【物理】宁夏银川市宁夏大学附属中学2020届高三下学期第五次模拟考试试题（解析版）

【物理】宁夏银川市宁夏大学附属中学2020届高三下学期第五次模拟考试试题（解析版）

宁夏银川市宁夏大学附属中学2020届高三下学期 第五次模拟考试 一、选择题 ‎1.下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）‎ A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应 B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C. 图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 ‎【答案】B ‎【详解】A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功的解释了光电效应现象，A错误 B.波尔提出自己的原子模型，他指出氢原子能级是分立的，解释了原子发射光子的频率是不连续的，B正确 C.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了自己的原子核式结构模型，C错误 D.衍射是波的典型特征，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，D错误 ‎2.关于物理学的研究方法，以下说法错误的是： ( )‎ A. 在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法 B. 在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法 C. 在定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无关 D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是应用近似替代法 ‎【答案】D ‎【详解】A．在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法，选项A正确；‎ B．在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法，选项B正确；‎ C．在定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无关，选项C正确；‎ D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是应用理想模型法，选项D错误。故选ABC。‎ ‎3.体育器材室里，篮球摆放在如图所示的由细杆组成的水平球架上，已知球架的宽度为d，每只篮球的质量为m，直径为D（D＞d），不计球与球架之间的摩擦，则每只篮球对球架一侧的压力大小为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况如图所示，‎ 设球架对篮球的支持力与竖直方向的夹角为 由几何知识得：‎ 根据共点力的平衡条件得：‎ 有以上方程解得：‎ 有牛顿第三定律得篮球对球架的压力大小为：‎ 所以D正确，ABC错误；‎ ‎4.‎2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军正式入列服役，我国从此进入了“双航母”时代。假如航空母舰上的战斗机起飞时相对地面速度须达v=‎50m/s才能安全起飞，该航空母舰甲板长L=‎160m，航行速度为v0=‎10m/s（设飞机起飞对航空母舰的状态没有影响，飞机的运动可以看作匀加速运动）（　　）‎ A. 为保证飞机能安全起飞，其起飞过程中的加速度至少为‎5m/s2‎ B. 为保证飞机能安全起飞，其起飞过程中的加速度至少为‎7.5m/s2‎ C. 飞机安全起飞过程中所用时间为10s D. 飞机安全起飞过程中所用时间为s ‎【答案】A ‎【详解】AB．以航空母舰为参考系，则有 得 故A正确，B错误；‎ CD．以航空母舰为参考系，有得 故CD错误。故选A。‎ ‎5.我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信．“墨子”将由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属地球静止轨道卫星(高度约为36000千米)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高．关于卫星以下说法中正确的是 A. “墨子”号卫星的运行速度大于‎7.9km/s B. “墨子”号卫星的线速度比北斗G7的线速度小 C. “墨子”号卫星的周期小于24h D. 量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小 ‎【答案】C ‎【详解】A、根据，可知，轨道半径运动，线速度越小，第一宇宙轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，所以静止轨道卫星和墨子号卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故AB错误；‎ C、地球静止轨道卫星即同步卫星的周期为，墨子号卫星轨道半径小，角速度大，周期小于，故C正确；‎ D、根据，可知卫星的向心加速度，故可知半径越小向心加速度越大，故D错误．‎ ‎6.如图所示，空间分布着匀强电场，竖直方向的实线为其等势面，一质量为，带电量为的小球从O点由静止开始恰能沿直线OP运动，且到达P点时的速度大小为，重力加速度为（规定O点的电势为零），下列说法正确的是（　　）‎ A. 电场强度的大小 B. P点的电势 C. P点的电势能 D. 小球机械能的变化量为 ‎【答案】BD ‎【详解】A．小球沿直线OP运动，合力沿OP方向，如图所示 则有 解得，故A错误；‎ BC．设OP=L，根据动能定理得 解得电场力做功 根据 解得 根据 且，解得 则P点的电势能为 故B正确，C错误；‎ D．小球机械能的变化量等于电场力做的功，为 ‎，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎7.如图所示装置是理想变压器，原、副线圈匝数之比为10∶1，负载电路中，Ⓐ，Ⓥ为理想电流表和电压表。若原线圈接入正弦式交变电压，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电压表示数是V B. 输入电压的频率是50Hz C. 电流表的示数是‎0.1A D. 电阻R消耗电功率是44W ‎【答案】BC ‎【详解】A．原线圈接入正弦式交变电压，最大值为，有效值为 故A错误；‎ B．对照公式 有 则 故频率为50Hz，故B正确；‎ CD．根据变压比公式得输出电压 故电阻R消耗的电功率 ‎ ‎ 电流表示数 故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎8.