安徽省合肥第一中学、马鞍山第二中学等六校教育研究会2020届高三物理第二次联考试题（含解析）

安徽省合肥第一中学、马鞍山第二中学等六校教育研究会2020届高三物理第二次联考试题（含解析）

安徽省合肥一中、马鞍山二中等六校教育研究会2020届高三第二次 ‎ 联考理科综合物理试题 二、选择题：‎ ‎1.下列说法中正确的有 A. “康普顿效应”和“光电效应”说明了光具有波粒二象性 B. 目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应均是重核裂变 C. 对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率是恒定的，且与光的强度有关 D. “人造太阳”是轻核聚变的一个重要应用之一，它的核反应方程是 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故A错误；目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应均是重核裂变，选项B正确；对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率是恒定的，且与光的强度无关，选项C错误； “人造太阳”是轻核聚变的一个重要应用之一，它的核反应方程是，选项D错误；故选B.‎ ‎2.一个质点做匀变速直线运动，依次经过a、b、c、d四点。已知经过ab、bc和cd的时间分别为t、2t、4t，ac和bd的位移分别为x1和x2，则质点运动的加速度为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设a点的速度为v，则； ；联立解得：，故选D.‎ ‎3.如图，一粗糙斜面固定于水平面上，一质量为m的滑块通过一跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳与一钩码相连。能使滑块在斜面上保持静止的钩码质量的最大值和最小值分别为m1和m2。设轻绳与斜面保持平行，滑块所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。斜面倾角为θ，则滑块与斜面之间的动摩擦因数为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当钩码的质量有最大值m1时，滑块所受的静摩擦力沿斜面向下，则：;当钩码的质量有最小值m2时，滑块所受的静摩擦力沿斜面向上，则：;联立解得 ，故选C.‎ ‎4.科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计 测得的读数为F2。通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，设引力常数为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为 A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在两极：；在赤道上：；联立解得； 由，且，解得 ，故选A.‎ ‎5.如图所示，在平面直角坐标系xoy的第一象限y≤a范围内，存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q带负电的粒子从坐标原点O以速度大小为 沿不同方向射入磁场，不计粒子的重力，下列说法正确的是 A. 若粒子初速度沿y轴正方向，粒子在磁场中的运动时间为 B. 若粒子初速度沿y轴正方向，粒子在磁场中的运动时间为 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子在磁场中运动的最长时间为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子运动的速度为，则粒子运动的轨道半径为：，则若粒子初速度沿y轴正方向，粒子在磁场中运动转过的角度为30°，则运动时间为，选项AB错误；‎ 当轨迹与磁场上边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，由几何关系可知，粒子在磁场中转过的角度为1200，时间为，故选D.‎ ‎6.‎ ‎ 如图所示，两块水平放置的平行金属板，板长为2d，相距为d．现将一质量为m，电荷量为q的带电小球以某一水平速度靠近上板下表面的P点射入，刚好从下板边缘射出，若在两板间加入竖直向下的匀强电场，再次将该带电小球以相同速度从P点射入，小球刚好水平向右沿直线运动；若保持电场，再加一垂直纸面的匀强磁场，再次将该带电小球以相同速度从P点射入，小球刚好垂直打在板上．已知重力加速度为g，则下列说法正确的有 A. 小球从P点射人的初速度为 B. 小球带正电，所加匀强电场 C. 所加匀强磁场方向垂直纸面向里，‎ D. 