四川省攀枝花市2020届高三下学期第三次统一考试物理试题 Word版含解析 17页

- 1 - 攀枝花市高 2020 届高三第三次统一考试 2020．4 理科综合能力测试（物理） 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 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。 1.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连.用弧光灯照射锌板 时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（ ） A. 锌板带正电，指针带负电 B. 锌板带正电，指针带正电 C. 锌板带负电，指针带正电 D. 锌板带负电，指针带负电 【答案】B 【解析】 锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板 相连，导致指针带正电．故 B 正确，ACD 错误．故选 B． 2.2019 年 3 月 9 日，北斗三号的第 29 颗卫星“GEO-2”在西昌卫星发射中心成功发射。目前 该卫星工作在距地面高度为 h 的地球同步轨道上，运行速度为 v1，地球赤道上的物体随地球 自转的速度为 v2，地球的半径为 R。则 1 2 v v 等于（ ） A. R h R  B. R R h C. R h R  D. R R h 【答案】A 【解析】 【详解】地球同步卫星绕地球做圆周运动的角速度等于地球自转的角速度，根据 v=ωr 可知 - 2 - 1 2 ( )=v R h R h v R R     故选 A。 3.如图所示，在竖直平面内有一固定绝缘光滑细杆，细杆与竖直方向的夹角为 。一重为 G、 电荷量为 q 的带正电小球穿在细杆上，现在小球所在空间施加一匀强电场，可使小球处于静 止状态，则该匀强电场场强的最小值为（ ） A. G q B. sinG q  C. cosG q  D. tanG q  【答案】C 【解析】 【详解】当电场力方向沿斜面向上时，电场力最小，则 cosqE G  即 cosGE q  故选 C。 4.如图所示，纸面内沿 x 轴和 y 轴放有通电的长直导线，两导线中电流大小与变化完全相同。 四个闭合圆形线圈在四个象限中对称放置。当 x 轴的导线中电流方向沿 x 轴正方向，y 轴的导 线中电流方向沿 y 轴正方向，两电流同时增大时，关于 a、b、c、d 四个相同的圆形线圈中的 感应电流情况为（ ） A. a 线圈中有顺时针方向的感应电流 B. b 线圈中有逆时针方向的感应电流 - 3 - C. c 线圈中有顺时针方向的感应电流 D. d 线圈中有逆时针方向的感应电流 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向。由矢量合成可知，穿过 ac 的磁通 量为零，当电流变化时不可能产生感应电流，故 AC 错误； B．b 线圈中有向外的磁通量，根据楞次定律，当导线中电流增加时会产生顺时针方向的感应 电流，选项 B 错误； D．d 线圈中有向里的磁通量，根据楞次定律，当导线中电流增加时会产生逆时针方向的感应 电流，选项 D 正确。 故选 D。 5.某质点做匀变速直线运动，一段时间内速度增加量为 2v，动能增加量为 3E（E 为初始时刻 的动能），则在这段时间内该质点动量的变化为（ ） A. 2 E v B. E v C. 2E v D. 3 2 E v 【答案】B 【解析】 【详解】根据动量定理 2Ft m v  根据动能定理 3Fx E 其中 2 2( 3 ) 2 E E E m mx vt t    联立解得 2 Ep mv v    故选 B。 6.