【物理】安徽省滁州市定远县育才学校2020届高三下学期3月线上模拟考试（解析版）

【物理】安徽省滁州市定远县育才学校2020届高三下学期3月线上模拟考试（解析版）

安徽省滁州市定远县育才学校2020届高三下学期 ‎3月线上高考模拟考试 一、选择题 ‎1.如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是 A. 处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级 B. 大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光 C. 若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应 D. 用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV ‎【答案】D ‎【详解】A．处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV的能量．故A错误；‎ B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出，故B错误；‎ C．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误；‎ D．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：，故D正确；‎ ‎2.已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式：，其中r0是该点到通电直导线的距离，I为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A2）．试推断，一个半径为R的圆环，当通过的电流为I时，其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据，,μ0单位为：T•m/A；‎ A、等式右边单位：，左边单位为T，不同，故A错误；B、等式右边单位：，左边单位为T，不同，故B错误；C、等式右边单位：，左边单位为T，相同，故C正确；D、等式右边单位，左边单位为T，相同，但当r0=0时B=0，显然不合实际，故D错误；故选C.‎ ‎【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.‎ ‎3.嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．则（　　）‎ A. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速 B. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度 C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度 D. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度 ‎【答案】C ‎【详解】嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故A错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度．故B错误；根据，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．故C正确；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．故D错误；‎ ‎4.如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10︰1，原线圈两端连接正弦交流电源u=311sin314t(V)，副线圈接电阻R，同时接有理想电压表和理想电流表．下列判断正确的是（ ）‎ A. 电压表读数约31.1V B. 若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增大到原来的2倍 C. 若仅将R的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍 D. 若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍 ‎【答案】B ‎【详解】根据u=220sin314t(V)可知，原线圈的电压有效值为，电压表的读数为变压器的输出电压的有效值，由得，电压表读数为，故A错误；若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，根据可知，U2增大到原来的2倍，由 可知，电流表的读数增大到原来的2倍，故B正确；输入电压和匝数比不变，则输出电压不变，仅将R的阻值增加到原来的2倍，由可知，电流变为原来的一半，输入功率变为原来的一半，故C错误；若副线圈匝数增加到原来的2倍，则U2增加到原来的2倍，同时R的阻值也增加到原来的2倍，故输出功率变为原来的2倍，故D错误．‎ ‎5.如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R、3R，圆心为O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为 A. B. C. D. 2‎ ‎【答案】B ‎【详解】粒子在磁场中做圆周运动，如图：‎ 由几何知识得：，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；当该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2‎ 时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则：，故B正确，ACD错误．‎ ‎6.