加入匀强磁场后，带电小球在板间运动时间为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：小球从P点射入后做平抛运动，根据分位移公式，有：，‎ 联立解得：，故A正确；加电场后做匀速直线运动，故：，解得：，电场力向上，场强向下，故小球带负电荷，故B错误；再加磁场后，做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，小球刚好垂直打在板上，故轨道半径为d，根据牛顿第二定律，有：‎ 解得：；根据左手定则，磁场方向垂直向内，故C错误；加入匀强磁场后，带电小球在板间运动时间为四分之一个周期，为：，故D正确。‎ 考点：带电粒子在混合场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动 ‎【名师点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动情况，结合平抛运动分运动公式、平衡条件、匀速圆周运动知识分析。‎ ‎7.某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场。当在该空间内建立如图所示的坐标系后。在x轴上的P点沿y轴正方向连续射入相同的带电粒子(粒子重力不计)，由于粒子的入射速率v不同，有的粒子将在电场中直接通过y轴，有的将穿出电场后再通过y轴。设粒子通过y轴时，离坐标原点的距离为h，从P到y轴所需的时间为t，则 A. 由题设条件不能判断出粒子的带电性质 B. 对h≤d的粒子，h不同，粒子在电场中的运动时间t相同 C. 对的粒子，h不同，在时间t内，电场力对粒子做的功不相等 D. 不同h对应的粒子，进入电场时的速率v可能相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子受电场力向左，可知粒子带正电，选项A错误；对h≤d的粒子，一直在电场中运动，然后通过y轴，水平方向的加速度相同，水平位移相同，则运动时间相同，选项B正确；对的粒子先在电场中向左偏转，然后从电场上边界出离电场，作直线运动到达y轴上，h不同的粒子，从电场上边界射出的位置不同，在电场中沿电场线方向的位移不同，则电场力对粒子做的功不相等，选项C正确；若h≤d的粒子，水平分位移x相等，由x=at2知，运动时间t相等，竖直分位移h=v0t，则h越大的粒子，进入电场时的速率v也越大；对h＞d的粒子，通过电场时竖直分位移y相等，h越大，沿着电场力偏转位移x越小，由x=at2可知t越小，由y=v0t，可知，v越大，故选项D错误；故选BC.‎ ‎8.如图甲所示，水平面内粗糙导轨MN、PQ相距为L，置于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。两根电阻均为R相同的金属棒ab，cd置于导轨上且与导轨接触良好，电流表内阻不计；若ab棒在水平外力F作用下由静止开始向右运动，电流表示数随时间变化图线如图乙所示，在t0时刻c d棒刚要开始运动，下列各种说法中正确的是 A. ab棒在 t0时间内做匀加速直线运动 B. 若在t0时刻突然撤去外力F，此时ab棒的加速度大小为 ‎ C. 在t0时间内，通过cd棒的电量为 D. 在t0时间内，力F做的功为ab棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能三者之和 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据E=BLv，则，由图像可知，则t0时间内I=kt，可知速度v与时间t成正比，即ab棒在 t0时间内做匀加速直线运动，选项A正确；若在t0时刻突然撤去外力F，此时对cd棒：f=BI0L；ab棒的加速度大小为，选项B正确；根据q=It，可知I-t图像的面积等于电量，则由图像可知在t0时间内，通过cd棒的电量为 ，选项C正确；在t0时间内，力F做的功为ab和cd棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能四者之和，选项D错误；故选ABC.‎ 三、非选择题：‎ ‎9.某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中物体机械能是否守恒。在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调节激光束与球心等高，斜槽末端水平。地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印。重复实验多次，测得小球通过光电门的平均时间为3.30 ms(当地重力加速度g=9.8 m/s2)。‎ ‎（1）用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d=____mm，由此可知小球通过光电门的速度vB.‎ ‎（2）实验测得轨道离地面的高度h=0.784 m，小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.600 m，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=__m/s。