黑龙江省双鸭山市2020届高三下学期第五次模拟考试理综物理试题 Word版含解析 18页

- 1 - 双鸭山市 2020 届高三第五次模拟考试 理综物理部分 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 14~17 题只有一项符合题目要求，第 18~21 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. 处于 n=4 能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射光的频率最多有（ ） A. 5 种 B. 6 种 C. 7 种 D. 8 种 【答案】B 【解析】 【详解】大量的氢原子处于 n=4 的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的频率 为 2 4 6C  种，故 B 符合题意，ACD 不符合题意。 2. 如图所示，斜面体 B 固定在水平地面上，物体 A 在水平向右的推力 F 作用下保持静止。若 仅增大推力 F，物体 A 仍然静止在斜面上，则（ ） A. 斜面对物体 A 的支持力一定增大 B. 物体 A 所受合力一定增大 C. 斜面对物体 A 的摩擦力一定减小 D. 斜面对物体 A 的摩擦力方向一直沿斜面向上 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体 A 受到重力G ，斜面对物体 A 的支持力 N 和推力 F，且保持静止不动，则在 垂直斜面方向上重力和推力的合力与支持力等大反向。当增大推力 F 时，重力和推力的合力 增大，即支持力增大，A 正确； B．物体 A 仍然静止在斜面上，所受合力为零保持不变，B 错误； C．当滑块有向下运动趋势时，仅增大推力 F，斜面对物体 A 的摩擦力先减小到零在增大；当 滑块有向上运动趋势时，仅增大推力 F，斜面对物体 A 的摩擦力一直增大，C 错误； - 2 - D．当滑块有向下运动趋势时，摩擦力方向沿斜面向上；当滑块有向上运动趋势时，摩擦力方 向沿斜面向下，D 错误。 故选 A。 3. 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻 R。金属棒 ab 与两导轨垂 直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应 强度随时间均匀增大，ab 始终保持静止，下列说法正确的是（ ） A. ab 中的感应电流方向由 a 到 b B. ab 中的感应电流大小保持不变 C. ab 所受的安培力大小保持不变 D. ab 所受的静摩擦力大小逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，可知感应电流的磁场与原磁场方向相反，再根据安培定则可知， ab 中的感应电流方向由 b 到 a，A 错误； B．根据法拉第电磁感应定律 BE St t     由于磁场随时间均匀增大，因此感应电流恒定不变，B 正确； C．根据 F BIL 由于磁场均匀增大，ab 所受的安培力逐渐增大，C 错误； D．由于导体棒 ab 始终处于静止状态，所受的静摩擦力与安培力等大反向，因此摩擦力逐渐 增大，D 错误。 故选 B。 4. 2020 年 5 月 12 日 9 时 16 分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，以“一箭 双星”方式，成功将行云二号 01/02 星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功， - 3 - 此次发射的“行云二号”01 星被命名为“行云·武汉号”，箭体涂刷“英雄武汉伟大中国” 八个大字，画上了“致敬医护工作者群像”，致敬英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作 者。如图所示，设地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g0，“行云·武汉号”在半径为 R 的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的 A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点 B 时，再次点火进入轨道半径为 4R 的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“行云·武汉号”质量 保持不变。则（ ） A. “行云·武汉号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为 81 B. “行云·武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率大于 0g R C. 飞船在轨道Ⅰ上经过 A 处点火前的加速度大小等于相对地球赤道上静止物体的加速度大小 D. “行云·武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 3 2 r CT  代入数据可得 3 1 3 3 1 (4 ) 81 T R T R   A 错误； B．根据 2 2 GMm mv r r  可知轨道半径越大，运动速度越小，“行云·武汉号”在轨道 I 上的运行时 2 1 0 mvmg R  - 4 - 可得 1 0v g R 因此可知“行云·武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率 3 0v g R B 错误； C．根据向心加速度 2 2 4a rT  在轨道 I 上运动周期大约为 83min，而在赤道上的物体随地球自转周期为 24h，因此在轨道 I 上 A 点的向心加速度大于在地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度，C 错误； D．