湖北省武汉市武昌区2020届高三物理六月调研试题(三)(Word版附答案)

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湖北省武汉市武昌区2020届高三物理六月调研试题(三)(Word版附答案)

武汉市武昌区 2020 届高三年级六月调研考试(三) 理综物理 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。 14.一般烟雾报警器工作原理如图所示,半衰期为 432 年的放射性元素镅 Am241 95 衰变所释放 的射线可使空气分子电离成正、负离子,正、负离子分别向两极板运动,从而产生电流。 当烟雾进入探测腔内时,烟雾会吸收部分射线,导致电流减少,外电路探测到两个电极 之间电压电流的变化,从而触发警报。根据以上信息,下列说法正确的是 A.若图中电流表中电流方向从左向右,则正离子向右极板运动 B.镅放出的射线只有 γ 射线 C.1 kg 的镅经 1296 年将有 125 g 发生衰变 D.根据欧姆定律,理想电流表中的电流与两极板间电压成正比、与两极板之间的电阻成 反比 15.竖直上抛一小球,经过 2 s 到达最高点,设小球通过第 1 s 内位移的前 2 3 所用时间为 t1, 通过第 1 s 内位移的后 1 3 所用时间为 t2 ,则 t1 t2 等于 A. 2-1 B. 2 C.2 D.4 16.如图所示,绝缘水平面上一绝缘轻弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端栓接一带负电小 物块,整个装置处在水平向右的匀强电场中。现保持匀强电场的场 强大小不变,仅将其方向改为指向左偏下方向,物块始终保持静止, 桌面摩擦不可忽略,则下列说法正确的是 A.弹簧一定处于拉伸状态 B.相比于电场变化前,变化后的摩擦力的大小一定减小 C.变化后的摩擦力不可能为零 D.相比于电场变化前,变化后弹簧的弹力和摩擦力的合力大小一定变小 17.我国首个探月探测器“嫦娥四号”于 2019 年 1 月 3 日,成功降落在月球背面的艾特肯盆 A E 地内的冯·卡门撞击坑内,震惊了世界。着陆前,探测器先在很接近月面、距月面高度 仅为 h 处悬停,之后关闭推进器,经过时间 t 自由下落到月球表面。已知引力常量为 G 和月球半径为 R。则下列说法正确的是 A.月球表面重力加速度大小为 h 2t2 B.探测器落地时的速度大小为 h t C.月球的平均密度为 3h 2πGRt2 D.探测器自由下落过程处于超重状态 18.空间存在范围足够大、竖直向下的、磁感应强度为 B 的匀强磁场,在其间竖直固定两个 相同的、彼此正对的金属细圆环 a、b,圆环 a 在前、圆环 b 在后。 圆环直径为 d,两环间距为 L、用导线与阻值为 R 的外电阻相连, 如图所示。一根细金属棒保持水平、沿两圆环内侧做角速度为ω的 逆时针匀速圆周运动(如图),金属棒电阻为 r。棒与两圆环始终接 触良好,圆环电阻不计。则下列说法正确的是 A.金属棒在最低点时回路电流最小 B.金属棒在圆环的上半部分运动时(不包括最左和最右点),a 环 电势低于 b 环 C.从最高点开始计时,回路电流的瞬时值为 i = 2BLdω 4(R+r) cosωt D.电阻 R 两端电压的有效值为 U = 2BLdωR 4(R+r) 19.如图甲所示,在公元 1267 ~ 1273 年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石 块放在长臂一端的石袋中,在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面,然后突 然松开,石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量 m = 80 kg 的可视为质点的石块装在长 L = 40 3 m 的长臂末端的石袋中,初始时长臂与水平面成α = 30°。松开后,长臂转至竖直位置时,石块被水平抛出,落在水平地面上。石块落地点 与 O 点的水平距离 s = 100 m。忽略长臂、短臂和石袋的质量,不计空气阻力和所有摩擦, g = 10 m/s2,下列说法正确的是 A.石块水平抛出时的初速度为 25 m/s B.重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量 R B b a ω C.石块从 A 到最高点的过程中,石袋对石块做功 1.16×105 J D.石块圆周运动至最高点时,石袋对石块的作用力大小为 1.42×104 N 20.如图甲所示,将一质量为 m、长度为 L 的金属棒 ab 垂直放置在同一水平面上的两根光滑、 平行、间距为 L 的导轨上,导轨电阻不计且足够长。导轨左端连接阻值为 R 的定值电阻, 整个装置处于竖直向上的、磁感应强度为 B 的匀 强磁场中。t = 0 时刻金属棒处于静止状态,现用 始终垂直于ab的水平向右的外力F作用在金属棒 上,F 大小随金属棒位移 x 变化的图象如图乙所 示。