2020-2021学年重庆市高三第二次诊断考试模拟理科综合物理试卷含解析 19页

高考理综（物理部分）模拟试题 一、单选题：共 4 题 1．电场和重力场存在很多类似的地方，我们可以用定义电场强度和电势的方法来定义重力场强 度和重力势：某一点的重力场强度为放在该点的物体所受的重力 G 与其质量 m 的比值，我们把 重力势能与物体质量的比值叫做重力势，根据你的理解，下列说法正确的是 A.某点的重力场强度与物体所受的重力 G 成正比，与物体的质量 m 成反比 B.重力场强度的方向应与物体所受重力方向相反 C.某一点的重力势与重力场强度均为确定值 D.重力势具有相对性 2．一倾角为 的斜面固定在水平地面上，现有一质量为 m 的物块在仅受重力及斜面作用力的情 况下，沿斜面做匀变速运动，已知物体与斜面间动摩擦因数为 ，重力加速度为 g，下列说法正 确的是 A.若物体沿斜面向下运动，则物体一定处于失重状态 B.若 ，则无论物体沿斜面向哪个方向运动都一定处于失重状态 C.若 ，则无论物体沿斜面向哪个方向运动都一定处于超重状态 D.在物体失重的情况下，物体对斜面的压力 3．在如图甲所示的电路中，调节滑动变阻器的阻值，电源路端电压 U 随滑动变阻器阻值 R 的变 化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是 A.当 R=4Ω时，电源总功率为 16 W，内阻热功率为 2 W B.电源电动势 E=6 V，内阻 r=1 Ω C.该电源输出功率的最大值为 4.5 W D.滑动变阻器阻值从 0.5 到 10 Ω逐渐变大的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大 4．细线 OA、OB 的 O 端与质量为 m 的小球栓接在一起， A、B 两端固定于墙面上同一竖直线上的 两点，其中细线 AO 与竖直方向成 45°角，如图所示，现在对小球施加一个与水平方向成 45°角， 细线 BO与竖直方向成 60°角，如图所示，现在对小球施加一个与水平方向成 45°角的拉力 F，小 球保持静止，细线 OA、OB 均处于伸直状态，已知重力加速度为 g，小球可视为质点，下列说法 错误的是 A.在保证细线 OA、OB 都伸直的情况下，若 F增大，则细线 OA中拉力减小，细线 OB 中拉力变大 B.当 时，细线 OB 中拉力为零 C.为保证两根细线均伸直，拉力 F 不能超过 D.若缓慢增大 F 且使小球始终处于平衡状态，则细线 OA会松弛，细线 OB 将于 F共线 二、多选题：共 6 题 5．德国物理学家赫兹于 1887 年发现了光电效应， 现用图示装置研究光电效应现象， 下列说法正 确的是 A.只要开关 S 不闭合，即便入射光的频率足够大，电流表示数也为零 B.某种单色光入射时，回路中光电流为零，此时可把滑动变阻器的滑动触头向左滑动，通过增大 电压来实现增大电流的目的 C.光电管在某单色光照射下发生了光电效应， 保持滑动变阻器触头位置不变，可通过增大入射光 强度来实现增大电流的目的 D.光电管在某单色光照射下发生了光电效应， 若滑动变阻器的触头从图示位置向左滑动， 电流表 的示数可能不发生变化 6．一个质量 m=1 kg 的物块静止在粗糙的水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数 μ=0.2，现对 物块施加水平拉力 F，使其沿水平面做直线运动，物块的速度随时间变化的图像如图所示，重力 加速度为 ，则下列说法正确的是 A.拉力 F先对物块做正功，后对物体做负功 B.拉力 F 功率的最大值为 12 W C.整个过程中拉力 F 的平均功率为 6 W D.整个过程物块克服摩擦力做的功为 64 J 7．发射地球同步卫星时，可先将卫星发射至距地面高度为 h 的圆形轨道上，在卫星经过 A 点时 点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为 A，远地点为 B，AB 之间 的直径距离为 L，在卫星沿椭圆轨道运动经过 B 点时再次点火实施变轨， 将卫星送入同步轨道 （远 地点 B 在同步轨道上） ，如图所示， 两次点火过程都使卫星沿切线方向加速， 并且点火时间很短， 已知同步卫星的运动周期为 T，地球的半径为 R，地球表面重力加速度为 g，则下列说法正确的 是 A.