2021年湖北武汉华中师范附属中学等八校联考物理卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有下列①、②、③、④所述的四种情景，请根据所学知识从A、B、C、D四个选项中选择对情景分析和判断正确的说法 ①点火后即将升空的火箭
②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 ③在轨道上高速行驶的磁悬浮列车 ④绕地球做匀速圆周运动的空间站 A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D．由于空间站做匀速圆周运动，所以加速度为零
2．如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则
A．质点P将向上运动 B．电流表读数减小 C．电压表读数减小 D．R3上消耗的功率逐渐增大
3．从地面上以初速度v0竖直上抛一质量为m的小球，若运动过程中受到的阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，小球在t1时刻到达最高点后再落回地面，落地速率为v1，且落地前小球已经做匀速运动，已知重力加速度为g，下列关于小球运动的说法中不正确的是 ．．．
A．t1时刻小球的加速度为g
B．在速度达到v1之前小球的加速度一直在减小 C．小球抛出瞬间的加速度大小为(1?v0)g v1v1 2D．小球加速下降过程中的平均速度小于
4．2021年9月30日7时13分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火
箭成功将第4颗新一代北斗导航卫星送入倾角55°的倾斜地球同步轨道，新一代北斗导航卫星的发射，标志着我国在卫星研制、发射方面取得里程碑式的成
23abc功．关于该卫星到地心的距离r可由r?3G求出，已知式中G为万有引
3?力常量，则关于物理量a，b，c的描述正确的是( )
A．a是地球平均密度，b是地球自转周期 ，c是地球半径
B．a是地球表面重力加速度，b是地球自转周期，c是卫星的加速度 C．a是地球平均密度，b是卫星的加速度，c是地球自转的周期 D．a是地球表面重力加速度，b是地球自转周期，c是地球半径
5．如图所示，甲从A地由静止匀加速跑向B地，当甲前进距离为S1时，乙从距A地S2处的C点由静止出发，加速度与甲相同，最后二人同时到达B地，则AB两地距离为
S1(S1?S2)2(S1?S2)2A．S1?S2 B． C． D．
4(S1?S2)4S1(S1?S2)S16．如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc．实线为一带正电的质点（不计重力）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，下列判断正确的是
2
A．三个等势面中，a的电势最低
B．带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大
C．带电质点通过M点时的动能比通过N点时大 D．带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大
7．如图所示，不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B的质量分别是2m和m．劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端与物体A相连，倾角为θ的绝缘斜面处于沿斜面向上的匀强电场中．开始时，物体B受到沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用而保持静止，且轻绳恰好伸直．现撤去外力F，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，不计一切摩擦．则在此过程中
A．物体B所受电场力大小为mgsin? B．B的速度最大时，弹簧的伸长量为
3mgsin? kC．撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为gsin?
D．物体A、弹簧和地球组成的系统机械能增加量等于物体B和地球组成的系统机械能的减少量
二、多选题
8．如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A．木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的a-F图象，已知g取10m/s2，则（ ）
A．滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1 B．当F=10N时木板B加速度为4m/s2 C．木板B的质量为1kg D．滑块A的质量为4kg 9．下列说法中正确是（ ）
A．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能
B．橡胶无固定熔点，是非晶体
C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关 D．热机的效率总小于1
E.对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
三、实验题
10．某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒．
（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整 ，然后再次重复实验． （2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是 （写出一条即可）．
11．甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2阻值．
