安徽省肥东县高级中学2020届高三5月调研考试理科综合物理试题

安徽省肥东县高级中学2020届高三5月调研考试理科综合物理试题

二、选择题:本题共8小题，每小题6分，共48分。每小题给出的4个选项中，第14-18题只有一项是符合题意要求的，第19-21题有多项是符合题意要求的。全部选对的6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14.在地球大气层外有大量的太空垃圾．在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而开始向地面下落．大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上，对人类造成危害．太空垃圾下落的原因是 A. 大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落 B. 太空垃圾在与大气摩擦燃烧过程中质量不断减小，进而导致下落 C. 太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，运动所需的向心力将小于万有引力，垃圾做趋向圆心的运动，落向地面 D. 太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面 ‎15.下列说法正确的是 A. 原子的核式结构模型是汤姆逊最早提出的 B. 一群氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子 C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小 D. 考古专家发现某一骸骨中的含量为活着的生物体中的，已知的半衰期为5730年，则确定该生物死亡时距今约11460年 ‎16.光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B俯视图如图所示。一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以速度v0沿两球心连线向带电小球甲运动，并发生弹性碰撞。假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是 A. 甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为2︰1‎ B. 甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为4︰1‎ C. 甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为2︰1‎ D. 甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为4︰1‎ ‎17.如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连，开始时开关闭合。一带电油滴沿两极板中心线方向以一初速度射入，恰好沿中心线直线通过电容器。则下列判断正确的是 ‎ A.油滴带正电 B.保持开关闭合，将下极板向上平移一小段距离，可使油滴向上偏转 C.保持开关闭合，将下极板向上平移一小段距离，可使油滴仍沿中心线直线运动 D.断开开关，将下极板向上平移一小段距离，可使油滴向上偏转 ‎18.如图1所示，竖直面内矩形ABCD区域内存在磁感应强度按如图2所示的规律变化的磁场(规定垂直纸面向外为正方向)，区域边长AB=AD。一带正电的粒子从A点沿AB方向以速度v0射入磁场，在T1时刻恰好能从C点平行DC方向射出磁场。现在把磁场换成按如图3所示规律变化的电场(规定竖直向下为正方向)，相同的粒子仍以速度v0从A点沿AB方向射入电场，在T2时刻恰好能从C点平行DC方向射出电场。不计粒子重力，则磁场的变化周期T1和电场的变化周期T2之比为 A. 1∶1 B. 2π∶3 C. 2π∶9 D. π∶9‎ ‎19.在如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为.闭合开关，当滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，电压表示数的变化量为 ‎，电流表示数的变化量为.在这个过程中，下列判断正确的是 A. 电源的输出功率增减无法确定 B. 电阻两端电压增加量大于 C. 电阻两端电压减小量大于 D. 与的比值变大 ‎20.如图1所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=1T。一总电阻为r=0.2Ω的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动。圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图2所示。下列说法正确的是 A. 圆形线圈的半径为R=1 m B. 圆形线圈运动速度的大小为v=20m/s C. 两实线之间的水平距离L=6m D. 在0.05 s，圆形线圈所受的安培力大小为400 N ‎21.如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，劲度系数为k的轻弹簧，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的物块A连接，A的右侧紧靠一质量为m的物块B，但B与A不粘连。