卫星在椭圆轨道上经过 A 点的加速度为 B.卫星从 A 点沿椭圆轨道运动到 B 点需要的时间为 C.卫星同步轨道的高度为 D.卫星在椭圆轨道上运行时经过 B 点的加速度大于在同步轨道上运行时经过 B 点的加速度 8．平行导轨放置在绝缘水平面上，间距 l=0.2 m，导轨左端接有电阻 R，阻值为 1 Ω，导体棒 ab 静止地放置在导轨上， 如图甲所示， 导体棒及导轨的电阻可忽略不计， 整个装置处于磁感应强度 B=0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下，现外力 F 作用在导体棒上，使之做匀加速运动， 已知力 F 与时间 t 的关系如图乙所示，重力加速度 ，则下列说法正确的是 A.导体棒中的电流从 b 端流向 a 端 B.导体棒的加速度为 C.在未知导体棒与导轨间是否存在摩擦力的情况下，无法求解导体棒运动的加速度 D.若导体棒与导轨间的动摩擦因数 μ=0.2，则导体棒的质量为 9．（1）下列说法正确的是 _______ A.随着分子间距离的增加，分子间的引力增大而斥力减小 B.分子力做正功时，分子势能增大 C.物体的机械能增加时，物体的内能不一定增大 D.相同温度下，相同质量的氧气和氢气在不计分子势能的情况下，氢气的内能较大 E.温度较低的物体所具有的内能可能比温度高的物体内能大 10．（1）下列说法正确的是 ____________。 A.光的偏振现象证明了光是一种横波 B.通过相同的装置观察单色光的单缝衍射现象，波长越长中央明纹越宽 C.两个完全相同的日光灯发出的光相遇时一定可以发生干涉 D.杨氏双缝干涉实验中， 当屏上某点到两个光源的距离差等于半波长的整数倍时， 两列光在这点 相互削弱，这里出现暗条纹 E.当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率将大于波源发出的频率 三、实验题：共 2 题 11．某实验小组要完成 “验证力的平行四边形定则 ”的实验，但现有的器材缺少弹簧秤，于是，实 验小组的同学设计了如下的实验：三根相同的橡皮条一端结于 O 点，另一端各系一个细绳套， 橡皮条和细绳套的结点分别记为 A、B、C，操作结束后， OA、OB、OC长度相等，用刻度尺测得 该长度并记为 ，现把其中两个细绳套用图钉固定在木板上，用手拉第三个细绳套，使三根橡皮 筋均发生明显的形变， 且三根橡皮条所在平面与木板平行， 如图所示， 已知实验所用橡皮条的弹 力与形变量成正比 （1）为完成该实验， 实验小组的同学除了要记录 OA、OB、OC的长度， 还要记录 ______________。 （2）处理数据时，该小组同学以 OA、 OB长度和方向为邻边作平行四边形，再把 OA、OB 所夹 的对角线与 OC 的长度和方向对比，他们认为，只要二者长度在实验误差允许范围内基本相等， 大致在一条直线上则可证实力的平行四边形定则是正确的是，上述方法是错误的，原因是 A.没有选标度作平行四边形 B.没有以橡皮条伸长的长度来验证 C.不知道各力大小无法验证 12．某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小 ,实验器材如图甲所示 ,现已完成部分导 线的连接。 ①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中 ,电流表的示数从零开始逐渐增大 ,请按此要求 用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接 ; ②某次测量 ,电流表指针偏转如图乙所示 ,则电流表的示数为 A; ③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示 ,根据图线判断 ,将 只相同的小电珠并联后 , 直接与电动势为 3V、内阻为 1Ω的电源组成闭合回路 ,可使小电珠的总功率最大 ,其总功率的值约 为 W(保留两位小数 )。 四、计算题：共 4 题 13．