广东省惠州市2020届高三物理下学期4月模拟考试试题（含解析） 16页

广东省惠州市2020届高三4月模拟考试 ‎ 理综物理试题 一、选择题：‎ ‎1.已知铜、铂的极限波长为268nm、196nm。某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．用该光源分别照射铜、铂，则（ ）‎ A. 都能产生光电子 B. 仅铂能产生光电子 C. 仅铜能产生光电子 D. 都不能产生光电子 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由爱因斯坦光电效应方程可知，能发生光电效应现象条件为：入射光的频率大于金属的极限频率，即 ，由公式可知，即要，由图可知，光源的波长大约在，所以光源发出的光能使铜和铂发生光电效应，故A正确。‎ ‎2.如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑的绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是（ ）‎ A. 同时向左运动，间距增大 B. 同时向左运动间距变小 C. 同时向左运动，间距不变 D. 将条形磁铁调头后重复上次实验则结论相反 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当一条形磁铁向左运动靠近两环时，穿过两环的磁通量都增大，由“来拒去留”可知，两环向左运动，由于在两环中产生相同的电流，根据同方向电流相互吸引可知，两环在向左运动的同时间距减小，故B正确。‎ ‎3.A、B两辆火车在能见度很低的雾天里在同一轨道同向行驶，A车在前，速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s．当B车发现A车时就立刻刹车，则能见度至少达到多少米时才能保证两辆火车不相撞？已知B车在进行火车刹车测试时发现，若车以30m/s的速度行驶时,刹车后至少要前进1800m才能停下（ ）‎ A. 400m B. 600m C. 800m D. 1600m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由运动学公式：‎ 得：‎ 所以B车刹车的最大加速度为 当B车速度减小到时，二者相距最近，设此时B车位移为，A车的位移为 ‎，，‎ 解得：‎ 能见度，故C正确。‎ ‎4.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2‎ ‎，式中B是磁感强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离L，并测出拉力F，如图所示。由此可得磁感强度B为（ ）‎ A. (2/FA)2 B. (F/2A)2 C. (2A/F)1/2 D. (2F/A)1/2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为 条形磁铁与铁版P之间的磁场具有的能量等于拉力做的功，故 ‎ ①‎ 能量密度为磁场中单位体积所具有的能量，故有：‎ ‎ ②‎ 由①②可解得：‎ ‎，故D正确。‎ ‎5.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为，如图乙。已知人的质量为M，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比，重力加速度g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为（ ）‎ A. Mg/8cos B. Mg/8sin C. Mgv2/8v1cos D. Mgv1/8v2cos ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设降落伞的质量为，匀速下降时有：‎ 打开降落伞的瞬时对整体有：‎ 打开降落伞的瞬时对运劝员有：‎ 联立解得：，故C正确。‎ ‎6.春分期间，太阳光垂直射向赤道。一飞船在春分期间在赤道平面自西向东做圆周运动，每绕地球一圈需要180min,地面上的重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）‎ A. 飞船的运动速度大于第一宇宙速度 B. 该飞船中的飞行员会看到太阳从东边出来 C. 该飞船中的飞行员在一天中会看到8次日落日出 D. 由题给条件可以估算地球质量 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于飞船绕地球做圆周运动，所以飞船的运动速度不可能大于第一宇宙速度，故A错误；‎ B．由万有引力提供向心力得：整理得：‎ ‎，由于每绕地球一圈需要180min,小于地球同步卫星的周期，所以卫星的角速度大于地球的自转角速度，因此飞行员会看到太阳从西边出来，故B错误；‎ C．飞船一个周期内能看到一次日落日出，一天内飞船能完成周期性的次数为：，故C正确；‎ D．由万有引力提供向心力得：，整理得：，再由，由于地球的半径不知，所以无关求出地球的质量，故D错误。‎ ‎7.