重庆市凤中2020届高三下学期6月三诊考试物理试题 Word版含解析 15页

- 1 - 6 月 27 凤中高三三诊物理试题 一、选择题 1. 一物体运动的速度随时间变化的关系如图所示，根据图象可知（ ） A. 4s 内物体在做曲线运动 B. 4s 内物体的速度一直在减小 C. 物体的加速度在 2.5s 时方向改变 D. 4s 内物体速度的变化量的大小为 8m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．前 2.5s 内物体速度为正，沿正方向运动，后 1.5 s 速度为负，沿负方向运动， 但都是做直线运动，故 A 不符合题意； B．4 s 内物体的速度先减小后反向增大，故 B 不符合题意； C．物体的斜率一直为负值，所以加速度一直沿负方向，没有发生改变，故 C 不符合题意； D．4s 内物体速度的变化量为△v＝v﹣v0＝﹣3﹣5＝﹣8m/s，所以速度的变化量的大小为 8m/s， 故 D 符合题意； 2. 如图所示,两个可视为质点的小球 a、b，其质量均为 m，用一刚性的且质量不计的细杆相 连,在光滑的半球内处于静止状态．已知细杆长度与半球半径相等，则细杆对小球 b 的作用力 大小为（ ） A. 3 3 mg B. 3 2 mg C. 2 3 3 mg D. 3mg 【答案】A 【解析】 - 2 - 【详解】对小球 b 受力分析，如图； 由平行四边形法则可得 F=mgtan30°= 3 3 mg 故选 A。 3. 氢原子的能级公式为 En= 2 1 n E1(n=1，2，3，…)，其中基态能量 E1=－13.6eV，能级图如图 所示．大量氢原子处于量子数为 n 的激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最 大的光子能量为－0.96E1，则 n 和可能发出的频率最小的光子能量分别为 A. n=5，0.54eV B. n=5，0.3leV C. n=4，0.85eⅤ D. n=4，0.66eⅤ 【答案】B 【解析】 【详解】根据题可知处于 n 级的激发态的氢原子向下跃迁会基态的时候发出的光子的能量最 大，因此有 1 1 12 0.96E E En    ，可得 n=5，由 E h 可知频率越小光子的能量越小，因此频 率最小的光子的能量发生在 n=5 到 n=4 的能级跃迁过程中，因此 5 4 0.31mE E E eV   ，故 B 对，选 B． 4. 相距 5cm 的正对平行金属板 A 和 B 带有等量异号电荷。如图所示．电场中 C 点距 A 板 1cm， D 点距 B 板 1cm，C、D 距离为 5cm。已知 A 板接地，C 点电势φC＝-60V，则 - 3 - A. D 点的电势 φD  240V B. C D 两点连线中点的电势为-180V C. 若 B 板不动，A 板上移 0.5 cm，C、D 两点间的电势差将变大 D. 若 A 板不动，B 板上移 0.5 cm，则 D 点电势不变 【答案】D 【解析】 【详解】A.由题意可知 0A  ，由 UE d  可得，两板间的场强为 0 60V/cmC CA φE d   故 D 点的电势为 240VD DAφ Ed    故 A 错误； B. C、D 两点连线中点的电势为 150V2 C Dφ φφ    故 B 错误； C.由于板上的电荷量不变，上下移动 A 板或者 B 板时，两板间的电场强度不变，由U Ed 可 知，若 B 板不动，A 板上移 0.5 cm，场强和 C、D 之间距离均不变，故 C、D 两点间的电势差 不变，故 C 错误； D.若 A 板不动，B 板上移 0.5 cm，场强 E 和 D、A 板距离不变，则 D 点电势不变，故 D 正确； 故选 D。 5. 天文学家经过长期观测，在宇宙中发现了许多“双星”系统，这些“双星”系统一般与其 他星体距离很远，受到其他天体引力的影响可以忽略不计.根据对一“双星”系统的光学测量 确定，此双星系统中两个星体的质量均为 m，而绕系统中心转动的实际周期是理论计算的周期 的 k 倍〔k<1)，究其原因，科学家推测，在以两星球球心连线为直径的球体空间中可能均匀 分布着暗物质.若此暗物质确实存在，其质量应为 - 4 - A. 2 1( 1)4 m k  B. 2 4( 1)4 m k  C. 2 1( 4)4 m k  D. 2 1( 1)4 4 m k  【答案】A 【解析】 【分析】 根据对称性可知，两颗星都绕系统中心做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式求解； 暗物质引力和星星引力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出暗物质的质量. 【 详 解 】 双 星 均 绕 它 们 的 连 线 的 中 点 做 圆 周 运 动 ， 万 有 引 力 提 供 向 心 力 得 ： 2 2 2 2 0 4 2 m LG mL T  ＝ ；解得： 0 2LT L Gm ＝ ．根据观测结果，星体的运动周期 T＝kT0＜T0 这 种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用 与 一 质 量 等 于 球 内 暗 物 质 的 总 质 量 m' ， 位 于 中 点 O 处 的 质 点 的 作 用 相 同 ． 