乙车以初速度 在平直公路上匀速行驶，甲车停靠在路边，当乙车从甲车旁边经过的同时， 甲车开始启动， 其运行过程中加速度随时间变化的关系图像如图所示， 甲、 乙两车均可视为质点， （1）若要求甲车在加速阶段追上乙车，求乙车的初速度 应满足什么条件； （2）若乙车初速度 =5 m/s，求甲车启动后多长时间乙车追上甲车。 14．直角坐标系 xoy 如图所示，在 x 轴下方存在与 xoy 平面平行的匀强电场， x 轴上方存在垂直 xoy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度为 ，一个质量为 m，电荷量为 q 的负电荷从坐标原点以 初速度 0v 射入匀强电场， 与 x 轴正向夹角为 45°，该电荷在电场力作用下偏转，经过 x 轴上的 M 点时速度大小仍为 ，之后进入 x 轴上方的磁场中运动， 在洛伦兹力作用下可再次经过坐标原 点 O 射入电场中，重力不计， （1）求匀强电场的电场强度 E； （2）求电荷从 O 点出发后到再次回到 O 点的时间； （3）若当电荷在电场力作用下到达 M 点时，将磁场反向，同时把磁感应强度的大小调整为 B， 使得电荷刚好能通过坐标 的 N 点，求 B 的可能取值。 15．一定质量的理想气体从状态 A 经历了如图所示的变化最终到达状态 C，其中 AB 段与 t 轴平 行，已知在状态 A 时气体的体积为 10 L，T=t+273 K。求： （i）状态 B 时气体的体积及状态 C时气体的压强； （ii）从状态 A 到状态 C 的过程气体对外做的功； 16．如图所示，波源位于坐标原点 O，t=0 时波源开始振动，振幅为 0.2 m，某时刻形成了如图所 示的简谐波，此时 x=3 m 处的质点 A 刚好起振，已知该质点在起振后 2.5 s 时恰好第二次到达负 向最大位移处。 （i）请写出波源起振后位移随时间变化的关系式并求波的传播速度； （ii）求至少经过多长时间 x=10 m 处的质点 B 第一次到达波峰位置。 参考答案 1.D 【解析】本题考查了电场强度的概念，意在考查考生的理解能力。 根据题意，重力场强度等于重力与质量的比值，是重力场本身的属性，与重力大小，物体的质量 无关，选项 A 错误；根据公式可知，重力场强度的方向与重力的方向一致，选项 B 错误；重力 势与零势面的选取有关，具有相对性，选项 C 错误，选项 D 正确。 2.B 【解析】本题考查了牛顿运动定律的应用，意在考查考生对超重和失重的理解。 若物体沿斜面向下做减速运动， 根据矢量的分解可知， 物体具有竖直向上的加速度， 则物体处于 超重状态，选项 A 错误；若 ，则滑动摩擦力小于重力沿斜面向下的分量，物体的加速度 一定沿斜面向下， 根据矢量的分解， 可知物体一定具有竖直向下的加速度， 所以物体处于失重状 态，选项 B 正确；若 ，则滑动摩擦力大于重力沿斜面向下的分量，当物体沿斜面向上运 动时，具有向下的加速度，同理根据矢量的分解，可知物体一定具有竖直向下的加速度，所以物 体处于失重状态，选项 C 错误；当物体处于失重情况下， ，选项 D 错误。综上本题 选 D。 3.C 【解析】本题考查了闭合电路的欧姆定律、电源的输出功率、热功率等相关知识，意在考查考生 的分析和应用能力。 根据乙图可知电源电动势为 6V，当 R=4Ω时，根据欧姆定律可知，此时电路中电流为 1A，再由 闭合电路欧姆定律可知，内阻 r=2Ω，电源的总功率为 6W，内阻的热功率为 2W，选项 AB 错误； 当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大， =4.5W，选项 C 正确；滑动变阻器阻值 从 0.5 到 10 Ω逐渐变大的过程中，电路中的总电流逐渐减小，电源的总功率减小，当外电路电 阻等于内阻时，即 R=r=2Ω时，电源的输出功率最大，之后逐渐减小，选项 D 错误。 4.D 【解析】本题考查了共点力的平衡，意在考查考生的分析能力。 