2020-2021学年湖南省长沙市高三第一次模拟考试理综物理试题及答案解析

2020-2021学年湖南省长沙市高三第一次模拟考试理综物理试题及答案解析

长 沙市高三第一次模 拟 考 试 理综物理试题 二、选择题： （第 14-17 题为单选；第 18-21 题为多选） 14、伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验： 他让一个铜球从阻力很小 （可忽 略不计）的斜面上由静止开始滚下， 并且做了上百次； 假设某次实验伽利略是这样做的： 在斜面上任取三个位置 A、B、C，让小球分别由 A、B、C 滚下，如图所示．设 A、B、C 与斜面底端的距离分别为 s1、s2、s3，小球由 A、B、C 运动到斜面底端的时间分别为 t1、 t2、t3，小球由 A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为 υ1、υ2、υ3，下列关系式中正确、 并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（ ） A． 31 2 1 2 3t t t B． 31 2 2 2 2 C．s1-s 2=s2-s 3D． 2 2 2 1 2 3 31 2 t t ss s t 15、如图所示，质量为 m 的硬质面字典 A 对称放在硬质面的书本 B 上，将书本 B 的一 端缓慢抬高至字典刚要滑动，此时书脊与水平面的夹角为θ．下列说法中正确的是 （ ） A．B 对 A 的作用力为零 B．B 的一个侧面对 A 的弹力为 mgcosθ C． B 对 A 的最大静摩擦力的合力为 mgsinθ D．A 受到三个力的作用 16、如图所示为赛车场的一个“ U”形弯道，转弯处为圆心在 O 点的半圆，内外半径分 别为 r 和 2r；一辆质量为 m 的赛车通过 AB 线经弯道到达 A′B′线，有如图所示的① ②③三条路线，其中路线③是以 O′为圆心的半圆， OO′=r．赛车沿圆弧路线行驶时， 路面对轮胎的最大径向静摩擦力均为 Fmax．选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯 道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大） ，则（ ） A．赛车经过路线②③时的位移相等 B．选择路线②，赛车的速率最小 C．选择路线③，赛车所用时间最短 D．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 17、“娱乐风洞”是一种惊险的娱乐项目，在竖直的圆筒内，在底部竖直向上的风可把 游客“吹起来，让人体验太空漂浮的感觉（如图甲） ．假设风洞内各位置的风速均相同 且保持不变， 已知人体所受风力的大小与正对风的面积成正比， 水平横躺时受风面积最 大，站立时受风面积最小、为最大值的 1/8；当人体与竖直方向成一倾角、受风面积是 最大值的 1/2 时，人恰好可静止或匀速漂移．在某次表演中，质量为 m 的表演者保持 站立身姿从距底部高为 H 的 A 点由静止开始下落；经过 B 点时，立即调整身姿为水平 横躺并保持；到达底部的 C点时速度恰好减为零．则在从 A 到 C的过程中，下落说法 正确的是（ ） A．表演者加速度的最大值是 3 4 g B．B 点的高度是 3 5 H C．从 A 到 B，表演者克服风力做的功是从 B到 C 克服风力做功的 1 6 D．若保持水平横躺，表演者从 C 返回到 A 时风力的瞬时功率为 2 32m g H 18、手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡 L 供电， 其电路如图所示， 当线圈以 角速度ω匀速转动时，电压表示数为 U，灯泡正常发光．已知发电机线圈的电阻为 r， 灯泡正常发光时的电阻为 R，其它电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为 k， 变压器可视为理想变压器．则（ ） A．灯泡的额定电压为 U k B．灯泡的额定功率为 2 2k U R C．发电机的线圈中产生的电动势最大值为 2( )R r U R D．从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u= 2 Usinωt 19、一理想变压器与电阻 R，交流电压表 V，电流表 A 按下图甲所示方式连接， R=10 Ω，变压器的匝数比为 1 2 10 1 n n ．图乙是 R 两端电压 U 随时间变化的图象， Um=10 2 V．下列说法中正确的是（ ） A．通过 R 的电流 iR= 2 cos50πtA B．电流表 A 的读数为 0.1A C．电流表 A 的读数为 2 10 V D．电压表 U 的读数为 10V 20、某电场沿 x 轴上各点的电场强度大小变化如下图所示： 场强方向与 x 轴平行，规定 沿 x 轴正方向为正， 一负点电荷从坐标原点 O 以一定的初速度沿 x 轴负方向运动， 到达 xl 位置时速度第一次为零，到达 x2 位置时速度第二次为零，不计粒子的重力．下列说法 正确的是（ ） A．点电荷从 xl 运动到 x2 的过程中，速度先保持不变，然后均匀增大再均匀减小 B．点电荷从 O 沿 x 轴正方向运动到 x2 的过程中，加速度先均匀增大再均匀减小 C．电势差 Uoxl＜Uox2 D．