则 有 ： 2 2 2 2 2 4 2( )2 m G mm LG mLL T  ＝ 解得：   2 4 LT L G m m    ＝ ；所以：m′＝ 2 1( 1)4 m k  ，故选 A. 6. 一辆小车以一定的初速度冲上高度为 h、长度为 L 的斜坡，已知小车的质量为 m，小车受 到沿斜面向下的阻力为 f，则对小车由坡底冲到坡顶的运动过程分析正确的是（ ） A. 此过程中小车的动能减少了(mgh+fL) B. 此过程中小车的势能增加了(mgh－fL) C. 此过程中自然界中的能量减少了 fL 了 D. 此过程中小车的机械能减少 fL 【答案】AD 【解析】 - 5 - 【详解】A．上升过程中，受到重力、支持力和阻力，根据动能定理得 kmgh fL E    所以此过程中小车的动能减少了 mgh fL ，A 正确； B．此过程中小车重力做功为 mgh ，所以此过程中小车的势能增加了mgh ，B 错误； C．根据自然界中能量是守恒的，C 错误； D．机械能减小量等于除重力外其余力做的功，此过程中除重力外，摩擦力做功 fW fL  所以此过程中小车的机械能减少了 fL ，D 正确。 故选 AD。 7. 如图甲，理想变压器的原、副线圈匝数比 n1：n2=10：1，副线圈电路接有滑动变阻器 R 和 额定电压为 12V、线圈电阻为 2Ω的电动机 M，原线圈输入的交流电压如图乙，闭合开关 S， 电动机正常工作，电流表示数为 1A，下列判断正确的是（ ） A. 副线圈两端的电压有效值为 22 2 V B. 滑动变阻器 R 的接入电阻为 10Ω C. 电动机输出的机械功率为 12W D. 若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变大 【答案】BD 【解析】 【分析】 本题考查变压器电路的相关知识，根据变压器工作原理进行分析，要特别注意电动机电路问 题的能量转化关系，电动机电路不是纯电阻电路，不能简单用欧姆定律进行求解。 - 6 - 【详解】A．由图像可知，原线圈两端输入电压的有效值为 220V，根据理想变压器电压与匝数 的关系，可知 1 1 2 2 U n U n  得到副线圈两端的电压有效值为 2 2 1 1 1 220V 22V10 nU Un     故 A 错误； B．滑动变阻器接入电阻 2 M 22 12 Ω 10Ω1 U UR I     故 B 正确； C．电动机输出的机械功率 2 2 M 1 12 1 2W 10WP IU I r      出 故 C 错误； D．若电动机突然卡住，副线圈电流变大，副线圈消耗的功率变大，则原线圈输入功率将变大， 故 D 正确。 故选 BD。 【点睛】含电动机电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立。 8. 如图所示 abcd 为正方形， abd 区域有垂直纸面向里的匀强磁场， bcd 区域有方向平行 bc 的匀强电场（图中未画出）．一带电粒子从 d 点沿 da 方向射入磁场后经过bd 的中点 e 进入 电场，接着从b 点射出电场．若不计粒子的重力，下列说法正确的是 A. 粒子在磁场中运动的半径为正方形边长的一半 B. 电场的方向是由 c 指向b C. 粒子在b 点和 d 点的电势能相等 D. 粒子在磁场、电场中运动的时间之比为 : 2 - 7 - 【答案】AD 【解析】 【分析】 根据“ abcd 为正方形， abd 区域有垂直纸面向里的匀强磁场， bcd 区域有方向平行bc 的 匀强电场”可知，考查了带电粒子在复合场中的运动；粒子在电场中做类似平抛运动，根据 类似平抛运动的分位移公式列式求解电场强度，根据分速度公式列式求解末速度；在磁场中 做匀速圆周运动，画出临界轨迹，结合牛顿第二定律和几何关系分析即可． 【详解】A、一带电粒子从 d 点沿 da 方向射入磁场后经过 bd 的中点 e 进入电场，由对称性可 知，粒子从 e 点进入电场的速度水平向右，粒子的运动轨迹的圆心角为 90°，故粒子在磁场 中运动的半径为正方形边长的一半，故 A 正确； B、由于粒子带负电，进入电场后弯向上方，受力向上，则电场方向就向下，由 b 指向 c，故 B 错误； C、由于磁场对粒子不做功，所以 de 两点的动能相等，但从 e 到 b 电场力做正功，动能增加， 所以 bd 两点的电势能不相等，故 C 错误； D、在磁场中偏转 90°，时间 1 4 4 T at v   ，而在电场中运动的时间 2 2 at v  ，两者比值为 2  ， 故 D 正确． 【点睛】明确粒子的运动规律，画出运动的轨迹是解题的关键． 二、非选择题 9. 如图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面 AB 与水平面相切于 B 点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在 C 点，P 为光 电计时器的光电门，已知当地重力加速度为 g． （1）利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图所示，则遮光条的宽度 d=______cm； （2）实验中除了测定遮光条的宽度外，还需要测量的物理量有_____； A．