江西省南城一中2020届高三下学期6月模拟考试理综物理试题 Word版含解析 16页

- 1 - 2020 届江西省南城一中高三（下）6 月模拟考试理综 物理试题 1. 我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于 2019 年 9 月 29 日获颁“共和国勋章”。核动力 潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为 235 1 144 89 1 92 0 56 36 0U+ n Ba+ Kr nx E    (其中△E 为 释放出的核能)。下列说法正确的是（ ） A. 该核反应属于原子核的衰变 B. 核反应方程式中 x=2 C. 235 92 U 的比结合能为 235 E D. 235 92 U 核的比结合能小于 144 56 Ba 核的 比结合能 【答案】D 【解析】 【详解】A．用中子轰击铀核的核反应方程为原子核的裂变，故 A 错误； B．由核反应遵循质量数与电荷数守恒，可知 x=3 故 B 错误； C．△E 是该核反应释放的能量，不是 235 92 U 核的结合能，则 235 92 U 的比结合能不等于 235 E ,故 C 错误； D．中等质量原子核的比结合能较大，235 92 U 核的比结合能小于 144 56 Ba 核的比结合能，故 D 正确。 故选 D。 2. 一年来，交通运输部发出通知部署 ETC 推广安装。如图是小车分别经过收费站的人工通道 和 ETC 通道的 v-t 图，已知小车加速、减速时加速度大小均为 a，小车通过两种通道时从开始 减速到恢复到原速度所行驶的距离一样，则与走人工通道相比，走 ETC 通道节省的时间为 （ ） A. 0 1v v ta    B.  0 12 v v ta    - 2 - C. 1v ta   D. 12v ta   【答案】C 【解析】 【详解】若走人工通道，则 2 0 1 2 2 vs a   走 ETC 通道 2 2 '0 1 2 12 2 v vs v ta     由题意 1 2s s 解得 ' 1vt a   则与走人工通道相比，走 ETC 通道节省的时间为 '0 0 11(2 ) (2 ) vv v vt ta at ta           故选 C。 3. 如图所示，水平地面上放置一斜面体，物体静止于斜面上。现对物体施加大小从零开始逐 渐增大的水平推力 F，直到物体即将上滑。此过程中斜面体保持静止，则（ ） A. 斜面对物体的摩擦力逐渐增大 B. 斜面对物体的作用力逐渐增大 C. 地面对斜面体的支持力逐渐增大 D. 地面对斜面体的摩擦力先减小后增 大 【答案】B 【解析】 【详解】A．当水平推力等于 0 时，物体受斜面的摩擦力沿斜面向上，当水平推力 F 逐渐增 大时， F 沿斜面向上的分力逐渐增大，摩擦力逐渐减小，总有一时刻摩擦力会减小到零，再 增大 F，物体受摩擦力沿斜面向下又会逐渐增加，故 A 错误； B．斜面对物体的作用力与物体所受重力和水平推力 F 的合力等大反向，随着推力 F 逐渐增大， - 3 - 重力与推力的合力逐渐增大，因此斜面对物体的作用力逐渐增大，故 B 正确； CD．将物体与斜面体做为一个整体进行受力分析可知，随 F 逐渐增大，地面的支持力不变， 地面对斜面体的摩擦力增大，故 CD 错误。 故选 B。 4. 如图所示，由同种材料制成，粗细均匀，边长为 L、总电阻为 R 的单匝正方形闭合线圈 MNPQ 放置在水平面上，空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的有界匀强磁场，磁场两边 界成θ= 45 角。现使线圈以水平向右的速度ν匀速进入磁场，则（ ） A. 当线圈中心经过磁场边界时，N、P 两点间的电势差 U=BLv B. 当线圈中心经过磁场边界时，线圈所受安培力大小 2 2 = B L vF R安 C. 线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，回路中的平均电功率 2 2 2B L vP R  D. 线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，通过导线某一横截面的电荷量 2 2 BLq R  【答案】D 【解析】 【详解】AB．当线圈中心经过磁场边界时，此时切割磁感线的有效线段为 NP，根据法拉第电 磁感应定律，NP 产生的感应电动势为 E=BLv，此时 N、P 两点间的电势差 U 为路端电压，有 U= 3 4 E= 3 4 BLv 此时 QP、NP 受安培力作用，且两力相互垂直，故合力为 F 安= 2 22B L v R 故 AB 错误； - 4 - C．当线圈中心经过磁场边界时，回路中的瞬时电功率为 2 2 2 2E B L vP R R   在线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，感应电动势一直在变化，故 回路中的平均电功率不等于经过磁场边界时的瞬时电功率，故 C 错误； D．根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，通过导线某一横截面的电荷量为 2BLq R R   故 D 正确。 故选 D。 5. 一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线 用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过 A 点和曲线上紧邻 A 点两侧的两点作 一圆，在极限情况下，这个圆叫作 A 点的曲率圆，其半径ρ叫做 A 点的曲率半径。