t = t0 时刻,金属棒向右运动位移为 x0,此时 外力为 F0 ,随后金属棒开始匀速运动。金属棒电阻不计且始终与导轨接触良好,则下列 说法正确的是 A.若仅将磁场反向,则金属棒所受安培力反向 B.t = 0 到 t = t0 时间内,电阻 R 产生的焦耳热为 1 2F0x0 - m F02R2 2B4L4 C.金属棒匀速运动时,ab 两端电势差大小为 U = F0R BL D.金属棒匀速运动时,电阻 R 的热功率为 F02Rt0 B2L2 21.如图所示,绝缘底座上固定一电荷量为 8×10-6 C 的带正电小球 A,其正上方 O 点处用轻 细弹簧悬挂一质量为 m = 0.06 kg、电荷量大小为 2×10-6 C 的小球 B,弹簧的劲度系数为 k = 5 N/m,原长为 L0 = 0.3 m。现小球 B 恰能以 A 球为圆心在水平面内做顺时针方向(从 上往下看)的匀速圆周运动,此时弹簧与竖直方向的夹角为θ = 53°。已知静电力常量 k = 9.0×109 N·m2/C2, sin53°= 0.8,cos53°= 0.6,g = 10 m/s2,两小球都视为点电荷。则 下列说法正确的是 A.小球 B 一定带负电 B.圆周运动时,弹簧的长度为 0.5 m C.B 球圆周运动的速度大小为 6 3 m/s D.若突然加上竖直向上的匀强磁场,θ 角将增大 第Ⅱ卷(共 174 分) 三、本卷包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题,每个试题考生都应作答。 第 33 题~第 38 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(共 129 分) a b FR F x x0 F0 甲 乙 B A O 22.(5 分) 某同学做“测定木块与木板间动摩擦因数”的实验,测滑动摩擦力时,他设计了两种实验 方案: 方案一:木板固定在水平面上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,如图甲所示。 方案二:用弹簧测力计水平地钩住木块,用力使木板在水平面上运动,如图乙所示。 除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备 了若干重均为 2.00 N 的砝码。 (1)上述两种方案中,更便于操作和读数的方案是 (填 “甲”或“乙”)。 (2)该同学在木块上加砝码,改变木块对木板的压力,记录了 5 组实验数据,并根据数据正确地在坐标纸上作出木块受到的滑动摩擦力 f 和砝码对木块.....的压力 F 的关系图象如图丙。由图象可知,木块重为 N,木块与木板间的动摩擦因数为 。 23.(10 分) 如图甲所示是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流 Ig = 500 μA、内阻 Rg = 50 Ω。该多用电表有两个电流挡,量程分别为 0 ~ 10 mA 和 0 ~ 1 mA。已知 R2 = 45 Ω,R3 = 2475 Ω。 (1)转换开关 S 接入 (填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”)端时,为较小 量程的电流挡,正确测量时电流应从 A 表笔流 (填“出”或“入”)多用电表。 (2)当转换开关 S 接入“3”端时,多用电表可以用来测电阻。测量之前,先进行欧姆 调零,使指针偏转到刻度盘最 (填“左”或“右”)侧。某次测量电阻时使用的倍率为 “×1”,指针如图乙,则待测电阻的阻值为 Ω。 (3)当转换开关 S 接入“5”端时,多用电表的功能是测 (填“电流”“电 压”或“电阻”),其量程为 。 24.(14 分) 用电动机带动倾斜传送带运送货物到顶端,A、B 为传送带上表面平直部分的两端点,如 图所示。AB 长为 L = 32 m,传送带与水平面的夹角为θ,保持速度 v = 8 m/s 顺时针转动。将 某种货物轻放底端 A,正常情况下,经 t0 = 6 s 时间货物到达 B 端。某次运送同种货物时,货 物从传送带 A 端无初速向上运动Δt = 5.2 s 时,电动机突然停电,传送带立刻停止转动,但最 终该货物恰好到 B 端。取 g = 10 m/s2,求: 乙甲 5 F/N f /N 3 2 1 4 0 2 4 6 8 10 丙 乙 S A B E E′R1 1 2 3 4 5 6 R2 G 甲 R3 θ A B v v (1)货物在传送带上向上加速运动时的加速度大小 a1 ; (2)sinθ 的值。 25.(18 分) 如图所示,光滑绝缘水平面内有直角坐标系 xoy,虚线 MN 和 OD 均过 O 点且都与 x 轴成 60°角。在距 x 轴为 d 处平行 x 轴固定放置一细杆 PQ,杆上套有一可以左右滑动的滑块。劲度 系数为 k、原长为 d 的轻细弹簧垂直于细杆固定在滑块上,另一端放置一质量为 m 的绝缘小 球甲,小球甲与弹簧不栓接。