河北省鸡泽县第一中学2020届高三一模物理试题 Word版含解析 17页

理科综合能力测试物理部分 第Ⅰ卷（选择题 共48分）‎ 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。）‎ ‎1.原子核的比结合能如图所示，下面说法正确的是（ ）‎ A. Li核比He核更稳定 B. Ba核比Kr核核子数多，平均结合能大 C. U核比Ba核结合能大，比结核能小 D. 两个H核结合成He核，需要吸收大量能量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．比结合能越大，原子核越稳定。如图所示，He核比Li核更稳定，故选项A错误；‎ B．平均结合能即比结合能为结合能与核子数之比。由核子数和结合能共同决定，由图所示，Ba核比Kr核核子数多，平均结合能小，故选项B错误；‎ C．U核比Ba核核子数多，结合能大，由图所示，比结核能小，故选项C正确；‎ D．两个H核结合成He核，由比结合能小的反应生产比结合能大的，会释放大量能量，故选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.台球是大家比较喜爱的一项运动。在光滑水平面上，小明利用一个白球以初速度去撞击2018个一字排开的花球来模拟，如图所示，已知球与球之间的碰撞为弹性正碰，白球质量是花球质星的2倍，则编号为1的花球的最终速度为（ ）‎ - 17 -‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】质量为的白球以初速度与编号为2018的花球发生弹性正碰，满足动量守恒和机械能守恒，设碰后，白球和编号为2018的花球的速度分别为，以向右为正方向，则：‎ ‎,‎ ‎.‎ 解得：‎ ‎,.‎ 同理分析，两个质量相同花球碰撞时，根据动量守恒定律和机械能守恒可能，两球速度交换，此时编号为2018的花球与编号为2017的花球交换速度，以此类推，最终编号为1的花球的速度为 故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎3.中国天眼全称为‎500米口径球面射电望远镜，简称FAST。截止到去年底天眼已经发现了44颗新的脉冲星。脉冲星(Pulsar)是能快速自转的中子星。脉冲星半径大约为10千米左右，自转周期大约为0.0014秒。若已知某脉冲星星球半径为R，星球表面赤道与两极重力加速度之差为，则该脉冲星的自转周期为为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. 无法判断 ‎【答案】A - 17 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设在星球表面两极上重力加速度为，赤道上重力加速度为，则：‎ 在赤道：‎ 在两极：‎ 联立解得：‎ 故选项A正确，BCD错误。‎ 故选A ‎4.如图，垂直电梯有一个“轿厢”和一个“对重”通过钢丝绳（曳引绳）将它们连接起来，钢丝绳通过驱动装置（曳引机）的曳引带动使电梯“轿厢”和“对重”在电梯内导轨上做上下运动。某次“轿厢”向上匀减速运动，则（ ）‎ A. “轿厢”处于超重状态 B “对重”处于失重状态 C. “对重”向下匀加速运动 D. 曳引绳受到的拉力大小比“轿厢”重力小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ - 17 -‎ ‎【详解】A．当轿厢向上匀减速时，轿厢加速度向下，处于失重状态，故选项A错误；‎ D．轿厢失重，所以曳引绳的拉力小于重力，故选项D正确；‎ BC．同时，对重向下做匀减速运动，处于超重状态，所以选项BC错误。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，AB、CD是一个圆的两条直径且AB、CD夹角为60°，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面.其中φB=φC=φ,UBA=φ,保持该电场的场强大小和方向不变，让电场以B点为轴在其所在平面内逆时针转过60°.则下列判断中不正确的是 （ ）‎ A. 转动前UBD=φ B. 转动后UBD= C. 转动后 D. 转动后 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设圆周半径为R，则BD=R，BC=.由φB=φC=φ，UBA=φ得电场方向由B→D，且电场强度。‎ A．转动前UBD=UBA=φ，故选项A正确，A项不合题意；‎ B．转动后BD和电场强度成60°，所以 UBD=ERcos60°=，‎ 故选项B正确，B项不合题意；‎ C．转动后AC与电场强度成60°，‎ UAC=ERcos60°=，‎ 故选项C错误，C项符合题意；‎ D．