黑龙江省大庆实验中学2020届高三物理综合训练(五)试题(Word版附答案)

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黑龙江省大庆实验中学2020届高三物理综合训练(五)试题(Word版附答案)

1 大庆实验中学 2020 届高三综合训练(五) 理科综合 二、选择题:(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 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.下列叙述与物理学史实不相符的是( ) A.伽利略最早提出瞬时速度、加速度等概念,用“理想实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动原因”的观点 B.开普勒通过对行星运行数据的研究,提出了行星轨道半长轴三次方与公转周期的平方比值都相等,并最早通过 实验测定引力常量的数值 C.密立根最早通过油滴实验测定元电荷 e 的数值 D.法拉第最早提出电场、磁场的概念,并发现了“磁生电”的现象 15.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况,其核心部件是示波管,其原理图如下, 为水平偏转电极, 为竖直偏转电极.以下说法正确的是( ) A. 加图 3 波形电压、 不加信号电压,屏上在两个位置出现亮点 B. 加图 2 波形电压、 加图 1 波形电压,屏上将出现两条竖直亮线 C. 加图 4 波形电压、 加图 2 波形电压,屏上将出现一条竖直亮线 D. 加图 4 波形电压、 加图 3 波形电压,屏上将出现图 1 所示图线 2 16.某同学将一电路中电源的总功率 EP 、输出功率 RP 和电源内部发热功率 rP 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标 上,如图所示。则该电路( ) A.电源的电动势 3E V ,内电阻 3r   B.电流为 1A 时,外电阻为 2 C.b 表示电源的输出功率,最大值为 9W D.外电阻为1 时,电源输出功率为 4.5W 3 17.如图为两形状完全相同的金属环 A、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上,且两圆环的圆心 Ol、O2 的连线为一条 水平线,其中 M、N、P 为该连线上的三点,相邻两点间的距离满足 MOl=O1N=NO2 =O2P.当两金属环中通有从左 向右看逆时针方向的大小相等的电流时,经测量可得 M 点的磁感应强度大小为 B1、N 点的磁感应强度大小为 B2, 如果将右侧的金属环 B 取走,P 点的磁感应强度大小应为( ) A. 2 1B B B. 2 1 2 BB  C. 1 2 2 BB  D. 1 3 B 18.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1 和 L2 为电感线圈,A1、 A2、 A3 是三个完全相同的灯泡.实验时, 断开开关 S1 瞬间,灯 A1 突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关 S2,灯 A2 逐渐变亮,而另一个相同的灯 A3 立即变亮, 最终 A2 与 A3 的亮度相同.下列说法正确的是( ) A.图甲中,A1 与 L1 的电阻值相同 B.图甲中,闭合 S1,电路稳定后,A1 中电流大于 L1 中电流 C.图乙中,变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D.图乙中,闭合 S2 瞬间,L2 中电流与变阻器 R 中电流相等 19.在倾角为 的固定光滑斜面上,物块 A、B 用劲度系数为 k 的轻弹簧相连,物块的质量均为 m。C 为一与斜面 垂直的固定挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力 F 拉物块 A,使它沿斜面向上缓慢运动,直到 物块 B 刚要离开挡板 C。重力加速度为 g,在此过程中,下列说法正确的是( ) A.物块 B 刚要离开挡板时弹簧的伸长量为 mg k B.物块 A 运动的距离为 sinmg k  C.弹簧弹性势能先减小后增大 D.拉力做的功为 22( sin )mg k  20.日本福岛核电站的核泄漏事故,使碘的同位素 131 被更多的人所了解.利用质谱仪可分析碘的各种同位素.如 图所示,电荷量均为+q 的碘 131 和碘 127 质量分别为 m1 和 m2,它们从容器 A 下方的小孔 S1 进入电压为 U 的加速 电场(入场速度忽略不计).经电场加速后从 S2 小孔射出,垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,最后打到照相底 片上.下列说法正确的是( ) 4 A.磁场的方向垂直于纸面向外 B.碘 131 进入磁场时的速率为 1 2qU m C.碘 131 与碘 127 在磁场中运动的时间差值为  1 22 m m qB   D.打到照相底片上的碘 131 与碘 127 之间的距离为 1 22 22 mU m U B q q      21.如图甲所示,半径为 r 带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内,在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平 放置的平行金属板 A、B 连接,两板间距为 d 且足够大.