湖北省宜昌市2020届高三物理元月调研考试试题

湖北省宜昌市2020届高三物理元月调研考试试题

宜昌市2020届高三年级元月调研考试试题 ‎ 理科综合能力测试（物理部分）‎ 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.在物理学发展过程中，下列哪位科学家首先采用了“把实验和逻辑推理和谐的结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法”‎ A.亚里士多德 B.牛顿 C.伽利略 D.爱因斯坦 ‎15.如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前。这样做可以 A.减小球对手冲量的大小 B.减小球对手作用力的大小 C.减小球的动量变化量的大小 D.减小球对手的作用时间 ‎16.如图所示，轻弹簧左端固定，右端连结一物块(可以看作质点)，物块静止于粗糙的水平地面上，弹簧处于原长。现用一个水平向右的力F拉动物块，使其向右做匀加速直线运动(整个过程不超过弹簧的弹性限度)。以x表示物块离开静止位置的位移，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是 ‎17.如图所示，在边长为l的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和b电荷量为+q，c和d电荷量为q。则a电荷受到的其它三个电荷的静电力的合力大小是 A.0 B. C. D. ‎ ‎18.一个质量为m的小球以初速度v0竖直向上抛出，运动中始终受到恒定的水平风力F=2mg的作用，不计其他阻力。从抛出到在竖直方向到达最高点，小球在这一过程中机械能的增量为 A. B. C. D.‎ ‎19.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置。下列说法正确的是 A.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 B.开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 C.开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 D.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 ‎20.宇宙中有许多双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，M1星线速度大小为v1，M2星线速度大小为v2‎ ‎，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的(k>1)倍，两星之间的距离变为原来的n(n>1)倍，则此时双星系统圆周运动的周期T′和线速度之和v1′+v2′是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎21.在空间建立三维坐标系如图所示，xoz在水平面内，y沿竖直方向。空间充满沿y方向磁感应强度为B的匀强磁场和沿+z方向的匀强电场，电场强度E=v0B。一质量为m，电荷量为－q的带点小球从坐标原点o以初速度v0沿+x方向抛出，设空间足够大，则 A.带电小球做加速度不断变化的变速曲线运动 B.带电小球做匀变速曲线运动 C.若带电小球运动到某位置，坐标为(x0，－y0，0)，则速度与+x方向的夹角θ满足tanθ=‎ D.若带电小球运动到某位置，坐标为(x0，－y0，0)，则速度与+x方向的夹角θ满足tanθ=‎ 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.(5分)如图a所示为某电流天平的示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k。在矩形区域abed内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，且指针指在0刻线的位置，此时标尺读数为0。当MN中有电流通过且平衡时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图b所示。此时标尺读数为___________cm。‎ 利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数，已知B=0.547T，MN中通有电流Ⅰ=‎1.00A，MN的长度l=‎0.250m，ab边的长度d=‎0.200m.则轻弹簧的劲度系数k=___________N/m。‎ ‎23.