【物理】内蒙古通辽市第一中学2020届高三下学期增分训练（二）试题（解析版）

【物理】内蒙古通辽市第一中学2020届高三下学期增分训练（二）试题（解析版）

内蒙古通辽市第一中学2020届高三下学期 增分训练（二）‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。‎ ‎1.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A. a点的电势高于b点的电势 B. 若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功 C. c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断 D. 若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d运动到c ‎【答案】B ‎【详解】A．由沿电场线方向电势降落和电场线与等势面垂直的特点，可知a点的电势低于b点的电势，故A错误；‎ B．由电势能的公式 可得出a点的电势能低于b点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，说明电场力做了负功，故B正确；‎ C．因为电场线的疏密表示电场的强弱，故c点的电场强度小于d点的电场强度，故C错误；‎ D．正试探电荷在d点时所受电场力沿该处电场线的切线方向，使该电荷离开该电场线，所以该电荷不可能沿着电场线由d到c，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.中国在西昌卫星发射中心成功发射“亚太九号”通信卫星，该卫星运行的轨道示意图如图所示，卫星先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q，远地点为P。当卫星经过P点时点火加速，使卫星由椭圆轨道1转移到地球同步轨道2上运行，下列说法正确的是（　　）‎ A. 卫星在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等 B. 卫星在轨道1上运行经过P点速度大于经过Q点的速度 C. 卫星在轨道2上时处于超重状态 D. 卫星在轨道1上运行经过P点的加速度等于在轨道2上运行经过P点的加速度 ‎【答案】D ‎【详解】A．卫星在轨道1上运行经过P点需点火加速进入轨道2，所以卫星在轨道2上的机械能大于轨道1上运动时的机械能，A错误；‎ B．P点是远地点，Q点是近地点，根据开普勒第二定律可知卫星在轨道1上运行经过P点的速度小于经过Q点的速度，B错误；‎ C．卫星在轨道2上时处于失重状态，C错误；‎ D．根据牛顿第二定律和万有引力定律得 所以卫星在轨道2上经过P点的加速度等于在轨道1上经过P点的加速度，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.如图，一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻为r，处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO′以角速度ω匀速转动．线圈通过滑环与定电阻R及理想电流表团合回路．已知理想电压表的示数为U，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时．则（   ）‎ A. R两端电压瞬时值的表达式为uR= Usinωt B. 理想电流表的示数为 ‎ C. 从 到 的时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为零 D. 若ω=100πrad/s，通过R的电流表每秒钟方向改变50次 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，其电动势表达式为：e=NBSωcosωt；电压表和电流表读数为有效值；电流在一个周期内方向改变两次．‎ ‎【详解】线圈产生的感应电动势的最大值为Em=NBSω，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，产生的感应电动势e=NBSωcosωt，根据闭合电路的欧姆定律可知UR＝cosωt，故A错误；产生感应电动势的有效值，根据闭合电路的欧姆定律可知，电流，故B正确；从到转过的角度为到，故磁通量的变化量为2BS，故C错误；若ω=100πrad/s，周期T=＝0.02s，在一个周期内电流改变2次，故1s内电流改变次数n=×2＝100次，故D错误；故选B．‎ ‎【点睛】考查瞬时表达式的书写时，关注线圈的开始计时位置，得出最大值，区别与有效值，理解电阻的变化，只会改变电流与功率，不会影响电压的变化．‎ ‎4.如图所示，水平面上放有三个木块A、B、C，质量均为m=‎1kg，A、C与地面间的接触面光滑，B与地面间的动摩擦因数μ=0.1，A、B之间用轻弹簧相连，B、C之间用轻绳相连．现在给C一个水平向右的大小为4N的拉力F，使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动．某一时刻撤去拉力F，则撤去力F的瞬间，轻绳中的张力T为(重力加速度g=‎10m/s2)‎ A. 0 B. 1N C. 2N D. 3N ‎【答案】B ‎【详解】在拉力作用下对整体，由牛顿第二定律可得：‎ 解得：a=‎1m/s2‎ 对A由牛顿第二定律可得，弹簧弹力：‎ 当撤去外力后，把BC作为整体，由牛顿第二定律可知：‎ 解得：‎ a′=‎1m/s2‎ 方向向左 对C受力分析有牛顿第二定律可得：‎ A．0，与计算不符，故A项错误；‎ B．1N，与计算相符，故B项正确；‎ C．2N，与计算不符，故C项错误；‎ D．