同时在 x 轴上、沿着弹簧方向放置一质量为 3m、带电量为 – q (q > 0)的小球乙。压缩弹簧将小球甲从 OD 上某点释放,此后,甲 球与乙球发生弹性正碰,小球乙随后进入位于 MN 左侧的有矩形边界 的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,矩形的一条边与 MN 重合。改 变滑块位置,保证每次小球甲的释放点都在 OD 上、且滑块与两球在 同一条平行于 y 轴的直线上,并知两球每次都能发生弹性正碰,且碰 撞后小球乙的带电量不变,结果发现每次小球乙进入磁场后再离开磁 场时的位置是同一点。弹簧始终在弹性限度以内,弹性势能的计算公 式是 EP = 1 2 k·ΔL2,ΔL 是弹簧的伸长或缩短量,滑块和小球甲、乙 都可视为质点。求: (1)当滑块的横坐标为 1 2 d 时,小球甲与乙碰前的速度大小; (2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小; (3)若弹簧的最大压缩量为 9 10 d,求矩形磁场区域的最小面积。 (二)选考题:(每学科 15 分,共 45 分)请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生 物题中每科任选一题....作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的 题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡上的选答区域的指定位置答题。如果多做,则每 学科按所做的第一题计分。 33.【物理——选修 3-3】(15 分) (1)(5 分)下列说法正确的是_________(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.布朗运动的无规则性,间接地反映了液体分子运动的无规则性 B.从微观角度看,气体压强的大小跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关 C.电冰箱的工作过程表明,热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 D.温度高的物体内能一定大,分子平均动能一定大 E.在两分子间距不超过 10r0 的前提下(r0 为两分子引力和斥力平衡时的距离),两分子之 间的引力和斥力,都会随两分子间距离的增大而减小 O x y P Q M N D 甲 乙 (2)(10 分)如图所示,质量为 M、内部高为 H 的绝热气缸内部 带有加热装置,用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。气缸顶部有挡板, 用绳将活塞悬挂在天花板上。气缸底面积为 S,活塞质量为 m。开始时 缸内理想气体温度为 300 K,活塞到气缸底部的距离为 0.5 H。用电流 强度为 I 的电流通过图中阻值为 R 的电阻丝缓慢加热时间 t 后,气缸内 气体的温度升高到 700 K。已知大气压强恒为 p0,重力加速度为 g。忽 略活塞和气缸壁的厚度,不计一切摩擦。求:当温度从 300 K 升高到 700 K 的过程中,缸内气体内能的增加量。 34.【物理——选修 3-4】(15 分) (1)(5 分)下列说法正确的是_________。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分) A.空气中传播的超声波和电磁波均能产生偏振现象 B.不管系统的固有频率如何,它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率,与系统 的固有频率无关 C.电磁波在真空中传播时,它的电场强度与磁感应强度互相垂直,而且二者均与波的传 播方向垂直 D.在简谐运动中,介质中的质点在 1 4 周期内的路程一定是一个振幅 E.波长为 0.7 d、0.5 d、0.3 d 的三种水波,分别通过宽度为 d 的狭缝,对比观察发现, 随着波长的减小,衍射现象变得不明显 (2)(10 分)如图是半径为 R 的玻璃半球体,O 点为球心,下表面水平,其正下方的水 平地面上放置一厚度不计的平面镜。一条与过球心的竖直线 OC 平行且间距为 3 2 R 的光线从 半球面射入,玻璃半球体对该光的折射率为 3。已知该光线穿出半球下表面经平面镜反射后 再次进入半球,从半球面射出时方向恰好竖直向上(不考虑多次反射)。求半球下表面与水平 地面的距离 H。 H 0.5H R 3 2 R H 平面镜 O C 武昌理综(3)物理部分参考答案及评分标准 二、选择题(48 分) 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 A B D C D CD BC ABD 22. 乙(1 分) 6.00(2 分)(6.0 和 6 都给分);0.25(2 分) 23.