转动后BC与电场强度成30°，所以 ‎，‎ 故选项D正确，D项不合题意。‎ 故选C。‎ - 17 -‎ ‎6.如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1=1100，接入电压U1=220V的电路中，在两组副线圈上分别得到电压U2=6V，U3=110V。若在两副线圈上分别接上0.09Ω、30.25Ω电阻，设此时原线圈电流为，两副线圈电流分别为和。下列关系中正确的有（ ）‎ A. 副线圈上匝数分别为n2=30，n3=550‎ B. 、‎ C. 、‎ D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．变压器电压比等于匝数比 ‎，‎ 代入数据得到有 n2=30，n3=550；‎ 故A正确；‎ BCD．有多个副线圈时，要根据能量守恒推导电流关系：‎ ‎；‎ 根据欧姆定律可以计算 ‎、;‎ 根据 ‎,‎ 可计算 ‎。‎ - 17 -‎ 故B错误，C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.弹簧在弹性限度内，弹簧弹性势能的表达式为(k为劲度系数，x为弹簧的伸长量)。如图，用这样的轻质弹簧一端拴一质量为m的小球P，另一端固定在O点，把P提到与O在同一水平线上，此时弹簧处于自然长度L，然后松手，让P自由摆下，已知P运动到最低点时弹簧伸长了x，不计一切摩擦和阻力，重力加速度为g。则（ ）‎ A. 小球P向下摆到最低点的过程中，重力对它做的功为mgL B. 小球P向下摆到最低点的过程中， 它的机械能减小 C. 小球P运动至最低点时的速度大小为 D. 小球P运动至最低点时的速度大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于小球摆下过程中，弹簧变长，故重力做功应大于mgL，选项A错误；‎ B．小球下摆到最低点过程中，弹簧伸长，小球做的不是圆周运动，故弹力与速度成钝角，弹力对小球做负功，所以小球机械能变小，故选项B正确；‎ CD．由功能关系：‎ ‎，可得速度大小为 ‎，‎ 故C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎8.如图甲所示，质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长间距d的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R - 17 -‎ 的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感应强度B的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力F的作用下向右运动（导体棒始终与导轨垂直），水平外力随着金属棒位移变化如图乙所示，当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动.则下列说法正确的是 （ ）‎ A. 导体棒ab匀速运动的速度为 B. 从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上通过的电量 C. 从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上产生的焦耳热 D. 从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．金属棒在外力F作用下从开始运动到恰好匀速运动，在位移为x时外力 F0=F安=BId 联立可得 ‎,‎ 所以选项A正确；‎ B．此过程中金属棒R上通过的电量 ‎，‎ 所以选项B正确；‎ CD．对金属棒由动能定理可得 - 17 -‎ 解得：‎ 故D正确，C错误。‎ 故选ABD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共62分）‎ 二、必考题（本题共4小题，共47分）‎ ‎9.某实验小组同学利用如图所示装置研究力的合成，在半圆形框架轨道内分别安装一个固定轻质滑轮和一个可沿轨道任意滑动的轻质滑轮，用细绳穿过两个滑轮分别与两个小桶连接，滑轮中间绳上有连接结点再与重物连接，然后按如下步骤操作：‎ ‎①调整绳水平，记下点位置；‎ ‎②用天平测出重物的质量；‎ ‎③向桶内加入适量的沙子，直到绳子的结点回到位置；‎ ‎④用天平称出加入沙子后桶的质量分别为并记录；‎ ‎⑤改变滑轮的位置，重复步骤③、④。‎ 实验中绳的拉力方向_________(填“需要”或“不需要”)记录，点位置_________(填“必须”或“不必”)在轨道圆心，满足______说明力的合成符合平行四边形法则。‎ - 17 -‎ ‎【答案】 (1). 