（结果保留3位有效数字）‎ ‎（3）在误差允许范围内，实验结果中小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0相等，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的。‎ ‎【答案】 (1). （1）5.00 (2). （2）1.50 （3）见解析.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球直径为d=5mm+0.05mm×0=5.00mm；‎ ‎（2）小球做平抛运动，则x=v0t；h=gt2，‎ 解得 ‎10.在一次实验技能比赛中，要求精确测量电阻的阻值，有下列器材供选用:‎ A.待测电阻Rx(约300 Ω)‎ B.电压表V(3 V，内阻约3 kΩ)‎ C.电流表A1(20 mA，内阻约5 Ω)‎ D.电流表A2(10 mA，内阻约10 Ω)‎ E.滑动变阻器R1(0～20 Ω，额定电流2 A)‎ F.滑动变阻器R2(0～2000 Ω，额定电流0.5 A)‎ G.直流电源E(3 V，内阻约1 Ω)‎ H.开关、导线若干 ‎（1）甲同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路，并能满足两端电压能从0开始变化进行多次测量，则电流表应选择______(填“”或“‎ ‎”)；滑动变阻器应选择___(填“”或“”)；并请在虚线框中帮甲同学完成实验原理电路图______。‎ ‎ ‎ ‎（2）乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下:‎ ‎① 如图所示，连接好实验电路，闭合开关前调节滑动变阻器、的滑片至适当位置；‎ ‎② 闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器、的滑片，使电流表的示数恰好为电流表的示数的一半；‎ ‎③ 闭合开关并保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表V和电流表的示数，分别记为U、I；‎ ‎④ 待测电阻的阻值=___ （用题中所给字母表示）‎ ‎（3）比较两同学测量电阻的方法，你认为哪个同学方法更有利于减小系统误差？答：_____（填“甲”或“乙”）同学。‎ ‎【答案】 (1). （1）A2 (2). R1 (3). 如图：‎ ‎ (4). （2） (5). （3）乙 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电路中可能出现的最大电流 ，则电流表应选择A2；滑动变阻器要接成分压电路，则应选择阻值较小的R1‎ 便于调节；待测电阻阻值约为300Ω，电流表内阻约为10Ω，电压表内阻约为3kΩ，相对于来说待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，实验电路图如图所示：‎ ‎（2）由实验步骤②可知，通过R2与RX的电流相等，它们并联，则两支路电阻相等，由实验步骤③可知，电压表测待测电阻两端电压，由于两并联支路电阻相等，则通过它们的电流相等，由实验步骤可知，通过待测电阻的电流等于电流表A1的示数I，则待测电阻阻值：RX=；‎ ‎（3）由两种实验方案与实验步骤可知，由于电表内阻的影响甲的测量值存在误差，由于实验电路与实验步骤的巧妙设计，乙的方案化解了电表内阻影响，测量值与真实值相等，乙的方案可以消除系统误差．‎ ‎11.如图所示，无限长的光滑绝缘斜面倾角为，在斜面底端固定一个质量为m，带正电电量为q的小滑块P 。整个装置处在正交的匀强电场和匀强磁场（图中未画出电场和磁场）中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若在t=0时刻突然解除对P的固定，经过一段时间t撤去电场，又经过2t的时间小滑块滑回到斜面底端，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强大小；‎ ‎（2）匀强磁场磁感应强度的最大值不能超过多少？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小滑块沿斜面向上加速运动，加速度大小为 撤去电场后加速度大小为 第一段时间为t，运动位移 末速度 撤去电场后，时间2t内运动位移 根据题意有 联立解得＝、‎ ‎（2）小滑块上滑过程受到的洛仑兹力垂直斜面向上，下滑过程受到的洛仑兹力垂直斜面向下，小滑块不离开斜面需要 B的最大值为 。‎ ‎12.如图所示，光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH（点G与点D在同一高度但不相交，FH与圆相切）通过光滑圆轨道EF平滑连接，组成一套完整的轨道，整个装置位于竖直平面内。现将一质量的小球甲从AB段距地面高处静止释放，与静止在水平轨道上、质量为1kg的小球乙发生完全弹性碰撞。碰后小球乙滑上右边斜面轨道并能通过轨道的最高点E点。已知CD、GH与水平面的夹角为θ=37°，GH段的动摩擦因数为μ=0.25，圆轨道的半径R＝0.4m，E点离水平面的竖直高度为3R（E点为轨道的最高点），（，，）求两球碰撞后：‎ ‎（1）小球乙第一次通过E点时对轨道的压力大小；‎ ‎（2）小球乙沿GH段向上滑行后距离地面的最大高度；‎ ‎（3）若将小球乙拿走，只将小球甲从AB段离地面h处自由释放后，小球甲又能沿原路径返回，试求h的取值范围。