如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为，两导轨上端接有电阻，阻值，虚线下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，现将质量为、电阻不计的金属杆ab，从上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻，已知金属板下落的过程中加速度a与下落距离h的关系如图乙所示，重力加速度，则（ ）‎ A. 金属杆刚进入磁场时的速度为 B. 下落了时速度为 C. 金属杆下落的过程中，在电阻R上产生的热量为 D. 金属杆下落的过程中，通过电阻R的电荷量为 ‎【答案】AC ‎【详解】由乙图知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小，方向竖直向上．由牛顿第二定律得：，设杆刚进入磁场时的速度为，则有，联立得：，代入数值有：．故A正确；下落时，通过图象知，表明金属杆受到的重力与安培力平衡有，其中，可得下落 时杆的速度代人数值有：．故B错误；从开始到下落的过程中，由能的转化和守恒定律有：，代人数值有，故C正确；杆自由下落的距离满足，解得，所以杆在磁场中运动的距离通过电阻R的电荷量，代人数值有：．故D错误．‎ ‎【点睛】本题要根据图象的信息读出加速度和杆的运动状态，由牛顿第二定律、安培力、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒等多个知识综合求解，综合较强．‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题 ‎9.某实验小组研究木块与某粗糙木板间的摩擦因数m，步骤如下：‎ ‎（1）如图甲，在该木板上放置一木块，木块与一水平弹簧左端相连，弹簧右端连接在位置固定的传感器上．传感器与木板未接触．传感器可以测出弹簧拉力F和对应的木块位移大小x，数据（F，x）可以通过电脑实时同步保存并自动画出F－x图象．‎ ‎（2）调节装置使F、x均为0．然后缓慢向左拉动木板．得到多组数据（F，x），木块与木板相对滑动后，控制木板立即静止，整个过程弹簧始终在弹性限度内．电脑中得到如图乙F－x图象．其中Fm、xm为记录数据F、x中的最大值．己知木块质量为m，重力加速度取g，滑动摩擦力等于最大静摩捸力．用图象中获得的数据和己知量表示下列物理量．‎ ‎①整个过程中弹簧弹性势能最大值为_____；‎ ‎②摩擦力对木块所做的功为____：‎ ‎③木块与粗糙板间摩擦因数m＝______．‎ ‎【答案】① ② ③‎ ‎【解析】①整个过程中弹簧弹性势能等于弹力F所做的功，其大小等于图像与坐标轴围成的面积，则弹性势能的最大值为；‎ ‎②缓慢拉动的过程中，弹力等于摩擦力，则摩擦力对木块所做的功等于弹力功，大小为；‎ ‎③F的最大值等于最大静摩擦力，等于滑动摩擦力，则Fm=μmg，则木块与粗糙板间摩擦因数m＝．‎ ‎10.在物理课外活动中，王明同学制作了一个简单多用电表，图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA，当选择开关接3时为量程50V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。‎ ‎(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________。‎ ‎(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，王明同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：‎ ‎①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；‎ ‎②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指表盘中央C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则C处刻度应为________Ω。‎ ‎③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。（保留两位有效数字）‎ ‎(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻阻值为__________Ω（保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】(1). 6.8 mA 34.0V (2). 150 1.5 (3). 70‎ ‎【详解】（1）[1]选择开关接1时测电流，其分度值为0.2mA，示数为6.8mA；‎ ‎[2]选择开关接3时测电压，其分度值为0.1V，其示数为34.0V；‎ ‎（2）②[3]由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为 R=0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω ‎③[4]由题图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5.0mA=‎0.005A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150Ω，电源电动势 E=I（R+r）=0.005×（150+150）V=1.5V ‎（3）[5]根据第（1）问可知，表头所示电流为6.8mA；调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值也为6.8mA，而表内电池的电动势为E=1.5V，表内总电阻为150Ω，由闭合电路欧姆定律可知 Ω=70Ω ‎11.如图所示，坐标原点O处有一点状的放射源，它向xoy平面内的x轴上方各个方向(包括x轴正方向和负方向)发射带正电的同种粒子，速度大小都是v0，在的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为，其中q与m分别为该种粒子的电荷量和质量；在的区域内分布有垂直xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板，放置于y=2d处，观察发现此时恰好没有粒子打到ab板上.(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用)‎ ‎(1)求粒子刚进入磁场时的速率；‎ ‎(2)求磁感应强度B的大小；‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【详解】(1)根据动能定理得 ‎ 可得刚进入磁场时的速率vt=2v0 ‎ ‎(2)根据(1)可知 vt=2v0，对于沿x轴正方向射出的粒子，其进入磁场时与x轴正方向的夹角 ‎ 其在电场中沿x轴正方向的位移 ‎ 若沿x轴正方向输出的粒子不能打到ab板上，则所有粒子均不能打到ab板上，因此沿x轴正方向射出的粒子在磁场中运动的轨迹与ab板相切，如图甲所示：‎ 由几何关系可知 可得粒子做圆周运动的半径 r=d 洛伦兹力提供向心力 ‎ 可得 ‎【点睛】本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动，关键确定粒子运动的临界情况，通过几何关系求解粒子的半径，结合牛顿第二定律列方程求解．