(10分)小强同学通过实验探究某一特殊金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约‎30℃‎，R随t的升高而增大。实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。实验时闭合开关S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，……和电流表的相应示数I1，I2，……然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，……，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，……‎ ‎(1)本实验采用的测电阻的方法是___________。‎ A.半偏法 B.等效替代法 C.伏安法 ‎(2)有以下两种电流表，实验电路中应选用___________‎ A.量程0-200mA，内阻约2Ω B.量程0‎-0.6A，内阻可忽略 ‎(3)实验过程中，若要将电阻箱的阻值由9.9Ω调节至30.0Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，为避免电流表过载，正确的操作顺序是___________‎ A.将旋钮a由“‎0”‎旋转至“‎‎3”‎ B.将旋钮b由“‎9”‎旋转至“‎‎0”‎ C.将旋钮c由“‎9”‎旋转至“‎‎0”‎ ‎(4)实验记录的t和R的数据见下表，请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R-t图线。由图线求得R随t的变化关系为R=___________Ω ‎24.(14分)如图所示，一质量M=‎0.3kg的小物块B在足够长的光滑水平台面上静止不动，其右侧固定有一水平轻质弹簧(处于原长)。台面的右边平滑对接有一等高的水平传送带，传送带始终以ν=‎2m/s的速率逆时针转动。另一质量m=0.kg的小物块A以速度v0=‎4m/s水平滑上传送带的右端。已知物块A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3，传送带左右两端的距离l=‎‎25m ‎，滑块A、B均视为质点，忽略空气阻力，取g=‎10m/s2‎ ‎(1)试判断物块A离开传送带的左端前是否一直减速?并求出物块A离开传送带时的速度vA的大小。‎ ‎(2)求物块A第一次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Epm。‎ ‎25.(18分)如图所示，在真空中，半环状 MAQPN区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B=0.5T。外环的半径R1=‎16cm，内环的半径R2=‎4cm，外环和内环的圆心为O，MOQ水平，沿OQ放置有照相底片。有一线状粒子源放在MN正下方(图中未画出)，不断放出初速度均为v0=1.6×‎106m/s的同种正粒子，并通过MN沿与磁场垂直的方向竖直进入匀强磁场中，最后打到照相底片上，经检验底片上仅有PQ区域均被粒子打到。不考虑粒子间的相互作用，粒子重力忽略不计。‎ ‎(1)求粒子的比荷；‎ ‎(2)若照相底片沿OA放置，求底片上被粒子打到的区域的长度；‎ ‎(3)撤去线状粒子源和照相底片，若该粒子垂直进入磁场的速度大小和方向可以任意改变。现要求该粒子从M点进入磁场，从Q点离开磁场(该粒子中途未离开磁场区域)，而且在磁场中运动的时间最短，求该粒子从M点进入磁场的速度大小以及速度方向与MN夹角的正弦值。‎ ‎(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.理想气体在等压压缩过程中内能一定增大 B.理想气体在等温膨胀过程中从外界吸收热量全部用于对外做功 C.液晶显示屏是应用液晶光学各向异性特点制成的 D.空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性 E.当分子间距离减小时，分子势能不一定减小 ‎(2)(10分)如图所示，在长为l=‎60cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内，用‎5cm高的水银柱封闭着‎50cm长的理想气体，管内外气体的温度均为‎27℃‎.(当地大气压强为P=75cmHg)‎ ‎(i)若缓慢对玻璃管加热升温至多少℃时，管中水银柱上表面恰好与管口相齐?‎ ‎(ii)若将玻璃管缓慢倾斜至与水平面成37°角(管口斜向上)，此时管中气体的长度为多少?‎ ‎34.[物理—选修3-4](15分)‎ ‎(1)(5分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为‎3m。.