不需要 (2). 不必 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3]实验中对结点的受力分析，方向表示水平，重物拉力方向竖直向下，只要方向即拉力的方向倾斜，三力平衡时若满足 ‎，‎ 则 说明与的合力与等大反向，不需要记录拉力方向；‎ 的方向不需要用圆心角表示，所以点也不必在轨道圆心；又 ‎，‎ 满足 即是满足 就可以说明力的合成符合平等四边形法则。‎ ‎10.利用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r，电路如图甲所示。‎ ‎（1）本实验中，滑动变阻器R应选用_______（填写代号）‎ A.200Ω，‎1A B .10Ω，‎0.5A C.10Ω，‎‎0.1A ‎（2）为知道电压表大概的内阻阻值，某同学采用电路图甲进行实验，他操作如下：‎ ‎①闭合开关k 、S，调节变阻器，当电压表的示数为1.20V时，电流表的示数为99mA；‎ ‎②保持变阻器滑片位置不变，断开k，只闭合S，电流表的读数为100mA；则电压表的内阻接近_______（填写代号）‎ A. 12Ω B. 120Ω C. 1200Ω D. 12000Ω ‎（3）为了测得准确的数据，该实验小组分别采用甲、乙两原理图获得多组电压表读数U和电流表读数I的数据，并作U-I图如图丙所示，则图丙中直线m是通过图_____（“甲”或“乙”）获得的。结合直线m、n，可得干电池的电动势的真实值______，内阻的真实值_______。‎ - 17 -‎ ‎【答案】 (1). B (2). C (3). 乙 (4). 1.50V (5). 3.0Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]变阻器太大不容易调节，故不选A，B、C电阻相等，但B的额定电流适合实验要求，C的额定电流较小，故选B；‎ ‎（2）[2]开关k断开时电流100mA，闭合时电流99mA，说明电压表分流1mA，故电压表内阻接近：‎ ‎，‎ 故选项C正确；‎ ‎（3）[3]m图像斜率较大，故所测内阻较大，应是内阻与电流表内阻串联的结果，所以是用乙图测得；‎ ‎[4][5]m图线与纵轴的交点是真实的电动势，n图线与横轴的交点是真实的短路电流，可得电动势为1.50V，内阻为：‎ ‎。‎ ‎11.小明同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=‎0.3kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球在某次运动到最低点时，绳恰好达到所能承受的最大拉力F而断掉，球飞行水平距离s后恰好无碰撞地落在临近的一倾角为α＝53°的光滑斜面上并沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝‎0.8 m．绳长r=‎0.3m(g取‎10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：‎ ‎(1)绳断时小球的速度大小v1和小球在圆周最低点与平台边缘的水平距离s是多少.‎ - 17 -‎ ‎(2)绳能承受的最大拉力F的大小.‎ ‎【答案】（1）‎3m/s，‎1.2m （2）12N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以有 vy=v0 tan53°‎ 又vy2=2gh，代入数据得：‎ vy=‎4m/s，v0=‎3m/s 故绳断时球的小球做平抛运动的水平速度为‎3m/s；‎ 由 vy=gt1‎ 得：‎ 则 s=v0 t1=3×‎0.4m=‎‎1.2m ‎（2）由牛顿第二定律：‎ 解得：‎ F=12N ‎12.如图所示，在xOy平面内0L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．某时刻，一带正电的粒子从坐标原点，以沿x轴正方向的初速度 - 17 -‎ 进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场．正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后恰好在某点相遇．已知两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计．求：‎ ‎（1）正、负粒子的比荷之比：；‎ ‎（2）正、负粒子在磁场中运动的半径大小；‎ ‎（3）两粒子先后进入电场的时间差．