如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷,t＝0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图象分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知（ ）‎ A. 两点电荷的电性一定相同 B. 甲的动能一直增大，乙的动能一直减小 C. 甲乙达到共速时，乙的位移等于4倍甲的位移 D. 乙速度为零两点电荷的电势能最大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知，两小球间产生的排斥力，因为刚开始乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，故A正确；‎ B．由图可知，甲的速度一直增大，所以动能一直增大，而乙的速度先减小后增大，所动能先减小后增大，故B错误；‎ C．设两电荷从开始到速度相同过程中的平均作用力为，经历的时间为，对甲球由动量动理可得：，对乙由动量定理有：‎ 解得：，分别对甲和乙由动能定理得：，，联立解得：，故C正确。‎ D．从开始到两电荷速度相等时两电荷间距最小，由于两电荷的电性相同，所以系统克服电场力做功最大，两电荷电势最大，故D错误。‎ ‎8.某同学设计了一个前进中的发电测速装置，如图所示。自行车的圆形金属盘后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T，圆盘半径r=0.3m，圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R=10的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压U=0.6V。则可知（ ）‎ A. 自行车匀速行驶时产生的是交流电 B. 与a连接的是电压表的负接线柱 C. 自行车车轮边缘线速度是8m/s D. 圆盘匀速转动10分钟的过程中产生了0.36J的电能 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由法接第电磁感应定律得：，由于匀速转动，所以产生的电动势大小恒定，由右手定则可知，电流方向不变，故A错误；‎ B．由右手定则可知，轮子边缘点是等效电源的负极，则a点接电压表的负接线柱，故B正确；‎ C．由法接第电磁感应定律得：，解得：，故C正确；‎ D．由，故D错误。‎ 二、实验题：‎ ‎9.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。‎ ‎（1）该同学在实验中得到如图所示一条纸带（两计数点间还有一个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2（结果保留两位有效数字）。‎ ‎（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有____（填入所选物理量前的字母）。‎ A.木板的长度l B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t ‎（3）滑块与木板间的动摩擦因数=____（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。‎ ‎【答案】 (1). 2.9-3.2 (2). CD (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)相邻两计数点还有1个点，说明相邻的计数点间间隔为0.04s，‎ 由逐差法可得：‎ ‎；‎ ‎(2)设托盘和砝码质量为，滑块的质量为，摩擦因数，则摩擦力为 由牛顿第二定律得：‎ 由此可知，根据逐差法求出加速度之外，还封面要测量托盘和砝码质量，滑块的质量，故CD正确；‎ ‎(3)由牛顿第二定律得：‎ 解得：。‎ ‎10.小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值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10，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值.‎ ‎（1）有以下两电流表，实验电路中应选用____．‎ ‎（A）量程0～100mA，内阻约2‎ ‎（B）量程0～0.6A，内阻可忽略 ‎（2）完成下列实验步骤的填空 ‎①闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度20.0‎ ‎，记下电流表的相应示数I1，‎ ‎②然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的读数为___，记下电阻箱相应的示数R1，‎ ‎③逐步升高温度的数值，直至100.0为止，每一步温度下重复步骤①②。‎ ‎（3）实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9调节至10.0，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是____．