小物块质量 m B．遮光条通过光电门的时间 t - 8 - C．光电门到 C 点的距离 s D．小物块释放点的高度 h （3）为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据（2）测量的物理量， 建立图丙所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是_____． 【答案】 (1). （1）1.060； (2). （2）BC； (3). （3）B． 【解析】 【详解】（1）主尺的刻度：1 cm，游标卡尺上的第 12 个刻度与主尺的刻度对齐，读数是：0.05×12 mm＝0.60 mm，总读数：10 mm＋0.60 mm＝10.60 mm＝1.060 cm. （2）实验的原理：根据遮光条的宽度与物块通过光电门的时间即可求得物块的速度： v= d t B 到 C 的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：－μmgs＝0－ 1 2 mv2 联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式 2 2= 2 d gst  还需要测量的物理量是：光电门到 C 点的距离 s 与遮光条通过光电门的时间 t，故 BC 正确， AD 错误． （3）由动摩擦因数的表达式可知，μ与 t2 和 s 的乘积成反比，所以 2 1 t 与 s 的图线是过原点的 直线，应该建立的坐标系为：纵坐标用物理量 2 1 t ，横坐标用物理量 s，即 B 正确，ACD 错误． 【点睛】本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．要先确定 实验的原理，然后依据实验的原理解答即可；游标卡尺的读数时先读出主尺的刻度，然后看 游标尺上的哪一个刻度与主尺的刻度对齐，最后读出总读数； 10. 如图电路可以同时测量两个电压表的阻值，以下器材备选用 - 9 - A.待测电压表 V1 量程 0 ~ 6V，内阻约 20kΩ，测量读数用 U1 表示 B.待测电压表 V2 量程 0 ~ 10V，内阻约 30kΩ，测量读数用 U2 表示 C.滑动变阻器 R1：0 ~ 20Ω D.滑动变阻器 R2：0 ~ 500Ω E.电阻箱 R3：0 ~ 99.9Ω F.电阻箱 R4：0 ~ 99999.9Ω G.电源电动势 E=18V H.开关两个，导线若干 (1)本次实验中，滑动变阻器选___，电阻箱选___（填写器材前标号）； (2)实验步骤如下 (i)实验时闭合 K1 和 K2，调整滑动变阻器使____满偏（填“V1”或“V2”），并记录此时两电压 表的读数为 U1 和 U2； (ii)断开 K2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调整电阻箱使原来满偏的电压表半偏，此时 记录电阻箱阻值 R； (iii)通过测量记录的读数来表示电压表 V1 的内阻 RV1=____，电压表 V2 的内阻 RV2=____（用测 量物理量 U1、U2 和 R 表示）； (3)实验测得电压表的内阻与其真实值相比___（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） 【答案】 (1). C (2). F (3). V1 (4). V1 2 6 6 RR U   (5). 2 V2 26 U RR U   (6). 偏大 【解析】 【详解】(1)[1][2]本实验采用半偏法测电压表内阻，要求电压表半偏时分压电路分压几乎不 变，则滑动变阻器的阻值要远小于电压表阻值，它们相差越大，接入电阻时对分压电路分压 影响越小，因此要选择最大阻值较小的滑动变阻器，滑动变阻器应选择 C，电阻箱阻值要与两 - 10 - 电压表阻值之和相等，由题意可知，电阻箱应选择 F (2)[3]两电压表串联，只能使量程小的电压表 V1 满偏，并记录此时两电压表的读数为 U1 和 U2 [4][5]闭合 K2 时，电压表 V1 满偏，示数为 6V，流过电流表电流 2 V1 V2 6 UI R R   断开 K2 时，分压电路两端电压不变，电阻箱两端电压为分压电路总电压的一半，电阻箱阻值 与电压表电阻相等，即 V1 V2R R R  解得 V1 2 6 6 RR U   ， 2 V2 26 U RR U   (3)[6]断开 K2 时，分压电路的电阻增大，分压电路的电压增大，电阻箱两端电压大于分压电 路总电压的一半，由于两电压表与电阻箱串联，所以用电阻箱的阻值代替电压表的内阻则实 验测得电压表的内阻与其真实值偏大 11. 如图所示，在高 15m 的平台上，有一个质量为 0.5kg 的小球被细线拴在墙上，球与墙之 间有一被压缩的轻弹簧，当细线被烧断时，小球被弹出，落地时速度方向与水平成 60 角不计 一切阻力，（g=10m/s2）。求 (1)小球落地点距平台的水平距离； (2)细线被烧断后，弹簧对小球的冲量。 