有一变化的磁场垂直于圆环平面,规定向里为正,其变化 规律如图乙所示.在平行金属板 A、B 正中间有一电荷量为 q 的带电液滴,液滴在 0~ 1 4T 内处于静止状态.重力 加速度为 g.下列说法正确的是( ) A.液滴带正电 B.液滴的质量为 2 04B q r gdT  C. 3 4t T 时液滴的运动方向改变 D.t=T 时液滴与初始位置相距 21 2 gT 三、非选择题:共 174 分,第 22~32 题为必考题,每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选考题,考生根据要求 作答。 (一)必考题:共 129 分。 22.(6 分)某学习小组用如图甲所示的实验装置探究做功与动能变化的关系。在水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨, 导轨上 A 处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为 M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一沙桶相连,沙桶和 里面的细沙总质量为 m;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上 B 处有一光电门,可以测量出遮光片经过光电门时的 挡光时间为 t,d 表示遮光片的宽度,L 表示遮光片右侧初位置至光电门之间的距离,用 g 表示重力加速度。 5 (1)该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度,如图乙所示,遮光片宽度的测量值 d=_________cm。 (2)让沙桶内盛上适量细沙,测出沙桶和细沙的总质量 m,调整导轨倾角,让滑块恰好沿斜面匀速下滑。剪断细 绳后,滑块开始加速下滑,记录遮光片通过光电门的时间 t;保持滑块的质量 M 和遮光片右侧初位置至光电门之间 的距离 L 不变,改变沙桶内细沙的质量和导轨倾角,重复以上步骤,通过每次实验记录的 m 和 t,描点作出了一个 线性关系的图象,从而更直观地研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系,处理数据时应作出的图象是 2t  _________图象,分析后作出正确的图象如图丙所示,若遮光片右侧初位置至光电门之间的距离 L 和遮光片的 宽度 d 为已知量,则滑块的质量 M=__________。 (3)为了减小上述实验中的误差,下列实验要求中必要的项是___________(请填写选项前对应的字母)。 A.应使沙桶和细沙的总质量 m 远小于滑块和遮光片的总质量 M B.应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C.遮光片的宽度要适当小些 D.应使细绳与气垫导轨平行 23.(9 分)某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻,考虑到水果电池组的内阻较大,为了提 高实验的精度,需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表,该同学便充分利用这块 表,设计了如图所示的实验电路,既能实现对该电压表内阻的测量,又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的 测量。该同学用到的实验器材有:待测水果电池组(电动势约 4V、内阻约50 ),双向电压表(量程为 2V、内阻 约为 2k ),电阻箱(0~9999 ),滑动变阻器(0~ 200 ),一个单刀双掷开关及若干导线。 (1)该同学按如图 1 所示电路图连线后,首先测量了电压表的内阻。 请完善测量电压表内阻的实验步骤: ①将 R1 的滑动触片滑至最左端,将开关 S 拨向 1 位置,将电阻箱阻 值调为 0;②调节 R1 的滑动触片,使电压表示数达到满偏 U;③保 持 R1 不变,调节 R2,使电压表的示数达到 3 U ,读出电阻箱的阻值,记为 R0,则电压表的内阻 RV=__________。 (2)若测得电压表内阻为 2k ,可分析此测量值应__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 (3)接下来测量电源的电动势和内阻,实验步骤如下: 6 ①将开关 S 拨至__________(填“1”或“2”)位置,将 R1 的滑片移到最__________端,不再移动; ②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一合适值,记录电压表的示数和电阻箱的阻值; ③重复第二步,记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。 (4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 R,作出 1 1 U R  图像,如图 2 所示,其中纵轴截距为 b,斜率为 k,则 电动势的表达式为__________,内阻的表达式为__________。 24.(14 分)如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为 37°,导轨间距为 1 m,电阻不计,导轨足够长.