- 2021-05-31 发布 |
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文档介绍
湖南省永州市高考研究团队2020届高三培优理综物理试题(一) Word版含解析
www.ks5u.com 永州市2020届高三物理培优试卷(一) 二、选择题:本题共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。 1.1905年爱因斯坦把普朗克量子化概念进一步推广,成功地解释了光电效应现象,提出了光子说。下列给出的与光电效应有关的四个图像中,下列说法正确的是( ) A. 图甲中,当紫外线照射锌板时,发现验电器指针发生了偏转,说明锌板带正电,验电器带负电 B. 图乙中,从光电流与电压的关系图像中可以得到:电压相同时,光照越强,光电流越大,说明遏止电压和光的强度有关 C. 图丙中,若电子电荷量用表示,已知,由图像可求得普朗克常量的表达式为 D. 图丁中,由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知,该金属的逸出功为或 【答案】D 【解析】 【详解】A.图甲中,当紫外线照射锌板时,发现验电器指针发生了偏转,说明锌板带正电,验电器也带正电,选项A错误; B.图乙中,从光电流与电压的关系图像中可以得到:电压相同时,光照越强,饱和光电流越大,但是遏止电压和光的强度无关,选项B错误; C.根据,则由图像可得 - 24 - 解得 选项C错误; D.图丁中,根据,由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知,该金属的逸出功为或,选项D正确。 故选D。 2.我国建立在北纬43°的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用,该天文观测站应用了先进的天文望远镜.现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,一位观测员在对该卫星的天文观测时发现:每天晚上相同时刻总能出现在天空正上方同一位置,则卫星的轨道必须满足下列哪些条件(已知地球质量为M,地球自转的周期为T,地球半径为R,引力常量为G )( ) A. 该卫星一定在同步卫星轨道上 B. 卫星轨道平面与地球北纬43°线所确定的平面共面 C. 满足轨道半径r=(n=1、2、3…)的全部轨道都可以 D. 满足轨道半径r=(n=1、2、3…)的部分轨道 【答案】D 【解析】 该卫星一定不是同步卫星,因为同步地球卫星只能定点于赤道的正上方,故A错误.卫星的轨道平面必须过地心,不可能与地球北纬43°线所确定的平面共面,故B错误.卫星的周期可能为:T′=,n=1、2、3…,根据解得:(n=1、2、3…),满足这个表达式的部分轨道即可,故C错误,D正确.故选D. 点睛:解决该题关键要掌握卫星受到万有引力提供圆周运动向心力,知道卫星的运行轨道必过地心,知道同步卫星的特点. - 24 - 3.如图所示,一直角三角形acd在竖直平面内,同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称,点电荷Q1、Q2固定在c、d两点上。一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态,取重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A. Q2对P的静电力大小为 B. Q1、Q2的电荷量之比为 C. 将P从a点移到b点,电场力做正功 D. 将P从a点沿直线移到b点,电势能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】A.由于P处于平衡状态,可知Q2对P的静电力大小为 选项A错误; B.同理可知Q1对P的静电力大小为 设ac=L,则 由库仑定律 联立解得Q1、Q2的电荷量之比为 - 24 - 选项B正确; CD.将P从a点移到b点,电场力先做正功,后做负功,电势能先减小后增加,选项CD错误; 故选B。 4.如图甲所示,一倾角θ=30°的斜面体固定在水平地面上,一个物块与一轻弹簧相连,静止在斜面上。现用大小为F=kt(k为常量,F、t的单位均为国际标准单位)的拉力沿斜面向,上拉轻弹簧的上端,物块受到的摩擦力随时间变化的关系图象如图乙所示,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,则下列判断正确的是( ) A. 物块的质量为1.5kg B. k的值为2.5N/s C. 物块与斜面间的动摩擦因数为 D. t=6s时,物块的速度大小为2.2m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A.t=0时,弹簧拉力为零,物块所受摩擦力等于其所受重力沿斜面的下滑分力,则 故, yA错误; B.