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2019-2020年高三下学期第二次模拟考试理综物理试题含解析
二、选择题(共7小题,每小题6分,共42分每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,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.如图所示,左侧是倾角为60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端的切线水平,跨过其顶点上小定滑轮的轻绳两端系有质量分别为的小球当它们处于平衡状态时,连接的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,两小球可视为质点则等于()A.11B.23C.32D.34【答案】B【考点】本题旨在考查共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用【解析】先以球为研究对象,由平衡条件得知,绳的拉力大小为…
①再以球为研究对象,分析受力情况,如图,由平衡条件可知,绳的拉力T与支持力N的合力与重力大小相等、方向相反,作出两个力的合力,由对称性可知,,…
②由
①②解得故选B
15.两个物体从同一高度同时由静止开始下落,经过一段时间分别与水平地面发生碰撞(碰撞过程时间极短)后反弹,碰撞前后瞬间速度大小不变,其中一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受气阻力大小与物体速率成正比下列分别用虚线和实线描述的两物体运动的图象,可能正确的是()【答案】D【考点】本题旨在考查匀变速直线运动的图像、匀变速直线运动的速度与时间的关系【解析】若不计空气阻力,则小球下落后,先做匀加速直线运动,与地面碰撞后做竖直上抛运动(匀减速直线运动),加速度不变,若考虑空气阻力,下落过程中,速度越来越大,则空气阻力越来越大,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小且小于g,与地面碰撞后,速度越来越小,则空气阻力越来越小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越大且大于g,根据速度时间图象的斜率表示加速度可知,D正确故选D
16.如图(a)所示,一个半径为r
1、匝数为n、电阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,导线的电阻不计在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,关于0到t1时间内的下列分析,正确的是()A.R1中电流的方向由a到bB.电流的大小为C.线圈两端的电压为D.通过电阻R1的电荷量【答案】BD【考点】本题旨在考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律【解析】A、由图象分析可知,0至t1时间内有,由法拉第电磁感应定律有面积为由闭合电路欧姆定律有联立以上各式解得,通过电阻上的电流大小为由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从b到a,故A错误,B正确;C、线圈两端的电压大小为,故C错误;D、通过电阻上的电荷量为,故D正确故选BD【举一反三】考查楞次定律来判定感应电流方向,由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小.还可求出电路的电流大小,及电阻消耗的功率.同时磁通量变化的线圈相当于电源
17.探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空,最终进入距月球表面高为h的圆形工作轨道设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则下列说法正确的是()A.飞行试验器在工作轨道上的加速度为B.飞行试验器绕月球运行的周期为C.飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为D.月球的平均密度为【答案】AD【考点】本题旨在考查万有引力定律及其应用【解析】A、月球表面万有引力等于重力,则,在高为h的圆形工作轨道,有,得,故A正确;BC、根据万有引力提供向心力,即,解得,,飞行试验器的轨道半径为,结合黄金代换公式,代入线速度和周期公式得,,故BC错误;D、由黄金代换公式得中心天体的质量,月球的体积,则月球的密度,故D正确故选AD
18.如图所示,光滑绝缘细管与水平面成30°角,在管的右上方P点固定一个点电荷+Q,P点与细管在同一竖直平面内,管的顶端A与P点连线水平,图中PB垂直AC,B是AC的中点带电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管的内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动,它在A处时的加速度为a,不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响则在电场中()A.A点的电势高于B点的电势B.B点的电场强度大小是A点的4倍C.小球运动到C处的加速度为D.小球从A到C的过程中电势能先减小后增大【答案】BD【考点】本题旨在考查电场强度、电势能【解析】A、正点电荷的电场线发散型,由于沿着电场线方向,电势降低,因此A点的电势低于B点的电势,故A错误;B、结合几何关系PA=2PB,由点电荷电场强度公式,可知,电场强度的大小与间距的平方成反比,则B点的电场强度大小是A点的4倍,故B正确;C、在A处时小球的加速度为,对A点受力分析,电场力、重力与支持力,由力的合成法则可知,合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的;当在C处时,小球仍受到重力、电场力与支持力,合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的,由A处可知而在C处,则有,解得.故C错误;D、根据电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加,可知小球带负电,从A到C的过程中,电场力先做正功,后做负功,则电势能先减小后增大,故D正确故选BD
