黑龙江省大庆实验中学2020届高三物理综合训练（五）试题（Word版附答案） 16页

1 大庆实验中学 2020 届高三综合训练（五） 理科综合 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 3 分，有选错的得 0 分。） 14．下列叙述与物理学史实不相符的是（ ） A．伽利略最早提出瞬时速度、加速度等概念,用“理想实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动原因”的观点 B．开普勒通过对行星运行数据的研究，提出了行星轨道半长轴三次方与公转周期的平方比值都相等，并最早通过 实验测定引力常量的数值 C．密立根最早通过油滴实验测定元电荷 e 的数值 D．法拉第最早提出电场、磁场的概念，并发现了“磁生电”的现象 15．示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下， 为水平偏转电极， 为竖直偏转电极．以下说法正确的是（ ） A． 加图 3 波形电压、 不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点 B． 加图 2 波形电压、 加图 1 波形电压，屏上将出现两条竖直亮线 C． 加图 4 波形电压、 加图 2 波形电压，屏上将出现一条竖直亮线 D． 加图 4 波形电压、 加图 3 波形电压，屏上将出现图 1 所示图线 2 16．某同学将一电路中电源的总功率 EP 、输出功率 RP 和电源内部发热功率 rP 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标 上，如图所示。则该电路（ ） A．电源的电动势 3E V ，内电阻 3r   B．电流为 1A 时，外电阻为 2 C．b 表示电源的输出功率，最大值为 9W D．外电阻为1 时，电源输出功率为 4.5W 3 17．如图为两形状完全相同的金属环 A、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心 Ol、O2 的连线为一条 水平线，其中 M、N、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足 MOl=O1N=NO2 =O2P．当两金属环中通有从左 向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得 M 点的磁感应强度大小为 B1、N 点的磁感应强度大小为 B2， 如果将右侧的金属环 B 取走，P 点的磁感应强度大小应为（ ） A． 2 1B B B． 2 1 2 BB  C． 1 2 2 BB  D． 1 3 B 18．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈，A1、 A2、 A3 是三个完全相同的灯泡．实验时， 断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即变亮， 最终 A2 与 A3 的亮度相同．下列说法正确的是（ ） A．图甲中，A1 与 L1 的电阻值相同 B．图甲中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流 C．图乙中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D．图乙中，闭合 S2 瞬间，L2 中电流与变阻器 R 中电流相等 19．在倾角为 的固定光滑斜面上，物块 A、B 用劲度系数为 k 的轻弹簧相连，物块的质量均为 m。C 为一与斜面 垂直的固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力 F 拉物块 A，使它沿斜面向上缓慢运动，直到 物块 B 刚要离开挡板 C。重力加速度为 g，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．物块 B 刚要离开挡板时弹簧的伸长量为 mg k B．物块 A 运动的距离为 sinmg k  C．弹簧弹性势能先减小后增大 D．拉力做的功为 22( sin )mg k  20．日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素 131 被更多的人所了解．利用质谱仪可分析碘的各种同位素．如 图所示，电荷量均为＋q 的碘 131 和碘 127 质量分别为 m1 和 m2，它们从容器 A 下方的小孔 S1 进入电压为 U 的加速 电场(入场速度忽略不计)．经电场加速后从 S2 小孔射出，垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底 片上．下列说法正确的是（ ） 4 A．磁场的方向垂直于纸面向外 B．碘 131 进入磁场时的速率为 1 2qU m C．碘 131 与碘 127 在磁场中运动的时间差值为  1 22 m m qB   D．打到照相底片上的碘 131 与碘 127 之间的距离为 1 22 22 mU m U B q q      21．如图甲所示，半径为 r 带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平 放置的平行金属板 A、B 连接，两板间距为 d 且足够大．