在整个运动过程中，点电荷在 xl、x2 位置的电势能最大 21、在绝缘水平桌面上有 MN、PQ 两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为 l，金属 棒 ab 和 cd 垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长 l 的绝缘细线相连．棒 ab 右侧有一 直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为 l，整个装 置的俯视图如图所示． 从图示位置在棒 ab 上加水平拉力 F，使金属棒 ab 和 cd 向右匀速 穿过磁场区， 则金属棒 ab 中感应电流 i 和绝缘细线上的张力大小 F 随时间 t 变化的图象 可能正确的是（金属棒 ab 中电流方向由 a 到 b 为正） （ ） A． B． C． D． 三、非选择题： （一）必考题： 22、传感器是一种将非电学量转换成电信号的检测装置， 它是实现自动检测和自动控制 的手摇环节； 某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的 动能定理． 如图甲所示， 他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳， 测出 拉力 F；用位移传感器测出小车的位移 s 和瞬时速度．已知小车质量为 200g． （1）某次实验得出拉力 F 随位移 s 变化规律如图乙所示，速度 v 随位移 s 变化规律如 图丙所示．利用所得的 F-s 图象，求出 s=0.30m 到 0.52m 过程中力 F 做功 W=J，此过程 动能的变化△ Ek=J（保留 2 位有效数字） ． （2）下列情况中可减小实验误差的操作是． （填选项前的字母，可能不止一个选项） A．使拉力 F要远小于小车的重力 B．实验时要先平衡摩擦力 C．要使细绳与滑板表面平行． 23、小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。（ 1）小 王所测电源的内电阻 r1 较小，因此他在电路中接入了一个阻值为 2.0Ω的定值电阻 R0， 所用电路如图甲所示． ①请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路 ②闭合开关 S，调整电阻箱的阻值 R，读出电压表相应的示数 U，得到了一组 U、R 数 据．为了比较准确地得出实验结论， 小王同学准备用直线图象来处理实验数据， 图象的 纵坐标表示电压表读数 U，则图象的横坐标表示的物理量应该是． （2）小李同学所测电源的电动势 E2 约为 9V，内阻 r2 为 35～55Ω，允许通过的最大电流 为 50mA．小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱 R 的阻值范围为 0～9999Ω． ①电路中 R0 为保护电阻．实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用． A．20Ω，125mAB．50Ω，20mA C．150Ω， 60mA D．1500Ω，5mA ②实验中通过调节电阻箱的阻值， 记录电阻箱的阻值 R 及相应的电压表的示数 U，根据 测得的多组数据， 作出 0 11 U R R 图线， 图线的纵轴截距为 a，图线的斜率为 b，则电 源的电动势 E2=，内阻 r 2= 24、如图所示，截面为直角三角形的斜面体固定在水平地面上， 两斜面光滑，斜面倾角 分别为 60°和 30°，一条不可伸长的轻绳跨过固定在斜面顶端的光滑定滑轮连接着两个小 物体，物体 B 的质量为 m，起始距地面的高度均为 h，重力加速度为 g． （1）若 A 的质量也为 m，由静止同时释放两物体，求当 A 刚到地面时的速度大小； （2）若斜面体不固定，当斜面体在外力作用下以大小为 a 的加速度水平向右做匀变速 直线运动时， 要使 A、B 两物体相对斜面都不动， 分析物体 A 的质量和加速度 a 的关系； 25、如图所示，在平面直角坐标系内，第一象限的等腰三角形 MNP 区域内存在垂直于 坐标平面向外的匀强磁场， y＜0 的区域内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场． 一质量为 m， 电荷量为 q 的带电粒子从电场中 Q（-2h ，-h ）点以速度 v 0水平向右射出，经坐标原点 O 射入第一象限，最后以垂直于 PN 的方向射出磁场．已知 MN 平行于 x 轴， N 点的坐 标为（ 2h，2h），不计粒子的重力，求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小 B； （3）粒子在磁场中的运动时间 （二）选考题： 33.【物理 - 选修 3-3 】 （1）下列说法正确的是： A.同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规则排列 B.热量可以从高温物体向低温物体传递，也可以从低温物体向高温物体传递 C.悬浮在液体中的微粒越小， 在某一瞬时与它相碰撞的液体分子数越少， 布朗运动越明 显 D.在理想气体的等压压缩过程中，外界可能对气体做功使气体的内能增加 E.当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面 （2）如图所示，导热气缸 A 与导热气缸 B 均固定于地面，由刚性杆连接的导热活塞与 两气缸间均无摩擦，两活塞面积 SA、 SB 的比值为 5:1，两气缸都不漏气；初态两气缸中 气体的长度皆为 L，温度皆为 t0 =270C，A 中气体压强 PA=7P0/8，P0 是气缸外的大气压强； （1）求 B 中气体的压强； （2）若使环境温度缓慢升高，并且大气压保持不变，求在活塞移动位移为 L/4 时环境 温度为多少？ 