19.如图所示,有一面积为S、匝数为N、电阻不计的矩形线圈,绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动,矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P可上下移动,副线圈接有可调电阻R从图示位置开始计时,下列判断正确的是()A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为B.矩形线圈从图示位置经过的时间,通过电流表的电荷量为0C.当P不动,R增大时,电压表读数增大D.当P向上移动,R不变时,电流表读数减小【答案】A【考点】本题旨在考查交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【解析】A、从垂直于中性面时开始计时,矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为,故A正确;B、矩形线圈从图示位置经过时间时,转过的角度为,磁通量一直增加,电流方向没有改变,故通过电流表的电荷量为(其中为总电阻),故B错误;C、交流发电机内电阻不计,故变压器输入电压不变,根据理想变压器的变压比公式,当P位置不动,增大时,电压表读数不变,仍然等于发电机的电动势有效值;D、当P位置向上移动、不变时,根据理想变压器的变压比公式,输出电压变大,故电流变大,功率变大,故输入电流也变大,故电流表读数变大,故D错误故选A
20.如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b,虚线cd水平现由静止释放两物块,物块a从图示位置上升,并恰能到达c点在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是()A.绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量B.物块a到达c点时加速度为零C.绳拉力对物块b做的功在数值上等于物块b机械能的减少量D.绳拉力对物块b先做负功后做正功【答案】AC【考点】本题旨在考查机械能守恒定律、功能关系【解析】A、从a到c,a的动能变化量为零,根据功能关系可知,绳拉力对物块a做的功等于物块a的重力势能的增加量,故A正确;B、当a物块到达C处时,由受力分析可知水平方向受力平衡,竖直方向只受重力作用,所以根据牛顿第二定律得知,a物块的加速度,故B错误;C、从a到c,b的动能变化量为零,根据功能关系除重力以为其他力做的功等于机械能的增量,故绳拉力对b做的功在数值上等于b机械能的减少量,故C正确;D、物块a上升到与滑轮等高前,b下降,绳的拉力对b做负功,故D错误故选AC第II卷(必做157分+选做36分,共193分)注意事项
1.第II卷共19道题其中21-31题为必做部分,32-39题为选做部分
2.第II卷所有题目的答案,考生须用
0.5毫米的黑色签字笔答在答题卡规定的区域内,在试卷上答题不得分
3.选做部分,考生必须从中选择题1道物理题、1道化学题和1道生物题作答答题前,请考生务必将所选题号用2B铅笔涂黑,答完题后,再次确认所选题号【必做部分】
21.(8分)某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为,用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g
(1)用20分度的游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径D=______cm
(2)要验证机械能守恒,只要比较________A.是否相等B.是否相等C.是否相等D.是否相等
(3)钢球通过光电门的平均速度________(选填“>”、“=”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差_______(选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小【答案】
(1)
0.950cm;
(2)D;
(3)<、不能【考点】本题旨在考查验证机械能守恒定律【解析】
(1)游标卡尺的主尺读数为
0.9cm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为
0.05×10mm=
0.50mm,所以最终读数为
0.950cm;
(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故根据机械能守恒的表达式有即只要比较与是否相等,故选D
(3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度<钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差不能通过增加实验次数减小故答案为
(1)
0.950cm;
(2)D;
(3)<、不能【易错警示】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,正确使用这些基本仪器进行有关测量无论采用什么样的方法来验证机械能守恒,明确其实验原理都是解决问题的关键,同时在处理数据时,要灵活应用所学运动学的基本规律
22.(10分)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越小某实验小组欲探究通过热敏电阻R1(常温下阻值约为)的电流随其两端电压变化的特点,现提供下列器材A.电流表A1(量程100mA,内阻约)B.电流表A2(量程
0.6A,内阻约)C.电压表V1(量程
3.0V,内阻约)D.电压表V2(量程
15.0V,内阻约)E.滑动变阻器R(最大阻值为)F.电源E(电动热15V,内阻忽略)G..开关,导线若干