真空中质量为m的带正电小球由A点无初速自由下落t秒，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点．小球电荷量不变且小球从未落地，重力加速度为g．则 A. 整个过程中小球电势能变化了 B. 整个过程中小球速度增量大小为 C. 从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了 D. 从A点到最低点小球重力势能变化了 ‎【答案】AB ‎【详解】小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反．设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则由，又v=gt，解得 a=3g，则小球回到A点时的速度为v′=v-at=-2gt；整个过程中小球速度增量的大小为△v=v′=-2gt，速度增量的大小为2gt．由牛顿第二定律得 ，联立解得，qE=4mg，，故A正确；从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了，故C错误．设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得解得，，从A点到最低点小球重力势能减少了．D错误．‎ ‎7.小球甲从斜面顶端以初速度v沿水平方向抛出，最终落在该斜面上．已知小球甲在空中运动的时间为t，落在斜面上时的位移为s，落在斜面上时的动能为Ek，离斜面最远时的动量为p．现将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度（n＞1）沿水平方向抛出，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球乙落在斜面上时的位移为 B. 小球乙在空中运动的时间为 C. 小球乙落在斜面上时的动能为 D. 小球乙离斜面最远时的动量为 ‎【答案】BC ‎【详解】设斜面倾角为θ，则 ，解得；，；则将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度v/n沿水平方向抛出时，小球乙在空中运动的时间为t/n；小球乙落在斜面上时的位移为s/n2；小球乙落在斜面上时的动能为Ek/n2，选项A错误，BC正确；小球离斜面最远时，速度方向平行斜面，大小为，动量为，则将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度v/n沿水平方向抛出时，小球乙离斜面最远时的动量为p/n，选项D错误；故选BC.‎ ‎8.如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a（a＜g）的匀加速运动，重力加速度为g，则下列说法不正确的是 A. 施加外力F大小恒为M（g＋a）‎ B. A、B分离时，弹簧弹力恰好为零 C. A、B分离时，A上升的距离为 D. 弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值 ‎【答案】ABD ‎【解析】题中弹簧弹力根据胡克定律列式求解，先对物体AB整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程；再对物体B受力分析，根据牛顿第二定律列方程；t1时刻是A与B分离的时刻，之间的弹力为零．‎ ‎【详解】A项：施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：‎ ‎2Mg=kx 解得： ‎ 加外力F后到物体A、B分离前，对AB整体有 ‎ 又因 ‎ 由于压缩量x减小，故F为变力，物体A、B分离时，此时A、B具有共同的v和a，且 ‎ 对A有： ‎ 解得此时： ，故A错误；‎ B、D项：A、B分离后，B将做加速度减小的加速运动，当时，B达到最大速度，故B、D错误；‎ C项：对B有： ，解得：，此时弹簧的压缩量为，故弹簧的压缩量减小了，即A上升的距离，故C正确．‎ 本题选不正确的，故应选：ABD．‎ ‎【点睛】本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程分析．‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题 ‎9.某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律．主要实验步骤如下：‎ ‎(ⅰ)将斜槽固定在水平桌面上，调整末端切线水平；‎ ‎(ⅱ)将白纸固定在水平地面上，白纸上面放上复写纸；‎ ‎(ⅲ)用重锤线确定斜槽末端在水平地面上的投影点O；‎ ‎(ⅳ)让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录小球的落地点，重复多次，确定落点的中心位置Q；‎ ‎(ⅴ)将小球B放在斜槽末端，让小球A紧贴定位卡由静止释放，记录两小球的落地点，重复多次，确定A、B两小球落点的中心位置P、R；‎ ‎(ⅵ)用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x1、x2、x3；‎ ‎(ⅶ)用天平测量小球A、B质量m1、m2；‎ ‎(ⅷ)分析数据，验证等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，从而验证动量守恒定律．‎ 请回答下列问题 ‎(1) 步骤(ⅴ)与步骤(ⅳ)中定位卡的位置应_____________；‎ ‎(2) 步骤(ⅳ)与步骤(ⅴ)中重复多次的目的是_____________；‎ ‎(3) 为了使小球A与B碰后运动方向不变，A、B质量大小关系为m1_____m2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；‎ ‎(4) 如图乙是步骤(ⅵ)的示意图，则步骤(ⅳ)中小球落点距O点的距离为__________m．‎ ‎【答案】 (1). 保持不变 (2). 减少实验误差 (3). ＞ (4). 