【物理】广东省化州市2020届高三上学期第二次模拟考试试题（解析版）

【物理】广东省化州市2020届高三上学期第二次模拟考试试题（解析版）

广东省化州市2020届高三上学期第二次模拟考试试题 一、选择题 ‎1.在下列四个核反应方程中，x表示中子的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A：据电荷数和质量数守恒，可得，即A项中x表示．‎ B：据电荷数和质量数守恒，可得，即B项中x表示．‎ C：据电荷数和质量数守恒，可得，即C项中x表示．‎ D：据电荷数和质量数守恒，可得，即D项中x表示．‎ 综上，四个核反应方程中，x表示中子的是D．‎ ‎2.如图所示，O为椭圆ABCD的左焦点，在O点固定一个正电荷，某一电子P正好沿椭圆ABCD运动，A、C为长轴端点，B、D为短轴端点，这种运动与太阳系内行星的运动规律类似．下列说法中正确的是（ ）‎ A. 电子在A点的线速度小于在C点的线速度 B. 电子在B点的加速度与在D点的加速度相同 C. 电子由A运动到C的过程中电场力做负功，电势能增加 D. A点的电势高于B点的电势，因此A点的电势能高于B点的电势能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电子在A点时类似于近日点，而C点类似于远日点，所以电子在A点的速度大于在C点的速度，故A错误。‎ B．根据库仑定律可知，电子在B点和D点受到的库仑力大小相等，根据牛顿第二定律知电子在B点的加速度大小等于D点的加速度，但加速度方向不同，故加速度不同；故B错误。‎ C．电子由A到C的过程中，库仑力与速度方向成钝角，电场力做负功，电势能增大；故C正确。‎ D．由点电荷的电场电势分布特点知，离正场源电荷近的A点电势较B点高；而电子带负电，由可得电子在A点的电势能比B点低；故D错误。‎ ‎3.如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块 B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为60°时，A、B恰能保持静止，则物块的质量为（ ）‎ A. m B. m C. m D. 2m ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】先对A受力分析，如图：‎ 根据共点力平衡条件，正交分解法有：‎ 再对B受力分析，由合成法有：‎ 联立解得：‎ 故选A。‎ ‎4.高空坠物有具大的危险性，物体从高楼阳台水平飞出后落到行人头部，将行人的颈椎砸折．不考虑空气阻力，则在物体从阳台水平飞出后（ ）‎ A. 与行人相撞前，物体速度的方向可能与重力的方向相同 B. 与行人相撞前，物体单位时间内速率的变化量总是不变 C. 与行人相撞过程中，物体对行人作用力的方向与它动量的变化方向相同 D. 与行人相撞过程中，物体对行人的作用力大小与它的重力有关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．金毛犬做平抛运动，水平方向的速度不可能为零，所以与人相撞前，金毛犬速度的方向就不可能总与重力的方向垂直；故A错误。‎ B．与人相撞前，金毛犬速度的变化量 ‎△v=g△t 所以单位时间内速度总是不变，但金毛犬单位时间内速率的变化量是变化的；故B错误。‎ C．与人相撞过程中，金毛犬对主人作用力方向与它动量的变化方向相反；故C错误。‎ D．与人相撞过程中，设金毛犬与主人的作用力大小为F，对金毛犬根据动量定理可得 F-mg=m△v 解得：‎ F=mg+m△v 所以F与它的重力有关；故D正确。‎ ‎5.如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.4kg，在该平面上以m/s、与导线成60°角的初速度运动，最后达到稳定状态，这一过程中 A. 金属环受到的安培力与运动的方向相反 B. 在平行于导线方向金属环做减速运动 C. 金属环中最多能产生电能为0.8J D. 金属环动能减少量最多为0.6J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线，即安培力垂直直导线向左，与运动方向并非相反，安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故为匀速直线运动，AB错误；由题知，金属环最终以m/s，沿平行导线方向做匀速直线运动，动能的减少量为J，则产生的电能最多为0.6J，C错误，D正确．‎ ‎6.如图所示，水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道相连，且固定在同一个竖直面内．将一只质量为m的小球由圆弧轨道上某一高度处无初速释放．为使小球在沿圆轨道运动时始终不脱离轨道，这个高度h的取值可能为（ ）‎ A. 2.6r B. 1.2r C. 1.6r D. 0.8r ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】小球可能做完整的圆周运动，刚好不脱离圆轨时，在圆轨道最高点重力提供向心力：‎ 由机械能守恒得：‎ 解得：‎ h=2.5r 也可能不超过与圆心等高处，由机械能守恒得：‎ 得：‎ h=r 综上得为使小球在沿圆轨道运动时始终不离开轨道，h的范围为：‎ h≤r或h≥2.5r。‎ 故选AD。‎ ‎7.2019年4月10日，“事件视界望远镜”项目正式公布了人类历史上第一张黑洞照片． 黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸（光速为c），所以称为黑洞．己知某星球的质量为m，半径为R，引力常量为G，则该星球的逃逸速度公式v=，如果天文学家观测到距离某黑洞r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆运动，则关于该黑洞下列说法正确的是（ ）‎ A. 该黑洞质量为 B. 该黑洞质量为 C. 