【物理】湖北省襄阳市优质高中2020届高三联考理科综合试题（解析版）

【物理】湖北省襄阳市优质高中2020届高三联考理科综合试题（解析版）

湖北省襄阳市优质高中2020届高三联考 理科综合试题 一、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1~4题只有一项符合题目要求,第5~8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.下列说法中错误的是（ ）‎ A. 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应 B. 卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型 C. 原子核发生一次β衰变，该原子核外就一定失去一个电子 D. 质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是 ‎【答案】C ‎【详解】A．根据玻尔理论可知，氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；‎ B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论，故B正确；‎ C．衰变实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；‎ D．质子、中子、子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为 根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是，故D正确；‎ 本题选择错误的，故选C。‎ ‎2.甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动，它们的v-t图象如图所示。下列判断正确的是（ ）‎ A. 乙车启动时，甲车在其前方100m处 ‎ B. 运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为50m C. 乙车启动后两车的间距不断减小直到两车相遇 ‎ D. 乙车启动后10s内，两车不会相遇 ‎【答案】D ‎【详解】A．根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移，可知乙在时启动，此时甲的位移为 即乙车启动时，甲车在乙前方50m处，故A错误；‎ B．当两车的速度相等时即时相遇最远，最大距离为 甲乙 故B错误；‎ C．两车从同一地点沿同一方向沿直线运动，10s—15s内甲车的速度比乙车的大，两车的间距不断增大，故C错误；‎ D．当位移相等时两车才相遇，由图可知，乙车启动10s后位移 此时甲车的位移为 乙车启动10s后位移小于甲的位移，两车不会相遇，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎3.某同学投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 两次在空中的时间可能相等 B. 两次碰的篮板的速度一定相等 C. 两次抛出初速度竖直分量可能相等 D. 两次抛出的初动能可能相等 ‎【答案】D ‎【详解】A．将篮球的运动逆向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，故A错误；‎ B．篮球的运动逆向视为平抛运动，则平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞篮板的速度较大，故B错误；‎ C．篮球的运动逆向视为平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由可知，第二次抛出时速度的竖直分量较小，故C错误；‎ D．由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，根据速度的合成可知，抛出时的速度大小不能确定，有可能相等，所以两次抛出的初动能可能相等，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎4.2018年12月8日2时23分，我国成功发射“嫦娥四号”探测器。“嫦娥四号”探测器经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终于2019年1月3日10时26分实现人类首次月球背面软着陆。假设“嫦娥四号"在环月圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则有关“嫦娥四号”的说法中不正确的是（ ）‎ A. 由地月转移轨道进人环月轨道，可以通过点火减速的方法实现 B. 在减速着陆过程中,其引力势能逐渐减小 C. 嫦娥四号分别在绕地球的椭圆轨道和环月椭圆轨道上运行时，半长轴的三次方与周期的平方比不相同 D. 若知其环月圆轨道距月球表面的高度、运行周期和引力常量,则可算出月球的密度 ‎【答案】D ‎【详解】A．“嫦娥四号”由地月转移轨道进入环月轨道，需点火减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，故A正确；‎ B．在减速着陆过程中，万有引力做正功，根据功能关系可知，引力势能减小，故B正确；‎ C．根据开普勒第三定律可知，半长轴的三次方与周期的平方的比值是与中心天体质量有关的量，“嫦娥四号”分别在绕地球的椭圆轨道和环月椭圆轨道上运行时，中心天体不同，半长轴的三次方与周期的平方比不相同，故C正确；‎ D．已知“嫦娥四号”环月段圆轨道距月球表面的高度，运动周期和引力常量，但不知道月球的半径，无法得出月球的密度，故D错误；‎ 说法中不正确的，故选D。‎ ‎5.