湖北省华师一附中2020届高三下学期高考押题卷理综物理试题 Word版含解析 22页

- 1 - 华中师范大学第一附属中学 2020 年高考押题考试 理科综合能力测试 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，对但不全 的得 3 分有选错的得 0 分。 1. 下列关于物理学史的说法正确的是（ ） A. 著名的月地检验表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从相同的规律 B. 伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动 C. 爱因斯坦以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗 克常量 h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射得出的 h 一致证明了爱因斯坦光电效应 方程的正确性 D. 玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线 【答案】A 【解析】 【详解】A．牛顿的“月-地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力遵从 相同规律，选项 A 正确； B．伽利略在研究自由落体运动时运用了实验和逻辑推理相结合的方法，选项 B 错误； C．密立根以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克 常量 h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射得出的 h 一致，证明了爱因斯坦光电效应 方程的正确性，选项 C 错误； D．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了 氢原子光谱的实验规律，但不是成功地解释了所有原子光谱现象，选项 D 错误。 故选 A。 2. 我国新一代载人飞船返回实验舱已于 2020 年 5 月 8 日顺利返回地面，返回舱质量约为 5.4×103kg。某一次进行返回地面的测试时，返回舱在某处弹射出三朵主伞构成伞群，通过伞 群减速，安全返回地面，可将这一运动视为竖直方向的匀减速直线运动，加速度大小为 1.0m/s2， 三根主伞的伞绳 a、b、c 均与竖直方向成 角，已知 sin =0.44，cos =0.90，g 取 10m/s2， 则返回舱在下落过程中主伞伞绳 a 上的拉力大小约为（ ） - 2 - A. 2.80×103N B. 1.72×104N C. 2.20×104N D. 6.84×104N 【答案】C 【解析】 【详解】返回舱向下做匀减速运动，加速度向上，根据牛顿第二定律可得 3 cosT mg ma   解得 T=2.20×104N 故选 C。 3. 正方形 ABCD 四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O 为正方形两对角 线的交点，M、N、P、Q 分别为 AO、BO、CO、DO 的中点。取无穷远处电势为零，下列说法正确 的是（ ） A. M、N、P、Q 四点的场强相同 B. M、N、P、Q 四点的电势均为零 C. 将一质子从 M 点沿 MON 移动到 N 点的过程中，电场力先做正功再做负功 D. 将一电子从 M 点沿 MOP 移动到 P 点的过程中，电势能先增加后减小 【答案】D - 3 - 【解析】 【详解】AB．以 M 点为例，A、C 位置的两个点电荷在 M 点的合电场强度方向指向 O 点，B 位 置的点电荷在 M 点产生的电场强度方向由 M 指向 B 点，D 位置的点电荷在 M 点产生的电场强度 方向由 M 指向 D 点，所以 M 点的电场强度方向由 M 指向 O 点，根据同样的方法可得 P 点的电 场强度方向由 P 指向 O 点，而 N、Q 点的电场强度方向分别由 O 点指向 N 和 Q，根据对称性可 知四点的场强大小相同，但方向不同，若以无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势降低， 则此四点的电势不为零，故 AB 错误； C．根据点电荷周围电势分布的特点，可知 M 点的电势高于零，N 点的电势低于零，故将一质 子从 M 点沿 MON 移动到 N 点的过程中，电场力一直做正功，故 C 错误； D．根据点电荷周围电势分布的特点，可知 M 点的电势高于零，P 点的电势高于零，将一电子 从 M 点沿 MOP 移动到 P 点的过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增加后减小，故 D 正确。 故选 D。 4. 中国行星探测任务命名为“天问系列”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。1925 年 德国物理学家瓦尔特·霍曼提出了一种相对节省燃料的从地球飞往火星的方案，其基本构想 是在地球上将火星探测器发射后，探测器立即被太阳引力俘获，以太阳为焦点沿椭圆轨道 b 运动到达火星。椭圆轨道 b 分别与地球公转轨道 a、火星公转轨道 c 相切，如图所示。下列说 法正确的是（ ） A. 依照霍曼的猜想，火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度 B. 探测器登陆火星需要先进入火星公转轨道 c，则探测器在椭圆轨道的远日点处需要加速变 轨 C. 若探测器沿椭圆轨道运动，探测器在远日点处的加速度比火星绕太阳公转的加速度大 - 4 - D. 