域时的动能不相等，选项 D错误。 考点： 带电粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动。 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
9、值越大， cd间的电压 Ucd越小 D将二极管用导线短路，电流表的读数加倍 答案： ABD 试题分析：变压器次级电压有效值为： ，经二极管后加到电阻上的电压为变压器次级电压的一半，由有效值的概念可知：，解得： ，选项 A正确；增大负载电阻的阻值R，则次级电流减小，则初级电流也减小，电流表的读数变小，选项 B正确；cd间的电压 Ucd与负载电阻 R的值无关，总等于 ，选项 C 错误；根据原副线圈的功率相等，当将二极管短路，副线圈的消耗功率是原来的 2倍，则电流表的读数加倍，故 D正确 考点：变压器的计算；交流电的有效值。 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
10、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 答案： BC 试题分析：因为 v1 v2， f向右，若 f GQ，则向右匀加速到速度为 V1后做匀速运动到离开； 若 f GQ，则向右做匀减速到速度为 0后再向左匀加速到离开；若 f=GQ，则物体一直匀速运动直到离开，故选项B正确；因为物体 P从右边离开传送带，故 Q 一直上升，有上述分
11、析可知物体Q 的机械能一直增加，选项 C 正确；物体加速运动时处于超重状态，根据上述分析可知，选项 D 错误。 考点：运动和力的关系；超重和失重。 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 Ea Eb， Eb Ec 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 答案： A 试题分析：因为电场线越密集的地方场强越 大，由图可看出， a点的电场线较 b点密集，则 Ea Eb， b点的电场线较 c点密集，则 Eb Ec，选项 A 正确；由于 ab在同一等势面上，所以 a =
12、b，顺着电场线电势逐渐降低，故 c b，选项 B错误；沿 cba路径移动质子，电场力先做正功，后不做功，故电势能先减小后不变；沿 cba路径移动电子，电场力先做负功，后不做功，故电势能先增加后不变；电荷的电势能改变是不一样的，选项 C错误；因为 bc电场线是直线，故沿 bc方向直线射入的电子做匀减速直线运动，选项 D错误。 考点：电场线、电场强度、电势及电势能。 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
13、 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 答案： D 试题分析：由于 B-t线是直线，所以 为恒量，故在线圈中产生恒定不变的电动势和感应电流，选项 A错误；由楞次定律可知，线圈中将产生逆时针方向的电流，选项 B 错误；由左手定则可知圆环各微小段受力方向沿半径指向圆心，根据 F=BIL可知随着 B的增大而逐渐增大，选项 D 正确。 考点：法拉第电磁感应定律及楞次定律。 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
14、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 答案： D 试 题分析：由图可知，电压表 V1测量路端电压，而电压表 V2测量 L2的电压，当滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，电阻变大，则总电阻变大，路端电压变大，电压表 V1读数变大；总电流减小，则 L2上的电压减小，即 V2读数减小，L1上电压变大，则 L1变亮，选项 D正确。 考点：动态电路分析。 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
15、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 答案： C 试题分析：因为地球的质量、半径都不变，则根据近地卫星的速度表达式：可知近地卫星的速度不变，选项 A错误；近地卫星的向心加速度：，故近地卫星的向心加速度不变，选项 B错误；同步卫星的周期等于地球自转的周期，故若干年后同步卫星的周期变大，由可知 ，则同步卫星的高度增大，故卫星的万有引力减小，向心加速度减小，选项 D错误；根据，可知同步卫星的运行速度比现在小，选项 C 正确。 考点：万有引力定律的应用。 质点沿 x轴做直线运
16、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 答案： B 试题分析：由图线可知，质点在前 4s内的位移为： ；后 3s内的位移： ，则当 t= 7s时，质点在轴上的位置坐标为：x=3m+6m-2.5m=6.5m，选项 B正确。 考点： v-t图线，质点的位置和位移。 （ 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、
17、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 答案： BCE 试题分析：悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了液体分子的热运动，选项 A错误；空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项 B正确；单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性，选项 C正确；根据热力学第一定律： ，对某物体做功不一定会使该物体的内能增加，选项 D错误；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，使温度降低的结果，选项 E正确。 考点：布朗运动；表面张力；晶体；热力学第一
18、定律； 实验题 （ 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 下部为弹簧 。 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。 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 LA和 LB如下表。用表中数据计算弹簧 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 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 答
