【物理】湖北省武汉市武昌区2020届高三年级六月调研考试（二）

【物理】湖北省武汉市武昌区2020届高三年级六月调研考试（二）

湖北省武汉市武昌区2020届高三年级 六月调研考试（二）‎ 二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。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．如图所示是研究光电效应的电路，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。如果用单色光a照射阴极K，灵敏电流表的指针会发生偏转；用单色光b照射阴极K时，灵敏电流表的指针不发生偏转。下列说法正确的是 ‎ A．a光的频率低于b光的频率 B．增加b光的强度（总能量），电流表指针依然不会发生偏转 C．增加a光的强度（总能量），阴极K逸出电子的最大初动 能变大 D．用a光照射阴极K时，将电源的正负极对调，电流表的读数 一定为零 ‎15．在足够长的倾斜长直轨道上，先后将甲、乙两个相同小球以相同的初速度在同一位置沿轨道向斜上方弹出，它们运动的v - t图象如图所示。据图可知下列说法错误的是 A．该轨道是光滑轨道 B．t=4s时，两球相对于出发点的位移相等 C．两球在轨道上发生的碰撞是完全非弹性碰撞 D．两小球回到出发点时的速度大小为10 m/s ‎16．光滑水平面上，质量分别为m1、m2的物体A、B紧靠在一起，在大小分别为F1、F2的水平恒力的共同作用下，A、B一起无初速向右做匀加速运动，则A、B之间弹力的大小为 A． B． C． D． ‎17．如图所示为“用质谱仪测定带电粒子质量”的装置示意图。速度选择器中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若它们的质量关系满足，速率关系满足，它们的重力均可忽略，则打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是 A．甲丁乙丙 B．乙甲丙丁 C．丙丁乙甲 D．丁甲丙乙 ‎18．如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相距为L，另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某时刻使左侧的导体棒获得大小为v0的向左初速度、右侧的导体棒获得大小为2v0的向右初速度，则下列结论正确的是 A．该时刻回路中产生的感应电动势为 BLv0‎ B．当导体棒a的速度大小为时，导体棒b的速度大小一定是 C. 当导体棒a的速度为0时，两导体棒受到的安培力大小都是 D．从开始运动到最终处于稳定状态的过程中，系统产生的热量为 ‎19．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，把近22吨的新一代载人飞船试验船送入太空。这是中国乃至亚洲火箭首次发射超过“两万公斤”的航天器。此次新一代载人飞船试验船采用了全新的自主飞行控制系统，飞行期间，在没有人工干预的情况下，自主完成了七次精确变轨，将飞船逐级抬到一个远地点距离地面8000公里的大椭圆轨道上。5月8日，试验船的返回舱在返回地面过程中，到合适高度处，先打开三个降落伞，接近地面时，再打开底部的6个气囊，落地缓冲，平稳着陆。这标志着试验船飞行试验任务圆满成功，也意味着中国载人航天事业开启了新的篇章。下列说法正确的是 A．降落伞打开后的下降过程中，空气阻力做负功，返回舱的机械能变小 B．打开6个气囊，落地缓冲，气囊的作用是减小试验船落地时与地面间的冲量 C．飞船自主完成七次精确变轨，每次变轨都要加速才能从低轨道变到高轨道 D．飞船在远地点距地面为8000公里的的椭圆轨道上运动的周期等于距地面为8000公里的圆轨道上运动的周期 ‎ ‎20．如图所示，边长为L的正方形粗糙斜面ABCD的倾角为45°，处于方向水平向左的匀强电场中，一质量为m、电荷量为+q的物体自B点由静止释放，恰好能沿斜面对角线BD做直线运动，到达D点时的速率为v。已知重力加速度为g，则根据上述条件可知 A．物体与斜面间的动摩擦因数为 － B．匀强电场的场强大小为 C．从B运动到D，物体的机械能一定减少 D．电场力做功和重力做功相等，且都等于 mv2‎ ‎21．如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd在磁感应强度B=0.02 T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴oo'匀速转动，角速度ω= 100rad/s，线圈边长ab = cd = 0.2 m，ad = bc = 0.4 m，匝数为 100 匝，线圈的总电阻 r=5 Ω，线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的匝数比n1∶n2=3∶1，副线圈与可调电阻箱R相连，图中电压表为理想交流电压表，则 A．交流电压表测量的是发电机电源电动势的有效值 B．该发电机产生的电源电动势的最大值为16 V C．调节电阻箱阻值，当R=5 Ω时，R消耗的电功率为2.304 W D．调节电阻箱阻值，当R=45 Ω时，R消耗的电功率为最大 三、本卷包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每个试题考生都应作答。第33题～第34题为选考题，考生根据要求作答。须用黑色签字笔在答题卡上规定的区域书写作答，在试题卷上作答无效。‎ ‎（一）必考题 ‎22．（6分）‎ 为了验证动量守恒定律，某同学使用如图甲所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当两个刚性滑行器通过G1、G2光电门时，光束被滑行器上的挡光片遮挡的时间称为光电门的挡光时间。预先测得滑行器连同挡光片的总质量分别为M、m（M＞m），两挡光片宽度为D（两挡光片宽度相同）。该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器验证动量守恒定律，请回答下列问题：‎ ‎（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平。在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器M，M分别通过光电门G1、G2的时间，则导轨水平。‎ ‎（2）用游标卡尺测量两挡光片的宽度如图乙所示，则D = 。