两根金 属棒 ab 和棒 a′b′的质量都是 0.2 kg,电阻都是 1 Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒和导轨之间的动摩擦因数 为 0.25,两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度 B 的大小相同.让 a′b′ 固定不动,将金属棒 ab 由静止释放,当 ab 下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为 8 W.求: (1)ab 下滑的最大加速度的大小;ab 下滑达到最大速度的大小。 (2)如果将 ab 与 a′b′同时由静止释放,当 ab 下落了 30 m 高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过程中回路电 流的发热量 Q 为多大?(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 25.(18 分)如图所示中,CO 为粗糙水平轨道,CO 间距 L=6.8m,MN 是以 O 为圆心、半径 R= 8 3 5 m 的光滑圆 弧轨道,小物块 A、B 分别放置在 C 点和 O 点,小物块 A 的质量 mA=0.5kg,小物块 B 的质量 mB=1.5kg。现给 A 施加一大小为 5N,方向与水平成θ=37°斜向上的拉力 F,使小物块 A 从 C 处由静止开始运动,作用时间 t 后撤去 拉力 F。小物块 A 与 B 之间的碰撞为弹性正碰,小物块 A 与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,重力加 速度 g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8。 (1)求拉力 F 作用时,小物块 A 的加速度大小; 7 (2)若 t=1s,求小物块 A 运动的位移大小; (3)要使小物块 B 第一次撞在圆弧 MN 上的动能最小,求 t 的取值。 8 (二)选考题:共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科 按所做的第一题计分。 33.【物理—选修 3-3】(15 分) (i).(5 分)一定质量的理想气体由状态 a 变化到状态 b,再由状态 b 变化到状态 c,其压强 p 与温度 t 的关系如图 所示,下列说法正确的是( ) A.气体由 a 到 b 为等容变化 B.气体在状态 a 的内能大于在状态 b 的内能 C.气体由 b 到 c 的过程必放热 D.气体在状态 a 的体积小于在状态 c 的体积 E. b 到 c 的过程是等压过程,温度升高,气体对外做功 (ii).(10 分)科研人员设计如图所示模型进行实验,M、N 为两个相同汽缸水平放置,左侧是底部,右侧是顶部, 都是导热的,其余部分都绝热,汽缸左侧和右侧均有细管连通,右侧的细管带有阀门 K。两汽缸的容积均为 V0,汽 缸中分别有 A、B 两个绝热活塞(质量不计,厚度可忽略),活塞由不同的磁性材料制成,均受到左侧各自气缸底部 给予的平行于侧壁的恒定的磁力作用,磁力不交叉作用。开始时 K 关闭,M、N 两气缸内活塞左侧和 N 气缸内活塞 右侧充有理想气体,压强分别为 p0 和 p0/3;A 活塞在汽缸正中间,其右侧为真空;B 活塞右侧气体体积为 V0/4,两 个活塞分别在磁力束缚下处于稳定状态(不计活塞与汽缸壁间的摩擦)。求: (1)稳定状态下,A、B 活塞受到的磁力 FA、FB 分别是多少?已知活塞面积均为 S。 (2)现使两汽缸左侧与一恒温热源接触,平衡后 A 活塞向右移动至 M 汽缸最右端,且与顶部刚好没有接触,已知 外界温度为 T0。求恒温热源的温度 T? (3)完成(2)问过程后,打开 K,经过一段时间,重新达到平衡后,求此时 M 汽缸中 A 活塞右侧气体的体积 Vx. 射到 AC 边的 E 点,发生全反射后经 AB 边的 F 点射出.EG 垂直于 AC 交 BC 于 G,D 恰好是 CG 的中点.不计多 (ii).(10 分)如图, ABC 是一直角三棱镜的横截面, 90A   , 60B   ,一细光束从 BC 边的 D 点折射后, E. 3.5mx  处质点在 0 1s~ 内路程为 (16 8 2)cm 处的质点在 1st  时加速度沿 y 轴负方向 鉠 ɫ猐 D. 处质点在 4st= 时的速度方向沿 y 轴正向 ٧ɫ猐 鉠 C. B. 3.5mx  处质点在 2st  时的位移为 4 2cm A.此列波沿 x 轴负方向传播 点的振动图象,下列说法正确的是( ) (i).(5 分)图 1 是一列沿 x 轴方向传播的简谐横波在 0t  时刻的波形图,波速为1m / s 。图 2 是 5.5mx  处质 物理——选修 34](15 分)].34 9 10 次反射. (1)求出射光相对于 D 点的入射光的偏角; (2)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围? 11 大庆实验中学 2020 届高三综合训练(五) 物理答案 一、选择题(48 分) 14 15 16 17 18 19 20 21 B A B B C CD ABD ABD 二、填空题(15 分) 22.(共 6 分) (1)0.230mm(1 分) (2) (1 分) 鉠 th (2 分) (3)BCD(2 分) 23.