‎ ‎12.如图，半径R = 1.0m四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L＝‎0.5m的水平面BC相切于B点，BC离地面高h = ‎0.45m，C点与一倾角为θ = 37°的光滑斜面连接，质量m＝‎1.0 kg的小滑块从圆弧上某点由静止释放，到达圆弧B点时小滑块对圆弧的压力刚好等于其重力的2倍,当小滑块运动到C点时与一个质量M=‎2.0kg的小球正碰，碰后返回恰好停在B点，已知滑块与水平面间的动摩擦因数µ＝0.1．（sin37°=0.6 cos37°=0.8, g取l‎0 m/s2）‎ 求：（1）小滑块应从圆弧上离地面多高处释放；‎ ‎（2）小滑块碰撞前与碰撞后的速度；‎ ‎（3）碰撞后小球的速度；‎ ‎【答案】（1）H=‎0.95m （2）‎3m/s，‎1m/s （3）v2=‎2.0m/s ‎【解析】‎ ‎（1）设小滑块运动到B点的速度为 ‎ 由机械能守恒定律有：‎ 由牛顿第二定律有： ‎ 联立上式解得： ‎ ‎（2）设小滑块运动到C点的速度为，由动能定理有： ‎ 可得小滑块在C点的速度即与小球碰前的速度           ‎ 碰后滑块返回B点过程：由动能定理： ‎ 得可碰后滑块速度 ‎ ‎ （3）碰撞过程由动量守恒： ‎ 解得碰后小球速度  ‎ 综上所述本题答案是：（1），（2），（3）‎ ‎13.下列说法中正确的是( )‎ A. 无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到100%‎ B. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 C. 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D. 已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子体积的大小 E. “油膜法估测分子的大小”实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径 ‎【答案】ABC ‎【详解】A、根据热力学第二定律，无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到100%，故A正确；‎ B、露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；‎ C、能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，说明能量虽然守恒，但是仍然要节约能源，故C正确；‎ D、已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子平均占据空间体积的大小，由于分子距离很大，故不能确定 分子的大小，故D错误；‎ E、“油膜法估测分子的大小”实验中，用一滴油酸酒精溶液中油酸的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径，不是油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值，故E错误；‎ 故选ABC.‎ ‎14.如图所示，有一截面积为的导热气缸，气缸内部有一固定支架AB，支架上方有一放气孔，支架到气缸底部距离为，活塞置于支架上，开始时气缸内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强，当外界温度缓慢上升至303K时，活塞恰好被整体顶起，气体由放气孔放出少许，活塞有回到支架处，气缸内气体压强减为，气体温度保持303K不变，整个过程中封闭气体均视为理想气体，已知外界大气压强恒为，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦．求：‎ ‎(i)活塞的质量 ‎(ii)活塞被顶起过程中放出气体的体积 ‎【答案】(i)m=‎1kg；(ii) ‎ ‎【详解】(i)初始状态压强：，温度：；当温度上升到303K且未放气时，活塞受力平衡，设此时压强为，温度 气体进行等容变化，根据查理定律可得：‎ 解得：‎ 根据平衡可得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ m=‎‎1kg ‎(ii)假设没有放气孔，设气缸内全部气体的压强变为时气体的体积为，活塞高度为，故：，根据：，，‎ 气体进行等温变化，根据玻意耳定律可得：‎ 解得：‎ 则放出的气体的体积：‎ ‎15.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为‎2m/s.某时刻波形如图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa＝‎2.5m，xb＝‎4.5m，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 质点b振动的周期为 4 s B. 平衡位置x＝‎10.5m处的质点 （图中未画出）与a质点的振动情况总相同 C. 此时质点a的速度比质点 b 的速度大 D. 质点a从图示开始在经过个周期的时间内通过的路程为 ‎‎2cm E. 如果该波在传播过程中遇到尺寸小于 ‎8m 的障碍物，该波可发生明显的衍射现象 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ A、由图能直接读出波长，由波速公式，该波的周期，则质点a振动的周期为4s，A正确；‎ B、处的质点与a质点相距一个波长，步调总是一致，振动情况总是相同，B正确；‎ C、质点a离平衡位置比b远，所以此时质点a的速度比b的速度小，C错误；‎ D、图象时刻，质点a向上运动，速度减小，再经过个周期，质点a通过的路程小于一个振幅，即小于‎2cm，D错误；‎ E、此列波的波长，尺寸小于 ‎8m 的障碍物满足发生明显衍射的条件，所以该波可发生明显的衍射现象，E正确；‎ 故选ABE．‎ ‎16.如图所示，一玻璃棱镜的截面为直角三角形ABD，∠A=30°，斜边AB=L，现有一条光线从距离B点处的O点垂直BD边射入，已知玻璃对该光线的折射率n=，求光线在AD边的射出点到A点的距离。 ‎ ‎【答案】‎ ‎【详解】光路如图所示 根据几何关系，可知光线射到AB界面时的入射角 全反射临界角C满足 可得 故光线在E点发生全反射 又 光线从AD边上F点射出棱镜 由几何关系可得 由几何关系可知，三角形AEF为等腰三角形，故有 则