卫星发射的越高，机械能越大，因此“行云·武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ 上的机械能，D 正确。 故选 D。 5. 一质量为 2kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动。F 随时间 t 变化的图线 如图所示。则（ ） A. 在 0～2s 时间内物块受到合外力的冲量大小为 8N·s B. 在 0～2s 时间内物块动量变化量的大小为 12kg·m/s C. t=2s 时物块的速度大小为 4m/s D. t=2s 时物块的速度大小为 6m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】 A．在 F t— 图象中，图象与时间轴围成的面积等于物体所受的冲量，根据图象可知，在 0 ～ 2s 时间内物块受到合外力的冲量大小为 8N·s，故 A 正确； - 5 - B．根据动量定理可知，在 0～2s 时间内物块动量变化量大小为 8kg·m/s ，故 B 错误； CD．由于初速度为零，因此 t=2s 时的动量为 8kg·m/s ，而物体质量为 2kg，因此物块的速 度大小为 4m/s，故 C 正确， D 错误。 故选 AC。 6. 在光滑绝缘水平面上，一带电质点 A 在固定的点电荷 B 作用下绕该点电荷做逆时针方向的 匀速圆周运动，周期为 T0，从上向下看的俯视图如图所示，现加一垂直于轨道平面的匀强磁 场，瞬间调整粒子速率，使 A 的轨道半径不改变，若磁场方向竖直向下，发现质点 A 的运动 周期小于 T0，不计粒子的重力，则（ ） A. 质点 A 带正电 B. 质点 A 带负电 C. 若磁场方向竖直向上，则质点 A 运动的周期将小于 T0 D. 若磁场方向竖直向上，则质点 A 运动的周期将大于 T0 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．初始状态，可知 2 0 2( )F m rT 电 加上磁场后 22( )F f m rT  电 洛 由于 0T T 可知向心力增大，洛伦兹力的方向指向圆心，根据左手定则可知 A 带正电荷，因此选项 A 正 确，B 错误； CD．若磁场方向向上，洛伦兹力沿半径向外，此时 - 6 - 22( )F f m rT  电 洛 由于向心力减小，运动周期变长，因此选项 C 错误，D 正确。 故选 AD。 7. 如图所示，一根长为 L 的轻质不可伸长的细绳一端固定于 O 点，另一端系有一个质量为 m 的小球 A（可看作质点）。当小球 A 在最低点静止时，细绳被拉直且与 OO′重合。现将小球向 左拉开一小段距离，保持细绳拉直，当细绳与 OO′间角度为 时由静止释放，小球 A 释放后 经历 t 的时间，细绳会第一次与 OO′重合。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球 A 释放后到细绳第一次与 OO′重合的过程中重力对小球做功的功率一直增加 B. 细绳通过 OO′后小球 A 速度再次为 0 时，细绳与 OO′的夹角仍为 C. 细绳每次通过 OO′时对小球 A 的拉力大小均为 (3 2cos )mg  D. 小球 A 释放后经历 7t 的时间，小球的速度大小为 0 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球从静止释放，瞬时速度为 0，根据瞬时功率 cosP Fv  可知重力的功率为 0，小球到达最低点，重力与瞬时速度垂直，重力的瞬时功率为 0，小球 A 释放后到细绳第一 次与 OO′重合的过程中重力对小球做功的功率先增大后减小，A 错误； B．小球运动过程中机械能守恒，所以小球一定能上升右侧到与释放位置相同的高度，即细绳 与 OO′的夹角仍为 ，B 正确； C．小球从静止释放，到最低点，根据动能定理 21(1 cos ) 2  mgL mv 在最低点，根据牛顿第二定律 2vT mg m L   解得 - 7 - 2 2 (1 cos ) (3 2cos )mvT mg mg mg mgL         C 正确； D．小球经过 7t 时间，正处于最低点，速度最大，不为零，D 错误。 故选 BC。 8. 如图所示，光滑固定绝缘斜面足够长，斜面倾角θ=30°，t=0 时刻斜面上带电量为+q 质 量为 m 的小物块从 O 点由静止开始下滑，t 秒后加一沿斜面向上的匀强电场，再经过 t 秒物块 恰好回到了 O 点。不计一切阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场场强大小为 mg q B. 物块沿斜面下滑最低点与 O 点的距离为 21 3 gt C. 小物块从 O 点开始下滑到再回到 O 点的全过程中电场力做功大小为 2 2 2 mg t D. 小物块从 O 点开始下滑到再回到 O 点的全过程中电场力与重力冲量大小之比为 1：1 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律得 o 1sin30mg ma 经过时间 t 后的速度 1 1v a t 沿斜面向下运动的位移大小 2 1 1 1 2s a t 加上电场后，小物块先向下减速到零再反向向上加速运动，又经时间 t 回到出发点 o 2sin30Eq mg ma  2 1 1 2 1 2s v t a t   代入数据整理得 - 8 - 1 1 2a g ， 2 3 2a g ， 1 1 2v gt ， 2 1 1 4s gt ， 2mgE q  A 错误； B．加上电场后，物块又向下运动的时间 1 1 2 vt a  又向下运动的位移 2 2 1 2 2 2 1 2s v t a t  向下运动的总位移 1 2s s s  整理得 21 3s gt B 正确； C．