在电场中把正电荷 q 从 A 点移动到 B 点，电场力做了 71.0 10 J 的正功，再把 q 从 B 点移 动到 C 点，克服电场力做了 73.0 10 J 的功，若选取 C 点为参考点， 92.0 10q   C，则 AC、 - 4 - BC 间的电势差及 A、B 两点的电势分别为（ ） A. 200ACU  V B. 150BCU   V C. 100A   V D. 150B  V 【答案】BC 【解析】 【详解】由题意可得 7 9 V=51.0 10 2 0.0 10 VAB AB WU q      7 9 V=-13.0 10 52.0 10 0VBC BC WU q       50V-150V=-100VAC AB BCU U U   若选取 C 点为参考点，则φC=0，则 φA=-100V φB=-150V 则 AD 错误，BC 正确。 故选 BC。 7.在粗糙水平面上运动的物体，从 A 点开始受水平恒力 F 的作用，作直线运动，经过 B 点时 速度大小与 A 点速度大小相等。则在这个过程中（ ） A. 物体可能做匀速直线运动 B. F 的大小可能比摩擦力小 C. F 与摩擦力对物体的总冲量一定为零 D. F 与摩擦力对物体所做的总功一定为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因为物体经过 B 点时速度大小与 A 点速度大小相等，当力 F 与摩擦力等大反向时， 物体做匀速直线运动，选项 A 正确； B．物体做直线运动，则力 F 和摩擦力共线，若力 F 小于摩擦力且方向相同，则物体做匀减速 运动，减速到零后停止运动，则不可能 B 点的速度大小等于 A 点速度大小；若力 F 小于摩擦 力且方向相反，则物体同样做匀减速运动，停止后不再运动，则不可能 B 点的速度大小等于 A - 5 - 点速度大小；则 F 只能是大于摩擦力且与摩擦力方向相同时，物体先做减速运动，速度减到 零后反向加速，到达 B 点时与 A 点速度大小相同，选项 B 错误； C．由以上分析可知，从 A 到 B 物体的动量变化不为零，则由动量定理可知， F 与摩擦力对物 体的总冲量一定不为零，选项 C 错误； D．根据动能定理可知，物体动能的变化为零，则 F 与摩擦力对物体所做的总功一定为零，选 项 D 正确。 故选 AD。 8.如图甲所示，物块 A、B 静止叠放在水平地面上，B 受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力 F 作用，A、B 间的摩擦力 f1、B 与地面间的摩擦力 f2 随水平拉力 F 变化的情况如图乙所示，已 知物块 A 的质量 m=3kg，重力加速度 g 取 10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ） A. 物块 B 的质量为 4kg B. A、B 间的动摩擦因数为 0.2 C. B 与水平地面间的动摩擦因数为 0.2 D. 当 F=10N 时，A 物体的加速度大小为 1.5m/s2 【答案】BD 【解析】 【详解】B．由图可知，AB 之间的最大静摩擦力为 6NABf  可知 A、B 间的动摩擦因数为 6 0.230 AB AB A f m g     选项 B 正确； AC．由图可知，当 F=4N 时，AB 整体相对地面开始滑动，则 ( ) 4NA BB m m g  地 当 F=12N 时，AB 即将产生相对滑动，此时对整体 - 6 - ( )A BB A B F m m ga m m    地 对物体 A AB A Am g m a  联立解得 mB=1kg =0.1B 地 选项 AC 错误； D．当 F=10N 时，AB 两物体一起加速运动，则 AB 物体的加速度大小为 2 2( ) 10 4 m/s 1.5m/s3 1 A BB A B F m m ga m m       地 选项 D 正确。 故选 BD。 三、非选择题：共 174 分。22-32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。33-38 题为选考题， 考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 9.有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝 光时间）是固定不变的。为了估测该照相机的曝光时间，某课外活动小组的同学从一砖墙前 距地面 2.5m 处让一小石子由静止开始下落，拍摄石子在空中的照片如图所示。