(1)该小组测出热敏电阻R1的U-I图线如甲图曲线I所示,该热敏电阻是______热敏电阻(填PTC或NTC)
(2)请在所提供的器材中选择必需的器材,电流表应选_______,电压表应选_______(填写器材前面的字母);并在答题卡虚线横画出该小组设计的电路图
(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如曲线II所示然后将热敏电阻R
1、R2分别与某电池组连成如图乙所示电路测得通过R1和R2的电流分别为
0.30A和
0.60A,则该电池组的电动势为______V.(结果保留三位有效数字)【答案】
(1)PTC;
(2)B、D、电路图见解析;
(3)【考点】本题旨在考查伏安法测电阻【解析】
(1)由图甲曲线I所示图线可知,随电压增大,电流增大,电阻实际功率增大,温度升高,电压与电流比值增大,电阻阻值增大,即随温度升高,电阻阻值增大,该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻;
(2)由于实验要求电压从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器E以方便调节;根据电源电动势为15V可知电压表应选D;电压表的最小电压应为量程的即,常温下热敏电阻的电阻为,所以通过热敏电阻的最小电流应为,所以电流表应选B;由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路图如图所示
(3)在闭合电路中,电源电动势,由图甲曲线II所示可知,电流为时,电阻两端电压为,电流为时,电阻两端电压为,则,解得故答案为
(1)PTC;
(2)B、D、电路图如上图所示;
(3)
23.(18分)如图所示,质量M=
8.0kg、长L=
2.0m的木板静置在水平地面上,质量m=
0.50km的小滑块(可视为质点)以速度从木板的左端冲上木板已知滑块与木板间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2
(1)若木板固定,滑块将从木板的右端滑出,求滑块在木板上滑行的时间t和滑出时的速度;
(2)若水平地面光滑,且木板不固定,在小滑块冲上木板的同时,对木板施加一个水平向右的恒力F,如果要使滑块不从木板右端掉下,力F应满足什么条件?假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等【答案】
(1)、;
(2)【考点】本题旨在考查牛顿运动定律的综合应用、匀变速直线运动的位移与时间的关系【解析】
(1)由题意知,滑块在木板上由滑动摩擦力作用下产生加速度大小因为滑块做匀减速运动,所以滑块滑离木板时产生的位移为代入数据可得滑块运动时间根据速度时间关系可知,滑块滑离木板时的速度
(2)令滑块不滑离木板右端时,木板的最小加速度为,则可知,滑块不滑下来,滑块的位移与木板的位移差刚好为木板的长度L,运动时间为t,则有据速度时间关系有
①根据位移时间关系有
②由
①②两式解得木板获得的最小加速度根据牛顿第二定律可知,木板获得的加速度,即木扳获得的最小拉力所以,当时,滑块不会从木板的右端滑出答
(1)滑块在木板上滑行的时间t为;滑块从木板右端滑出时的速度v为;
(2)力F应满足
24.(20分)如图所示,直线MN的下方有与MN成60°斜向上的匀强电场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆,圆心O在MN上,P、Q是圆于MN的两交点,半圆分界线内外的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从A点(A点在过O的电场线上)垂直电场线向左上方射出,到达P点时速度恰好水平,经磁场最终能打到Q点,不计微粒的重力求
(1)微粒在A点的速度大小与在P点的速度大小的比值;
(2)AO间的距离;
(3)微粒从P点到Q点可能的运动时间【答案】
(1);
(2);
(3)当为偶数时,、当为奇数时,【考点】本题旨在考查带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动【解析】
(1)由题意可知,到达P点时速度恰好水平,则得右图由右图可得
(2)由运动学知识,得垂直电场方向平行电场方向由以上三式解得
(3)由洛伦兹力提供向心力,得由得粒子的运动轨迹将磁场边界分成等分()由几何知识可得当为偶数时,由对称性可得当为奇数时,为周期的整数倍加上第一段的运动时间,即答
(1)微粒在A点的速度大小与在P点的速度大小的比值为;
(2)AO间的距离为;
(3)微粒从P点到Q点可能的运动时间为当为偶数时,;当为奇数时,
37.(12分)【物理—物理3-3】
(1)下列说法正确的是______(双选,填正确答案标号)a.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积b.悬浮在液体中的固体颗粒越小,液体的温度越高,布朗运动越剧烈c.质量、温度都相同的氢气和氧气,分子的平均动能不相同d.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性【答案】bd【考点】本题旨在考查用油膜法估测分子的大小、布朗运动、温度是分子平均动能的标志、晶体和非晶体【解析】a、“用油膜法估测分子的大小”实验中每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径,故a错误b、布朗运动中,悬浮在液体中的固体颗粒越小、液体的温度越高,布朗运动越剧烈,故b正确;c、温度相同,分子平均动能相同,故c错误;d、液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性故d正确故选bd
(2)右图为一简易火灾报警装置其原理是竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出报警的响声27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10cm,管内水银柱的高度h为13cm,大气压强
①当温度达到多少摄氏度时,报警器会报警?