对小球进行受力分析，根据正交分解，有： ， 联立解得 ， ，可知 F 增大，则细线 OA 中拉力减小，细线 OB 中拉力变大，选项 A 正确； 根据表达式可知当 时， 细线 OB 中拉力为零， 选项 B 正确； 若两根细线都伸直， 则两个拉力与竖直方向夹角不变，当 OA拉力为零时， F 最大，此时 ，代入解 得 ，选项 C 正确；若细线 OA 会松弛，小球只受重力、拉力 和 F 三个力作用， 若细线 OB与 F 共线，则小球不能处于平衡状态，选项 D错误。 5.CD 【解析】本题考查了光电效应、饱和电流、极限频率等相关知识，意在考查考生的理解能力。 开关不闭合，当入射光的频率大于极限频率时，会发生光电效应，电流表示数不为零，选项 A 错误； 入射光频率小于极限频率时不会发生光电效应， 此时无论怎样改变滑动变阻器阻值， 都不 会产生光电流，选项 B 错误；当光电效应发生时，增大入射光的光强，光电子数目会增大，所以 光电流会增大，选项 C 正确； 当电压增大到某一值时， 电路中的电流达到饱和电流， 此时再增大 电压，光电流也不会继续增大了，选项 D 正确。 6.BD 【解析】本题考查了牛顿运动定律的应用、功、功率等相关知识，意在考查考生的分析和应用能 力。 根据速度图像可知物体的加速度先后分别为： ，根据滑动 摩擦力的计算公式，有 ,受力分析，结合牛顿第二定律有： ，所以拉力一直做正功，选项 A 错误；拉力的最大功率为 ，选项 B 正确；全程拉力做功等于克服摩擦力做的负功，根据面积表示位移，可 知位移为 32m，所以摩擦力所做的负功为 64J，因此拉力的平均功率为 ，选项 C 错误；选项 D 正确。 7.BC 【解析】本题考查了万有引力定律的应用，意在考查考生的理解和应用能力。 卫星在 A 点只受万有引力， 根据牛顿第二定律 和黄金代换 有： ， 选项 A 错误；根据万有引力提供向心力， ，结合黄金代换可知同步卫星的轨道半 径为： ，选项 C正确；根据开普勒第三定律可知卫星在椭圆轨道运动的周期为 所以星从 A 点沿椭圆轨道运动到 B 点需要的时间为 ， 选项 B 正确；卫星在椭圆轨道上运行时经过 B 点和在同步轨道上运行时经过 B 点时的受力情况 相同，根据牛顿第二定律可知加速度相同，选项 D 错误。 8.ABD 【解析】本题考查了电磁感应定律，右手定则，牛顿第二定律等相关知识，意在考查考生的综合 分析和解决能力。 根据右手定则可知，流过导体棒的电流由 b 指向 a，选项 A 正确；由 得， ，因为导体棒做匀加速直线运动， 根据图像的斜率可知 ，选项 B 正确，选项 C错误；根据图像的纵截 距可知， 得 ，选项 D 正确。 9.（1）CDE 【解析】本题考查了分子动理论、内能等热学知识，意在考查考生的识记能力。 根据分子动理论可知随着分子间距离的增加， 分子间的引力和斥力均减小， 选项 A 错误； 根据功 能关系可知分子力做正功，分子势能减少，选项 B 错误；机械能和物体的内能没有直接关系， 物 体的内能包括所有分子的动能和势能之和， 选项 C 正确； 在不计分子势能的情况下， 气体内能只 包括分子动能，又因为温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，在温度相同 的情况下，质量相同的氧气分子个数少于氢气分子个数，所以氢气的内能较大，选项 D 正确； 物体内能包括所有分子的动能和分子势能之和， 所以温度低的情况下， 若分子个数大， 那么物体 的内能也可能较大，选项 E 正确。 10.（1）ABE 【解析】本题考查了光的偏振、衍射、双缝干涉等知识点，意在考查考生的识记能力。 偏振是横波的特性， 所以光的偏振证明光是一种横波， 选项 A 正确； 根据光的衍射可知波长越长， 中央亮条纹越宽， 选项 B 正确； 两个相同的日光灯不属于相干光源， 所以发出的光不属于相干光， 不能发生干涉， 选项 C 错误； 杨氏双缝干涉实验中， 当屏上某点到两个光源的距离差等于半波长 的奇数倍时，两列光在这点相互削弱，这里出现暗条纹，选项 D 错误；根据多普勒效应，可知 当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率将大于波源发出的频率，选项 E正确。 11.（1）OA、OB、OC的方向（ 2）B 【解析】本题考查了验证力的平行四边形定则，意在考查考生的理解能力。 （1）根据实验原理，可知实验中要记录各力的大小和方向，因此除了要记录各橡皮绳的长度还 要记录橡皮条的方向。