‎ ‎①将旋钮a由“0”旋转至“1”‎ ‎②将旋钮b由“9”旋转至“0”‎ ‎③将旋钮c由“9”旋转至“0”‎ ‎（4）该同学根据数据在如图作出R﹣t图象．设该金属电阻的阻值R随温度t的变化关系在-100时到500时满足此规律，则当该金属电阻R=16.8时，可推知控温箱的温度为___．‎ ‎【答案】 (1). A (2). I1 (3). ①②③ (4). 200(200±10均可)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)已知电源的电动势为1.5V，在常温下阻值约为，滑动变阻器的阴值为0时，电路中的最大电流约为，当滑动变阻器的阻值最大为时，电路中的电流最小约为，考虑到准确性原则，电流表B量程太大，指针偏转角小于满偏的，所以应选择电流表A；‎ ‎(2)本实验所采用替代法，所以开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的读数为；‎ ‎(3)将电阻箱阻值由调节到，要考虑到安全性原则，如果先把bc调节到为，这样做很危险，电路中的电流过大可能会损坏电表，应该先把电阻箱阻值调大再慢慢减小，以确保电路的安全，操作步骤先将旋钮a由“0”至“1”，然后将个位数及小数位旋转至0，所以正确的顺序①②③；‎ ‎(4)由图象可得随的变化关系为：，当时，解得：。‎ 三、计算题：‎ ‎11.如图，边长L=0.8 m的正方形abcd区域(含边界)内，存在着垂直于区域的横截面(纸面)向外的匀强磁场，磁感应强度B=2.0×10－2 T。带电平行金属板MN、PQ间形成了匀强电场E(不考虑金属板在其他区域形成的电场)，MN放在ad边上，两板左端M、P恰在ab边上，两板右端N、Q间有一绝缘挡板EF。EF中间有一小孔O，金属板长度、板间距、挡板长度均为d=0.4m。在M和P的中间位置有一离子源S，能够正对孔O不断发射出各种速率的带正电离子，离子的电荷量均为q=3.2×10－19C，质量均为m=6.4×10－26kg。不计离子的重力，忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板上后的反弹。‎ ‎(1)当电场强度E=1.0×104 N/C时，求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率；‎ ‎(2)适当调整电场强度取值，可使沿SO连线穿过O并进入磁场区域的离子能从dc边射出，求电场强度满足的条件？‎ ‎【答案】（1）5.0×105m/s；（2）E800N/C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)离子在金属板间受到F=Eq，f=qv0B 穿过孔O的离子在金属板间需满足：qv0B=Eq 代入数据得：v0=5.0×105m/s。‎ ‎(2)穿过孔O的离子在金属板间仍需满足：qvB=Eq 离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动，有：qvB=m 由以上两式得:E=‎ 从dc边射出的离子，其临界轨迹如图，由几何关系可得:R==0.4m 离子能从dc边射出满足:rR 由此可得:E E800N/C ‎12.高H=5m的光滑水平台左端水平放置一两轮间距d=6.0m的传送带。可视为质点的滑块a、b之间用细绳相连，其间有一处于压缩状态的轻质弹簧(滑块与弹簧不拴接)，开始时整个装置处于静止状态。某时刻装置中的细线忽然断开,滑块a、b被弹出，其中滑块a以速度v0=5.0m/s向左滑上传送带，滑块b沿竖直放置的半径为R=0.1m的光滑圆形管道做圆周运动，并通过最高点C。已知滑块a、b的质量分别为ma=1.0kg，mb=2.0kg,传送带逆时针转动,滑块a与传送带之间的动摩擦因数=0.2，空气阻力不计，g=10m/s2。求：‎ ‎（1）滑块a、b被弹出时，滑块b的速度vb及细绳断开前弹簧弹性势能Ep；‎ ‎（2）滑块b通过圆形管道最高点时对管道的压力；‎ ‎（3）试分析传送带速度满足什么条件时，滑块a离开传送带左边缘落地的水平距离最大，并求出最大距离。‎ ‎【答案】（1）2.5m/s；18.75J；（2）滑块b对管道上壁有向上的压力，大小为25N；（3）7m ‎【解析】‎ 详解】(1)弹开前后，a、b系统动量守恒：mav0=mbv 解得：vb=2.5m/s 又由能量守恒知，弹簧弹性势能：Ep=mav02+mbvb2=18.75J ‎(2)滑块b通过圆形管道到最高点C过程，根据机械能守恒有：mbvb2-mbvc2=mbg2R 在最高点处，由牛顿第二定律有：mbg+Fc=mb 解得：Fc=25N 又由牛顿第三定律知：滑块b对管道上壁有向上的压力，大小为25N。‎ ‎（3）经分析知，若传送带逆时针转动，且滑块a能一直匀加速运动直至平抛出，滑块a离开传送带左边缘落地的水平距离最大。滑块a在传送带上匀加速运动：a=g=2m/s2‎ 设出传送带时速度为va,则由运动学公式有：va2-v02=2ad 解得：va=7m/s 故当传送带时速度v7m/s时，滑块a离开传送带左边缘落地的水平距离最大。‎ 由平抛规律有：H=gt2‎ x=vat 解得最大水平距离：x=7m 四、选做题：‎ ‎13.下列说法正确的是 A. 