湖南省湘潭县一中2020届高三5月模拟考物理试题 11页

物理试卷 （本试卷共 14 页，共 38 题，全卷满分：300 分，考试用时：150 分钟） 第Ⅰ卷 选择题（共 126 分） 二、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 不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 14．密立根实验的目的是：测量金属的遏止电压 Uc 与入射光频率 ν，由此算出普朗克常量 h，并与普朗克根据黑体辐射得出的 h 相比较，以检验爱因斯坦方程式的正确性。其根据实 验数据得到 Uc–ν 图像，则从图中可以得到物理量描述正确的是 A．普朗克常量为： B．普朗克常量为： C．该金属的逸出功为： D．该金属的逸出功为： 15．如图所示，理想变压器的原线圈接在一个输出电压有效值恒定、频率可调的交流电源上， 副线圈所在电路中接有电灯泡 a、电感 L、理想交流电压表和理想交流电流表。当交流电的频 率为 f 时，电压表示数为 U、电流表示数为 I，电灯泡 正常工作；现将交流电的频率增加为 2 f 时。则 A．电压表示数减小 B．电流表示数增加 C．电灯泡 a 亮度变亮 D．原线圈输出功率减小 16．如图所示，一表面光滑的半球体 B 静止放在粗糙 水平面上，现用一始终沿球面切线方向的拉力 F 使另一光滑小球 A 沿球体表面缓慢上滑， 则在小球上滑到最高点的过程中（半球体 B 始终保持静止），下列 说法正确的是 A．拉力 F 先变大后变小 B．拉力 F 一直变小 C．地面对半球体 B 的支持力先减小后增大 D．地面对半球体 B 的摩擦力先减小后增大 17．如图所示，在光滑绝缘水平面上，相距一定距离静止放置两金属小球 A、B，两球大小相 等（均可视为质点，且接触时总电荷量平分），金属小球 A 带正电、质量为 m，金属小球 B 不带电，现加一水平向右的匀强电场，小球 A 向右运动；金属小球 A 与 B 球发生弹性碰撞 后，迅速将金属小球 B 拿走，金属小球 A 返回到出发点时速度恰好为零，则 B 球质量为 2 beh a = beh a = 0W be= 0W be= − A．  B． C． D． 18．如图所示，有一长为 L 的轻绳，一端系在固定在 O 点的拉力传 感器上，另一端栓一质量为 m 的小球，让小球能够在竖直平面内做完 整的圆周运动，测出小球在最低点时细绳拉力大小与小球在最高点时 细绳拉力大小之差为△F，同时也测出小球在最高点时速度大小为 v，已 知重力加速度为 g，则△F 大小与 v 2 的关系正确的是 19．如图所示，小物块 A、B 质量均为 2 kg，长木板 C 质量为 1 kg，用细线连接 A、B 放 置在长木板 C 上，A 与 C 之间动摩擦因数为 0.2，B 与 C、C 与地面之间均为光滑。现对 小物体 B 施加一随时间 t 变化的水平拉力 F=10 t（N），设 AB 间细绳拉力大小为 T，则下 列说法正确的是： A．在 A 、 C 发生相对滑动之前，T∶F=3∶5 B．在 A 、 C 发生相对滑动之前，T∶F=1∶2 C．在 A 、 C 发生相对滑动之后，T∶F=1∶2 D．在 A 、 C 刚要发生相对滑动的瞬间，物块 A 的速度大小为 4 m/s 20．如图甲所示，将一足够长的光滑斜面固定放置在地球表面上，斜面倾角为 θ，A、B 两 个小球质量相等，均可视为质点；A 球沿斜面由静止开始下滑，B 球做自由落体运动，A、B 两球速率的平方与位移的关系图像如图乙所示。已知地球半径为 R，引力常量为 G，则 A．倾角为 θ=30° B．A、B 两球的动能相等时，两球重力的瞬时功率之比为 P A ∶P B ＝1∶1 C．地球质量 D．地球的平均密度 21．如图所示，等边三角形 AQC 的边长为 2L，P、D 分别为 AQ、AC 的中点。区域Ⅰ（梯 形 PQCD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 大小为 B0 ；区域Ⅱ（三角形 APD）内的磁场方向垂直 纸面向里，区域Ⅲ（虚线 PD 之上、三角形 APD 以 外）的磁场与区域Ⅱ内大小相等均为 3B0 、方向相反。 ( )2 1 m+ ( )2 1 m− ( )3 2 2 m+ ( )3 2 2 m− 2 2 0 02 R vM Gx = 2 0 0 2 3 v Gx R ρ π= 带正电的粒子以速度 v0 从中点 N 垂直 QC 射入磁场区域Ⅰ，经区域Ⅰ再从 P 点垂直 AQ 射入 区域Ⅲ（粒子重力忽略不计），则下列说法正确的是 A．粒子的比荷 B．粒子的比荷 C．粒子从 N 点出发再回到 N 点的运动过程所需的时间为 D．粒子从 N 点出发再回到 N 点的运动过程所需的时间为 第Ⅱ卷 非选择题（共 174 分） 三、非选择题：共 174 分。第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分 22．（6 分）某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数。实验 的主要步骤如下 （1）将长木板放置在水平桌面上并固定好，并在其中间某一位置固定一光电门传感器。 （2）用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度 d，测量结果如图所示，则挡光片的宽 度 d= mm。 （3）滑块放在长木板上，用手拨动滑块，通过光电门，运动一段距离后静止，记录挡光片的 挡光时间 t、滑块静止位置与光电门之间的距离 x。 （4）已知重力加速度为 g，则动摩擦因数 μ= （用题中所给字母表示）。 （5）若某次实验时，手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置 的距离的两倍，已知挡光时间为 t1 ，滑块质量为 m，则人拨动滑块时，对滑块的冲量大小为 （用题中所给字母表示）。 