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2s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.波的频率为5Hz B.波速为10ms C.x坐标为‎2m的质点在t=0.1s时恰好位于波峰 D.x坐标为‎12m的质点在t=0.3s时恰好位于波谷 E.当质点P位于平衡位置时，x坐标为‎14m的质点可能位于波谷 ‎(2)(10分)蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示，一束光以入射角从a点入射，经过折射和反射后从b点出射，设鳞片的折射率为n，厚度为d，两鳞片之间空气层厚度为h，取光在空气中的速度为c，求：‎ ‎(i)该束光第一次在鳞片中传播所通过的路程；‎ ‎(ii)该束光从a到b所需的时间。‎ ‎2020年宜昌市元月调考物理题参考答案 ‎14.C 15.B 16.B 17.D 18.D ‎19.BC 20.AC 21.BD ‎22.(5分）‎ ‎1.094 （3分） 10（2分）‎ ‎23.（10分）‎ ‎（1）B（2分）‎ ‎（2）A（2分） （2）ABC（或ACB）（2分）‎ ‎（3）如图 （2分）‎ ‎（0.04±0.01，28.6±0.4）（2分）‎ ‎24.（14分）‎ ‎（1）假设物块A在传送带上一直匀减速 由牛顿十二定律，得 ‎ 加速度 ‎ 假设一直减速到静止，由运动学公式 ‎ 解得 位移＞l=‎2.5m，故物块A离开传送带的左端前一直减速。‎ 或 ‎ 解得 位移＜l=‎2.5m，故物块A离开传送带的左端前一直减速。‎ 物块A从传送带的右端滑到左端的过程，根据动能定理有 ‎ （2分）‎ 代入数据解得：v1=‎1m/s （2分）‎ 因为，所以物块A第一次到达传送带左端时速度大小vA=v=‎2m/s．（2分）‎ 或假设物块A在传送带上一直匀减速 解得＜v=‎2m/s 因为，所以物块A第一次到达传送带左端时速度大小vA=v=‎2m/s．（2分）‎ 说明：无论是用牛顿运动定律还是用动能定理均可求出物块A第一次到达传送带左端时速度大小，只要过程合理，答案正确均给6分。答案正确，没有判断过程也给6分。‎ ‎（2）物块A第一次压缩弹簧过程中，当物块A和B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律有：‎ ‎ （3分）‎ 根据机械能守恒定律有：‎ ‎ （3分）‎ 代入数据解得：Epm=0.15J． （2分）‎ ‎25.（18分）‎ 解：（1）如图所示，设粒子的质量为m，电荷量为q，在磁场中做匀速圆周运动的半 为R，则由牛顿第二定律有 ① （2分）‎ 依题意有 ② （2分）‎ 联立①②代入数据解得 ‎ ③ （2分）‎ ‎（2）若照相底片沿OA放置，则底片上被粒子打到的区域长度为CD的长度，如图所示。在△O1OC中，由勾股定理有 ④ （2分）‎ CD = R–OC ⑤ （1分）‎ 联立代入数据解得CD = ‎2cm ⑥ （2分）‎ ‎（3）要使该粒子从M点进入磁场，从Q点离开磁场，且在磁场中运动的时间最短，则圆弧所对的圆心角应最小，因弦长一定，则圆弧的半径应最大，即满足要求的圆弧应与内环相切，如图所示。设粒子的半径为Rm，速度大小为v，速度方向与MN夹角为θ，由牛顿第二定律有 ‎ ⑦ （1分）‎ 由图中几何关系有 ⑧ （2分）‎ ‎ ⑨ （2分）‎ 联立③⑦⑧⑨代入数据解得 v = 5.44×‎106 m/s （1分）‎ ‎（或0.47）（1分）‎ ‎33．【物理—选修3-3】（15分）‎ ‎(1)（5分）BCE ‎(2)（10分）‎ 解：(i)设玻璃管的横截面积为S，初态时，管内气体的温度为T1＝300 K，体积为V1＝50S，末态时体积为V2＝55S，温度为T2＝t+273。 1分 由题意可得： 2分 代入数据，解得：T2=‎57℃‎ 2分 ‎(ii)当玻璃管倾斜至与水平面成37°角时，设管内气体的管内气体的长度为L，则体积为V3＝LS，压强为p3＝(75＋5×sin 37°) cmHg。 1分 由理想气体状态方程得： 2分 代入数据，解得L≈‎51.3cm 2分 ‎34． [物理—选修3-4]（15分）‎ ‎（1）BCE ‎（2）解：（ⅰ）设光在鳞片中的折射角为r，根据折射定律得 ① （2分）‎ 由几何知识得光第一次在鳞片中传播所通过的路程为 ② （1分）‎ 又 ③ （1分）‎ 联立①②③解得 ④ （1分）‎ ‎（ⅱ）光在鳞片中的速度为 ⑤ （1分）‎ 由于光路对称，所以光两次在鳞片中传播的时间为 ⑥ （1分）‎ 同理，光在空气中的传播时间为 ⑦ （1分）‎ 则光从a到b所需的时间为 ⑧ （1分）‎ 联立④⑤⑥⑦⑧解得 ⑨ （1分）‎