火星探测器沿椭圆轨道运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值小于火星绕太 阳运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值 【答案】B 【解析】 【详解】A．依照霍曼的猜想，火星探测器要脱离地球的引力，但是没有脱离太阳的引力，则 探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，选项 A 错误； B．探测器登陆火星需要先进入火星公转轨道 c，则探测器在椭圆轨道的远日点处需要加速变 轨才能进入轨道 c，选项 B 正确； C．根据 2 MmG mar  可得 2 GMa r  若探测器沿椭圆轨道运动，探测器在远日点处的加速度等于火星绕火星太阳公转的加速度， 选项 C 错误； D．根据开普勒第三定理可知，火星探测器沿椭圆轨道运动时轨道半长轴的立方与公转周期的 平方的比值等于火星绕太阳运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值，选项 D 错误。 故选 B。 5. 如图甲所示，小物块放在固定的足够长的光滑斜面上，在平行于斜面向上的力 F 的作用下 由静止开始沿斜面运动，运动过程中物块的机械能 E 随位移 x 变化的关系如图乙所示。其中 0～ x1 过程与 x2～x3 过程的图线是平滑的曲线，x1～x2 过程的图线是倾斜的直线，x3～x4 过程的图 线是平行于 x 轴的直线，则下列说法正确的是（ ） A. 在 0～x1 过程中小物块的加速度不断增大 B. 在 x1～x2 过程中小物块可能做匀加速运动，也可能做匀速运动或者匀减速运动 - 5 - C. 在 x2～x3 过程中 F 不断减小，小物块动能一定减小 D. 在 x3～x4 过程中小物块一定做匀速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．在 E—x 图像中，切线的斜率的绝对值为除重力或弹簧弹力之外的其他外力的大 小，故本题中斜率的变化反应了 F 的变化，所以在 0～x1 过程 F 不断增大，如果物体开始向下 运动，物体的加速度可能不断减小，也有可能先减小后增大，故 A 错误； B．在x1～x2过程中，F不变，但经过前一段的增大后可能大于 sinmg  ，也有可能 sinF mg  ， 故小物块可能做匀加速运动，也可能做匀速运动或者匀减速运动，故 B 正确； C．在 x2～x3 过程中 F 不断减小，但若 sinF mg  ，小物块的动能可能会继续增加，故 C 错 误； D．在 x3～x4 过程中，小物块机械能守恒，受到的 F=0，所以做匀加速运动，故 D 错误； 故选 B。 6. 如图所示，正方形金属线圈 abcd 边长为 L，电阻为 R。现将线圈平放在粗糙水平传送带上， ab 边与传送带边缘 QN 平行，随传送带以速度 v 匀速运动，匀强磁场的边界 PQNM 是平行四边 形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为 B，PQ 与 QN 夹角为 45°，PM 长为 2L， PQ 足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法错误的是 （ ） A. 线圈感应电流的方向先是沿 adcba 后沿 abcda B. 线圈受到的静摩擦力先增大后减小 C. 线圈始终受到垂直于 ad 向右的静摩擦力 D. 线圈受到摩擦力的最大值为 2 2B L v R 【答案】BCD - 6 - 【解析】 【详解】A．在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，据楞次定律知， 线圈感应电流的方向先是沿 adcba 后沿 abcda，故 A 项正确，不符合题意； C．线圈的一小部分进入磁场区域时（a 点未进入磁场），线圈感应电流的方向沿 adcba，bc 边 所受安培力方向向左，ab 边所受安培力方向向里，线圈受到的摩擦力方向不是向右，故 C 项 错误，符合题意； B．线圈进入磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势（电 流）先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小； 线圈穿出磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势（电流） 先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小；故 B 项错误，符合题意； D．当线圈的有效切割长度为 L 时，线圈受到的安培力最大，线圈受到的静摩擦力最大，摩擦 力的最大值为 2 2 m m2 2 2BLv B L vf BI L B LR R    故 D 项错误，符合题意。 本题选错误的，故选 BCD。 7. 如图所示，电路中所有二极管均为理想二极管，R1=R2=R3=R4=R，图丙和图丁中的变压器为 原、副线圈匝数相同的理想变压器，P 为原线圈中央抽头，输入端接同一正弦交流电源，R1、 R2、R3、R4 四个电阻的功率分别为 P1、P2、P3、P4 下列关系式正确的是（ ） - 7 - A. P1：P2=1：2 B. P1：P3=1：4 C. P3：P4=1： 2 D. P2：P4=1：16 【答案】B 【解析】 【详解】A．分析电路可知甲乙两图中通过电阻 R1 和 R2 的电流、电压以及通电时间是一样的， 所以 P1：P2=1：1，选项 A 错误； B．分析图甲和图丙可知通过电阻 R1 和 R3 的电流以及通电时间是一样的，但电压图丙是图甲的 2 倍，所以 P1：P3=1：4，选项 B 正确； C．