23．（9 分）某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图所 示，其中，虚线框内为用灵敏电流计 G 改装的电压表 V，A 为标准电流表，E 为待测电池组， S 为开关，R 为滑动变阻器，R 0 是标称值为 4.0 Ω 的定值电阻。 ①已知灵敏电流计 G 的满偏电流 I g = 1000 μA、内阻 rg = 2.0 kΩ，若要改装后的电压表量 程为 6 V，应串联一只 kΩ 的定值电阻 R1（结果保留 2 位有效数字）。 ②请根据实验原理图，完成电路图的实物连接。 0 0 2vq m B L = 0 0 vq m B L = 0 4 3 L v π 0 13 9 L v π ③某次实验的数据如图所示：则电池组的电动势为 E = V，内阻 r = Ω（结 果保留 3 位有效数字）。 ④该小组在实验中，测得的电源内阻与真实内阻相比总是 （填“偏大”或“偏小”）。 24．（14 分）如图所示，固定在水平面内的 U 型金属框架宽度为 L= 0.4 m，左端接有阻值 R =0.8 Ω 的电阻，垂直轨道放置的金属杆 ab 阻值 r= 0.2 Ω、质量 m= 0.1 kg。整个轨道处于 竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B = 1.0 T。金属杆 ab 以初速度 v0= 5.0 m/s 开始向图 右方运动。不计轨道摩擦和轨道电阻。求： （1）金属杆 ab 速度变为 v=2.0m/s 时，杆的加速度 是多大； （2）金属杆 ab 从开始运动到静止，通过电阻 R 上 的电荷量及金属杆 ab 通过的位移； （3）金属杆 ab 从开始运动到静止，电阻 R 上产生 的焦耳热是多少？ 25．（18 分）一个倾角为 30°、上表面光滑的斜面固定在水平地面上，斜面 P 处垂直斜面 放置的挡板是一个力的传感器，可以显示出受到的压力大小。B 和 C 是由劲度系数为 k = 30 N/m 的轻质弹簧连接在一起的两个相同的滑块，质量均为 m =0.6 kg，滑块 C 紧靠在传感器 上，初时均静止，弹簧始终处于弹性限度内，g = 10 m/s2 。 （1）如图甲所示，用力 F 沿斜面向上缓慢拉动滑块 B，当 B 滑块沿斜面上升到某一位置时， 传感器的示数刚好变成零。求在这一过程中施加在滑块 B 上力 F 的最大值和滑块 B 上升的 距离。 （2）如图乙所示，若在滑块 B 沿斜面上方 Q 处还有一个质量为 m 0 =0.15 kg 的滑块 A，正 以速度 v 0 通过 Q 点无摩擦滑下，此时 A、B 滑块相对边缘间的距离为 S=0.5 m，A 与静止 的滑块 B 发生时间极短的正碰后以相同的速度共同运动，A、B 不黏连。在 A、B 第一次分 离后 A 滑块能沿斜面继续上滑 S'=0.2 m，滑块 B 向上冲到最高点时，传感器的示数刚好变 成零。求：A、B 滑块在第一次碰撞中损失的机械能和滑块 A 的初速度 v 0。 （二）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一题 作答。如果多做，每科按所做的第一题计分。 33．[ 物理—— 选修 3-3]（15 分） （1）（5 分）下列说法中正确的是_________（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分。） A．如果铜的摩尔质量为 M、密度为ρ、阿伏伽德罗常数为 N A ，则 1 个铜原子所占的体积为 B．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强可能增大 C．一定质量理想气体温度不变时，体积减小，压强增大，气体分子的平均动能增大 D．一定质量的理想气体在等温压缩的过程中，气体的内能不变，从外界吸热 E．一块 0℃的冰逐渐熔化成 0℃的水的过程中，分子势能会增加 （2）（10 分）如图所示，导热气缸缸套的质量为 10 kg，活塞质量忽略不计，通过细线吊在 天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面 积为 50 cm 2，气缸总长为 L，气缸上端开口小于活塞面积，不计活塞厚 度，封闭气体可视为理想气体，大气压强为 1.0×10 5Pa，环境温度为 27 ℃。初始时，活塞到气缸底部距离为 ； （i）现在气缸下端缓慢加挂钩码，则所挂钩码质量为多少千克时，活塞恰 好到达气缸开口处； （ii）再将整个气缸降温，则温度变为多少摄氏度时，活塞再次回到初始 位置？ A M Nρ 2 L 34．[ 物理—— 选修 3-4]（15 分） （1）（5 分）一列简谐横波在 t=0.4 s 时刻的波形如图甲所示，波传播方向上质点 A 的振动 图象如图乙所示。则 _________。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分， 选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．该波沿 x 轴负方向传播 B．该波的波速是 25 m/s C．从此时刻开始经过的 0.2 s 内 P 点的速度先增大后减小 D．x=5 m 处的质点的位移表达式为 y = 0.08 sin(2.5πt+π)（m） E．该机械波传播过程中遇到障碍物的尺寸小于 15 m 能够发生明显的衍射现象 （2）（10 分）如图所示为一直角棱镜的横截面，AB=a，∠BAC=90°，∠ABC=60°，AD 垂直 BC， 一平行细光束从 BD 中点沿垂直于 BC 面的方向射入棱镜。已 知棱镜材料的折射率 n = ，若不考虑原入射光在 BC 面上 的反射光，已知光速大小为 c。求： （i）光线射出棱镜时距 C 点的距离； （ii）光线从 BC 边射出时所经历的时间？ 2