0.3723（0.3721-0.3724）‎ ‎【详解】（1）因为步骤(ⅴ)与步骤(ⅳ)要多次重复，以确定小球落点的平均位置，所以定位卡的位置应保持不变．‎ ‎（2）步骤(ⅳ)与步骤(ⅴ)中重复多次，确定小球落点的中心位置，等效于求落点的平均位置，目的是减小误差；‎ ‎（3）入射小球的质量大于被碰小球的质量时，入射小球碰后速度方向不变；‎ ‎（4）由图可知，不放被碰小球时，入射小球的落点位置为Q，距O点的位置为0.3723m．‎ ‎10.某一小型电风扇额定电压为5.0V，额定功率为2.5W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：‎ A．电源E（电动势为6.0V）‎ B．电压表V（量程为0～6V，内阻约为8kΩ）‎ C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）‎ D．电流表A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；‎ E．滑动变阻器R1（最大阻值5k，额定电流100mA）‎ F．滑动变阻器R2（最大阻值25Ω，额定电流1A）‎ ‎（1）为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用_____滑动变阻器应选用_____（填所选仪器前的字母序号）．‎ ‎（2）请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图中的虚线框内（小电风扇的电路符号如图甲所示）．‎ ‎（3）操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动．该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为_____Ω，正常工作时的发热功率为_____W，机械功率为_____W ‎【答案】 （1）C； E； （2）实验电路图如图所示； ‎ ‎（3）2.5Ω 0.625， 1.875．‎ ‎【详解】（1）电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择C．电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择E．‎ ‎（2）因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻大约 ，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．电路图如图所示．‎ ‎（3）电压表读数小于0.5V时电风扇没启动．根据欧姆定律得：‎ 正常工作时电压为5V，根据图象知电流为0.5A，‎ 则电风扇发热功率为：P＝I2R＝0.52×2.5W＝0.625W，‎ 则机械功率P′＝UI﹣I2R＝2.5﹣0.625＝1.875W，‎ ‎11.如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接．A，B两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧．两滑块从弧形轨道上的某一高度P点处由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过圆形轨道的最高点，后面的滑块B恰能返回P点．己知圆形轨道的半径，滑块A的质量，滑块B的质量，重力加速度g取，空气阻力可忽略不计．求：‎ ‎（1）滑块A运动到圆形轨道最高点时速度的大小；‎ ‎（2）两滑块开始下滑时距圆形轨道底端高度h；‎ ‎（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能．‎ ‎【答案】（1）m/s；（2）0.8 m；（3）4 J ‎【详解】（1）设滑块A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v2，‎ 根据牛顿第二定律有mAg=mA 解得：v2=m/s ‎（2）设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小为v1，对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律，有 mAv12=mAg•2R+mAv22‎ 可得：v1=6m/s 设滑块A和B运动到圆形轨道最低点速度大小为v0，对滑块A和B下滑到圆形轨道最低点的过程，根据动能定理，有（mA+mB）gh=（mA+mB）v02‎ 同理滑块B在圆形轨道最低点被弹出时速度大小也为v0，弹簧将两滑块弹开的过程，对于A、B两滑块所组成的系统水平方向动量守恒，（mA+mB）v0=mA v1-mBv0‎ 解得：h=0.8 m ‎（3）设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为Ep，对于弹开两滑块的过程，根据机械能守恒定律，有（mA+mB）v02 + Ep=mAv12+mBv02‎ 解得：Ep=4J ‎12.如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触．已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R．金属导轨电阻不计，重力加速度为g．求 ‎（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道压力的大小：‎ ‎（2）当ab棒速度为时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）‎ ‎（3）若cd棒以离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q．求此过程系统产生的焦耳热是多少．（此过程ab棒始终在磁场中运动）‎ ‎【答案】（1）3mg．（2）．