②如果要使该装置在87℃时报警,则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱?【答案】
①;
②【考点】本题旨在考查理想气体的状态方程、封闭气体压强【解析】
①根据等压变化得,,即得则
②设加入的水银柱,在时会报警,根据理想气体状态方程得,,,,,即解得答
①当温度达到摄氏度时,报警器会报警;
②如果要使该装置在时报警,则应该再往玻璃管内注入高的水银柱
38.(12分)【物理—物理3—4】
(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示,P是离原点O距离为x1=2m的一个介质质点,Q质点离原点O的距离x2=4m,此时离原点O距离x3=6m的介质质点刚刚要开始振动图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(与甲计时起点相同)由此可知,下列说法正确的是_______(双选,填正确答案标号)a.这列波的波长为b.乙图可能是图甲中质点Q的振动图象c.这列波的传播速度为d.这列波的波源起振方向为向下【答案】bd【考点】本题旨在考查横波的图象、波长、频率和波速的关系【解析】a、由甲读出波长,故a错误;b、由图乙看出,时刻,质点经过平衡位置向上,而图甲中,Q点也经过平衡位置向上运动,故乙图可能是图甲中质点Q的振动图象,故b正确;c、由图乙读出周期,由,得,故c错误;d、波源的起振方向与的质点时刻的振动方向,简谐波没x轴正方向传播,则知的质点在时刻的振动方向向下,则波源的起振方向向下,故d正确故选bd
(2)如图所示,AOB为半圆柱形玻璃砖截面的直径,玻璃的折射率为,现有一束平行光线以45°角入射到AB面上后,经折射从半圆面上的部分位置射出试求半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆柱弧面的面积之比【答案】【考点】本题旨在考查光的折射定律【解析】根据折射定律得光在AB面上的折射角在曲面上发生全反射的临界角,得如图根据几何关系得,E点以上和F点以下的光线发生全反射,不能从曲面上射出,有光线射出的部分为EF部分根据几何关系解得,所以故被照亮的面积与整个半圆柱的面积之比为答半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆柱面的面积之比为
39.(12分)【物理—物理3—5】
(1)下列说法中正确的是_______(双选,填正确答案标号)a.核反应方程中的X表示质子b.卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析,提出了原子的核式结构模型c.放射性元素的半衰期与外界的温度有关d.三种射线中,射线的穿透能力最强【答案】bd【考点】本题旨在考查原子的核式结构、裂变反应和聚变反应、原子核衰变及半衰期【解析】a、根据电荷数守恒、质量数守恒知,未知粒子的电荷数为-1,质量数为0,可X为电子,故a错误;b、卢瑟福通过粒子的散射实验提出了原子的核式结构模型,故C正确c、半衰期是由原子核内部性质决定的,与温度无关,所以升高放射性物质的温度,不能缩短其半衰期,故c错误;d、三种射线中,射线的穿透能力最强,故d正确故选bd
(2)如图所示,A、B两木块靠在一起放在光滑的水平面上,A、B的质量分别为mA=
2.0kg、mB=
1.5kg一个质量为mC=
0.5kg的小铁块C以的速度滑到木块A上,离开木块A后最终与木块B一起匀速运动若木块A在铁块C滑离后的速度为,铁块C与木块A、B间存在摩擦求
①铁块C在滑离A时的速度;
②摩擦力对B做的功【答案】
①铁;
②【考点】本题旨在考查动量守恒定律、机械能守恒定律【解析】
①铁块C在滑离A的过程中,A、B、C系统动量守恒,以C的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得代入数据解得
②选择BC为研究对象,设铁块C与木块B一起匀速运动是速度为,摩擦力对B做的功为,其动量守恒,有由动能定理,得代入数据解得答
①铁块C在滑离A时的速度为;
②摩擦力对B做的功为。