如图乙所 示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，近日点 B 和远日点 C 到太阳中 心的距离分别为 rB 和 rC，已知太阳质量为 M，行星质量为 m，万有引力常量为 G，行星通过 B 点处的速率为 vB，则椭圆轨道在 C 点的曲率半径和行星通过 C 点处的速率 cv 分别为（ ） A. 2 2 B Bv r GM ， c GM r B. 2 2 B Bv r GM ， c GM r C. 2 2 B Bv r GM ， B B c r vr D. 2 B GM v ， B B c r vr 【答案】C 【解析】 【详解】根据曲率圆的定义分析，在 B 点时，万有引力提供向心力 - 5 - 2 2 B B B vGMm mr R ＝ 解得曲率半径 2 2 B B B r vR GM  根据椭圆的对称性可知，在 C 点处，曲率半径也为 RB，根据万有引力提供向心力 2 2 C C B vGMm mr R ＝ 解得行星通过 C 点处的速率 B C B C rv vr  故选 C。 6. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备．电 子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成．当电磁铁绕组通以变化的电流时, 产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就 产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速．如图所示（上图为侧视图、下图为 真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为 R 的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示 的电流时 A. 电子在轨道上逆时针运动 B. 保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 C. 保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D. 被加速时电子做圆周运动的周期不变 - 6 - 【答案】AB 【解析】 【详解】线圈中的电流增强，磁场就增大了，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍它 增大所以感生电场为顺时针方向，即电流方向顺时针，所以电子运动逆时针方向电场力作用 下加速运动，洛伦兹力约束下做圆周运动。当磁场减小，根据楞次定律，可知涡旋电场的方 向为逆时针方向，电子将沿逆时针方向减速运动。在电子被加速过程中，由于磁场的变化， 导致运动的周期变化，故 AB 正确，CD 错误。 7. 如图所示，ABCD 为一正四面体，A 点固定一个电荷量为+Q 的点电荷， B 点固定一个电 荷量为-Q 的点电荷，E 点为 BC 边的中点（图中未画出），以无穷远处电势为 0。则下列说 法中正确的是 A. C、D 两点的电场强度相同 B. 将一正电荷从 C 点移到 E 点，其电势能增加 C. 将一点电荷沿直线从 D 点移到 C 点，电场力始终不做功 D. 若在 C 点固定一电量为-Q 的点电荷，则 E 点的电场强度指向 A 点 【答案】AC 【解析】 【详解】A.由电线线的空间分布可知 C、D 两点的电场强度相同； B.将正电荷从 C 点移到 E 点，电场力做正功，其电势能减小； C.中 C、D 两点的连线均在同一等势面上，则移动点电荷时电场力始终不做功； D.由电场强度的叠加原理可知 E 点的电场强度方向由 A 点指向 E 点。 故选 AC。 8. 如图所示，小球 A、B、C 通过铰链与两根长为 L 的轻杆相连，ABC 位于竖直面内且成正三 角形，其中 A、C 置于水平面上。现将球 B 由静止释放，球 A、C 在杆的作用下向两侧滑动， 三小球的运动始终在同一竖直平面内。已知 A B C 1 1 2 2m m m m   ，不计摩擦，重力加速度 为 g。则球 B 由静止释放至落地的过程中，下列说法正确的是（ ） - 7 - A. 球 B 的机械能先减小后增大 B. 球 B 落地的速度大小为 3gL C. 球 A 对地面的压力一直大于 mg D. 球 B 落地地点位于初始位置正下方 【答案】AB 【解析】 【详解】A．B 下落时，A、C 开始运动，当 B 落地后，A、C 停止运动，因 A、B、C 三球组成系 统机械能守恒，故球 B 的机械能先减小后增大，故 A 正确； B．对整个系统分析，有： 2 B 3 1 2 2mg L mv 解得 B 3v gL 故 B 正确； C．在 B 落地前的一段时间，A、C 做减速运动，轻杆对球有向上力作用，故球 A 对地面的压力 可能小于 mg，故 C 错误； D．因为 A、C 两球质量不相同，故球 B 落地点不可能位于初始位置正下方，故 D 错误。 故选 AB。 第Ⅱ卷 （非选择题） 二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。考生根据要求作答。 ㈠必考题(11 题，共 129 分。其中第 24 题,第 25 题的解答应写出必要的文字说明、方程式和 重要演算步骤。只写出最后的答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位。） - 8 - 9. 