‎ ‎【答案】（1）30N ；（2）1.62m ；（3）h≤0.8m或h≥2.32m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球甲从A点到B点由机械能守恒定律可得：‎ 两小球碰撞时由动量守恒定律可得：‎ 由机械能守恒定律可得：‎ 小球乙从BC轨道滑至E 点过程，由机械能守恒定律得：‎ 小球乙在E点，根据牛顿第二定律及向心力公式，‎ 根据牛顿第三定律小球乙对轨道的压力N＇=N，由以上各式并代入数据得：，=30N ‎（2）D、G离地面的高度 设小球乙上滑的最大高度为，则小球乙在GH段滑行的距离 小球乙从水平轨道位置滑至最高点的过程，根据动能定理：‎ 其中，，‎ 由以上各式并代入数据得 ‎（3）只有小球甲时，小球甲要沿原路径返回，若未能完成圆周运动，则 若能完成圆周运动，则小球甲返回时必须能经过圆轨道的最高点E。设小球沿GH上升的竖直高度为，上升过程克服摩擦力做功为，则：‎ 小球甲从释放位置滑至最高点的过程，根据动能定理：‎ 设小球甲返回至G点时的速度为，根据动能定理：‎ 从G点返回至E点的过程，根据机械能守恒：‎ 在E点，‎ 由以上各式得h=2.32m 故小球甲沿原路径返回的条件为或 ‎13.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是　　　　。‎ A. A→B过程中，气体对外界做功，吸热 B. B→C过程中，气体分子的平均动能减少 C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D. D→A过程中，外界对气体做功，气体内能增加 E. 该整个循环过程中，气体放热 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A正确；B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，故D正确；该循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即W＜0；一个循环，内能不变，△U=0，根据热力学第一定律，Q＞0，即气体吸热，故E错误；故选ABD。‎ ‎14.如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔。质量一定的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计.开始时气体温度为300 K，活塞与容器底部相距。现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为p0，求温度为500 K时气体的压强.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】活塞移动时气体做等压变化 解得T1=450K 活塞至最右端后，气体做等容变化；T1=450K；；T2=500K 由 解得 ‎15.图甲为一简谐横波在时的波形图，P是平衡位置在处的质点， Q是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是　　　‎ A. 这列波沿轴负方向传播 B. 这列波的传播速度为 C. 从到，这列波传播的距离为 D. 从到，P通过的路程为 E. ，P的加速度方向与y轴正方向相反 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播。故A正确。由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为。故B错误。从t=0到t=0.15s，波传播的距离为  s=vt=20×0.15m=3m，故C正确。从t=0.10s到t=0.15s，经过时间为△‎ t=0.05s=T/4，由于在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程不等于A=10cm。故D错误。在t=0.15s时，即从t=0.10s时刻开始经过四分之一个周期，质点P在平衡位置上方，加速度的方向沿y轴负方向，故E正确。故选ACE。‎ ‎16.如图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形ABC，其中∠A=60°，AB=6cm。现有两细束平行且相同的单色光a、b，分别从AC边上的D点、E点以45°角入射，且均能从AB边上的F点射出。已知AD=AF=2cm.求:‎ ‎(1) 玻璃砖的折射率；‎ ‎(2) D、E两点之间的距离。‎ ‎【答案】（1） （2）8cm ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）光路如图 ‎（2）由 得 由图可知：b光线在G点发生全反射；‎ 由几何知识DEGF是平行四边形；BF=AB-AF；FG=DE 解得 DE=8cm