实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（0－99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
（1）先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：
A．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数Ul． B．保持电阻箱示数不变， ，读出电压表的示数U2． C．则电阻R1的表达式为R1＝ ．
（2）甲同学已经测得电阻Rl＝4.80 Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的?????图线，则电源电动势E＝ V，电阻R2＝ Ω（保留三位有效数字）。
四、解答题
12．假设某星球表面上有一倾角为
的固定斜面，一质量为
的小物块
1
1
从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1．5s时速度恰好为零．已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0．25，该星球半径为
．（
．
），试求：
（1）该星球表面上的重力加速度g的大小； （2）该星球的第一宇宙速度．
13．如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为??=0.2??，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接.一带正电??=5.0×10?3??、质量为??=3.0????的物块(可视为质点)，置于水平轨道上的A点.已知A、B两点间的距离为??=1.0??，物块与水平轨道间的动摩擦因数为??=0.2，重力加速度为??=10??/??2．
(1)若物块在A点以初速度??0向左运动，恰好能到达圆周的最高点D，则物块的初速度??0应为多大？
(2)若整个装置处于方向水平向左、场强大小为??=2.0×103??/??的匀强电场中(图中未画出)，现将物块从A点由静止释放，试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用三角函数表示)；
(3)在(2)问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程．
14．一圆柱形气缸，质量M为10kg，总长度L为40cm，内有一活塞，质量m为5kg，截面积S为50cm2，活塞与气缸壁间摩擦可忽略，但不漏气（不计气缸壁与活塞厚度），105Pa，当外界大气压强p0为1×温度t0为7℃时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，
如图所示，气缸内气体柱的高L1为35cm，g取10m/s2。求：
(1)此时气缸内气体的压强；
(2)当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离？
15．如图所示，半径为R的扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M（不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c）。 ①求从AMB面的出射光线与进入介质的入射光线的偏向角； ②光在介质中的传播时间。
16．如图所示，物体A、B的质量分别是、，用轻弹簧相连接
物体
放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触．另有一个质量为C以速度
向左运动，与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开，然后以的共同速度压缩弹簧，试求：
①物块C的初速度为多大？
②在B离开墙壁之后，弹簧的最大弹性势能。
五、填空题
17．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于
x??0.2m和x?1.2m处，传播速度均为v0?0.2m/s，振幅均为A=2cm．图示为 t=0
时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x?0.2m和x?0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x?0.5m处，则下列判断正确的是
(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向 B．t＝1.5s时刻，质点P、Q都运动到M点 C．t＝1.5s时刻之前，质点M始终处于静止状态 D．t=2.5s时M点处于平衡位置向y轴负方向运动 E．M点开始振动后做振幅为4cm，周期为2s的简谐运动
18．2021年诺贝尔物理学奖授予一名日本科学家和一名加拿大科学家，以表彰他们发现并证明了中微子（Ve）振荡现象，揭示出中微子无论多小都具有质量，这是粒子物理学历史性的发现．已知中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为
Ve?3717Cl?373718Ar?B．上述核反应中B粒子为______．已知3717Cl核的质量为
36.95658u，18Ar核的质量为36.9569lu，B粒子的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV．根据以上数据，可以判断参与上述反应的中微子的最小能量为_______MeV（结果保留两位有效数字）．
参考答案
【答案】B 【解析】
试题分析：火箭点火启动时，初速度是v1为零，但是下一时刻速度v2不为零；因为