3N，与计算不符，故D项错误．‎ ‎5.离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图甲所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区，将氙气电离获得1价正离子；II为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区，被加速后以速度vM从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图乙所示（从左向右看）。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0<α<）。推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v0，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e。（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）。下列说法不正确的是（　　）‎ A. II区的加速电压U=‎ B. II区离子的加速度大小a=‎ C. α为时，要取得好的电离效果，射出的电子速率v的范围v0≤v<且B<‎ D. 要取得好的电离效果，射出的电子最大速率vmax与α角的关系 ‎【答案】C ‎【详解】A．离子在电场中加速，由动能定理得 得 故A正确；‎ B．离子做匀加速直线运动，由运动学关系得 故B正确；‎ C．当α=时，最大速度对应的轨迹圆如图一所示，与Ⅰ区相切，此时圆周运动的半径为 洛伦兹力提供向心力，有 得 所以 此刻必须保证 故C错误；‎ D．当电子以α角入射时，最大速度对应轨迹如图二所示，轨迹圆与圆柱腔相切，此时有 ‎，，‎ 由余弦定理有 且 联立解得 由得 故D正确。‎ 本题选不正确的，故选C。‎ ‎ ‎ ‎6.如图所示，图中有一有界匀强磁场，以虚线为界，其右侧磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框边长是，电阻为，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场区域，时刻线框全部进入磁场．若外力大小为，线框中电功率的瞬时值为，线框磁通量的变化率为，通过导体横截面的电荷量为，（其中图象为抛物线）则这些量随时间变化的关系正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A、线框做匀加速运动，其速度v=at，感应电动势E=BLv，线框进入磁场过程中受到的安培力，由牛顿第二定律得：，则，故A错误；‎ B、电荷量，故B正确；‎ C、线框的位移，，故C错误；‎ D、感应电流，线框的电功率，故D正确；‎ 故选BD．‎ ‎【点睛】由线框进入磁场中切割磁感线，根据运动学公式可知速度与时间关系；再由法拉第电磁感应定律，可得出产生感应电动势与速度关系；由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小，并由安培力公式可确定其大小与时间的关系；由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系；最后电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系．‎ ‎7.如图所示，质量为m的物体A放在质量为M、倾角为的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体A，使其沿斜面向下匀速运动，斜面B始终静止不动，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 斜面B相对地面有向右运动的趋势 ‎ B. 地面对斜面B的静摩擦力大小为 C. 地面对斜面B的支持力大小为 ‎ D. 斜面B与物体A间的动摩擦因数为 ‎【答案】BC ‎【详解】AB、将A和B看成一个整体,对其进行受力分析,由平衡条件可知,地面对B的静摩擦力f=Fcosθ,方向水平向右,故B相对地面有向左运动的趋势,故A错误, B正确;‎ C、由平衡条件可知,地面对B的支持力FN=(M+m)g+Fsinθ,故 C正确;‎ D、对A进行受力分析可知,在平行于斜面的方向上有mgsinθ+F=μmgcosθ,‎ 解得，故D错误；‎ ‎8.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L=‎0.4m。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1=‎0.1kg，电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2=‎0.4kg、电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=‎10m/s2。则（　　）‎ A. cd下滑的过程中，ab中的电流由a流向b B. ab刚要向上滑动时，cd速度v=‎5m/s C. 从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=‎3.8m，此过程中ab上产生的热量Q=1.3J D. 从cd开始下滑到ab刚要向上滑动过程中，cd滑动的距离x=‎3.8m，此过程中通过ab的电荷量q=‎‎1.9C ‎【答案】ABC ‎【详解】A．cd切割磁感线，对cd由右手定则可知，cd中电流由d到c；故ab中电流由a流向b，故A正确；‎ B．