【答案】(1)10 3m ；(2)5 kg m/s 【解析】 【详解】(1)根据竖直方向的自由落体运动 - 11 - 21 2h gt 代入数据解得 3st  把速度进行分解有 0 0 0 10 3tan 60 yv gt v v v     解得 0 10m/sv  水平方向匀速直线运动水平距离 0 10 3m 10 3mx v t    (2)对小球，由动量定理可知 0 0.5 10kg m/s=5kg m/sI mv     12. 如图所示，两根等高光滑的 1 4 圆弧轨道，半径为 r 间距为 L，轨道电阻不计，在轨道顶端 连有一阻值为 R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B，现有一根 长度稍大于 L、质量为 m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端 ab 处由静止开始下滑，到达轨道 底端 cd 时受到轨道的支持力为 2mg。整个过程中金属棒与导轨电接触良好，求 (1)棒到达最低点时的速度大小； (2)棒从 ab 下滑到 cd 过程中回路中产生的焦耳热和通过 R 的电荷量 q； (3)若棒在拉力作用下，从 cd 开始以速度 v0 向右沿轨道做匀速圆周运动到达 ab； ①请写出杆在运动过程中产生的瞬时感应电动势随时间 t 的变化关系； ②在杆到达 ab 的过程中拉力做的功为多少。 - 12 - 【答案】(1) gr ；(2) 1 2 mgr ， BrL R ；(3) 0 0 cos( )vBLv tr ， 2 2 0 4 rB L vmgr R  【解析】 【详解】(1)到达最低点时，设棒的速度为 v 2 2 vmg mg m r   解得 v gr (2)设产生的焦耳热为 Q，由能量守恒定律有 21 2Q mgr mv  解得 1 2Q mgr 产生的平均感应电动势为 BrLE t t    平均感应电流为 EI R  通过 R 的电荷量为 BrLq I t R    (3)金属棒在运动过程中水平方向的分速度 0 0 0cos cos( )x vv v t v tr   金属棒切割磁感线产生瞬时感应电动势 0 0 cos( )x ve BLv BLv tr   金属棒切割磁感线产生电流的有效值 0 2 BLvI R  金属棒切割磁感线产生的热量 - 13 - 2 4 TQ I R 0 2 rT v  设拉力做的功为 FW ，由功能关系有 FW mgr Q  解得 2 2 0 4F rB L vW mgr R   13. 下列关于热现象的描述正确的是（ ） A. 用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象 B. 绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少 C. 气体温度每降低 1℃所放出的热量与气体经历的具体过程有关 D. 水蒸气的压强离饱和汽压越远，越不利于水的蒸发，人感觉越潮湿 E. 小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大的趋势 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．水浸润棉线，用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象，故 A 正确； B．绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大的过程中对外做功，根据热力学第一定律可知其 内能一定减少，故 B 正确； C．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降低 1 C 所放出的 热量与气体经历的具体过程有关，故 C 正确； D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越利于水的蒸发，人感觉越干爽，故 D 错误； E．小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，故 E 错误。 故选 ABC。 14. 中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器--哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很 短的、导热性良好的平底大烧瓶．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，瓶底的圆孔上配有一个截面积为 S=2cm2 的轻质橡皮塞，橡皮塞与玻璃瓶 - 14 - 间的最大静摩擦 fm=60N．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ρ=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 54 10 Pa 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： 5 0 4 10mfp p S     Pa ②瓶内气体等温变化: p0V=pV1 则 V1= 0.25L 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 -