a＝vv2?v1，所以加速不为零，故A错误；轿车紧急刹车，说明速度变化很快，所以加＝tt速度很大，故B正确；高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但是完全可以做匀速直线运动，所以加速度也可以为零，故C错误；空间站匀速转动，需要向心力，加速度为向心加速度，故D错误。 考点：加速度
【名师点睛】加速度是描述速度变化快慢的物理量，即速度变化快一定是加速度大，速度变化慢一定是加速度小，加速度的大小与速度大小无关系，速度为零，加速度可以不为零；加速度为零，速度可以不为零。 【答案】C 【解析】
试题分析：由电路图可知，R2与R4串联后与R3并联，再与R1串联，电容器与并联部分并联；滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小，总电流增大；则内电压增大，由闭合电路的欧姆定律可知路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分电压减小； 电容器两端的电压减小，质点电场力减小， 则质点将向下移动，故A错误；因并联部分电压减小，则R3中的电流减小，而干路电流增大，故电流表中的电流增大，故B错误； R1两端的电压增大，路端电压减小，并联部分电压减小，即R2与R4两端的电压减小，而由于电流表示数增大，由欧姆定律可知R2两端的电压增大，故R4两端的电压减小，电压表示数减小，故C正确；通过上面的分析可以知道并联部分的电压减小，即R3两端电压减小，故其消耗的功率变小，故选项D错误。 考点：闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】本题考查闭合电路的欧姆定律，一般可以先将分析电路结构，电容器看作开路；再按部分-整体-部分的分析思路进行分析；首先对电路进行分析，滑片的移动可知电路中总电阻的变化，由闭合欧姆定律可求得电路中电流及路端电压的变化；再对并联部分分析可知
电容器两端的电压变化，则可知P的受力变化，则可知质点的运动情况。 【答案】D 【解析】
试题分析：根据题意t1时刻到达最高点，则该时刻速度为零，则阻力为零，此时只受到重力作用，故此时刻加速度为重力加速度g，故选项A正确；上升过程中根据牛顿第二 定律：
kv由于上升过程中速度逐渐减小，故上升过程中加mkv速度变小。在下降过程中根据牛顿第二定律：mg?f?ma，则a?g?，由于下降过程
mmg?f?ma，由于f?kv，则a?g?中速度变大，所以下降过程中加速度变小，故选项B正确；由图可知，速度为v1时球匀速，说明重力等于阻力，故有：得：kv1?mg，k＝mgv0mg，故抛出瞬间的空气阻力为：f0?kv0?，v1v1mg?故抛出瞬间的加速度为：a＝mgv0v1m?（1?v0）g，故C正确；下降过程若是匀加速直线v1v1，而从图中可以看出其面积大于匀加速直线运动的面积，即图中的运动，其平均速度为 2位移大于做匀加速的位移，而平均速度等于位移比时间，故其平均速度大于匀加速的平均速度，即大于v1，故D错误。
2考点：v?t图像
【名师点睛】本题关键是受力分析，只有分析好小球的受力，才能解答好前三项，至于最后一个是利用的面积表示位移，而平均速度等于位移比时间。 4．A
Mm4?2【解析】试题分析: 万有引力提供向心力： G2?m2r,可得：
rT2223GMT4GTG?TR33???R3，则可知a是地球平均密度，b是地球自转r?3??224?34?3?周期，c是地球半径，则A正确；故选A．
【名师点睛】明确万有引力提供向心力，列出方程，再结合所给的式子确定出质量的表达式可得结论．
考点：考查万有引力定律及其应用．
【答案】B 【解析】
试题分析：设AB两地距离为为S，则乙从C到B时间为t，对乙：s?s2?12at，当甲通过2121，设甲从A到B的总时间为t2，则s?at2，根据题意可S1所用时间为t1，则：s1?at1222以得到：
(S1?S2)2，故选项B正确，选项ACD错误。 t2?t1?t，整理可以到的：S?4S1考点：匀变速直线规律的应用
【名师点睛】本题考查匀变速直线规律的应用，注意利用时间相等列出方程式即可求解。 【答案】BD 【解析】
试题分析：电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，故A错误；根据质点受力情况可知，从M到N过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故B正确C错误；等差等势面中等势面密的地方电场线也密，则M点场强大，电场力大加速度大，则D正确； 考点：电势；电势能
【名师点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化。由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场的场强大。 【答案】B 【解析】
试题分析：当施加外力是，对B分析可知F?mgsin??F电?0，解得F电?2mgsin?，当撤去外力瞬间物体B受到的合力为F合?F电?mgsin??3mgsin?，根据牛顿第二定律可得：
a?3gsin?，故AC错误；当B收到的合力为零时，B的速度最大，由kx?F电?mgsin??3mgsin?解得x?3mgsin?故B正确；根据能量守恒可知物体A、弹簧和k地球所组成的系统机械能增加量等于于物体B电势能的减少量和B物体机械能的减小量，故
D错误。
考点：胡克定律、电势能
【名师点睛】本题综合考查了共点力平衡、牛顿第二定律、胡克定律、电场力做功与电势能的关系，以及运动学公式，综合性较强；在撤去外力前后对B物体受力分析，求的电场力，由牛顿第二定律求的加速度，当B受到的合力为零时，速度最大，根据动能定理和能量守恒即可判断。 8．BC 【详解】
ACD．由图知，当F=8N时，加速度为：a=2m/s2．对A、B整体，由牛顿第二定律有：F=（mA+mB）a，代入数据解得：
mA+mB=4kg
当F大于8N时，A、B发生相对滑动，对B，根据牛顿第二定律得：
a?F??mAg?mAg1?F?