已知每块砖的 平均厚度为 6cm，则 （1）相机快门刚开启时石子距下落点的高度约为__________m； （2）快门开启的过程中石子的位移大小约为__________m； - 7 - （3）相机的曝光时间约为__________s。（保留一位有效数字） 【答案】 (1). 2.0 (2). 0.12 (3). 0.02 【解析】 【详解】（1）（2）（3）石子做自由落体运动，它留下径迹 AB 的对应运动时间即为照相机的曝 光时间．设开始下落点为 O．由照片可以看出，AB 长对应两块砖的厚度，即 AB 的实际长度为 |AB|=2×6cm=12cm=0.12m 即快门开启的过程中石子的位移大小约为 12cm； 由图可知，A 点到地面的高度 h1=8.5×6cm=51cm=0.51m B 点到地面的高度 h2=6.5×6cm=39cm=0.39m 则 |OA|=H-h1=2.5-0.51=1.99m 即相机快门刚开启时石子距下落点的高度约为 2.0m； |OB|=H-h2=2.5-0.39=2.11m． 由|OA|= 1 2 gt2 知，从 O 到 A 的时间 2 2 1.99 0.6310A OAt s sg  ＝ 从 O 到 B 的时间 2 2 2.11 0.6510B OBt s sg  ＝ 所以曝光时间 △t=tB-tA=0.02s． 10.某课外小组用图甲所示的电路测量未知电阻 Rx 的值。图中的电源电动势未知，电源内阻不 计，电压表为理想电表，R 为电阻箱。 - 8 - （1）若要测量 Rx 的值，R 至少需要取__________个不同的数值。 （2）若电压表每个分度表示的电压值未知，则用此电路测量 Rx 的值，R 至少需要取__________ 个不同的数值。 （3）该课外小组多次改变 R 的电阻并测量对应的电压 U，作出 1 1 U R  图像如图乙所示。图中 直线的斜率为 k，与 1 U 轴的截距为 b，则由图像可得 Rx=__________。 （4）进一步分析 1 1 U R  图像还可得出电源电动势 E=__________。 （5）若考虑电源、电压表内阻对实验的影响，本实验中 Rx 的测量值__________真实值。（选 填“>”、“<”、或“=”） 【答案】 (1). 2 (2). 2 (3). k b (4). 1 b (5). > 【解析】 【详解】（1）[1]．由电路图可知 x UE U RR   因 E 和 Rx 未知，两个未知量，则要求解 Rx 至少应该取两组 U 和 R 的值； （2）[2]．若电压表每个分度表示的电压值未知，则电压表的读数可表示为 NU0（U0 为每格的 电压值），则 0 0 x NUE NU RR   即 0 x E NN RU R   因为 0 E U 和 Rx 未知，两个未知量，则要求解 Rx 至少应该取两组 N 和 R 的值； （3）（4）[3][4]．由 x UE U RR   可得 1 1 1xR U E E R    则 - 9 - =xR kE 1b E  解得 x kR b  1E b  （5）[5]．若不计电源以及电压表内阻影响，则 x E UR U R  若考虑电源、电压表内阻对实验的影响，则 ( )( )x V U UE U R rR R     解得 x V E U E UR rU U U R R R      即本实验中 Rx 的测量值大于真实值。 11.平行金属板 MN、PQ，间距为 2d，截面如图所示。若在两板间加一磁感应强度大小为 B，方 向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为+q 的粒子，从两板左端 M、P 之间的正中 位置 O 沿平行于板的方向入射，粒子正好垂直打在板 MN 上。当保持磁场不变，让两金属板带 上等量异种电荷后，两板间形成了图示方向的匀强电场，粒子将匀速通过该区域。若保持电 场不变撤去磁场，粒子运动到板 PQ 上的 A 点。不计粒子重力，求： （1）粒子从 O 点入射时的速度大小 v； （2）粒子从 O 点运动到 A 点的过程中，沿初速度方向发生位移的大小 x。 