‎ ‎【答案】（1）：（2），    （3）   ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设粒子进磁场方向与边界夹角为θ，‎ ‎     ‎ ‎  ‎ ‎   ‎ 联立可得 ‎ 所以：=：   ‎ ‎（2）磁场中圆周运动速度，，   ‎ ‎ ，‎ - 17 -‎ ‎，‎ ‎   ‎ 两粒子离开电场位置间的距离    ‎ 根据题意作出运动轨迹，两粒子相遇在P点 由几何关系可得 ，    ‎ ‎，    ‎ ‎（3）两粒子在磁场中运动时间均为半个周期 ‎    ‎ ‎    ‎ 由于两粒子在电场中时间相同，所以进电场时间差即为磁场中相遇前的时间差 ‎ 三、选考题（下面2小题，每小题15分，考生可任选1题作答，如果多做，则按所做的第一题计分）‎ ‎13.下列说法正确的是____________‎ A. 将一块大晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B. 液面表面张力方向与液面垂直并指向液体内部 - 17 -‎ C. 在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的 D. 对同一部分气体，温度越高，相对湿度越小 E. 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 ‎【答案】CDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误；‎ B．液面表面张力的方向始终与液面相切，选项B错误；‎ C．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的，选项C正确；‎ D．对同一部分气体，温度越高，相对湿度越小，选项D正确；‎ E．由于液体蒸发时吸收热量，温度降低，所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，选项E正确。‎ 故选CDE。‎ ‎14.如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其横截面积为S＝1×10－‎4 m2‎，质量为m＝‎1 kg，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h＝‎0.2 m．已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝‎10 m/s2．‎ ‎(1)如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂，气柱高度变为原来的，求砂子的质量m砂；‎ ‎(2)如果在(1)基础上给汽缸底缓慢加热，使活塞恢复到原高度，此过程中气体吸收热量5 J，求气体内能的增量ΔU．‎ ‎【答案】(1)‎1kg (2)3J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)因为缓慢放置砂子，气体发生等温变化，根据玻意耳定律，有 放置砂子前有：‎ p1＝p0＋‎ V1＝hS - 17 -‎ 放置砂子后有：‎ p2＝p0＋‎ V2＝hS 联立以上各式代入数据解得：m砂＝‎‎1kg ‎(2)由(1)可得，使活塞恢复到原高度的过程，气体压强不变，气体对外做功有：‎ 由热力学第一定律：‎ ΔU＝W＋Q 所以气体内能的增量为ΔU＝3J.‎ 答：(1)砂子的质量m砂=‎1kg；‎ ‎(2)气体内能增量ΔU＝3J.‎ ‎15.某时刻一列机械波波形如图所示，A与B两质点相距‎1 m，此时A点速度方向沿y轴向上，经过0.02 s，质点A第一次到达波峰．此波沿x轴_________方向（填“正”、或“负”）传播，波的传播速度为_________m/s，经过0.04 s，质点B速度沿y轴________（填“正”、或“负”）方向。‎ ‎【答案】 (1). 负 (2). 25 (3). 正 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3]由A点向上振动，可判定波沿－x方向传播，又由波动图象看出，波长λ＝‎2 m，经0.02 s质点A第一次到达最大位移处，则0.02 s＝T/4，T＝0.08 s，所以波速 经t＝0.04 s，质点B处在平衡位置，速度沿＋y方向。‎ ‎16.如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖，其中AB⊥OP，OP=，从P - 17 -‎ 点发射出两束不同的光线PM和PN，经玻璃砖折射后均与OP平行射出，已知玻璃砖对PN光线的折射率为，图中i=60°，α=53°，且sin 53°=0.8，求：‎ ‎①玻璃砖对PM光线的折射率；‎ ‎②两条出射光线间的距离；‎ ‎【答案】①②1.1R ‎【解析】‎ ‎①如图，在△PMO中，根据正弦定理得 故 玻璃砖对PM光线的折射率 ‎②由折射定律公式 解得 两条出射光线间的距离d=R+ R 解得d=‎ ‎ ‎ - 17 -‎ - 17 -‎