mBmBmB12??1，解得： mB8?6mB=1kg
由图示图象可知，图线的斜率：k?滑块A的质量为：
mA=3kg
对于方程a?F??mAg?mAg1?F?，知当a=0时，F=6N，代入数据解得：
mBmBmBμ=0.2
故AD错误，C正确。
B．根据F=10N＞8N时，滑块与木板相对滑动，B的加速度为：
aB?故B正确。 故选BC。 9．BDE 【详解】
F??mAg10?0.2?3?10??4m/s2
mB1A．物体中分子热运动动能的总和与分子势能的总和等于物体的内能；故A错误； B．橡胶是非晶体，没有固定的熔点；故B正确；
C．饱和气压与温度有关，且随着温度的升高而增大．故C错误； D．热机的效率无法达到100%；故D正确；
E．温度是分子平均动能的标志；温度越高，分子平均动能越大；故E正确。 故选BDE． 【点睛】
分子运动论、内能及晶体的性质、热力学第二定律、温度的微观意义等，要注意明确内能包括分子动能和分子势能；而温度是分子平均动能的标志． 10．P点的位置或水平线的高度
空气阻力或黑板阻力或与铁钉接触过程能量损失均可 【解析】
试题分析：（1）在忽略空气阻力等的情况下，非磁性摆球在摆动的过程中能量守恒，表现在出位置和末位置在同一水平线上，即高度相同，当通过调整P点的位置或水平线的高度，多次实验，现象相同，说明在忽略阻力的情况下，能量守恒．
（2）在实际实验中，小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，是因为存在空气阻力或黑板阻力或与铁钉接触过程能量损失． 考点：证机械能守恒定律
【名师点睛】本题关键是理解初位置和末位置在同一水平线上，即高度相同，是因为机械能守恒，实际实验时由于有阻力存在，故存在误差．
11．（1）将??2切换到??；
（2）1.43； 1.20
【解析】试题分析:（1）因电压表V的内阻很大，则视为理想电压表，由于R和R1串联，当S2切换到a时，通过R1的电流??=
??2???1
??
??1??0
，S2切换到b时，R1两端的电压为U2-U1，所以??1=
=
??2???1??1
??0．
??
1
(4.8+??2)
??
（2）根据闭合电路欧姆定律，??=??(4.8+??2+??)，所以??=
0
???+??，由此式可知，
11
???图线的纵截距为??=0.7，斜率??=??
111
(4.8+??2)
??
=4.2，由此两式得，E=1．43V，R2=1．20Ω．
考点：考查测定电源的电动势和内阻．
【名师点睛】本题为伏阻法测电动势和内电阻，但由于过程较为复杂，故应认真审题，明确题中的实验原理；同时要注意电源内电阻忽略不计，R2可等效为内电阻处理． 12．（1）
；（2）
。
【解析】试题分析：（1）对物体受力分析：可知：由运动学可知：
，联立可得：
（2）对地球表面的物体：对地球表面卫星：
故：，代入数据得
考点：万有引力定律的应用
13．（1）√14??/??（2）arcsin3 （3）1.67m 【解析】
??试题分析：物块恰好能到达圆周的最高点D，故有：mg=m?? 1
??2
对A到D过程，根据动能定理，有：-mg（2R）-μmgL=mvD2-mvO2
2
2
11
联立解得：v0=√14m/s （2）对物块，假设物块能滑到C点，从A至C过程，由动能定理得： qE（L+R）-mgR-μmgL=mvC2-0
21
可得vC=0，故物块始终没有脱离轨道 对物块受力分析，可知????????=????=3
故物块在以后运动过程中速度最大时位于B点左侧圆弧上，其与圆心的连线与OB的夹角为θ，且θ=arctan1/3
（3）对物块，由释放至B点速度为0的过程中，由动能定理得：qEL—μmgs=0 解得总路程为：??=??