再回到 O 点时的速度大小 2 1 2v v a t   整个过程中只有电场力做功，根据动能定理 2 2 1 2W mv电 整理得 2 2 2 mg tW 电 C 正确； D．重力的冲量 G 2I mg t  电场力的冲量 E 2I Eqt mgt  小物块从 O 点开始下滑到再回到 O 点的全过程中电场力与重力冲量大小之比为 1:1，D 正确。 故选 BCD。 - 9 - 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。 9. 某同学做“验证力的平行四边形定则”实验如图甲，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡 皮条与细绳的结点，OB 和 OC 为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。 (1)按照正确的操作，图乙中的 F 与 F′两力中，方向一定沿 AO 方向的是_____（填 F 或 F′）； (2)本实验采用的科学方法是_____； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (3)关于本实验，下列说法正确的是_____。 A．两细绳必须等长 B．弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行 C．两次拉伸橡皮筋，只要使橡皮筋伸长到相同长度即可 D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些 【答案】 (1). F′ (2). B (3). BD 【解析】 【详解】(1)[1]F 是通过作图的方法得到合力的理论值，而 F′是通过一个弹簧称沿 AO 方向 拉橡皮条，使橡皮条伸长到 O 点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测 量出的合力，则方向一定沿 AO 方向的是 F′； (2)[2]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替 代法，故选 B； (3)[3]A．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，故 A 错误； B．为了减小误差，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，故 B 正确； C．该实验采用了“等效替代”的原理，即合力与分力的关系是等效的，要求两次拉橡皮筋时 的形变量和方向是等效的，则橡皮筋沿同一方向拉长到同一长度，故 C 错误； - 10 - D．为了减小误差，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故 D 正确。 故选 BD。 10. 某实验小组的同学欲测量某金属丝的电阻率。 (1)实验中需用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝直径的测量值 d=_____mm。 (2)请根据实验电路将实物图连线_______________。 (3)实验中电流表选择 0-0.6A 量程，电压表选择 0-3V 量程，指针位置分别如图所示，则电流 表的读数是_____A，电压表的读数是_____V。 (4)该实验中金属丝电阻的测量值与真实值相比 R 测_____R 真（填“＞”、“＜”或“=”）。 【答案】 (1). 1.780 (2). 见解析 (3). 0.44 (4). 1.15（1.13-1.17） (5). ＜ 【解析】 【详解】(1)[1]金属丝直径的测量值 (1.5 0.280)mm 1.780mmd    (2)[2]根据实验电路将实物图连线，如图所示 - 11 - (3)[3][4]由于电流表量程为 0.6A，因此电流表读数为 0.44A；由于电压表量程为 3V，因此电 压表读数为 1.15V。 (4)[5]由于采用电流表外接法，根据 UR I  电压表测量的是待测电阻两端的电压，而电流表测量的是流过电压表和待测电阻电流之和， 因此电流的测量程偏大，从而导致电阻的测量盾偏小，即 R R测 真 11. 一质量为 m 的物体在竖直向上的恒力作用下以大小为 1 4 g 的加速度由静止开始竖直向上 加速运动，且物体在运动中所受空气阻力的大小恒为重力的 1 5 倍，则在物体向上运动位移为 h 的过程中，求： (1)物体向上运动位移为 h 时速度大小？ (2)物体的机械能变化量为多少？ 【答案】(1) 2 gh ；(2)增加了 5 4 mgh 【解析】 【详解】(1)根据动能定理 21 2mah mv 解得 2 ghv  (2)恒外力与阻力的合力做正功，机械能增加，假设恒外力与阻力的合力为 F ，根据牛顿第二 定律 - 12 - F mg ma  解得 5 4F ma mg mg   则机械能增加了 5 4E Fh mgh   12. 一种重物缓降装置利用电磁感应现象制成，其物理模型如图所示，半径为 L 的铜轴上焊 接一个外圆半径为 3L 的铜制圆盘，铜轴上连接轻质绝缘细线，细线缠绕在铜轴上，另一端悬 挂着一个重物，从静止释放后整个圆盘可以在重物的作用下一起转动，整个装置位于垂直于 圆盘面的匀强磁场中，铜轴的外侧和大圆盘的外侧通过电刷及导线和外界的一个灯泡相连， 电磁感应中产生的电流可以通过灯泡而使灯泡发光，如果已知磁感应强度为 B，灯泡电阻恒为 R 额定电压为 U，重力加速度为 g，不计一切摩擦阻力，除了灯泡以外的其余电阻不计，问： (1)当灯泡正常工作时圆盘转动的角速度的大小是多少； (2)如果绳子足够长，铜轴所处高度足够高，重物质量 m 满足什么条件才能使灯泡不烧毁。 