开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件得 ab刚好要上滑时，感应电动势 电路中的感应电流 ab受到的安培力 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得 代入数据解得v=‎5m/s，故B正确；‎ C、cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得 ab棒上产生的热量 代入数据解得Q=1.3J，故C正确；‎ D．根据电荷量的计算公式可得 代入数据解得q=‎3.8C，故D错误。‎ 故选ABC。‎ 三、非选择题：共62分。第9～13题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～16题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题 ‎9.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G•Atwood1746-1807）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．‎ 某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．‎ ‎（1）实验时，该同学进行了如下步骤：‎ ‎①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出______（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．‎ ‎②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．‎ ‎③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．‎ ‎（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______（已知重力加速度为g）．‎ ‎（3）引起该实验系统误差的原因有______（写一条即可）．‎ ‎【答案】(1). 挡光片中心 (2). (3). 绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等 ‎【解析】‎ ‎（1、2）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为：， 则系统重力势能的减小量△Ep=mgh，系统动能的增加量为：‎ ‎△Ek＝(‎2M+m)v2＝(‎2M+m)( )2， 若系统机械能守恒，则有：mgh=(‎2M+m)( )2． （3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等．‎ ‎10.某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E和电压表V的内阻Rv，从实验室找到实验器材如下：‎ A.待测电源（电动势E约为2V，内阻不计）‎ B.待测电压表V（量程为1V，内阻约为100Ω）‎ C.定值电阻若干（阻值有：50.0Ω，100.0Ω，500.0Ω，1.0kΩ）‎ D.单刀开关2个 ‎(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图，请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。‎ ‎(2)为了完成实验，测量中要求电压表的读数不小于其量程的，则图甲R1=_____Ω；R2=_____Ω。‎ ‎(3)在R1、R2选择正确的情况进行实验操作，当电键S1闭合、S2断开时，电压表读数为0.71V；当S1、S2均闭合时，电压表读数为0.90V；由此可以求出Rv=____Ω；电源的电动势E=_____（保留2位有效数字）。‎ ‎【答案】(1). (2)100 50 (3)87 1.9‎ ‎【详解】(1)[1]根据电路原理图，实物连线如图所示：‎ ‎(2)[2][3]根据分压规律 串联在电路中的总电阻约为 所以和阻值太大不能用，否则电压表的示数不满足题中要求；为了在闭合时，能够有效的保护电路，所以，。‎ ‎(3)[4][5]当电键闭合、断开时 当、均闭合时 解得 ‎，‎ ‎11.“嫦娥一号”卫星在绕月极地轨道上运行，由于月球的自转，“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面。“嫦娥一号”卫星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM；月球绕地球公转的周期为TE，其公转半径为r；地球半径为RE，月球半径为RM。试解答下列问题：‎ ‎（1）若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比；‎ ‎（2）当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直（如图所示）。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间。（已知光速为c）‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【详解】（1）月球绕地公转，由万有引力提供向心力，则有 同理，探月卫星绕月运动时，则有 由上两式联立解得 ‎（2）设探月极地轨道上卫星到一地心的距离为L0，则卫星到地面的最短距离为L0-RE，由几何知识得 将照片发回地面的时间 t ‎12.如图甲所示，竖直面MN的左侧空间中存在竖直方向的匀强电场（上、下及左侧无边界）．