35
????
1
考点：动能定理及牛顿定律的应用
【名师点睛】本题是动能定理及牛顿定律的应用问题，关键要知道物体恰好到最高点的临界条件是最高点重力提供向心力，分段运用动能定理解答。 14．(1)0.8?105Pa；(2)47℃
【详解】
(1)以气缸为研究对象，受力分析，受到重力、外界大气压力，气缸内气体的压力，根据平衡条件得
p0S?pS?Mg
则
p?p0?Mg1005?1?105?Pa?0.8?10Pa ?4S50?10(2)温度升高，气缸内气体的压强不变，体积增大，根据气体等压变化方程得
V1V2? T1T2当活塞与气缸将分离时，气柱的总长度为40cm，代入数据得
35S40S? 280T2解得
T2?320K?47℃
【点睛】
能够把力学中的受力分析和平衡知识运用到理想气体变化的问题中，根据题目找出气体的变
化的物理量和不变的物理量。
15．（1）60°；（2）【详解】
①光路图如图所示：
R c
对AO面的折射，由几何知识得：i?60?，r?30?，??30?， 则介质的折射率
n?光从M点射出时，有
sinisin60???3 sinrsin30?sin??nsin??3?sin30??解得
3 2??60?，
从AMB面的出射光线与进入介质的入射光线的偏向角：????60?； ②设光在介质中的路程为s，则
1R3
s?2?Rcos30?3光在介质中的传播速度
v?则光在介质中传播的时间
c nt?联立解得
s vR ct?【点睛】
解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律n?1sini、临界角公式sinC?、光sinrn速公式v?16．（1）
；（2）
c，运用几何知识结合解决这类问题。 n
【解析】试题分析：①对A、C在碰撞过程中，选择向左为正方向，由动量守恒可知：??????0=(????+????)??
代入数据解得：??0=6??/??
②在B离开墙壁时，弹簧处于原长，A、C以速度??=2??/??向右运动，当A、B、C获得相同速度时，弹簧的弹性势能最大，选择向右为正方向，由动量守恒，得：(????+????)??=(????+????+????)??′，
代入数据解得：??′=1??/??
由系统机械能守恒得：弹簧的最大弹性势能：????=2(????+????)??2?2(????+????+????)??′2=6??
考点：考查了动量守恒定律，机械能守恒定律
【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题 【答案】ACE 【解析】
试题分析：由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿
1
1
x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q的起振方向均沿y轴负方向运动，故A正确；波在
传播的过程中，质点只在平衡位置附近振动，不随波传播，故B错误；由图知波长??0.4m，
0.40.3＝2s，两列波传到M的时间为 ＝1.5s，当t?1.5s时
Tv0.20.21刻M点开始振动，故C正确；t?2.5s时刻t＝1.5?T，此时M已经振动半个周期，经平
2由v?，该波的周期为T?＝衡位置向y轴正方向振动，故选项D错误；由于M点是振动加强点，故振幅为4cm，周期为2s的简谐运动，故E正确。
考点：横波的图象、波长、频率和波速的关系
【名师点睛】本题要掌握波的独立传播原理：两列波相遇后保持原来的性质不变，理解波的叠加遵守矢量合成法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。 18．
0.82
??【详解】
第一空.根据质量数与质子数守恒，核反应方程式为Ve?3717Cl?371800Ar??1e．式中B为?1e；
第二空.反应过程需要能量为:ΔE=mc2=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c2,根据lu质量对应的能量为931．5MeV，得:ΔE≈0．82MeV，所以中微子的能量最小为0．82MeV． 【点睛】
本题考查了核反应方程的书写规律，掌握能量守恒在原子物理知识中的应用，要解答这类问题关键是在计算上不要出错．
2016届湖北武汉华中师范附属中学等八校联考物理卷