当t=2s时,弹簧拉力,由题图乙知,此时物块所受摩擦力为零,则 解得,故B正确; C.拉力增大到一定程度,物块向上滑动,由题图乙知,物块与斜面之间的滑动摩擦力大小,则 - 24 - 解得 故C错误; D.由题图乙可知物块在t1=4.4s时开始运动,此时 在t=6s时 在4.4s~6s内,物块受弹簧拉力的冲量 摩擦力和重力下滑分力的冲量 而 解得 故D错误。 故选B。 5.如图所示,在以R0为半径,O为圆心的圆形区域内存在磁场,直径MN左侧区域存在一匀强磁场,方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小为B1;MN右侧区域也存在一匀强磁场,方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B2,有一质量为m,电荷量为+q的带电粒子(不计重力)沿垂直于MN的方向从P点射入磁场,通过磁场区域后自Q点离开磁场,离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1,OQ与MN的夹角为θ2,粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1,粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2,则下列说法正确的是( ) - 24 - A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB.粒子运动轨迹如图所示: 由几何知识可知,粒子在两个磁场中的轨迹半径分别为 粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得 解得 则 - 24 - 故AB错误; CD.粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 粒子在磁场中转过的圆心角θ相等,粒子在磁场中的运动时间为 则有 故C错误,D正确。 故选D。 6.2018年世界排球锦标赛上,中国女排姑娘们的顽强拼搏精神与完美配合给人留下了深刻的印象。某次比赛中,球员甲接队友的一个传球,在网前L=3.60 m处起跳,在离地面高H=3.20 m处将球以v0=12 m/s的速度正对球网水平击出,对方球员乙刚好在进攻路线的网前,她可利用身体任何部位进行拦网阻击。假设球员乙的直立和起跳拦网高度分别为h1=2.50 m和h2=2.95 m,g取10 m/s2.下列情景中,球员乙可能拦网成功的是( ) A. 乙在网前直立不动 B. 乙在甲击球时同时起跳离地 C. 乙在甲击球后0.18 s起跳离地 D. 乙在甲击球前0.3 s起跳离地 【答案】BC 【解析】 【详解】A.若乙在网前直立不动,则排球到达乙的位置的时间 - 24 - 排球下落的高度为 则不能拦网成功,选项A错误; B.因为乙在空中上升的时间为 乙在甲击球时同时起跳离地,在球到达乙位置时,运动员乙刚好到达最高点,因2.95m>3.2m-0.45m=2.75m,则可以拦住,故B正确; C.结合选项B的分析,乙在甲击球后0.18s起跳离地,初速度为 v=gt1=10×0.3=3m/s 上升时间t′=0.12s时球到达乙位置,上升的高度为 2.50m+0.288m=2.788m>2.75m,可以拦网成功,故C正确; D.乙在甲击球前0.3 s起跳离地,因为乙在空中的时间为0.6s;则当排球到达球网位置时,乙已经落地,则不能拦网成功,选项D错误。 故选BC。 7.如图甲所示,两平行金属板A、B放在真空中,间距为d,P点在A、B板间,A板接地,B板的电势φ随时间t的变化情况如图乙所示,t=0时,在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子,当t=2T时,电子回到P点。电子运动过程中未与极板相碰,不计重力,则下列说法正确的是( ) A. φ1∶φ2=1∶2 B. φ1∶φ2=1∶3 C. 在0~2T时间内,当t=T时电子的电势能最小 - 24 - D. 在0~2T时间内,电子的动能增大了 【答案】BD 【解析】 【详解】AB.电子在0~T时间内向上加速运动,设加速度为a1,在T~2T时间内先向上减速到零后向下加速回到原出发点,设加速度为a2,则 解得 由于 则 φ1∶φ2=1∶3 选项A错误,B正确; C.依据电场力做正功最多,电势能最小,而0~T内电子做匀加速运动,T~2T之内先做匀减速直线运动,后反向匀加速直线运动,因φ2=3φ1,t1时刻电子的动能 而粒子在t2时刻的速度 故电子在2T时的动能 所以在2T时刻电势能最小,故C错误; D.电子在2T时刻回到P点,此时速度为 (负号表示方向向下) 电子的动能为 - 24 - 根据能量守恒定律,电势能的减小量等于动能的增加量,故D正确。 故选BD。 8.如图,两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°,导轨间距为0.5 m。