(1)2(2 分);入(2 分) (2)右(1 分);19.0(2 分) (3)电压(1 分);2.5 V(0 ~ 2.5 V)(2 分) 24. (14 分) 解:(1)第一次:若一直加速:x = 0+v 2 t0 = 24 m < L 所以,应该是先加速后匀速。 加速阶段:x1 = v2 2a1 ○1 (1 分) t1 = v a1 ○2 (1 分) 匀速阶段:t2 = t0 – t1 ○3 (1 分) x2 = vt2 ○4 (1 分) 又有:L = x1 + x2 ○5 (1 分) 联立得:L = v2 2a1 + v (t0 – v a1 ) ○6 代入数据解得:a1 = 2 m/s2 ○7 (1 分) (2)因为Δt > t1 ,所以,5.2 s 内物体先加速后匀速。 加速阶段:时间仍为 t1 = 4 s,位移为 x1 = 16 m ○8 匀速阶段:时间为 t2′= Δt - t1 = 1.2 s ○9 (1 分) 位移为 x2′= vt2′= 9.6 m ○10 (1 分) 皮带停止后:x3 = L– x1– x2′= 6.4 m ○11 设皮带停止后,货物加速度大小为 a2 a2 = 0-v2 -2x3 = 5 m/s2 ○12 (1 分) 由牛顿第二定律得: μmgcosθ – mgsinθ = ma1 ○13 (2 分) μmgcosθ + mgsinθ = ma2 ○14 (2 分) 两式相减得: sinθ = 0.15 ○15 (1 分) 25. (18 分) 解:(1)如图,弹簧的压缩量ΔL 与释放点横坐标 x 之间存在关系式: ΔL = 3 x ○1 (1 分) 当横坐标为1 2 d 时,ΔL0 = 3·1 2 d ○2 释放弹簧后,弹性势能转化为小球甲的动能: 1 2 k·ΔL02 = 1 2mv12 ○3 (2 分) 整理得:v1 = 1 2 3k m d ○4 (1 分) (2)当粒子释放点坐标为 x 时,有: 1 2 k·( 3 x)2 = 1 2mv02 ○5 (1 分) 小球甲与小球乙发生弹性正碰过程 mv0 = mvm + 3mv ○6 (2 分) 1 2mv02 = 1 2mvm2 + 1 2·3m v2 ○7 (2 分) 化简得到: v = 1 2 v0 ○8 乙在磁场中运动时:qvB=3mv2 r ○9 (2 分) 联立得: r = 3m 2qB 3k m x ∝x ○10 当 x→0 时,r→0 时,可见,小球乙离开磁场的位置为 O 点,如图所示,由几何知识得: r = 2 x ○11 (2 分) ∴ 3m 2qB 3k m = 2 O x y P Q M N D 甲 乙 ΔL 整理得: B = 3 3km 4q ○12 (1 分) (3)当弹簧最大压缩量为ΔLm = 9 10 d 时,R = 2 3 ΔLm = 3 3 5 d ○13 (1 分) 最小矩形磁场如图所示,矩形的长为: a = 2 R ○14 (1 分) 矩形的宽为: b = R + 3 2 R ○15 (1 分) 矩形面积为: S = ab = 27 25 ( 2 + 3 ) d 2 ○16 (1 分) 33.【物理——选修 3-3】(15 分) (1)ABE (5 分) (2)(10 分)解:在活塞碰到挡板之前,气体做等压变化, 当 T1 = 300K 时,体积为 0.5HS;当 T2 = 700K 时,设气体高度为 h; 0.5HS T1 = hS T1 ①(2 分) 得:h = 7 6H >H 说明活塞已经碰到挡板,气体先做等压变化,后做等容变化(1 分) 在等压变化过程中,气体压强为 p = p0 – Mg s ②(2 分) 气体对外做功为: W = pS×0.5H ③(2 分) 全过程由能量守恒:I2 R t = W + ΔU ④(2 分) ∴ΔU = I2 R t – 0.5 H(p0 S – M g) ⑤(1 分) 34.【物理——选修 3-4】(15 分) (1)BCE (5 分) (2)(10 分)解:由光路可逆判断,因“从半球面射出时方向恰好竖直向上”,到达平面镜上 的光线入射点一定在 O 点正下方(图中的 E 点)。设在半球面上入射角为α,折射角为β sinα = HD OD = 3 2 ∴ α = 60° ①(2 分) 由折射定律:sinα sinβ = n ②(1 分) ∴ β = 30° ③(1 分) △OAD 中,∠ODA = ∠DOA =30° ∴ OA = OD 3 = R 3 ④(1 分) 在半球底面的入射角 ∠GAD = 120°- 90°= 30° 在半球底面上的折射时 sin∠GAD sin∠EAF = 1 n ⑤(2 分) ∠EAF = 60° ⑥ △AEF 中, EF = 3 AF = 3 H ⑦(1 分) 且 OA = EF ⑧(1 分) O G D A H α β H 平面镜 C E F 即 H = 1 3 R (1 分)
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