(共 9 分) (1) (2 分) (2)大于(1 分)(3)2 (1 分) 左(1 分) (4) h (2 分) h (2 分) 三、计算题(共 32 分) 24. (14 分)(1)4m/s2 (2)Q=30J (3)Q`=75J (1)当 ab 棒刚下滑时,ab 棒的加速度有最大值: 因为 mgsinθ-μmgcosθ=ma (1 分) 所以 a=gsinθ-μgcosθ=4m/s2 (1 分) ab 棒达到最大速度时做匀速运动, 则有:mgsinθ=BIL+μmgcosθ (2 分) R BLv R EI 22  (1 分) 12 2 2( ) 2 2 E BLV R R  (2 分) 则得:ab 棒的最大速度为:vm=10m/s (1 分) (2)将 a′b′固定解除,a′b′和 ab 棒达到最大速度时做匀速运动,根据共点力平衡条件: μmgcosθ+BI’L=mgsinθ (2 分) R BLv R EI 2 '2 2 ''  (1 分) 解得:v’=5m/s 根据功能关系:2mgh=2× 1 2 mv2+2×μmgcosθ× ` sin h Q  , (2 分) 解得:Q=75J (1 分) 25. (18 分) (1) 2 1 6m / sa  ;(2)6.6m;(3) 2st  (1)小球 A 受到拉力 F 作用时,做加速运动,对 A 进行受力分析, 水平方向 o N A 1cos37F F m a - (1 分) 竖直方向 o N Asin37F F m g  (1 分) 代入数据解得 2 1 6m / sa  (2 分) (2)假定小球 A 速度减为零之前未与 B 相碰,则撤去拉力时 1 1 6m / sv a t   2 1 1 1 3m2x a t   (共 1 分) 撤去拉力后 A 做减速运动 A A 2m g m a  (1 分) 得 2 2 5m / sa  2 1 2 2 3.6m2 vx a   (1 分) 因 1 2 6.6mx x L   ,假定成立,故小球 A 运动的总位移为 6.6m。(2 分) 13 (3)撤去拉力时 A1 1 6v a t t   (1 分) 与 B 碰撞前 2 2 2 2 2 136 2 5 ( 6 ) 66 682Av t L t t    - - - (1 分) 小球 A 与小球 B 之间的碰撞为弹性正碰,则 2 3 1A A A A B Bm v m v m v     (1 分) 2 2 2 2 3 1 1 1 1 2 2 2A A A A B Bm v m v m v     (1 分) 解得 1 2 1 2B Av v 球 B 做平抛运动,经 tB 打在 MN 上,有: 1B Bx v t  2 B 1 2h gt 且 2 2 2h x R  (1 分) 平抛过程中遵循机械能守恒,有: 2 2 2 1 1 1 2 2B B B B Bm v m v m gh    (1 分) 可得 2 2 2 2 2 2 3 4 BB B Rv g tt    可知当 2 2 2 2 3 4 B B R g tt   时, 2Bv 最小,即动能最小 (1 分) 解得 B 2 2s5t  代入数据可解得 2st  (2 分) 33 (i)BDE (ii) 14 (1)FA =p0S,FB= 2 3 p0S (2)T= 7 5 T0(3)Vx= 1 2 V0 (1)由活塞平衡可知:FA =p0S,p0S=FB+ 0 3 p S ,(2 分) 得 FB= 2 3 p0S (1 分) (2)由等压变化: 0 0 0 0 0 1 3 3 2 4 4V V V V T T    (2 分) 解得 T= 7 5 T0 (1 分) (3)打开活塞后,A 活塞降至某位置,B 活塞升到顶端,汽缸右部保持温度 T0 等温变化,汽缸左部保 持温度 T 等温变化. 设 A 活塞右侧气体压强为 p,则:pVx= 0 3 p · 0 4 V (1 分) 设 A 活塞左侧气体压强为 p2,则:p+FA/S=p2, (1 分) 解得 p2=p+p0 所以有 p2(2V0-Vx)=p0· 07 4 V (1 分) 联立上述方程有: 2 2 0 06 0x xV V V V   解得 Vx= 1 2 V0,另一解 Vx=- 1 3 V0,不合题意,舍去(1 分) 15 (i)BCE。 (ii)(1)60° (2) 2 3 23 n  (i)光线在 BC 面上折射,作出多次折射后的光路如图所示: 由折射定律有: 1 1sin sini n r ①(1 分) 式中,n 为棱镜的折射率,i1 和 r1 分别是该光线在 BC 面上的入射角和折射角.光线在 AC 面上发生 全反射,由反射定律有 i2=r2 ②(1 分) 式中 i2 和 r2 分别是该光线在 AC 面上的入射角和反射角.光线在 AB 面上发生折射由折射定律有 3 3sin sinn i r ③(1 分) 式中 i3 和 r3 分别是该光线在 AB 面上的入射角和折射角. 由几何关系得 i2=r2=60°,r1=i3=30° ④(1 分) 16 F 点的出射光相对于 D 点的入射光的偏角为δ=(r1–i1)+(180°–i2–r2)+(r3–i3) ⑤(1 分) 由①②③④⑤式得δ=60°⑥(1 分) (ii)光线在 AC 面上发生全反射,光线在 AB 面上不发生全反射,有 2 3sin sin sinn i n C n i  ⑦(1 分) 式中 C 是全反射临界角,满足 sin 1n C  ⑧(1 分) 由④⑦⑧式知,棱镜的折射率 n 的取值范围应为 2 3 23 n  ⑨(2 分)
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