导体棒 a、b垂直导轨放置,用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连,滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为0.2 T。物体c的质量为0. 06 kg,a、b棒的质量均为0.1kg,电阻均为0.1Ω,与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放,运动过程中物体c不触及滑轮,a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2.则( ) A. b棒刚要开始运动时,a棒的加速度大小为3.5 m/s2 B. b棒刚要开始运动时,a棒的速度大小为5.0 m/s C. 足够长时间后a棒的加速度大小为 D. 足够长时间后a棒的速度大小为7.0 m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A.b棒所受的最大静摩擦力 而 则b棒刚要开始运动时,所受的安培力方向向下,大小为 - 24 - 此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N,则 a棒的加速度大小为 选项A错误; B.b棒刚要开始运动时,对a棒 F安=BIL E=BLv 联立解得 v=5m/s 选项B正确; CD.足够长时间后,两棒的速度差恒定,设为∆v,此时两棒受的安培力均为 此时对a棒 b棒 其中 解得 此时导体棒a的速度不是恒定值,不等于7.0m/s,选项C正确,D错误; 故选BC。 - 24 - 三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第40题为选考题,考生根据要求做答。 9.某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度,光电门A、B与光电计时器相连,可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间 (1)实验前用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球的直径d=_____mm (2)让小球紧靠固定挡板,由静止释放,光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2,测出两光电门间的高度差h,则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。 (3)将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间,保持光电门B的位置不变,多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放,记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t,作出图象如图丙所示,若图象斜率的绝对值为k,则图象与纵轴的截距意义为____,当地的重力加速度为____ 【答案】 (1). 11.4 (2). (3). 小球经过光电门B时的速度 (4). 2k 【解析】 【详解】(1)[1]由图示游标卡尺可知,其示数为 d=11mm+4×0.1mm=11.4mm (2)[2]小球经过光电门时的速度为 - 24 - 小球做自由落体运动,由速度位移公式得 解得 (3)[3][4]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的,小球每次经过光电门时的速度是一定的,则有 整理得 则图象与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度vB,图象斜率的绝对值为 解得 10.在练习使用多用电表的实验中。请完成下列问题: (1)用多用表测量某元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转角度过小,因此需选择________(填“×10”或“×1k”)倍率的电阻挡,并需______________(填操作过程)后,再次进行测量,多用表的指针如图甲所示,测量结果为________Ω。 - 24 - (2)某同学设计出了一个“欧姆表”,用来测量电阻,其内部结构可简化成图乙电路,其中电源内阻r=1.0Ω,电流表G的量程为Ig,故能通过读取流过电流表G的电流值而得到被测电阻的阻值。该“欧姆表”的调零方式和普通欧姆表不同。该同学想用一个电阻箱Rx来测出电路中电源的电动势E和表头的量程Ig,进行如下操作步骤: A.先使两表笔间不接入任何电阻,断开状态下闭合开关,调滑动电阻器使表头满偏; B.