如图，真空中固定两个等量同种点电荷A、B，AB连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两个平面边线交点分别为e、f，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 在a、b、c、d四点中存在场强和电势均相同的点 B. 将一试探电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功 C. 将一试探电荷由f点移到正方形a、b、c、d任意一点时电势能的变化量都不相同 D. 沿线段eOf移动的电荷所受的电场力先增大后减小 ‎【答案】B ‎【详解】A．根据等量同种电荷的电场线分布情况可知，、的电势相同，电场强度不同，由对称性可知，、的电势相同，电场强度也不相同，故A错误；‎ B．将一试探电荷由点沿圆弧移到 点，试探电荷受到的电场力始终沿着径向方向，始终与运动的速度方向垂直，根据做功关系可知，电场力始终不做功，故B正确；‎ C．由于、的电势相同，故从点到、两点电势能变化量相同，同理从点到、两点电势能变化量相同，故C错误；‎ D．根据等量同种电荷的电场线分布，沿移动电场线先变疏再变密，根据可知，电场力先变小后变大，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎6.如图，理想变压器原.副线圈匝数比n1 : n2=3: 1，灯泡A、B完全相同，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，但额定电压不同，当输入端接上(V)的交流电压后，三个灯泡均正常发光，图中两电流表均为理想电流表，且电流表A2的示数为2A，则（ ）‎ A. 电流表A1的示数为12A B. 灯泡L的额定功率为20W C. 灯泡A的额定电压为5V D. 将副线圈上的灯泡A撤去，灯泡L不能正常发光 ‎【答案】BD ‎【详解】A．因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为 由变压规律可知原线圈中电流为 即电流表A1的示数为，故A错误；‎ BC．令副线圈两端电压为，则由变压规律可知原线圈两端电压为 令灯泡L两端电压为，则有 根据题意则有 联立可得 ‎，‎ 则灯泡A的额定电压为10V，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，则灯泡L和A的额定功率 故B正确，C错误；‎ D．将副线圈上的灯泡A撤去，则输出电流变小，根据理想变压器中电流与匝数成反比可知，输入电流变小，灯泡L不能正常发光，故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎7.如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，当电阻箱R=0Ω时，杆的最大速度为2m/s，当电阻箱R=4Ω时，杆的最大速度为4m/s。已知轨距为L=2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计。以下说法正确的是（ ）‎ A. 杆ab的最大速度随电阻箱R的增大而均匀增大 B. 当R一定时，杆ab下滑时通过R的电流方向由P到M C. 当R=4Ω时，杆ab从释放到获得最大速度的过程中，杆ab所受安培力的功率等于杆ab的热功率 D. 由已知条件可以求得，‎ ‎【答案】AD ‎【详解】A．设杆的最大速度为，根据平衡条件可得 解得 所以杆的最大速度随电阻箱的增大而均匀增大，故A正确；‎ B．当一定时，杆下滑时根据右手定则可知通过的电流方向由到，则通过的电流方向由到，故B错误；‎ C．当时，杆从释放到获得最大速度的过程中，杆所受安培力的功率等于杆的热功率与电阻箱产生的热功率之和，故C错误；‎ D．由于，根据题意可知，当电阻箱时，杆的最大速度为2m/s，代入则有 当电阻箱时，杆的最大速度为4m/s，代入则有 联立可得 ‎，‎ 故D正确；‎ 故选AD。‎ ‎8.如图所示，质量相同的小球A、B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A、B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，下列说法正确的是（ ）‎ A. B球沿墙下滑的过程中，两球及杆组成的系统机械能守恒但动量不守恒 B. B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间，杆对A一直做正功 C. B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间,地面对A的支持力先减小后增大 D. 当细杆与水平方向成30°角时，小球A的速度大小为v，可求得杆长为 ‎【答案】AD ‎【详解】A．B球沿墙下滑的过程中，系统受到的力只有重力做功，所以机械能守恒，但是由于合外力不等于零，所以动量不守恒，故A正确；‎ BC．初始时刻A球的速度为零，当B球到达水平面时，B的速度向下，此时B球沿着细杆方向的分速度为零，所以此时A球的速度为零，那么在向右端过程中A球必定先加速运动再做减速运动，杆对球A先施加斜向下的推力做正功，此时A对地面压力大于自身重力，后施加斜向上的拉力做负功，此时A对地面压力小于自身重力，故B、C错误；‎ D．小球A的速度为时，设小球B的速度大小为，则有 解得 两球下滑过程中系统的机械能守恒，则有 联立解得 故D正确；‎ 故选AD。‎ 第1I卷(共174分)‎ 二、非选择题:共174分,第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题,考生根据要求作答。‎ ‎(一)必考题:‎ ‎9.如图所示为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置,当地重力加速度为g。