有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其变化 规律如图乙所示．在平行金属板 A、B 正中间有一电荷量为 q 的带电液滴，液滴在 0～ 1 4T 内处于静止状态．重力 加速度为 g.下列说法正确的是（ ） A．液滴带正电 B．液滴的质量为 2 04B q r gdT  C． 3 4t T 时液滴的运动方向改变 D．t＝T 时液滴与初始位置相距 21 2 gT 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）某学习小组用如图甲所示的实验装置探究做功与动能变化的关系。在水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨， 导轨上 A 处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一沙桶相连，沙桶和 里面的细沙总质量为 m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B 处有一光电门，可以测量出遮光片经过光电门时的 挡光时间为 t，d 表示遮光片的宽度，L 表示遮光片右侧初位置至光电门之间的距离，用 g 表示重力加速度。 5 （1）该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图乙所示，遮光片宽度的测量值 d=_________cm。 （2）让沙桶内盛上适量细沙，测出沙桶和细沙的总质量 m，调整导轨倾角，让滑块恰好沿斜面匀速下滑。剪断细 绳后，滑块开始加速下滑，记录遮光片通过光电门的时间 t；保持滑块的质量 M 和遮光片右侧初位置至光电门之间 的距离 L 不变，改变沙桶内细沙的质量和导轨倾角，重复以上步骤，通过每次实验记录的 m 和 t，描点作出了一个 线性关系的图象，从而更直观地研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是 2t  _________图象，分析后作出正确的图象如图丙所示，若遮光片右侧初位置至光电门之间的距离 L 和遮光片的 宽度 d 为已知量，则滑块的质量 M=__________。 （3）为了减小上述实验中的误差，下列实验要求中必要的项是___________（请填写选项前对应的字母）。 A．应使沙桶和细沙的总质量 m 远小于滑块和遮光片的总质量 M B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C．遮光片的宽度要适当小些 D．应使细绳与气垫导轨平行 23．（9 分）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提 高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块 表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的 测量。该同学用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约 4V、内阻约50 ），双向电压表（量程为 2V、内阻 约为 2k ），电阻箱（0~9999 ），滑动变阻器（0~ 200 ），一个单刀双掷开关及若干导线。 (1)该同学按如图 1 所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻。 请完善测量电压表内阻的实验步骤： ①将 R1 的滑动触片滑至最左端，将开关 S 拨向 1 位置，将电阻箱阻 值调为 0；②调节 R1 的滑动触片，使电压表示数达到满偏 U；③保 持 R1 不变，调节 R2，使电压表的示数达到 3 U ，读出电阻箱的阻值，记为 R0，则电压表的内阻 RV=__________。 (2)若测得电压表内阻为 2k ，可分析此测量值应__________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (3)接下来测量电源的电动势和内阻，实验步骤如下： 6 ①将开关 S 拨至__________（填“1”或“2”）位置，将 R1 的滑片移到最__________端，不再移动； ②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值； ③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。 (4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 R，作出 1 1 U R  图像，如图 2 所示，其中纵轴截距为 b，斜率为 k，则 电动势的表达式为__________，内阻的表达式为__________。 24.（14 分）如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为 37°，导轨间距为 1 m，电阻不计，导轨足够长．两根金 属棒 ab 和棒 a′b′的质量都是 0.2 kg，电阻都是 1 Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数 为 0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度 B 的大小相同．