将该“欧姆表”与电阻箱Rx连成闭合回路,改变电阻箱阻值;记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数I; C.将记录的各组Rx,I的数据转换成、后并描点得到图线,如图丙所示; D.根据图丙中的图线,求出电源的电动势E和表头的量程Ig。由图丙可知电源的电动势为________,电流表G的量程是________。 (3)在(2)中,某次实验发现电流表G的指针半偏,则电阻箱接入电路中的电阻Rx=_________(保留2位有效数字) 【答案】 (1). ) ×1k (2). 欧姆调零 (3). 6000 (4). 1.5V (5). 0.25A (6). 0.83 Ω 【解析】 【详解】(1)[1][2][3].用多用表测量某元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转角度过小,说明倍率档选择过低,因此需选择 “×1k”倍率的电阻挡,并需欧姆调零后,再次进行测量,多用表的指针如图甲所示,测量结果为6000Ω。 (2)[4][5].由闭合电路欧姆定律得 把r=1.0Ω代入整理得 故 - 24 - 得 Ig=0.25A 得 E=1.5V (3)[6].电流表G的指针半偏,则I=0.125A,由 代入数据解得 Rx=0.83Ω 11.如图甲所示,足够长的木板A静止在水平面上,其右端叠放着小物块B左端恰好在点。水平面以点为界,左侧光滑、右侧粗糙。物块C(可以看成质点)和D间夹着一根被压缩的轻弹簧,并用细线锁住,两者以共同速度向右运动某时刻细线突然断开,C和弹簧分离后撤去D,C与A碰撞(碰撞时间极短)并与A粘连,此后时间内,A、C及B的速度一时间图象如图乙所示。已知A、B、C、D的质量均为,A、C与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求: (1)木板A与粗糙水平面间的动摩擦因数及B与A间的动摩擦因数; (2)细线断开之前弹簧弹性势能。 【答案】(1),;(2)9J 【解析】 【详解】(1)设A与地面间的动摩擦因数为,B与A上表面间的动摩擦因数为,由题图乙可知,内,A、C整体做匀减速运动的加速度 - 24 - B做匀加速运动的加速度 对A、C整体有 对有 解得 , (2)C与A碰撞过程中动量守恒,有 其中 解得 弹簧弹开过程中,C、D系统动量守恒,由动量守恒定律有 解得 弹簧弹开过程中,C、D及弹簧组成系统的机械能守恒,则有 解得 12.如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ,充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0 - 24 - ,区域Ⅱ的磁感应强度大小可调, C点坐标为(4L,3L),M点为OC的中点.质量为m带电量为-q的粒子从C点以平行于y轴方向射入磁场Ⅱ中,速度大小为,不计粒子所受重力,粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场. (1)若粒子无法进入区域Ⅰ中,求区域Ⅱ磁感应强度大小范围; (2)若粒子恰好不能从AC边射出,求区域Ⅱ磁感应强度大小; (3)若粒子能到达M点,求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值. 【答案】(1);(2);(3)若粒子由区域Ⅰ达到M点,n=1时,;n=2时,;n=3时,;②若粒子由区域Ⅱ达到M点,n=0时,,n=1时, 【解析】 【详解】(1)粒子速度越大,半径越大,当运动轨迹恰好与x轴相切时,恰好不能进入Ⅰ区域 故粒子运动半径 粒子运动半径满足: 代入 解得 (2)粒子在区域Ⅰ中的运动半径 若粒子在区域Ⅱ中的运动半径R较小,则粒子会从AC边射出磁场.恰好不从AC边射出时满足∠O2O1Q=2θ - 24 - 又 解得 代入 可得: (3)①若粒子由区域Ⅰ达到M点 每次前进 由周期性:即 ,解得 n=1时, n=2时, n=3时, ②若粒子由区域Ⅱ达到M点 由周期性: 即,解得,解得 n=0时, n=1时, 点睛: - 24 - 本题考查了带电粒子在磁场中的运动情况,做诸如此类问题时要注意正确画出运动轨迹图,并结合几何关系求出运动的半径,并分析运动的可能性,由于运动的多解性,所以要求我们做此类题目时要细心再细心. (二)选考题:共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。 13.以下说法正确的是________。 A. 某物质的密度为ρ,其分子的体积为,分子的质量为m,则 B. 空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值越大,空气的相对湿度越大 C. 在装满水的玻璃杯内,可以不断地轻轻投放一定数量的大头针,水也不会流出,这是由于大头针填充了水分子间的空隙 D. 内能不同的物体,物体内部分子热运动的平均动能可能相同 E. 