‎ ‎(1)如图所示，利用游标卡尺测得的挡光条宽度为________cm ‎(2)调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条与光电门中心的距离为x0，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，则物块与木板间的动摩擦因数=_______，弹射器对物块做的功为________(均用字母表示)‎ ‎(3)考虑到空气阻力的影响，的测量值与真实值相比_______ (填“ 偏大”“偏小”或“相等”)。‎ ‎【答案】 (1). 0.450 (2). (3)偏大 ‎【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为4mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为 ‎4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm ‎(2)[2]物体通过光电门时的速度为 由动能定理，则有 解得 ‎[3]再根据功能关系，弹射器对物块做的功除到达光电门的动能外，还在滑行过程中产生内能，则有 解得 ‎(4)[4]考虑空气阻力的影响，则有 因此值的测量值与真实值相比偏大；‎ ‎10.在一次实验中,某同学想描绘一标有“3V，1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线开关外还有:‎ A.直流电源(电动势约为4V，内阻可不计)‎ B.直流电流表A1(量程0~3A，内阻约0.1Ω)‎ C.直流电流表A2(量程0~300mA，内阻为1 Ω)‎ D.直流电压表V1(量程0~15V，内阻很大)‎ E.直流电压表V2(量程0~4V，内阳很大)‎ F.滑动变阻器(最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)‎ G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ，允许通过最大电流为0.5A)‎ H.定值电阻R1=1Ω I.定值电阻R2=10Ω 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。‎ ‎(1)实验中电流表应选用_____，电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_____(均用序号字母表示)。‎ ‎(2)请按要求设计实验电路 ‎ ‎ ‎(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，现把实验中使用的两个相同的小灯泡串联后由E=3V，内阻不计的电源供电，此时灯泡的实际功率约为______W(结果保 留两位有效数字)。‎ ‎【答案】(1). C E F (2). (3). 0.54--0.57‎ ‎【详解】(1)[1][2]小灯泡的额定电压为3V，因此电压表选择量程大于等于3V的即可，电压表故选E；而小灯泡的额定电流为 电流表A1量程太大，测量误差太大，故应用电流表A2和定值电阻并联，改装成电流表，电流表故选C；‎ ‎[3]还需要调节电路的滑动变阻器，为了方便操作，且小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应选阻值较小的F；‎ ‎(2)[4]本实验小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；同时因电流表内阻与小灯泡的电阻接近，电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故电流表选用外接法；实验电路图如图所示：‎ ‎(3)[5]电源内阻不计，两灯泡串联，每个灯泡两端电压相等为，根据图象可知，此电压下流经灯泡的电流为 则小灯泡的功率 ‎11.用两只玩具小车A、B做模拟碰撞实验，玩具小车A、B质量分别为和，把两车放置在相距的水平面上．现让小车A在水平恒力作用下向着小车B运动，恒力作用一段时间后撤去，小车A继续运动与小车B发生碰撞，碰撞后两车粘在一起，滑行停下．已知两车运动所受的阻力均为重力的0.2倍，重力加速度取．求：‎ ‎（1）两个小车碰撞后的速度大小; ‎ ‎（2）小车A受到的恒力F的作用时间．‎ ‎【答案】（1）1m/s（2）ls ‎【详解】（1）两小车碰撞后的滑行过程中，有 ‎ 解得 v3=1m/s ‎ ‎（2）两车碰撞过程中，有 ‎ 解得 v2=4m/s ‎ ‎ 恒力作用过程有 ‎ ‎ ‎ 撤去F至二车相碰过程有 解得 t=1 s ‎12.如图(a)为一除尘装置的截面图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d。大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进人两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电量均为-q。当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场时，尘埃恰好匀速穿过两板;若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，贴近N板入射的尘埃将打在M板右边缘，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy轴垂直于板并紧靠板右端，x轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P(2.5d，-2d)处的条状容器中，需在y轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域。