在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中： （1）安装纸带时，应将纸带置于复写纸（或墨粉纸盘）的______（选填“上方”或“下方”）。 （2）下方为实验中打出的一段纸带，计时器打点的时间间隔为 0.02s．根据所给的纸带，请 你利用刻度尺进行测量，求得 P 点的速度为______ m/s。（保留小数点后两位） 【答案】 (1). 下方 (2). 1.70m s 【解析】 【详解】(1)[1]使用打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸要放在纸带的上面，即将纸 带置于复写纸（或墨粉纸盒）的下方。 (2)[2]设纸带上 P 点的左边计数点为 A ，右边计数点为 B ，用刻度尺测量 A 、 B 之间的距离 为 6.80cm，由图知 6.80cmABx  ，已知 0.02sT  ，根据匀变速直线运动中时间的中间时刻 瞬时速度大小等于该段时间内的平均速度大小，有 0.068 m s=1.70m s2 2 0.02 AB P xv T    10. 某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻 Rg＝5 Ω、满偏电流 Ig＝25 mA，当选择开关接 3 时为量程 100 V 的电压表．该多用电表表盘如图乙 所示，下排刻度均匀，C 为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对应数据没有标出． （1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接 1 时其读数为____；选择开关接 3 时其读数为____． （2）为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电 阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接 2，红黑表笔短接，调节 R1 的阻值使电表指针满偏； ②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指 C 处，此时电阻箱的示数如图丙， - 9 - 则 C 处刻度应为____ Ω； ③计算得到多用电表内电池的电动势为____ V；（保留两位有效数字） （3）调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻 值为____ Ω.（保留两位有效数字） 【答案】 (1). 17.3 mA（17.2～17.4 mA） (2). 69 V (3). 150 (4). 3.8 (5). 70（67～71） 【解析】 【详解】（1）[1]选择开关接 1 时测电流，其分度值为 0.5 mA，示数为 17.3 mA； [2]选择开关接 3 时测电压，其分度值为 2 V，其示数为 69 V； （2）[3]②由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为： 0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω [4]由图乙所示可知，指针指在 C 处时，电流表示数为 12.5 mA＝0.0125 A，C 处电阻为中值 电阻，则电表内阻为 150 Ω，电源电动势： E＝I（R＋r）＝0.0125×（150＋150）V＝3.8 V （3）[5]根据第（1）问可知，表头所示电流为 17.3 mA；调零后将电表红黑表笔与某一待测 电阻相连，此时电路中的电流值也为 17.3 mA，而表内电池的电动势为 E＝3.8 V，表内总电 阻为 150 Ω，由欧姆定律可知： R＝（ 3.8 0.0173 －150）Ω≈70 Ω 所以待测电阻的阻值为 70 Ω. 11. “民生在勤”，劳动是幸福的源泉。如图，疫情期间某同学做家务时，使用拖把清理地 板。假设拖把的质量为 2kg，拖把杆与水平方向成 53°角，当对拖把施加一个沿拖把杆向下、 大小为 10N 的力 F1 时，恰好能推动拖把向前匀速运动。（重力加速度 g 取 10m/s2，sin53°=0.8， cos53°=0.6）。求： （1）拖把与地板间的动摩擦因数μ； （2）保持杆与水平方向成 53°角，沿拖把杆向下的力增大到 F2=25N 时拖把的加速度大小。 - 10 - 【答案】（1） 3 14 ；（2） 245 m/s14 【解析】 【详解】（1）对拖把受力分析，如图所示，拖把受到重力 mg，地板的支持力 N1，人对拖把沿 拖把杆向下的力 F1，地板对拖把的摩擦力 f1。 则 N1=mg+F1sin 53° 拖把匀速运动，则有 f1=F1cos53° f1=μN1 解得拖把与地板间的动摩擦因数 μ= 3 14 （2）根据牛顿第二定律 N2=mg+F2sin 53° F2cos53°-μN2=ma 解得 a= 245 m/s14 12. 如图所示，x 轴上方存在电场强度 1000V/mE  、方向沿 y 轴方向的匀强电场，x 轴与 PQ （平行于 x 轴）之间存在着磁感应强度 2TB  、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量 82 10 kgm   、带电量 51.0 10 Cq    的粒子，从 y 轴上（0，0.04m）的位置分别以不同 的初速度 v0 沿＋x 轴方向射入匀强电场，不计粒子的重力。 - 11 - (1)若 0 200m/sv  ，求粒子第一次进入磁场时速度 v 的大小和方向； (2)若粒子射入电场后都能经磁场返回，求磁场的最小宽度 d； (3)若粒子恰能经过 x 轴上 100mx  点，求粒子入射的初速度 0v 。 