玻璃管裂口放在火上烧熔,它的尖锐处就变圆滑,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面积要收缩到最小的缘故 【答案】BDE 【解析】 【详解】A.密度是宏观的物理量,分子的质量与体积是微观的物理量,则,故A错误; B.根据相对湿度的定义式可知,空气中水蒸气的压强与同温度时水的饱和汽压的比值越大,空气的相对湿度越大,故B正确; C.在装满水的玻璃杯内,可以不断地轻轻投放一定数量的大头针,水也不会流出的原因是液体的表面张力作用,液体表面层分子的分布要比内部稀疏些,分子之间的吸引力和排斥力都减弱了,其中斥力减弱更多,所以表面层分子之间有相互吸引力,这种力叫表面张力,由于表面张力的作用,使水面形成一层弹性薄膜,所以水不会流出,故C错误; D.物体的内能由温度、体积和物质的量决定,内能不同的物体,温度可能相同,温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子的平均动能相同,故D正确; E.玻璃管道裂口放在火上烧熔,熔化的玻璃在表面张力的作用下收缩到最小,从而变得圆滑,故E正确。 故选BDE。 - 24 - 14.如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气.已知:大活塞的质量为2m,横截面积为2S,小活塞的质量为m,横截面积为S;两活塞间距为L;大活塞导热性能良好,汽缸及小活塞绝热;初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0,大活塞与大圆筒底部相距,两活塞与气缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g.现通过电阻丝缓慢加热氮气,求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氮气的压强. 【答案】 【解析】 【分析】 以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求出初始时氧气压强为p1和体积V1;再求出当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时氧气的体积V2;再由玻意耳定律,求出此时氧气的压强p2,最后利用平衡条件求出氮气压强为p;根据平衡条件求出压强,在根据理想气体状态方程求出温度. 【详解】①以两活塞整体为研究对象,设初始时氧气压强为p1,根据平衡条件有 p0S+3mg=p1S 化简得: 初始时氧气体积: 当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积 V2=2SL 由于大活塞导热,小活塞缓慢上升可认为氧气温度不变,设此时氧气压强为p2, 由玻意耳定律得 - 24 - p2V2=p1V1 联立解得氧气的压强: ②设此时氮气压强为p,温度为T,根据平衡条件有 p0·2S+3mg=p2S+pS 得: 15.波源O在t=0时刻开始做简谐运动,形成沿x轴正向传播的简谐横波,当t=3s时波刚好传到x=27m处的质点,波形图如图所示,质点P、Q 的横坐标分别为4.5m、18m,下列说法正确的是( ) A. 质点P起振方向沿y轴正方向 B. 波速为6m/s C. 0~3s时间内,P点运动的路程为5cm D. t=3.6s时刻开始的一段极短时间内,Q点加速度变大 E. t=6s时P点恰好位于波谷 【答案】ACE 【解析】 【详解】A.根据波动与振动方向间的关系可知,波源O的起振方向与图中x=27m处质点的振动方向相同,沿y轴正方向,则质点P的起振方向也是沿y轴正方向,故A正确。 B.该波3s内传播的距离为27m,则波速 选项B错误; C.波的周期 - 24 - 则0~3s时间内,P点振动的时间为 运动的路程为5A=5cm,选项C正确; D.t=3.6s时刻质点Q振动的时间,则此时质点Q正在从最低点向上振动,则在开始的一段极短时间内,Q点加速度变小,选项D错误; E. t=6s时P点已经振动了,此时P点恰好位于波谷,选项E正确。故选ACE。 16.现有由同一种材料制成的一个透明工艺品,其切面形状图如图所示。其中顶部A为矩形形状,高CM=L,边长CD=d,底部B为等边三角形。现让一束单色光线从B部分MH边的中点O1表面处沿竖直方向射入,光线进入B后发现折射光线恰好与B部分的HM'平行且经过MM',最后从A部分的CD边上某点O处射出,光在真空中的传播速度为c。求: (i)光在工艺品中传播的速度; (ii)光在工艺品中传播的时间。 【答案】(i);(ii) 【解析】 【详解】(i)光路图如图所示。 根据题图知,光进入介质B的入射角为 α=60°,折射角为 β=30° - 24 - 则工艺品的折射率为 在介质中的光速: (ii)由几何关系得光在工艺品中传播的路程 · 光在工艺品中传播的速度 则光在工艺品中传播的时间 · 联立解得 - 24 - - 24 -查看更多