（3）BLq-mgr-． ‎ ‎【详解】（1）ab下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgr=， 解得：v0=， ‎ ab运动到底端时，由牛顿第二定律得：F-mg=m， 解得：F=3mg， 由牛顿第三定律知：ab对轨道压力大小：F′=F=3mg； （2）两棒组成的系统动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律：mv0=mvab+mv′， 解得：v′=， ab棒产生的电动势：Eab=BLvab， cd棒产生的感应电动势：Ecd=BLv′， 回路中电流：I=， 解得：I=， 此时cd棒所受安培力：F=BIL， 此时cd棒加速度：a=， 解得：a=； （3）由题意可知，cd棒以离开磁场后向右匀速运动， 且从cd棒开始运动到通过其电荷量为q的时间内，通过ab棒电荷量也为q． 对ab棒，由动量定理可知：-BLt=mvab-mv0， 其中：q=t， 解得：vab=-， 此过程，由能量守恒定律得：mgr=+Q， 解得：Q=BLq-mgr-；‎ ‎（二）选考题 [物理---选修3-3]‎ ‎13.下列说法中正确的是________‎ A. 悬浮在液体中的微粒越小，则在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，布朗运动越不明显 B. 随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大 C. 人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大 D. 热量可以自发的从内能小的物体转移给内能大的物体 E. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关 ‎【答案】BCE ‎【详解】A.悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子碰撞时运动状态越容易改变，则布朗运动越明显，选项A错误；‎ B.随着分子间距离的增大，分子力先做正功后做负功，故分子势能一定先减小后增大，选项B正确；‎ C.人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大，选项C正确；‎ D.热量可以自发的从温度高的物体转移给温度低的物体，选项D错误；‎ E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关，温度越高，单位体积的分子数越多，则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，选项E正确；‎ ‎14.如图所示，两内壁光滑、长为2L的圆筒形气缸A、B放在水平面上，A气缸内接有一电阻丝，A气缸壁绝热，B气缸壁导热．两气缸正中间均有一个横截面积为S的轻活塞，分别封闭一定质量的理想气体于气缸中，两活塞用一轻杆相连．B气缸质量为m，A气缸固定在地面上，B气缸与水平面间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．开始两气缸内气体与外界环境温度均为T0，两气缸内压强均等于大气压强P0，环境温度不变，重力加速度为g，不计活塞厚度．现给电阻丝通电对A气缸内气体加热，求：‎ ‎(i)B气缸开始移动时，求A气缸内气体的长度；‎ ‎(ii)A气缸内活塞缓慢移动到气缸最右端时，A气缸内气体的温度TA．‎ ‎【答案】（i）LA=（2-）L（ii）TA=2（1+）T0‎ ‎【详解】（i）B气缸将要移动时，对B气缸:PBS=P0S+μmg ‎ 对B气缸内气体由波意耳得:PBLS=PBLBS ‎ A气缸内气体的长度LA=2L-LB ‎ 解得：LA=（2-）L ‎ ‎（ii）B气缸运动后，A 、B气缸内的压强不再变化PA=PB ‎ 对A气缸内气体由理想气体状态方程:‎ ‎ ‎ 解得:TA=2（1+）T0‎ ‎[物理选修3-4]‎ ‎15.关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是_______。‎ A. 对于同一列机械波，障碍物越小，越容易绕过去 B. 如果波在传播过程中遇到尺寸比波长大得多的障碍物，该波就不能发生衍射 C. 猛击音叉，围绕振动的音叉转一圈的过程中，会听到声音忽强忽弱，这是干涉现象 D. 一束白光通过三棱镜后，在屏上出现彩色条纹，这是光的一种干涉现象 E. 机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．障碍物越小，机械波越容易绕过去，越容易发生衍射，A正确；‎ B．只有当障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波长短时，才会发生明显的衍射现象，当障碍物的尺寸比波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，B错误；‎ C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果，C正确；‎ D．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象，D错误；‎ E．衍射是波的特性，一切波都能发生衍射，E正确。‎ 故选ACE.‎ ‎16.如图所示，用折射率n=的玻璃做成内径为R、外径为R'=R的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，且与中心对称轴OO′平行，不计多次反射．求球壳内部有光线射出的区域？（用与OO′所成夹角表示）‎ ‎【答案】以OO'为中心线，上、下（左、右）各60°的圆锥球壳内均有光线射出．‎ ‎【详解】设光线a′a射入外球面，沿ab方向射向内球面，刚好发生全反射，则有： sinC= 可得C =45° 在△Oab中，Oa=R，Ob=R 由正弦定理得= 解得：r=30° 由=n，得 i=45° 又因为∠O′Oa=i， ∠θ=C-r=45°-30°=15° 所以∠O′Ob=i+θ=45°+15°=60°‎ ‎ 当射向外球面的入射光线的入射角小于i=45°时，这些光线都会射出内球面．因此，以OO'为中心线，上、下（左、右）各60°的圆锥球壳内均有光线射出．‎