【答案】（1） qBdv m  ；（2） 2x d - 10 - 【解析】 【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 r=d 设粒子在磁场中受到的洛仑兹力为 f，由洛仑兹力公式及匀速圆周运动规律得 f=qBv 2vf m r  联立解得 qBdv m  （2）设匀强电场的场强为 E，则粒子受到的电场力： F=qE 电磁场共同作用时，由平衡条件得 F=f 撤去磁场，只有电场作用时，粒子做类平抛运动，设从 O 到 A 的时间为 t，加速度为 a，由牛 顿第二定律及类平抛运动相关公式得： F=ma x=vt 21 2d at 联立解得 2x d 12.如图所示，B 点为水平平台的最右端，平台右下方适当位置有一倾角 30   的斜坡。质量 M=300g 的小球 P 静放在 B 点，小球 Q 静放在水平面上的 A 点，A、B 的距离 s=4.5m。小球 Q 在 水平恒力 F 的作用下以 a=4m/s2 的加速度向右运动，当两小球接触前的瞬间撤去 F，两球碰撞 后球 Q 的动能减少为原来的四分之一，并刚好可以回到 A 点，球 P 落到斜坡上的 C 点，弹起 后沿水平方向飞出，落到斜坡上的 D 点。若两球可视为质点，两球碰撞过程、球 P 与斜坡的 碰撞过程中均没有能量损失，碰撞时间极短，重力加速度 g 取 10m/s2，求： （1）撤去 F 的瞬间，球 Q 的速度大小 v0； （2）力 F 的大小； （3）C、D 两点间的距离 L。 - 11 - 【答案】（1）6m/s；（2）0.5N；（3）4.8m 【解析】 【详解】（1）由匀变速运动公式得 2 0 2v as 代入数据得 0 6m/sv  （2）设水平面对球 Q 的摩擦力大小为 f，球 Q 的质量为 m，球 Q 从 A 点运动到 B 点的过程中， 由牛顿第二定律得： F-f=ma 设两球碰撞后球 Q、P的速度分别为 v1、v2，由题意可知 2 2 1 0 1 1 1 2 4 2mv mv  取 v0 方向为正，两球碰撞过程由动量守恒定律得 0 1 2mv mv Mv   由题意得 2 2 2 0 1 2 1 1 1 2 2 2mv mv Mv  球 Q 从 B 点到 A 点的过程中，由动能定理得 2 1 10 2fs mv   联立各式并代入数据得 F=0.5N （3）由题意可知，球 P 从斜坡上弹起速度与斜坡间的夹角为θ，由于碰撞过程没有能量损失 且时间极短，故球 P 与斜坡碰撞前后速度大小相等，碰前速度方向与斜坡间的夹角也为θ - 12 - 设球 P 落到 C 点的速度大小为 v，球 P 从 B 点抛出，运动到 C 点，由平抛运动规律得 2 cos(2 )v v  球 P 从 C 点弹起后以初速度 v 做平抛运动到达 D 点，由平抛运动规律得： cosL vt  21sin 2L gt  联立各式并代入数据得 L=4.8m （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。 [物理选修 3-3] 13.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd、de 和 ea 五段过程的 p-T 图像都是直线，其中 ab 延长线过坐标原点 O，bc 垂直于 ab，cd 平行于 ab，de 平行于 T 轴， ea 平行于 p 轴，由此可以判断（ ） A. ab 过程中气体放出热量 B. bc 过程中气体内能减少 C. cd 过程中气体体积不变 D. de 过程中气体对外做功 E. ea 过程中气体放出热量 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．ab 过程中气体温度降低，内能减小，体积不变，气体不对外做功，外界也不对气 - 13 - 体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，选项 A 正确； B．bc 过程中气体温度降低，内能减少，选项 B 正确； C．根据 Cp TV  ，因 c 点与 O 点连线的斜率大于 d 点与 O 点连线的斜率，可知 cd 过程中气 体体积变大，选项 C 错误； D．de 过程中气体压强不变，温度升高，则体积变大，气体对外做功，选项 D 正确； E．ea 过程中气体温度不变，则内能不变，压强减小，体积变大，对外做功，则由热力学第一 定律可知，气体吸收热量，选项 E 错误。 