尘埃颗粒重力、颗粒间作用力及对板间电场磁场的影响均不计，求:‎ ‎(1)两板间磁场磁感应强度B1的大小 ‎(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，除尘效率为多少 ‎(3)y轴右侧所加圆形匀强磁场区域磁感应强度B2大小的取值范围 ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【详解】(1)贴近N极板射入的尘埃打在M板右边缘的运动轨迹如图甲所示，‎ 由几何知识可知，尘埃在磁场中的半径 尘埃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 ‎(2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得 撤去磁场以后粒子在电场力的作用下做平抛运动，假设距离N极板的粒子恰好离开电场，则在水平方向 在竖直方向 加速度 解得 所以除尘效率 ‎(3)设圆形磁场区域的半径为，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为，要把尘埃全部收集到位于处的条状容器中，就必须满足 另有 如图乙 当圆形磁场区域过点且与M板的延长线相切时，圆形磁场区域的半径最小，磁感应强度最大，则有 解得 如图丙 当圆形磁场区域过点且与轴在M板的右端相切时，圆形磁场区域的半径最大，磁感应强度最小，则有 解得 所以圆形磁场区域磁感应强度的大小须满足的条件为 三、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1题作答。并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡的在指定位置答题。如果多做，则按所做的第-题计分。‎ ‎【物理一选修 3-3】‎ ‎13.下列说法正确是（ ）‎ A. 一定质量的理想气体，当温度升高时,内能增加,压强增大 B. 饱和蒸汽在等温变化的过程中，当其体积减小时压强不变 C. 液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小，表面层分子间表现为斥力 D. 一定质量的理想气体放出热量，分子平均动能可能减少 E. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 ‎【答案】BDE ‎【详解】A．由理想气体状态方程可知，当温度升高时，内能增加，乘积增大，但压强不一定大，故A错误；‎ B．饱和蒸汽压仅仅与温度有关，饱和蒸汽在等温变化的过程中，体积减小时压强不变，故B正确；‎ C．液体表面层分子间距离较其内部分子间距离大，表面层分子间表现为引力，故C错误；‎ D．一定质量的理想气体放出热量，根据热力学第一定律知分子内能可能减小，分子平均动能可能减少，故D正确；‎ E．根据熵增原理可知，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故E正确；‎ 故选BDE。‎ ‎14.如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一-端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t=27°C，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求: ‎ ‎(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度 ‎(2)气体的温度降到-93°C时离桌面的高度H ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【详解】(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力为 解得 由活塞受力平衡得 根据理想气体状态方程有 代入数据解得 ‎(2)当温度降至198K之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，则有 代入数据解得 ‎【物理一选修 3-4】‎ ‎15.如图a为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图b为媒质中平衡位置在x=2.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=1.5m的质点。下列说法正确的是____。‎ A. 波速为0.5m/s B. 波的传播方向向左 C. 0~2s时间内，P运动的路程为8cm D. t=1s时，P正位于正向最大位移处 E. 当t=6s时，P恰好回到平衡位置 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．由图可知该简谐横波波长为2m，由图知周期为4s，则波速为 故A正确；‎ B．根据图的振动图象可知，在处的质点在 时振动方向向下，所以该波向右传播，故B错误；‎ C．由于时，质点在平衡位置，且有 所以在时间内，质点的路程为 故C正确；‎ D．由于该波向右传播，由图可知时，质点在平衡位置向上运动，所以时，正位于负向最大位移处，故D错误；‎ E．波的周期为4s，从2s到6s经历时间 所以时，点应恰好回到了平衡位置，故E正确；‎ 故选ACE。‎ ‎16.如图所示是一玻璃砖的截面图,一束光沿与面成30°角从边上的点射入玻璃砖中,折射后经玻璃砖的边反射后,从边上的点垂直于边射出．已知,,,．真空中的光速,求:‎ ‎①玻璃砖的折射率;‎ ‎②光在玻璃砖中从传播到所用的时间．‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【解析】本题考查光的折射和全反射．‎ ‎① 光在玻璃砖中传播的光路如图所示，由几何关系可得 光在边发生反射后垂直BC边射出，可得 由折射定律 解得 ‎② 光在玻璃砖中的速度为 由几何关系得 ‎ ‎ 所以