【答案】(1) 24 U BL   ；(2) 4BLUm gR  【解析】 【详解】(1)回路中的感应电动势 2E B Lv  由于圆盘各处的速度不同，因此平均速度 - 13 - 3 22 L Lv L     灯泡正常工作时，加在灯泡两端的电压等于电源电动势 E U 整理得 24 U BL   (2) 如果绳子足够长，铜轴所处高度足够高，物体最终匀速下降，根据能量守恒可知，重力 做功的功率全部转化为灯泡产生热的功率，即 2Umgv R  又由于 v L 联立可得 4BLUm gR 因此当 4BLUm gR  时，灯泡不烧毁。 【选修 3－3】 13. 下列说法正确的是（ ） A. 热量不可能自发地从内能少的物体传到内能多的物体 B. 若空气的绝对湿度相同，温度低时感觉比温度高时更潮湿 C. 无论是单晶体还是多晶体都一定有规则的几何形状，但不一定具有各向异性的特征 D. 液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离而产生的 E. 密闭在汽缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分 子数一定减少 【答案】BDE 【解析】 【详解】A．只要内能少的物体温度比内能多的物体温度高，热量就可以自发地从内能少的物 - 14 - 体传到内能多的物体，故 A 不符合题意； B．绝对湿度相同的情况下，温度越低，水的饱和汽压较小，相对湿度较大，所以温度低时感 觉比温度高时更潮湿，故 B 符合题意； C．多晶体属于晶体，没有固定的几何形状，单晶体具有各向异性，故 C 不符合题意； D．液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离而产生的，故 D 符合题意； E．密闭在气缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体的状态方程 pV CT  可知，气体的温度一定升高，气体分子的平均动能增大，则每一次对器壁的平均撞击力增大， 而气体的压强不变，所以单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故 E 符合题意。 故选 BDE。 14. 如图，在大气中有一水平放置的绝热固定圆筒，它由 a、b 和 c 三个粗细不同的部分连接 而成，a、c 足够长，各部分的横截面积分别为 2S、 1 2 S 和 S。已知外界大气压强始终保持为 p0，两活塞 A 和 B 用一根长度恒为 4l 且体积可忽略的轻杆相连。把温度为 T0 的理想气体密封 在两活塞之间，若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞的位置如图所示。求： （i）被密封的理想气体初始状态的压强是多少？ （ii）现对被密封的理想气体降温，使其温度缓慢下降到 T，此时两活塞之间气体的压强可能 为多少？ 【答案】（i） 1 0p p ；（ii） 0p 或 0 0 4 3 PT T 【解析】 【详解】 (i)初始状态，设被密封气体的压强为 p1，将两个活塞及封闭气体做为一个整体，根据平衡条 件有 0 1 1 02 2p S p S p S p S     解得 - 15 - 1 0p p (ii)初态时气体的体积为 1 2 2 =42 SV S l l Sl Sl     对气体降温时，被密封气体温度缓慢降低，两活塞一起向右缓慢移动，气体体积减小，压强 保持 p1 不变，若持续降温，此过程会一直持续到活塞向右移动的距离等于 l 为止，这时气体 的体积为 2 2 2 32 SV l S l Sl     根据盖·吕萨克定律得 1 2 0 2 V V T T  解得 2 0 3 4T T 由此可知，当气体温度 0 0 3 4T T T  时，气体的压强为 2 0p p 当气体温度 2 0 3 4T T T  时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持 V2 不变，由查理定律得 0 0 pP T T  解得 0 0 4 3 p Tp T  即当气体温度 0 3 4T T 时，气体的压强为 - 16 - 0 0 4 3 p Tp T  【选修 3－4】 15. 下列有关光学现象的说法正确的是 ． A. 光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射 B. 做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变大 C. 在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹是等间距的 D. 光的偏振现象表明光是横波 E. 在同一种物质中，波长越短的光传播速度越小 【答案】BDE 【解析】 【详解】A．全反射发生的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时， 故 A 错误； B．根据双缝干涉实验，相邻条纹间距 Lx d  ，波长越长则干涉条纹间距越大，而红光的波 长大于紫光波长，则红光的干涉条纹间距比紫光的大，故 B 正确； C．根据 Lx d  以及不同颜色的光波长不同可知，不同颜色的光缠身的干涉条纹间距不同， 故在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹的间距是不等的，故 C 错误； D．光的偏振现象证明了光是横波，纵波不能发生光的偏振现象，故 D 正确； E．在同一种物质中，不同波长的光传播速度不同，波长越短，波速越小，故 E 正确． 16. 已知在 t1 时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻 t2 该波的波形如图中虚线所示． t2-t1 = 0.02s．求： ⑴该波可能的传播速度． ⑵若已知 T< t2-t1<2T，且图中 P 质点在 t1 时刻的振动速度方向向上，求可能的波速． ⑶若 0.01s