初始时两物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力F作用在B，使B做加速度为a的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的v－t 图象如图乙所示，t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点，重力加速度为g，则 A. ‎ B. t2时刻，弹簧形变量为 C. t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值 D. 从开始到t1时刻，拉力F做的功比弹簧释放的势能少 三、非选择题：共174分。包括必考题和选考题两部分。‎ ‎（一）必考题：共129分。‎ ‎22. （6分）某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置，在抛出点O的正前方，竖直放置一块毛玻璃。他们利用不同的频闪光源，在小球抛出后的运动过程中光源闪光，会在毛玻璃上出现小球的投影点，在毛玻璃右边用照相机进行多次曝光，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片如图1，小明在O点左侧用水平的平行光源照射，得到的照片如图3；如图2，小红将一个点光源放在O点照射重新实验，得到的照片如图4已知光源的闪光频率均为31Hz，光源到玻璃的距离L=1.2m，两次实验小球抛出时的初速度相等。根据上述实验可求出：(结果 均保留两位小数)‎ ‎（1）重力加速度的大小为___________m/s2，投影点经过图3中M位置时的速度大小为___________ m/s ‎（2）小球平抛时的初速度大小为_____________ m/s ‎23. （9分）某同学利用电压表和定值电阻测蓄电池电源的电动势和内阻。 ‎ ‎(1)实验室有以下三个电压表，需要将它们改装成量程为6 V的电压表，以下措施正确的是________；‎ A．将电压表V1(0～1 V，内阻约为1 kΩ)与5 kΩ的定值电阻R串联 B．将电压表V2(0～2 V，内阻约为2 kΩ)与4 kΩ的定值电阻R串联 C．将电压表V3(0～3 V，内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联 D．以上三项都可以 ‎(2)用改装并校正后的电压表及两个定值电阻R0，测蓄电池的电动势和内阻，图甲为实验电路图，根据给出的电路图，将图乙的实物连线补充完整______；‎ ‎(3)该实验的主要操作步骤如下：‎ A．按电路原理图连接实验器材；‎ B．将开关S2闭合，开关S1断开，测得电压表的示数是U1；‎ C．再将开关S1闭合，测得电压表的示数是U2；‎ D．断开开关S2。‎ ‎①根据实验所得数据，可得电源电动势的测量值E＝__________；电源内阻的测量值r＝____________(结果用字母U1、U2、R0表示)；‎ ‎②该实验测得的电动势比实际值偏_______(填“大”或“小”)。‎ ‎24. （12分）‎ 如图，是某科技小组制做的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质量的影响。求：‎ ‎（1）装置悬停时喷出气体的速度；‎ ‎（2）弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。‎ ‎25. （20分）如图所示，金属平板MN垂直于纸面放置，MN板中央有小孔O，以O为原点在纸面内建立xOy坐标系，x轴与MN板重合。O点下方的热阴极K通电后能持续放出初速度近似为零的电子，在K与MN板间加一电压，从O点射出的电子速度大小都是v0，方向在纸面内，且关于y轴对称，发散角为2θ弧度。已知电子电荷量为e，质量为m，不计电子间相互作用及重力的影响。‎ ‎(1)求K与MN间的电压的大小U0。‎ ‎(2)若x轴上方存在范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，电子打到x轴上落点范围长度为△x，求该磁场的磁感强度B1和电子从O点到达x轴最短时间t。‎ ‎(3)若x轴上方存在一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场区，电子从O点进入磁场区偏转后成为一宽度为△y、平行于x轴的电子束，求该圆形区域的半径R及磁场的磁感强度B2。‎ ‎33. [物理---选修3-3]（15分）‎ ‎(1)(5分) 下列说法中正确的是________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分)‎ A．分子力减小时，分子势能也一定减小 B．只要能减弱分子热运动的剧烈程度，物体的温度就可以降低 C．扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动 D．一定质量的理想气体，在温度不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少 E．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体 ‎（2）（10分）如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下。质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S＝2×10－3 m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm。汽缸所处环境的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2。现将质量为m＝4 kg的物块挂在活塞中央位置上。‎ ‎（1）活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。‎ ‎（2）若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封闭气体对外做功多少？‎ ‎34. [物理---选修3-4]（15分）‎ ‎(1) (5分)（1）在北方寒冷的冬天，有时会出现“多个太阳”的“幻日”奇观，这时由于空气中的水蒸气在集冷的大气里凝结成了小冰晶，太阳通过冰晶折射的缘故。如图所示为太阳光照射到六角冰晶上折射的光路图，a、b是太阳光中的两种单色光，由此可以判断，冰晶对单色光a的折射率_________(填“大于”或“小于”)冰晶对单色光b的折射率，单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播速度_________(填“大”或“小”)。如果让太阳光从水中射向空气，逐渐增大入射角，则a、b两种单色光中，单色光_________(填“a”或“b”)更容易发生全反射。‎ ‎ (2) (10分).有两列简谐横波a和b在同一介质中传播，a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速均为υ=4m/s，a的振幅为5cm，b的振幅为10cm。在t=0时刻两列波的图像如图所示。求：‎ ‎(i)这两列波的周期；‎ ‎(ii)x=0处的质点在t=2.25s时的位移。‎ 物理参考答案 ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ C D B B C AC ABD BD ‎14.C ‎【解析】太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，地球对它的引力大于它做圆周运动所需的向心力，其不断做向心运动，最终落在地面上，故C正确，ABD错误。‎ ‎15.D ‎【解析】A、原子的核式结构模型是卢瑟福最早提出的，故A错误；‎ B、一个氢原子从量子数n＝3的激发态跃迁到基态时最多可辐射种不同频率的光子，故B错误；‎ C、根据光电效应的产生条件可知，一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的频率太小，跟光的强度无关，故C错误；‎ D、根据半衰期公式知，解得n＝2，即发生两次半衰期，则确定该生物死亡时距今约2×5730＝11460年，故D正确。‎ ‎16.B ‎【解析】不带电小乙球与带正电小甲球发生弹性碰撞，系统动量守恒和机械能守恒，规定速度v0方向为正方向，设碰撞后甲球的速度为，乙球的速度为，则有：，，解得：，，根据左手定则可知甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，根据洛伦磁力提供向心力可得，半径之比为，故选项B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎17.B ‎【解析】A、开关闭合时，油滴做匀速直线运动，电场力与重力平衡，上极板和电源正极相连，所以场强方向向下，所以油滴带负电，故选项A错误；‎ BC、保持开关闭合，电容器两端电压不变，将下极板向上平移一小段距离，板间距变小，由公式 知场强增大，电场力大于重力，可使油滴向上偏转，故选项B正确，C错误；‎ D、断开开关，电容器电荷量不变，将下极板向上平移一小段距离，由公式 、、联立可得，与板间距无关，故场强不变，所以可使油滴仍沿中心线直线运动，故选项D错误。‎ ‎18.C ‎【解析】设粒子的质量为m，带电量为q，则带电粒子在磁场中偏转时的运动轨迹如图所示，设粒子的偏转半径为r，经粒子转过的圆周角为α，则有2rsin α=AB，2(r－rcos α)=AD，又AB=AD，联立解得α=60°，所以有，，解得；如果把磁场换为电场，则有AB=v0T2，解得T2=，所以，选项C正确。‎ ‎19.AC ‎【解析】A、当外电路的电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大;因为负载与内阻的关系未知,故无法判断电源输出功率的增减,故A对； BC、当滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，根据电路结构可知：U减小，U2减小，U3增大，由闭合电路的欧姆定律可得 ,由于U减小，所以U2的减小量大于U3的增加量，即电阻两端电压减小量大于，电阻两端电压增加量小于，故B错；C对；‎ D、根据路端电压根据 可知与的比值是电源的内阻，故D错；故选AC ‎20.ABD ‎【解析】AB.根据题意得，当直径与边界重合时，电动势最大，所以，根据图2可知进入磁场时间是0.1s，所以，联立解得：v=20m/s，R=1 m，AB正确 C.线圈从全进入到刚要出磁场共用了0.1s，所以：，C错误 D.根据题意可知，0.05s时，电动势为40V，等效切割长度2R，此时感应电流：，安培力为：，D正确 ‎21.BD ‎【解析】由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律有：kx-mgsinθ=ma；开始时有：2mgsinθ=kx0，又x0-x=at12；联立以三式得： ．