一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电小球，以水平初速度沿PQ向右做直线运动，Q位于MN上，若小球刚经过D点时（t=0），在电场所在空间叠加如图乙所示随时间做周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D点时与PQ连线成90°角，已知D、Q间的距离为‎2L，小于小球在磁场中做圆周运动的周期，忽略磁场变化造成的影响，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）电场强度E的大小和方向；‎ ‎（2）与的比值；‎ ‎（3）小球过D点后做周期性运动，则当小球运动的周期最大时，求出此时磁感应强度的大小及运动的最大周期。‎ ‎【答案】（1），竖直向上；（2）3π:2；（3），‎ ‎【详解】（1）不加磁场时，小球沿直线PQ做直线运动，有 qE=mg 解得 E=‎ 电场强度的方向竖直向上。‎ ‎（2）小球能再次通过D点，其运动轨迹如下图所示 设半径为r，做圆周运动的周期为T，则 ‎ ， ，‎ 解得 ‎（3）当小球运动周期最大时，其运动轨迹应与MN相切，如下图所示 由几何关系得2R=‎2L由牛顿第二定律得 解得 B0=‎ ‎【物理——选修3-3】‎ ‎13.关于固体、液体，下列说法正确的是 。‎ A. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 B. 使未饱和汽变成饱和汽，可采用升高温度的方法 C. 液晶既不是液体也不是晶体，但它具有晶体的某些物理性质 D. 一些昆虫之所以能停在水面上，是因为它们受到水的浮力等于昆虫的重力 E. 相对湿度反映了空气中水蒸气含量接近饱和的程度 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如水晶和玻璃，故A正确；‎ B．饱和汽压随温度的升高而增大，使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故B项错误；‎ C．液晶既不是液体也不是晶体，但它具有晶体的某些物理性质，C项正确；‎ D．一些昆虫之所以能停在水面上，是因为它们受到水表面张力作用，故D项错误；‎ E．相对湿度是空气中水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比，所以它反映了水蒸气含量接近饱和的程度，选项E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎14.在全国千万“云监工”的注视下，‎2月2日，武汉火神山医院交付使用，建设工期仅为十天十夜。在“云监工”视线之外，先进的设计理念和科技元素充当着幕后英雄，火神川医院病房全部为负压病房，所谓负压病房是通过特殊的通风抽气设备，使病房内的气压低于病房外的气压，保证污染空气不向外扩散。若已知某间负压隔离病房的空间体积V=‎60m3‎，启用前环境温度t1=‎-3℃‎，外界大气压强为p0=1.01×105Pa，启用后，某时刻监测到负压病房的温度t2=‎27℃‎、负压为-15Pa（指与外界大气压p0的差值）。‎ ‎(1)试估算启用后负压隔离病房内减少的气体质量与启用前房间内气体总质量的比值；‎ ‎(2)判断在负压隔离病房启用过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。‎ ‎【答案】(1)；(2)吸热 ‎【详解】(1)根据题意有 设减少的气体体积为，以启用后负压病房内剩余的气体为研究对象，由理想气体状态方程得 解得 则 ‎(2)因为抽气过程中剩余的气体温度升高，故内能增加 而剩余气体的体积膨胀，对外做功 由热力学第一定律 可知，，气体从外界吸收热量。‎ ‎【物理——选修3-4】‎ ‎15.如图所示，一条红色光线和一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则可知（　　）‎ A. BO光线是紫光，AO光线是红光 B. BO光线是红光，AO光线是紫光 C. AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间短 D. 将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，其透射光线仍然可能只沿OC方向射出 E. 在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大 ‎【答案】BDE ‎【详解】AB．两束光在O点的折射角相同，A光的入射角小于B光的入射角，由折射定律 知，AO光的折射率比BO光的折射率大，所以BO光线是红光，AO光线是紫光，故A错误，B正确；‎ C．由 分析可知，在玻璃中紫光的速度小于红光的速度，则AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长，故C错误；‎ D．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合时，紫光可能发生全反射，所以其透射光线仍然可能只沿OC方向射出，故D正确；‎ E．根据双缝干涉条纹间距公式 知，若L和d不变时，入射光由波长较短的紫光改为波长较长的红光，干涉条纹间距变大，故E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎16.如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出。已知，光在真空中的传播速度为c。求：‎ ‎（1）该棱镜材料的折射率；‎ ‎（2）光在棱镜中的传播速度。‎ ‎【答案】（1）；（2）。‎ ‎【详解】（1）作出完整的光路如图 根据几何关系可知：，所以 因为，所以 又：‎ 解得：‎ 根据折射定律有：‎ 解得：‎ ‎（2）光在棱镜中的传播速度：‎