该黑洞的最小半径为 D. 该黑洞的最大半径为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面某一质量为m得物体有：‎ 即有 故A错误，B正确；‎ CD．设黑洞的半径为R，依题意，需要满足 即有 则该黑洞只有最大半径为；故C错误，D正确。‎ ‎8.如图所示，一个由绝缘材料制成的轻弹簧水平放置，一端固定于竖直墙上，另一端与一带负电的小球相连，小球置于光滑的绝缘水平面上．当整个装置处于水平向左的匀强电场中时，小球在B、C间往复运动，在O点弹簧处于原长．假定在运动过程中小球的电量保持不变，则（ ）‎ A. 小球在由B到O的过程中，弹性势能和电势能都一直减少，动能一直增加 B. 小球在由O到C的过程中，弹性势能一直增加，电势能和动能都一直减少 C. 小球在由B经O到C的过程中，电势能的变化量与弹性势能变化量不相等 D. 小球在由C到O的过程中，电势能的变化量小于弹性势能的变化量 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意可知，小球在BC之间做简谐运动，O为简谐运动的平衡位置，B、C为最大位移处。‎ A．小球做简谐运动，O点是平衡位置且此处弹簧为原长，小球所受的电场力方向向右，则小球在由B到O的过程中，电场力做正功，电势能减小，弹力做正功，弹性势能一直减小，最大位移处速度最小为零，平衡位置速度最大，则知小球的动能增加；故A正确。‎ B．小球在由O到C的过程中，弹簧伸长量增大，弹性势能增加，电场力做正功，电势能减小，合力向左做负功，则动能减小；故B错误。‎ C．小球在由B经O到C的过程中，动能的变化量为零，根据能量守恒得知，电势能的变化量和弹性势能的变化量大小相等；故C错误。‎ D．小球在由C到O的过程中，动能增加，弹性势能减小，电势能增加，由能量守恒得知，电势能的变化量大小小于弹性势能的变化量大小；故D正确。‎ 三、非选择题：包括必考和选考题两部分。第22题〜第32题为必考题，每个考题考生都必须做答。第33题〜第38题为选考题，考生按要求做答。‎ ‎9.某同学从实验室天花板处自由释放一钢球，用频闪摄影手段验证机械能守恒．频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置．‎ ‎(1)操作时比较合理的做法是___________．‎ A先打开频闪仪再释放钢球 B.先释放钢球再打开频闪仪 ‎(2)频闪仪闪光频率为f，拍到整个下落过程中的频闪照片如图(a)，结合实验场景估算f可能值为（ ）‎ A. 0.1HZ B. 1Hz C. 10Hz D. 100Hz ‎(3)用刻度尺在照片上测量钢球各位置到释放点O的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8及钢球直径，重力加速度为g．用游标卡尺测出钢球实际直径D，如图(b)，则D=_______cm．已知实际直径与照片上钢球直径之比为k．‎ ‎(4)选用以上各物理量符号，验证从O到A过程中钢球机械能守恒成立关系式为：2gs5=______________．‎ ‎【答案】(1). A (2). C (3). 4.55 （4）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）为了记录完整的过程，应该先打开闪频仪再释放钢球，A正确；‎ ‎（2）天花板到地板的高度约为3m，小球做自由落体运动，从图中可知经过8次闪光到达地面，故有，解得，即，C正确；‎ ‎（3）游标卡尺的读数为；‎ ‎（4）到A点的速度为，根据比例关系可知，到A点的实际速度为，因为小球下落实际高度为，代入可得；‎ ‎10.现要比较准确测量电压表V1的内阻Rv．实验室提供的器材有： ‎ A．待测电压表V1（量程3 V，内阻约3 k）‎ B．电压表V2（量程9 V，内阻约10 k）‎ C．定值电阻R0（阻值6 k）‎ D．滑动变阻器R（最大阻值20 ）‎ E．直流电源E（10 V，内阻可忽略）‎ F．开关S及导线若干 ‎（1）请用笔画线代替导线在甲图中完成电路的连接；‎ ‎（2）请把下列实验步骤补充完整 ‎①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端（选填“左”或“右”）；‎ ‎②闭合开关S，移动滑片至某一位置，记录电压表V1、V2的示数U1、U2；‎ ‎③多次移动滑片，记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2；‎ ‎④以U2为纵坐标、U1为横坐标，作出相应图像，如图乙所示．‎ ‎（3）用U2－U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0，写出待测电压表内阻Rv=_____________．‎ ‎【答案】(1). ； (2). 左； (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻值，所以滑动变阻器用分压式接法，待测电压表的量程为3V，而电压表V2的量程为9V，为使电表指针偏转角度较大，读数更准确，需将定值电阻与待测电压表V1串联，然后与V2并联，所以电路图如图所示．‎ ‎（2）分压式接法，闭合开关前应将滑片移至使测量电路短路的位置，所以应该移至最左端；‎ ‎（3）根据欧姆定律：，整理得:，所以:，解得待测电压表的内阻．‎ ‎11.如图所示，粒子发射器发射出一束质量为m，电荷量为q的粒子(不计重力)，从静止经加速电压U1加速后，沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以某一速度离开电场．已知平行板长为L，两板间距离为d，求：‎ ‎(1)粒子在偏转电场中运动的时间t；‎ ‎(2)粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量y．