‎ ‎（3）将滑行器M静置于两光电门之间，将滑行器m置于光电门G1右侧，用手推动m，使m获得水平向左的速度经过光电门G1并与M发生碰撞且被弹回，再次经过光电门G1。光电门G1先后记录的挡光时间为Δt11、Δt12，光电门G2记录的挡光时间为Δt2。‎ 在本次实验中，若表达式(用M、m、Δt11、Δt12、Δt2表示)在误差允许的范围内成立，则动量守恒定律成立。‎ ‎23．（9分）‎ 某同学利用图甲中的电路测量电流表的内阻RA（约为），图中R1是滑动变阻器，R2是电阻箱，S1和S2为开关。已知电流表的量程为10mA。 ‎ ‎（1）请根据电路图连接图乙中的实物图；‎ ‎（2）断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值如图丙所示时，恰好半偏。若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则可知RA＝Ω；‎ ‎（3）考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻RA的测量值R测和真实值R真相比，R测R真（填“＞”或“＜”）；若选用一个电动势E更大的电源并能完成该实验时，相对误差将变（填“大”或“小”）。‎ ‎（4）将（2）中电流表内阻的测量值作为该表内阻，若要改装成量程为3 V的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为Ω的电阻。‎ ‎24．（14分）‎ 如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在第三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴的P点有一个质量为m、电荷量为－q（q > 0）的带电粒子，具有沿x正方向的初速度v0（大小未知）。在x轴上有一点D，已知OD = d，OP = h。带电粒子重力可忽略，试求：‎ ‎（1）若该粒子第1次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0多大？‎ ‎（2）若该粒子第3次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0'多大？‎ ‎25．（18分）‎ 如图所示，装置的左边是光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M= 3 kg的物块A。装置的中间是始终在以u=2m/s的速度顺时针转动的水平传送带，它与左边的台面等高并平滑对接，它也与右边的倾角θ = 37°的光滑斜面平滑对接。物块A静止在其平衡位置，此处距传送带左端l = 0.5 m。质量m=1kg的物块B从斜面上距水平台面高h= 2.0m处由静止释放，已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，传送带的长度为L =1.0m。物块A、B都可视为质点，A、B发生的每次碰撞都是弹性正碰且碰撞时间极短。取g=10m/s2。求：‎ ‎（1）物块B与物块A第一次碰撞前瞬间，B的速度大小v0；‎ ‎（2）物块B与物块A第一次碰撞后，B返回斜面相对水平台面能上升的最大高度h'；‎ ‎（3）如果物块A每次被B碰撞后，会在外力帮助下静止在其平衡位置等待B的再次碰撞，当物块B在传送带上第一次对地速度减为零时，物块B从开始到此时相对于地面运动的总路程s多大？‎ ‎（二）选考题 ‎33．【物理──选修3—3】（15分）‎ ‎（1）（5分）一定质量的理想气体经历了a→b、b→c、c→d三个状态变化过程，其中纵坐标表示理想气体压强p、横坐标表示理想气体的热力学温度T。则下列结论正确的是：‎ ‎（选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）‎ A．a→b过程，理想气体对外界做正功 B．a→b过程，理想气体密度变大 C．b→c过程，理想气体向外界放出热量 D．c→d过程，理想气体内能不变 E．三个状态变化过程对比，c→d过程是理想气体对外界做正功最多的过程 ‎（2）（10分）如图所示，一定质量的理想气体封闭在体积为V0的绝热容器中，初始状态阀门K关闭，容器内温度与室温相同、为T0=300K，有一光滑绝热活塞C(体积可忽略)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管(管内气体的体积可忽略)，左管水银面比右管高76cm。已知外界大气压等于76cmHg。求： ‎ ‎ ‎ 将阀门K打开使B室与外界相通，稳定后，A室的体积变化量是多少？‎ 打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，接着对B室气体缓慢加热，当加热到U形管左管水银面比右管高19 cm时，A室气体温度始终等于室温， B室内温度是多少？‎ ‎【物理──选修3—4】（15分）‎ ‎（1）(5分)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 = - 0.2 m和x = 1.2 m处，两列波的波速均为v = 0.4 m/s，振幅均为A = 2 cm。t = 0时刻两列波的图象及传播方向如图所示，此时平衡位置在xP = 0.2 m和xQ = 0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。则以下结论正确的是（选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）‎ A．两列波的振动频率相等 B．t = 1.5 s时刻两列波恰好相遇 C．两列波在平衡位置为xM = 0.4 m处的M点相遇之后，质点M位移的最大值为4 cm D．两列波在平衡位置为xN = 0.5 m处的N点相遇之后，质点N位移的最大值为4 cm E．两列波在平衡位置为xP = 0.2 m处的P点相遇之后，质点P的位移始终为零 ‎（2）（10分）如图所示，在真空中有一个半径为R的透明介质球，现有两束平行的、相距为d（d＜2R）的同种单色光线对称地（相对于球的中心）照射到球上，要使两束光线经折射后的折射光线在球内部相交，求该介质对该单色光的折射率n值的范围。（可能用到的数学公式：sin2α+cos2α= 1；）‎ ‎【参考答案】‎ 二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ 题号 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ 答案 B D D A C AC AB BC ‎22．