让 a′b′ 固定不动，将金属棒 ab 由静止释放，当 ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为 8 W．求： (1)ab 下滑的最大加速度的大小；ab 下滑达到最大速度的大小。 (2)如果将 ab 与 a′b′同时由静止释放，当 ab 下落了 30 m 高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电 流的发热量 Q 为多大？(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 25．（18 分）如图所示中，CO 为粗糙水平轨道，CO 间距 L＝6.8m，MN 是以 O 为圆心、半径 R＝ 8 3 5 m 的光滑圆 弧轨道，小物块 A、B 分别放置在 C 点和 O 点，小物块 A 的质量 mA＝0.5kg，小物块 B 的质量 mB＝1.5kg。现给 A 施加一大小为 5N，方向与水平成θ＝37°斜向上的拉力 F，使小物块 A 从 C 处由静止开始运动，作用时间 t 后撤去 拉力 F。小物块 A 与 B 之间的碰撞为弹性正碰，小物块 A 与水平轨道的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，重力加 速度 g＝10m／s2，sin37° ＝0.6，cos37° ＝0.8。 (1)求拉力 F 作用时，小物块 A 的加速度大小； 7 (2)若 t＝1s，求小物块 A 运动的位移大小； (3)要使小物块 B 第一次撞在圆弧 MN 上的动能最小，求 t 的取值。 8 （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，则每科 按所做的第一题计分。 33．【物理—选修 3-3】（15 分） （i）．（5 分）一定质量的理想气体由状态 a 变化到状态 b，再由状态 b 变化到状态 c，其压强 p 与温度 t 的关系如图 所示，下列说法正确的是（ ） A．气体由 a 到 b 为等容变化 B．气体在状态 a 的内能大于在状态 b 的内能 C．气体由 b 到 c 的过程必放热 D．气体在状态 a 的体积小于在状态 c 的体积 E. b 到 c 的过程是等压过程，温度升高，气体对外做功 （ii）．（10 分）科研人员设计如图所示模型进行实验，M、N 为两个相同汽缸水平放置，左侧是底部，右侧是顶部， 都是导热的，其余部分都绝热，汽缸左侧和右侧均有细管连通，右侧的细管带有阀门 K。两汽缸的容积均为 V0，汽 缸中分别有 A、B 两个绝热活塞(质量不计，厚度可忽略)，活塞由不同的磁性材料制成，均受到左侧各自气缸底部 给予的平行于侧壁的恒定的磁力作用，磁力不交叉作用。开始时 K 关闭，M、N 两气缸内活塞左侧和 N 气缸内活塞 右侧充有理想气体，压强分别为 p0 和 p0/3；A 活塞在汽缸正中间，其右侧为真空；B 活塞右侧气体体积为 V0/4，两 个活塞分别在磁力束缚下处于稳定状态（不计活塞与汽缸壁间的摩擦）。求： （1）稳定状态下，A、B 活塞受到的磁力 FA、FB 分别是多少？已知活塞面积均为 S。 （2）现使两汽缸左侧与一恒温热源接触，平衡后 A 活塞向右移动至 M 汽缸最右端，且与顶部刚好没有接触，已知 外界温度为 T0。求恒温热源的温度 T？ （3）完成（2）问过程后，打开 K，经过一段时间，重新达到平衡后，求此时 M 汽缸中 A 活塞右侧气体的体积 Vx. 射到 AC 边的 E 点，发生全反射后经 AB 边的 F 点射出．EG 垂直于 AC 交 BC 于 G，D 恰好是 CG 的中点．不计多 （ii）．（10 分）如图， ABC 是一直角三棱镜的横截面， 90A   ， 60B   ，一细光束从 BC 边的 D 点折射后， E. 3.5mx  处质点在 0 1s～ 内路程为 (16 8 2)cm 处的质点在 1st  时加速度沿 y 轴负方向 鉠 ɫ猐 D． 处质点在 4st= 时的速度方向沿 y 轴正向 ٧ɫ猐 鉠 C． B． 3.5mx  处质点在 2st  时的位移为 4 2cm A．此列波沿 x 轴负方向传播 点的振动图象，下列说法正确的是（ ） （i）．（5 分）图 1 是一列沿 x 轴方向传播的简谐横波在 0t  时刻的波形图，波速为1m / s 。图 2 是 5.5mx  处质 物理——选修 34](15 分)]．34 9 10 次反射． （1）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角； （2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？ 11 大庆实验中学 2020 届高三综合训练（五） 物理答案 一、选择题（48 分） 14 15 16 17 18 19 20 21 B A B B C CD ABD ABD 二、填空题（15 分） 22.（共 6 分） （1）0.230mm（1 分） （2） （1 分） 鉠 th （2 分） （3）BCD（2 分） 23.