用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力 B. 当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故 C. 已知水分子的质量和水的摩尔质量可以算出阿伏加德罗常数 D. 可看作理想气体的质量相等的氢气和氧气，温度相同时氧气的内能小 E. 对于一定量的理想气体,气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关 ‎【答案】CDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．气体分子间斥力很小，可以忽略，用气筒给自行车打气，越打越费劲，是由于气体的压强增大的原因，故A错误；‎ B．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水和玻璃间存在引力，不是由于水膜具有表面张力的缘故，故B错误；‎ C．摩尔质量是1摩尔分子的质量，所以已知水分子的质量和水的摩尔质量可以算出阿伏加德罗常数，故C正确；‎ D．可看作理想气体的质量相等的氧气和氧气，温度相同时分子的平均动能相等，氢气分较多，则分子总动能较大，所以氢气的内能较大，故D正确；‎ E．气体绝热压缩或膨胀时，气体不吸热也不放热，气体内能发生变化，温度升高或降低，在非绝热过程中，气体内能变化，要吸收或放出热量，由此可知气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，故E正确。‎ ‎14.中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器哈勃瓶，如图所示，它底部开有一个截面积为S=2cm2圆孔，可用轻质橡皮塞塞住，已知橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦fm=60N。在一次实验中，体积为V=1L的瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体，不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度，向气球中缓慢打气，假设气球缓慢膨胀过程中球内外气压近似相等。已知：实验室环境温度T=290K恒定，环境空气密度=1.20kg/m3‎ ‎，压强为标准大气压P0=105pa，求：‎ ‎（1）橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强 ‎（2）为了使橡皮塞被弹出，需要向气球内打入空气的质量 ‎【答案】① ②3.6×10－3kg ‎【解析】‎ ‎【详解】①橡皮塞即将弹出时对瓶塞受力分析得： pS=p0S+fm 解得：Pa ‎②瓶内气体等温变化: p0V=pV1‎ 则 V1= 025L 对气球内气体：体积V2=V－V1=0.75L 气球内气体压强也为p 等温变化： p0V0=pV2‎ 可得 V0= 3L 打入空气质量 m=ρV0=3.6×10－3kg ‎15.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，若已知这列波周期为1s，则下列判断中正确的是_____‎ A. 这列波的振幅为0.8cm B. 这列波的波速为5m/s C. 图示时刻x=2m处的质点沿y轴正方向运动 D. 此后经半个周期时间质点P将向右迁移半个波长 E. 图示时刻x=3m处质点的加速度最大 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图得到振幅及波长，进而得到波速；根据波的传播方向，可知质点的运动方向，由图示位置直接得到回复力进而得到加速度．‎ ‎【详解】A. 由图可知，波的振幅为0.8cm，故A正确；‎ B. 由图可知，波长为4m，故波速v=λ/T=4m/s，故B错误；‎ C. 已知波沿x轴正方向传播，那么图示时刻x=2 m处的质点沿y轴正方向运动，故C正确；‎ D. 质点P只在平衡位置上下振动，并不向右迁移，故D错误；‎ E.图示时刻x=3 m处质点在负向最大位移处，故回复力最大，故加速度大小最大，故E正确。‎ 故选：ACE ‎16.如图所示，圆柱形油桶中装满折射率n=的某种透明液体，油桶的高度为H，半径为H，桶的底部装有一块平面镜，在油桶底面中心正上方高度为d处有一点光源P，要使人从液体表面上方任意位置处都能够观察到此液体内点光源P发出的光，d应该满足什么条件?‎ ‎【答案】H>d≥H/2‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源P发出的光，点光源发出的光必须全部能折射进入空气中，根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像．当光射向水面时，入射角应不大于临界角，光线才能射入空气中．由几何知识求出d应满足的条件．‎ ‎【详解】点光源P通过平面镜所成像为P'，如图所示．‎ 要使人从液体表面上方任意位置处能够观察到点光源P发出的光，即相当于像P'发出的光，则入射角i≤， 为全反射临界角，有：‎ 而 且 联立解得：d≥H/2‎ 又有：H>d 解得：H>d≥H/2 ‎