(6分，每空2分) 相等 5.75mm （0.575cm，5.75×10-3m） ‎ ‎23．（9分）‎ ‎（1）如图（2分）；‎ ‎ ‎ ‎ （2）4.9（1分）；‎ ‎（3）＜（2分）、小（2分）；（4）295.1（2分）‎ ‎24．（14分）‎ 解：（1）据图可知，‎ 粒子自P点做类平抛运动：‎ ‎ ．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎ ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 解得: ．．．．．．．．．．．．1分 ‎（2）粒子进入磁场做圆周运动，如图所示 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．2分 粒子第3次经过x轴恰好到达D。如图所示，‎ ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 d = 3x－2Rsinθ．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 解得： ．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎25．（18分）‎ 解析：(1) B从斜面滑下机械能守恒： ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 得B滑上皮带瞬间：m/s B滑上皮带做匀减速运动:．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 解得B滑过皮带与A碰前速度：v1 = 6 m/s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 ‎（2）AB发生弹性碰撞，动量守恒、机械能守恒：碰后B的速度为v2，A的速度为va2‎ ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 联立两式解得 ‎ 即：v2 =－3 m/s．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 物体B以3 m/s的速度返回到皮带上做匀减速运动直到左端：‎ ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 解得v3 =m/s＞u = 2m/s．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 故此次在传送带上向右一直做匀减速运动。‎ ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 得：h' = 0.25m．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 ‎（3）物体上升h'后再返回传送带右端时，速度大小为v3 =m/s，滑上传送带，减速至左端 得v4 = 1m/s．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 物体B与A第二次发生弹性碰撞，碰后速度v5 = －m/s。．．．．．．．．．．．．．．．1分 返回传送带后的向右匀加速运动，u2 - v52 = 2ax 得 x = m＜L = 1m．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 故运动x后匀速运动至右端，以初速度大小u = 2m/s滑上斜面 ‎ ‎ 得：h〞= 0.2 m．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 再次返回减速运动至传送带左端时恰好对地速度为零，则对地总路程 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 得：s = m ≈ 11.83m．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 ‎33．【物理──选修3—3】（15分）‎ ‎（1）（5分）ＡＣＥ（选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎（2）（10分）‎ 解：（1）将阀门打开，等温变化， ‎ ‎ ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎ 有 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎（2）再关闭阀门， U形管内两边水银面的高度差为19cm时，pA = pB =（76+19）cmHg A室变化过程：p0、、T0→pA、VA、T0‎ ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 B室变化过程：p0、、T0→pB、V0－VA、TB ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2分 ‎ ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1分 34． ‎【物理──选修3—4】（15分）‎ ‎（1）（5分）ADE（选对一个给2分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎（2）（10分）‎ 解：如图所示，‎ 若光线经过球表面发生折射后，折射光线恰好相交在球面上，那么有 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2分 据几何关系可知 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2分 α = 2β．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1分 要使光线折射后相交于球内，必然要求，考虑到α和β都是锐角，则有 ‎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1分 联立可得：．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2分 又有 故: ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2分