‎ ‎【答案】(1)L　(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子从静止经加速电压U1加速后，由动能定理得qU1＝mv02‎ 解得：‎ v0＝ ‎ 粒子在偏转电场中水平方向做匀速直线运动，运动时间满足L＝v0t 解得：‎ t＝L ‎(2)粒子在偏转电场中竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度：a＝ ‎ 纵向偏移量：y＝at2‎ 解得：‎ y＝‎ ‎12.如图所示,固定光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m,平台上静止放置着两个滑块A、B,mA=0.1kg,mB=0.2kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车,静止在光滑的水平地面上．小车质量为M=0.3kg,车面与平台的台面等高,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的,PQ间距离为L滑块B与PQ之间的动摩擦因数为μ=0.2,Q点右侧表面是光滑的．点燃炸药后,A、B分离瞬间A滑块获得向左的速度vA=6m/s,而滑块B则冲向小车．两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2．求: ‎ ‎(1)滑块A在半圆轨道最高点对轨道的压力;‎ ‎(2)若L=0.8m,滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；‎ ‎(3)要使滑块B既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则小车上PQ之间的距离L应在什么范围内 ‎【答案】（1）1N，方向竖直向上（2）（3）0．675m＜L＜1．35m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A从轨道最低点到轨道最高点由机械能守恒定律得：‎ 在最高点由牛顿第二定律：‎ 滑块在半圆轨道最高点受到的压力为：‎ FN=1N 由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为1N，方向向上 ‎ ‎（2）爆炸过程由动量守恒定律：‎ 解得：vB=3m/s 滑块B冲上小车后将弹簧压缩到最短时，弹簧具有最大弹性势能，由动量守恒定律可知：‎ 由能量关系：‎ 解得EP=0.22J ‎(3)滑块最终没有离开小车，滑块和小车具有共同的末速度，设为u，滑块与小车组成的系统动量守恒，有：‎ 若小车PQ之间的距离L足够大，则滑块还没与弹簧接触就已经与小车相对静止，‎ 设滑块恰好滑到Q点，由能量守恒定律得：‎ 联立解得：‎ L1=1.35m 若小车PQ之间的距离L不是很大，则滑块必然挤压弹簧，由于Q点右侧是光滑的，滑块必然被弹回到PQ之间，设滑块恰好回到小车的左端P点处，由能量守恒定律得：‎ 联立解得：‎ L2=0.675m 综上所述，要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，PQ之间的距离L 应满足的范围是0.675m＜L＜1.35m ‎13.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强可能增大 B. 用M摩尔表示摩尔质量，V摩尔表示摩尔体积，NA表示分子数，则有：分子的质量m=，分子的体积 C. 布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动 D. 在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变 E. 两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．气体的体积增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，如果温度升高，气体分子撞击器壁的速率增大，对器壁的压力增大，气体的压强可能增大、可能减小、可能不变，选项A正确；‎ B．由可知分子的质量m=，表示的是气体分子占有的空间，而不是气体分子本身的体积；选项B错误。‎ C．布朗运动的激烈程度跟温度有关，但是布朗运动不叫热运动，分子的无规则运动叫做热运动，选项C错误；‎ D．饱和汽的压强仅与温度有关，与饱和汽的体积无关，选项D正确；‎ E．两分子间距离大于r0时，分子力表现为分子引力，若增大分子距离，分子力做负功，分子势能逐渐增大；选项E正确。‎ ‎14.如图为某高压锅结构示意图，锅盖上有两个气孔，气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气体与外界大气压强相等．当锅内温度达到40℃时，气孔1会封闭，将锅内外隔离．若锅内温度继续升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起气孔2上的限压阀．已知限压阀的质量为20g，气孔2的横截面积为8mm2，锅的容积为0.04m3．现在锅内放入20℃、极少量的水，然后盖好锅盖加热，很快水完全汽化后气孔1封闭．求:（气体可视为理想气体，大气压强p0=1.0×105Pa）‎ ‎(1)气孔2上的限压阀被顶起时，锅内气体的温度是多少？‎ ‎(2)从气孔1封闭到温度升到120℃，漏出的气体与气孔1封闭时锅内气体的质量比.‎ ‎【答案】（1）118.25°C （2）0.45%‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)气体在气孔1封闭到气孔2上的限压阀被顶起的过程中，据查理定律：‎ 限压阀：p2s0=p0s0+mg T1=273+40=313K 解得：T2=391.25K ,即t2=118.25°C ‎ ‎(2)密封的气体在限压阀顶起至升温到120°C进行等压变化，‎ 据盖.吕萨克定律 漏出气体： ‎ 漏出气体的质量占气孔1封闭后锅内气体的总质量的百分比 解得：‎