19、案： 15.95-16.05 12.5 能 试题分析：（ 1）刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为 16.00cm （ 2）由表格中的数据可知，当弹力的变化量 F=0.5N 时，弹簧形变量的变化量为 x=4.00cm，根据胡克定律知： 结合 L1和 L2示数的变化，可以得出弹簧 形变量的变化量，结合弹力变化量，根据胡克定律能求出弹簧 的劲度系数 考点：探究弹力和弹簧伸长的关系。 （ 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. 用理想电压表测量 A、 P间的电压
20、；将电压表调零，选择合理的档位，示数如图 （ b），电压值为 V. 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）。 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 ”） . 答案： .30-1.32 0.590.60 短路 试题分析：（ 1）电压表读数为 1.30V；（ 2）滑动变阻器两端的电压为：，则 BP 之间的电压为 2V-1.30V=0.70V， AP 和 PB之间的电压之比等于电阻之比则： 用理想电流表代替电压表接入相同位置，测得电流约为 若电源电路中不接入 R0，则在使用过程中，存在短路的风 险。 考点：电压表
21、读数、分压电路。 计算题 （ 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 =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。 答案： m； 5m/s 试题分析：（ 1）物块向左匀减速至速度为零时，相对地面向左的位移最大。 根据运动学公式： 根据牛顿第二定律：物块加速度 联立各式
22、，代入数据解得： （ 2）物块恰过最高点（设为 C点），临界条件： 从 B到 C的过程，物块机械能守恒： 代入数据解得： 由题意可知，物块在传送带上匀减速至速度为零后反向向右匀加速运动直到与传送带速度相等，再匀速运动。故传送带速度 考点：牛顿定律；机械能守恒定律；圆周运动的规律。 （ 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
23、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 答案：（ 1） 3:1；（ 2） m0.5Mg 试题分析：（ 1）设滑轮两侧物体运动 的加速度大小为 a ，绳的张力为 T， B下落距离 h用时为 t1；自由下落距离 h用时为 t2. 根据牛顿第二定律 研究 A： 研究 BC： 根据运动学公式 ： 代入数据联立解得： （ 2）设物体 C的质量为 m根据牛顿第二定律 研究 A： 研究 BC： 令 T1.2
24、Mg ，解得 m0.5Mg 考点：牛顿第二定律的应用。 （ 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=37o，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， sin37o=0 6， cos37o=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
25、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。 答案：（ 1） 10N;（ 2） 370；（ 3） 0.25m 试题分析：（ 1）设 BD段长度为 l，动摩擦因数为 ，研究物块运动，根据动能定理： 从 A到 D的过程中 从 A到 C恰好静止的过程中 又 BC 段 代入数据联立解得： ， F=10N （ 2）右图中，从 A到 C的过程中，根据动能定理 其中 联立解得 （ 3）物块在 C处速度减为零后，由于 物块将会下滑，而AB段光滑，故物块将做往复运动，直到停止在 B点。 根据
26、能量守恒定律： 而摩擦生热 代入数据解得 物块在 BD板上的总路程 s=0.25m 考点：动能定理；机械能守恒定律。 （ 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。 答案： m/s2； 80m 试题分析：（ 1）设赛车在匀加速阶段的加速度为 a，在前 2s和第 3s内通过的位移分别为 x1和 x2，由运动学规律得 ， ， x2=25m 代入数据解得 （ 2）设赛车做匀加速运动的时间为 t1，匀速运动的时间
27、为 t2，匀速运动的速度为 v1，跑完全程的时间为 t，全程的距离为 x，依题意及运动学规律，得 ， ， 设加速阶段通过的距离为 x/，则 求得 考点：匀变速运动的规律。 （ 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 、 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 答案： 试题分析： 设气缸倒置前下 部气体的
28、压强为 ，倒置后上下气体的压强分别为 、 ，由力的平衡条件有 倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的总体积为 V0，由玻意耳定律得 解得 考点：玻意耳定律 （ 9分）一静止原子核发生 衰变， 生成一 粒子及一新核， 测得 粒子的速度为光在真空中的速度的 0.1倍。已知 粒子的质量为 m，电荷量为 q；新核的质量为 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。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： 衰变产生的 粒子的速度大小为 0.1c ， 设衰变后新核的质量为 M，速度大小为 v，衰变前后动量守恒，有 根
29、据动量定理 新核所受冲量 所以 设衰变前原子核质量为 M0，根据爱因斯坦质能方程，以及衰变前后能量守恒，有 将 M=nm， V=v/n， v=0.1c 代入 解得，衰变前原子核的质量为 考点：动量守恒及能量守恒方程的应用。 简答题 （ 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？ 答案：（ 1） 180m；两个位于平衡位置的质点的坐标为： 25m 115m；（ 2）2.5s 试题分析： 根据正弦函数的特点知：位移为 A/2处的质点与相邻最近位移为 0的质点平衡位置间的距离为 的 1/3，画图可知 故波长 两个位于平衡位置的质点的坐标为： 25m 115m 根据平移法， P质点第一次回到平衡位置时 Q 质点第一次回到平衡位置时 所以 考点：机械波的传播；