（共 9 分） （1） （2 分） （2）大于（1 分）（3）2 （1 分） 左（1 分） （4） h （2 分） h （2 分） 三、计算题（共 32 分） 24. （14 分）（１）4m/s2 （２）Q＝30J （３）Q`＝75J （1）当 ab 棒刚下滑时，ab 棒的加速度有最大值： 因为 mgsinθ－μmgcosθ=ma （1 分） 所以 a=gsinθ－μgcosθ＝4m/s2 （1 分） ab 棒达到最大速度时做匀速运动， 则有：mgsinθ=BIL+μmgcosθ （2 分） R BLv R EI 22  （1 分） 12 2 2( ) 2 2 E BLV R R  （2 分） 则得：ab 棒的最大速度为：vm=10m/s （1 分） （2）将 a′b′固定解除，a′b′和 ab 棒达到最大速度时做匀速运动，根据共点力平衡条件： μmgcosθ+BI’L=mgsinθ （2 分） R BLv R EI 2 '2 2 ''  （1 分） 解得：v’=5m/s 根据功能关系：2mgh=2× 1 2 mv2+2×μmgcosθ× ` sin h Q  ， （2 分） 解得：Q=75J （1 分） 25. （18 分） (1) 2 1 6m / sa  ；(2)6.6m；(3) 2st  (1)小球 A 受到拉力 F 作用时，做加速运动，对 A 进行受力分析， 水平方向 o N A 1cos37F F m a － （1 分） 竖直方向 o N Asin37F F m g  （1 分） 代入数据解得 2 1 6m / sa  （2 分） (2)假定小球 A 速度减为零之前未与 B 相碰，则撤去拉力时 1 1 6m / sv a t   2 1 1 1 3m2x a t   （共 1 分） 撤去拉力后 A 做减速运动 A A 2m g m a  （1 分） 得 2 2 5m / sa  2 1 2 2 3.6m2 vx a   （1 分） 因 1 2 6.6mx x L   ，假定成立，故小球 A 运动的总位移为 6.6m。（2 分） 13 (3)撤去拉力时 A1 1 6v a t t   （1 分） 与 B 碰撞前 2 2 2 2 2 136 2 5 ( 6 ) 66 682Av t L t t    － － － （1 分） 小球 A 与小球 B 之间的碰撞为弹性正碰，则 2 3 1A A A A B Bm v m v m v     （1 分） 2 2 2 2 3 1 1 1 1 2 2 2A A A A B Bm v m v m v     （1 分） 解得 1 2 1 2B Av v 球 B 做平抛运动，经 tB 打在 MN 上，有： 1B Bx v t  2 B 1 2h gt 且 2 2 2h x R  （1 分） 平抛过程中遵循机械能守恒，有： 2 2 2 1 1 1 2 2B B B B Bm v m v m gh    （1 分） 可得 2 2 2 2 2 2 3 4 BB B Rv g tt    可知当 2 2 2 2 3 4 B B R g tt   时， 2Bv 最小，即动能最小 （1 分） 解得 B 2 2s5t  代入数据可解得 2st  （2 分） 33 （i）BDE （ii） 14 （1）FA =p0S，FB= 2 3 p0S （2）T= 7 5 T0（3）Vx= 1 2 V0 (1)由活塞平衡可知：FA =p0S，p0S=FB＋ 0 3 p S ，（2 分） 得 FB= 2 3 p0S （1 分） (2)由等压变化： 0 0 0 0 0 1 3 3 2 4 4V V V V T T    （2 分） 解得 T= 7 5 T0 （1 分） (3)打开活塞后，A 活塞降至某位置，B 活塞升到顶端，汽缸右部保持温度 T0 等温变化，汽缸左部保 持温度 T 等温变化． 设 A 活塞右侧气体压强为 p，则：pVx= 0 3 p · 0 4 V （1 分） 设 A 活塞左侧气体压强为 p2，则：p＋FA/S=p2， （1 分） 解得 p2=p＋p0 所以有 p2(2V0－Vx)=p0· 07 4 V （1 分） 联立上述方程有： 2 2 0 06 0x xV V V V   解得 Vx= 1 2 V0，另一解 Vx=－ 1 3 V0，不合题意，舍去（1 分） 15 （i）BCE。 （ii）（1）60° （2） 2 3 23 n  (i)光线在 BC 面上折射，作出多次折射后的光路如图所示： 由折射定律有： 1 1sin sini n r ①（1 分） 式中，n 为棱镜的折射率，i1 和 r1 分别是该光线在 BC 面上的入射角和折射角．光线在 AC 面上发生 全反射，由反射定律有 i2=r2 ②（1 分） 式中 i2 和 r2 分别是该光线在 AC 面上的入射角和反射角．光线在 AB 面上发生折射由折射定律有 3 3sin sinn i r ③（1 分） 式中 i3 和 r3 分别是该光线在 AB 面上的入射角和折射角． 由几何关系得 i2=r2=60°，r1=i3=30° ④（1 分） 16 F 点的出射光相对于 D 点的入射光的偏角为δ=(r1–i1)+(180°–i2–r2)+(r3–i3) ⑤（1 分） 由①②③④⑤式得δ=60°⑥（1 分） (ii)光线在 AC 面上发生全反射，光线在 AB 面上不发生全反射，有 2 3sin sin sinn i n C n i  ⑦（1 分） 式中 C 是全反射临界角，满足 sin 1n C  ⑧（1 分） 由④⑦⑧式知，棱镜的折射率 n 的取值范围应为 2 3 23 n  ⑨（2 分）