34、【物理 - 选修 3-4 】 （1）位于坐标原点处的波源 A 沿 y 轴做简谐运动 A 刚好完成一次全振动时，在介质中 形成简谐横波的波形图如图所示，已知波速为 2m/s ，波源 A 简谐运动的周期为 0.4s，B 是沿波传播方向上截止的一个质点，则： A.图中 x 轴上 AB 之间的距离为 0.8m B.波源 A 开始振动时运动方向沿 y 轴负方向 C.此后的 1/4 周期内恢复力对波源 A 一直做负功 D.经半个周期质点 B 将向右迁移半个波长 E.图示时刻质点 C所受的合外力方向沿 y 轴正方向 （ 2）如 图 所 示 ，某 工 件 由 三 棱 柱 和 1/4 圆 柱 两 个 相 同 透 明 玻 璃 材 料 组 成 ，其 截 面 如 图 该 玻 璃 材 料 的 折 射 率 为 2n ， ABC 为 直 角 三 角 形 ， 30ABC o ， CDE 为 1/4 圆 ， 半 径 为 R， CE 贴 紧 AC， 一 束 单 色 平 行 光 沿 着 截 面 从 AB 边 射 入 工 件 后 垂 直 CE 进 入 1/4 圆 ； （ 1） 求 该 平 行 光 进 入 AB 界 面 时 的 入 射 角 θ 。 （ 2） 若 要 使 到 达 CD 面 的 光 线 都 能 从 CD 面 直 接 折 射 出 来 ， 该 1/4 圆 至 少 要 沿 AC 方 向 向 上 移 动 多 大 距 离 . 高三第一次模拟考试理综物理试题答案： 二、选择题： 三、非选择题： 22、（1）0.17，0.15． （2）BC 23、（ 1）①如图所示；② U R ；（ 2）① C；② 1 a ； b a 24、（ 1）设 A 刚落地时的速度为 v，由 A 和 B运动中的机械能守恒得， 2130 2 60 2 hmgh mgsin mv sin 得： 3 3 (1 )v gh （2）对两个物体分别进行受力分析，沿垂直斜面和平行斜面方向建立坐标系进行正交 分解， 当斜面体向右做匀加速直线运动时，加速度方向水平向右： 对 A 物体： T-m Agsin60°=mAacos60° 对 B 物体： mgsin30°-T=macos30 ° 解得： 3 3A mg mam g a 由等式右侧的分子得，加速度的大小应满足 0＜a＜ 3 3 g 加速度 a 越大， A 物体的质量越小， A 物体质量应满足 0＜mA＜ 3 3 mg ． 当斜面体向右做匀减速直线运动时，加速度方向水平向左： 对 A 物体： mAgsin60°-T=m Aacos60° 对 B 物体： T-mgsin30 °=macos30° 解得： 3 3A mg mam g a 由等式右侧的分母得，加速度的大小应满足 0＜a＜ 3 g 加速度 a 越大， A 物体的质量越大， A 物体质量应满足 m A＞ 3 3 mg ． 25 、（ 1）由几何关系可知粒子在水平电场中水平位移为 2h，竖直方向的距离为 h，由 平抛运动规律及牛顿运动定律得： 2h=v0t h= 1 2 at2 由牛顿运动定律可知： Eq=ma 联立解得： 2 0 2 mvE qh ； （2）粒子到达 0 点，沿 +y 方向的分速度 0 0 2 y Eq hv at v m v ； 速度与 x 正方向的夹角 α满足 45y x v tan v 粒子从 MP 的中点垂直于 MP 进入磁场，垂直于 NP 射出磁场，粒子在磁场中的速度 v= 2 v0； 轨道半径 R= 2 h 由 2vBqv m R 得： 0mvB qh ； （3）由题意得，带电粒子在磁场中转过的角度为 45°，故运动时间 0 1 1 8 8 2 4 m ht T Bq v ； 粒子在磁场中的运动时间为 04 h v （ 二 ） 选 考 题 ： 33 、 【 物 理 -3-3 】 （ 1） BCE （ 2）解 ：（ 1）设 初 态 气 缸 B 内 的 压 强 为 PB ，对 两 活 塞 及 刚 性 杆 组 成 的 系 统 由 平 衡 条 件 可 知 ： PA SA +P 0 SB=P B SB +P 0SA 由 已 知 条 件 ： SA:S B =5： 1 联 立 解 得 ： PB =3P 0/8 （2）设末态气缸 A 内的压强为 ' AP ，气缸 B 内的压强为 ' BP ，环境温度由上升的过程中 活塞向右移动位移为 x，则对气缸 A 中的气体由理想气体状态方程可得： ' 0 ( ) 4 273 273 A A A A LP L SP LS t t 对气缸 B 中的气体由理想气体状态方程可得 : ' 0 ( ) 4 273 273 B B B B LP L SP LS t t 对系统，由平衡条件可知： ' ' 0 0A A B B B AP S P S P S P S 联立解得： t=1270C 34、【物理 - 选修 3-4 】 （1）BCE （2）（i）光路如图， 光线在 BC界面发生反射后垂直进入 CE,由折射定律可知 sin 2 sin 由几何关系可知，光线在 BC界面的入射角 60o ，在 AB 界面的折射角 30o ，解 得： 45o （ii）设该材料的全反射角为 ，则 1 sin n ，解得 45o 如图，当光线在 CD 面的入射角为 450 时是能直接折射出来的临界情况，则该 1/4 圆至 少要上移距离 2 2sin 2 d R R R