【答案】(1) 200 2m / s ，方向与 x 轴成 45°角；(2)0.2m；(3) 4 0 10 (50.1 0.1 ) m/s2 nv n  ， 其中 2 1n k  （k=0，1，2，3，…）， 4 0 10 (50 0.1 ) m/s2( 1) nv n   ，其中 2n k （k=0，1，2， 3，…） 【解析】 【详解】(1)设粒子第一次在电场中的运动时间为t ，电场力提供加速度 Eq ma 粒子做类平抛运动，在竖直方向 21 2y at yv at 末速度为 2 2 2 0 yv v v  0 tan yv v   解得 200 2m / sv  方向与 x 轴成 45°角。 (2)当初速度为 0 时粒子最容易穿过磁场 - 12 - 2 y y vBqv m r  要使所有带电粒子都返回电场，则 0.2md r  (3)对于不同初速度的粒子通过磁场的轨迹在 x 轴上的弦长不变 1 sin2 sin 2 2 0.4mymvmvx r qB q     设粒子第 n 次经过 100mx  处，满足 1 0 1 2 n x nv t x   其中 2 1n k  （k=0，1，2，3，…），则初速度 4 0 10 (50.1 0.1 ) m/s2 nv n  其中 2 1n k  （k=0，1，2，3，…） 或满足 1 0( 1)2 n x n v t x+ - = 其中 2n k （k=1，2，3，…），则初速度 4 0 10 (50 0.1 ) m/s2( 1) nv n   其中 2n k （k=1，2，3，…）。 13. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如 图所示。已知双缝间的距离为 d，在离双缝 L 远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。 (1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的 示数如图（甲）所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐， 记下此时如图（乙）所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx 为 ________mm； - 13 - (2)波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d 表示）； (3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”、“不变” 或“变小”）； (4)图为上述实验装置示意图。S 为单缝，S1、S2 为双缝，屏上 O 点处为一条亮条纹。若实验时 单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到 O 点处的干涉条纹_________ A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小 【答案】 (1). 13.870 (2). 2.310 (3). d x L  (4). 变小 (5). A 【解析】 【详解】(1)[1][2]．图甲读数 2mm+0.01mm×32.0=2.320mm； 图乙读数 13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm； 则条纹间距 13.870 2.320 mm=2.310mm6 1x    (2)[3]．根据 Lx d   可得波长的表达式 = d x L   (3)[4]．若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由 Lx d   可知，得到的干涉条纹间距 将变小； (4)[5]．若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到 O 点处的 干涉条纹向上移动，由 Lx d   可知，条纹间距不变，选项 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 14. 如图所示，一横截面为环形的均匀玻璃管，内圆半径为 R，外圆半径为 2R，圆心为 O，PQ - 14 - 为过圆心的水平直线。细光束 a 平行于 PQ 射到玻璃管上，入射方向恰好与内圆相切。已知光 在真空中的速度为 c=3×108m/s。 (i)试证明无论该玻璃的折射率多大，光束 a 经过一次折射后在内圆边界处发生全反射； (ii)若玻璃环的折射率为 n= 2 ，光束 a 经过-次折射和一次全反射，从玻璃管的外圆边界射 出(不考虑多次反射情况)，则光线 a 在玻璃中传播的时间 t 为多少?( 7 =2.646，计算结果保 留两位有效数字) 【答案】(i)见解析；(ii)t=1.1R×10-8s 【解析】 【详解】(i)如图 在 A 点入射由折射定律可得 sin sin in r  由几何关系可得 1sin 2i  在 ABO 中由正弦定理得 2 sin( ) sin R R r   由全反射临界角规律可得 - 15 - 1sinC n  由以上各式可得 C  (ii)B 点全反射后光线为BE，如图 由对称性可知 AB=BE=x 在 ABO 中由余弦定理可得    2 2 22 2R R x Rxcos      由折射率 cn v  则时间为 2xt v  联立得 t=1.1R×10-8s - 16 -