故A错误。由图知，t2时刻A的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律得：mgsinθ=kx，则得：x=，此时弹簧处于压缩状态，故B正确，C错误。由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律：kx-mgsinθ=ma…① 开始时有：2mgsinθ=kx0…② 从开始到t1时刻，弹簧释放的势能 EP=kx02- kx2…③ 从开始到t1时刻的过程中，根据动能定理得：WF+EP-2mgsinθ（x0-x）= •2mv12…④ 2a（x0-x）=v12…⑤ 由①②③④⑤解得：WF-EP=-；所以拉力F做的功比弹簧释放的势能少，故D正确。故选BD.‎ ‎22. 9.61 0.62 9.30‎ ‎【解析】（1）若用平行光照射，则球在毛玻璃上的投影即为小球竖直方向上的位移，由 得： ‎ 投影点经过图3中M位置时的速度大小 ‎ ‎（2）设小球在毛玻璃上的投影NB=Y 则经过时间t后小球运动的水平位移为 ；竖直位移为 ，由相似三角形得： ‎ 则： ‎ 结合图4可得： ‎ ‎23.AC 小 ‎ ‎【解析】 （1）明确电表的改装原理，即可确定如何获得大量程的电压表；（2）根据原理图即可得出对应的实物图；（3）根据闭合电电路欧姆定律进行分析，从而根据测出的数据求出电源的内阻；（4）根据电表内阻的影响进行分析，从而确定测出的电动势的误差情况。‎ ‎（1）要想改装电压表，应知道原电压表量程，由题意可知，只有C中电表内阻已知；同时根据改装原理可知：，符合要求，故选C；‎ ‎（2）根据原理图可得出对应的实物图如图所示：‎ ‎（3）由闭合电路欧姆定律可知：①将开关S2闭合，开关S1断开时：；‎ 将开关S1闭合时：‎ 联立解得：；；‎ ‎②由于电压表不是理想电表，则电压表分流，因此求出的电流值要小于真实值，而当外电路短路时电压表不再分流，因此可知，实际伏安物图应与测量出的伏安特性曲线与横轴交点相同，而图象整体偏左，因此测出的电动势偏小。‎ ‎24．（1） （2）‎ ‎【解析】 （1）悬停时气体对模拟装置的作用力为F，则 取时间喷出的气体为研究对象，由动量定理 解得：；‎ ‎（2）弹射过程水平方向动量守恒 着陆器和巡视其减速运动的距离分别为和，由动能定理：‎ ‎，，‎ 弹射器提供的总动能 联立解得：‎ ‎25.(1) (2) , (3) ,‎ ‎【解析】(1) 由动能定理有： ‎ 解得： ‎ ‎(2) 粒子运动轨迹如图所示：‎ 从O点射出的电子落在x轴PQ间，设电子做圆周运动半径为r，由几何关系有 Δx＝2r－2rcos θ 由向心力公式有： ‎ 解得： ‎ 最短路程为： ‎ 则有： ‎ ‎(3) 电子运动轨迹如图所示：‎ 由几何关系可知r＝R 且有Δy＝(r＋rsin θ)－(r－rsin θ)＝2rsin θ 解得： ‎ 由向心力公式有： ‎ 解得： ‎ ‎33.（1）BDE ‎【解析】A、分子力减小，若分子力是斥力，则分子力做正功，分子势能减小，若分子是引力，则分子力做负功，分子势能增大，选项A错误；‎ B、温度是分子平均动能的标志，温度越高分子运动越剧烈，同样减弱分子运动的剧烈程度，温度就可以降低，选项B正确；‎ C、布朗运动是液体分子无规则运动的体现，“运动”并不直接指分子的热运动，而是指小颗粒被分子撞击后的运动，而扩散运动中的“运动”则指分子的无规则运动，选项C错误；‎ D、温度不变，分子平均动能不变，当体积增大时，单位时间碰撞到单位面积上的分子个数一定减少，选项D正确；‎ E、热量能自发地从高温物体传给低温物体，符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律，热量虽然不能自发地从低温物体传到高温物体，但在一定外加条件下，也能做到“从低温物体传到高温物体”，选项E正确．‎ 故选BDE ‎（2）.（1）30 cm（2） 6.4 J ‎【解析】（1）挂上重物后，活塞下移，设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为h1‎ 该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有：‎ 代入数据解得：；‎ ‎（2）加热过程中汽缸内压强不变，当活塞移到汽缸口时，温度达到最高，设此温度为T2‎ 根据盖—吕萨克定律有：‎ 而，，解得，即加热时温度不能超过 加热过程中气体对外做功 代入数据得。‎ ‎34.（1）小于 大 b ‎ ‎【解析】根据偏折程度可确定折射率大小关系，由可分析出光线在冰晶中传播速度的关系；根据知单色光b的临界角大小关系，从而判断更容易发生全反射的光；‎ 解：光从空气斜射到冰晶上，由于折射率不同，由图可知，单色b光偏折较大，单色a光偏折较小，所以此冰晶对a光的折射率小于b光的折射率；‎ 根据可知单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播速度大；‎ 根据知单色光b的临界角较小，所以单色光b比单色光a更容易发生全反射。‎ ‎（2）.(i) (ii) y=-5cm ‎【解析】 (i)由图可知 根据可得：‎ ‎(ii)a波从图示时刻传播到x=0处需要的时间：‎ 则x=0处的质点随a波振动的时间为：；‎ t=2.25s时x=0处的质点随a波振动到负向最大位移处，即：‎ b波从图示时刻传播到x=0处需要的时间：‎ 则x=0处的质点随b波振动的时间为：，‎ T=2.25s时x=0处的质点随b波振动到平衡位置处，即：‎ 故在t=2.25s时a、b波相遇叠加，x=0处质点的合位移为：y=-5cm