（ 2）力的平行四边形应该以力的大小为边长，做出平行四边形及其对角 线，所以应该以各橡皮条的伸长量来验证，故选项 B 正确。 12.①如图所示 ② 0.44 ③4 2.25(2.22~2.28 均对 ,3 分) 【解析】本题考查测量小电珠功率的设计性实验 ,意在考查考生应用所学知识解决实际问题的能 力。①根据题意 ,实验电路为分压电路 ,电流表外接 ,按照电流流向即可完成连线 ,在连线时要注意电 表的极性 ,并注意接线要连到接线柱上。 ②因为电流表的精度是 0.02A,所以读数为 22×0.02A=0.44A。 ③当电源的内阻与外阻相同时 ,小电珠的总功率最大 ,即当总电流 I= =1.5A,路端电压为 U=1.5V 时 , 小电珠的总功率最大 ,从题图中可知 U=1.5V时 ,通过每个小电珠的电流为 I0=0.38A,所以有 n= =4, 总功率约为 P=IU=1.5×1.5W=2.25W。 13.（1） （2）552 s 【解析】本题考查了匀变速直线运动的规律，意在考查考生的分析能力。 （1）甲车在加速阶段追上乙车，则乙车的初速度不能过大，甲车加速到最大速度时恰好追上乙 车，此时为可满足条件的乙车速度的最大值 甲车加速过程的位移 ，解得 对乙车 ，解得 满足条件的乙车初速度为 （2）若 ，则甲车在加速阶段可超过乙车， 甲车匀速运动阶段速度一直比乙车大， 所以 应在甲车减速过程或是停止运动后乙车才能追上甲车 甲车匀速直线运动的速度 ，解得 匀速运动的位移 ，解得 甲车减速的位移与加速过程的位移相等，故甲车停止运动前的总位移 乙车在 26s 内的位移 ，解得 即甲车停止运动后乙车才能追上甲车 ，解得 t=552 s 14.（1） ，方向沿 y 轴负向 （2） （3） ， ， 【解析】本题考查了电场力做功、等势面、电场线、带电粒子在电磁场中的运动的综合试题，意 在考查考生的综合分析和解决能力。 （1）电荷到达 M 点时速度大小与 O 点时相等，所以从 O 到 M 的过程，电场力对电荷做功为零， 即 O、M 两点电势相等，在同一个等势面上，电场线与等势面垂直，所以电场线应平行于 y 轴， 又因为负电荷受电场力向上偏转，所以电场强度方向应沿 y 轴负向 设 OM 距离为 L，则 沿 y 轴方向 ， 电荷在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力， ，解得 由几何关系可得 解得 ， ，方向沿 y 轴负向 （2）由（ 1）中可知，电荷在电场中运动时间 ， 在磁场中运动的周期 在磁场中运动时间 电荷从 O 出发到再次回到 O 的时间为 （3）M、N 距离为 ，可知电荷在电场中最多只能偏转一次 若电荷从 M 点进入磁场偏转后即到 N 点 如图所示，则由几何关系可知 解得 若电荷从 M 点进入磁场偏转后再次经电场偏转到 N 点， 如图所示，则由几何关系可得 ，解得 若电荷从 M 点进入磁场偏转后再次经电场偏转又进入磁场偏转后到 N 点，则由几何关系可知 解得 15.（i） （ii） 【解析】（ 2）本题考查了理想气体状态方程，意在考查考生的分析和应用能力。 （i）由图线可得 At =0 ℃， Bt =546 ℃，则 BT =819 K， AT =273 K 气体从状态 A 到状态 B 经历了等压变压， ，解得 从状态 B 到状态 C是等容变化 ，解得 （ii）从状态 A 到状态 B 的过程气体对外做功 ，解得 从状态 B 到状态 C为等容变化，气体不对外做功，所以从状态 A到状态 C的过程气体对外做功 为 16.（i） ， （ii）8.5 s 【解析】本题考查了横波的图像，意在考查考生的理解和分析能力。 （2）（ i） x=3 m 处的质点起振时速度方向沿 y 轴负方向，所有质点起振方向与波源相同，所以 波源在 t=0 时向 y 轴负方向运动 x=3m 处的质点起振后， 2.5 s 时恰好第二次到达负向最大位移处， 即 ，解得 T=2 s 故 波源的振动方程为 由图可知波长 ，波速 （ii）距离 x=10 m 处的质点最近的波峰位于 x=1.5 m 波峰从 x=1.5 m 到 x=10 m 的传播时间为 ，解得 t=8.5 s