故选 ABD。 14.如图所示，粗细均匀的 U 形管，管内液体密度为  ，左臂上端封闭，右臂中有活塞。开始 用手握住活塞，这时两臂液面位于同一水平面，左臂内封闭气体的长度为 h，右臂内封闭气体 的长度为 2h，气体压强均为 P ρgh 。今保持温度不变，缓慢向下移动活塞，移动一段距离 后，两管液面高度差为 h，已知重力加速度为 g，求： （i）此时左臂内封闭气体的压强； （ii）活塞向下移动的距离。 【答案】（i） 1 2P gh ；（ii） 11 6x h 【解析】 【详解】（i）设管的横截面积为 S，对左臂有 初态： 01p p gh  ， 01V hS 末态： 1 ?p  ， 1 1 2V hS 由玻意耳定律得 1 1 01 01pV p V 联立解得 - 14 - 1 2p gh （ii）设活塞向下移动的距离为 x，对右臂有 初态： 02p p gh  ， 02 2V hS 末态： 2 1p p gh  ， 2 12 2V h h x S      由玻意耳定律得 2 2 02 02p V p V 联立各式得 11 6x h [物理选修 3-4] 15.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，在 t=0 时的波形如图所示。当 t=1s 时，质点 P 恰好 通过平衡位置，关于该列波的下列说法中正确的是（ ） A. 波长为 6m B. 波速可能为 7m/s C. t=2s 时，质点 P 通过平衡位置 D. 介质质点的振动周期可能为 6s E. 介质质点的振动频率可能为 4 3 Hz 【答案】ABD 【解析】 【详解】A. 由波形图可知，波长为 6m，选项 A 正确； B. 当 t=1s 时，质点 P 恰好通过平衡位置，可知波传播的距离为 6 1(m)x n  波速为 6 1(m/s)xv nt    （n=0、1、2、3……） - 15 - 当 n=1 时 v=7m/s，选项 B 正确； C. 波的周期 6 6 1T sv n    （n=0、1、2、3……） 因在 t=1s 时，质点 P 通过平衡位置，则在 31 12 6 1 Tt s s sn      时刻，质点 P 通过平衡位 置，由表达式可知 t 不能等于 2s，选项 C 错误； D. 由 6 6 1T sn   可知，介质质点的振动周期可能为 6s，选项 D 正确； E. 由 6 6 1T sn   可知，介质质点的振动周期不可能为 3 4 s ，则频率不可能为 4 3 Hz，选项 E 错 误。 故选 ABD。 16.如图，直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面，∠B=90°，∠C=30°。AC 边长为 3a，P、Q 两 点分别位于 AC、AB 边上，且与 A 点的距离均为 a。平行于 BC 边的单色细光束从 P 点射入棱镜， 正好从 Q 点射出，求： （i）棱镜的折射率； （ii）若将该光束平移到 AC 边上与 C 点距离为 a 的 R 点入射，已知光在真空中的传播速度为 c，求从 R 点入射的光束通过棱镜的时间。 【答案】（i） 3n  ；（ii） 2 3at c  【解析】 【详解】（i）由题意，从 P 点射入棱镜的光线，其折射光线如图所示，由图可知： 入射角：i=90°-∠C=90°-30°=60° 折射角：r=90°-∠APQ=90°-60°=30° 由折射定律得 - 16 - sin sin 60 3sin sin30 in r    （ii）设该棱镜介质的临界角为 C，由临界角公式得： 1 1 3sin 33 C n    从 R 点射入棱镜的光线，其折射光线如图所示，其入射角、折射角与 P 点的入射光线相同， 图中光线在 S 点的入射角为θ，由几何知识可知 θ=60°>C 光线在 S 点发生全反射，从 AB 边上的K 点射出 由几何知识可知△SRC 为等腰三角形，△KBS∽△ABC RS RC a  cos30 2 cos30 cos30 KS BS AC RC BCAC AC      设光在棱镜中的传播速度为 v，则 cn v  光通过棱镜的时间： RS KSt v  联立解得 2 3at c  - 17 -