分析图丙和图丁可知通过电阻 R3 和 R4 的电流、电压以及通电时间是一样的，所以 P3：P4=1： 1，选项 C 错误； D．分析图乙和图丁可知通过电阻 R2 和 R4 通电时间是一样的，但电压图丁是图乙的 2 倍，而图 乙的总电阻是图丁的两倍，所以 P1：P3=1：8，选项 D 错误。 故选 B。 8. 如图所示，一个可以看成点电荷的带电小球质量为 m，电荷量为+q，从平面上的 M 点以初 速度 v0 抛出，初速度方向与竖直方向的夹角为 ，小球恰好垂直撞击在竖直墙壁的 N 点，重 力加速度为 g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 小球从 M 点运动到 N 点的竖直位移 y 与水平位移 x 之比满足 2tanx y  B. 若在空间施加一个垂直纸面向里的匀强电场，小球从 M 点以 v0 速度沿原方向抛出后可能会 - 8 - 垂直击中墙面 C. 若在空间施加一个大小为 4 5 mgE q  、方向与 v0 同向的匀强电场，从水平地面上的 P 点将 小球以速度 v0 抛出，速度方向与竖直方向的夹角为 =37°，sin37°=0.6 小球垂直撞击在竖 直墙壁上的 Q 点，则 PQ 两点间的水平间距 2 04 3 vl g  D. 若空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 0 mgB qv  ，从水平地面上的 S 点将 小球以速度 v0 竖直向上抛出后，小球垂直撞击在竖直墙壁上的 T 点，则 ST 两点间竖直高度差 2 0( 2 1)vh g  【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球恰好垂直撞击在竖直墙壁的 N 点，则竖直方向上有 0 cosyv v gt  解得 0 cosvt g  所以竖直方向的位移 2 2 2 0 cos1 2 2 vy gt g   水平方向的位移 2 0 0 sin cossinx vx v t v t g      所以竖直位移 y 与水平位移 x 之比满足 2tanx y  选项 A 正确； B．若在空间施加一个垂直纸面向里的匀强电场，小球受到垂直纸面向里的电场力作用，若从 - 9 - M 点以 v0 速度沿原方向抛出后不可能会垂直击中墙面，选项 B 错误； C．若在空间施加一个大小为 4 5 mgE q  、方向与 v0 同向的匀强电场，小球受到电场力大小为 4 5F mg 则小球在竖直方向受到的合力为 cos37yF mg F   水平方向受到的合力为 sin37xF F  小球垂直撞击在竖直墙壁上的 Q 点，则有 0 cos37y y Fa t t vm    所以 PQ 两点间的水平间距 2 2 0 0 1 1sin372 2 x x x Fl v t a t v t tm      联立解得 2 068 27 vl g  选项 C 错误； D．若空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 0 mgB qv  ，可以把小球的速度分解 为沿水平向右的速度 0v 和斜向左上 45°的的速度 02v ，则小球在水平方向做向右的匀速直线 运动（平衡重力），和初速度斜向左上 45°的的速度 02v 的匀速圆周运动 2 0 0 ( 2 )2 m vqB v R  则小球垂直撞击在竖直墙壁时，由几何关系可得 2 0( 2 1)sin 45 vh R R g     故 D 正确。 故选 AD。 - 10 - 三、非选择题：共 174 分。第 22～32 题为必考题，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。 9. 现利用如图甲所示的装置探究“动能定理”，实验操作如下（当地重力加速度为 g）： ①先测出小车的质量 M 按图示安装好实验装置，再测量两光电门之间的距离 L，挂上沙桶可适 当倒人少量沙子； ②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相 等； ③取下细绳和沙桶保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车， 记录小车先后通过光电门 1 和 2 时显示的时间 t1、t2，并测量此时沙子和沙桶的总质量 m； ④重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复步骤②③。 (1)如图乙所示，用 50 分度的游标卡尺测得小车上遮光片的宽度 d=_____mm。 (2)本实验中若表达式_____成立，则验证了动能定理。 【答案】 (1). 5.20 (2). 2 2 1 2 ( )1 1 2 2 ( )d dmgL M Mt t   【解析】 【详解】(1)[1]游标卡尺 1 刻度线前面有 5 个格子，依据后面格子数和主尺格子数的关系推 测，游标卡尺的零刻线前面对应的主尺读数为 5mm，游标尺上第 10 个刻度和主尺上某一刻度 对齐，所以游标读数为 10×0.02mm=0.20mm 所以最终读数为 5mm+0.20mm=5.20mm (2)[2]小车从光电门 1 下滑至光电门 1 过程合外力做的总功 W mgL合 小车动能变化量 - 11 - 2 2 1 2 ( )1 1 2 2 ( )k d dE M Mt t    实验中若表达式 2 2 1 2 ( )1 1 2 2 ( )d dmgL M Mt t   成立，则验证了动能定理。 10. 某实验小组要测量一定值电阻的阻值 Rx、电源的电动势和内阻。实验器材如下： A．待测电源 E B．电压表 V1、V2 C．电流表 A D．定值电阻 Rx E．滑动变阻器 R 开关和导线若干 实验步骤如下：①按如图甲所示电路连接好实验器材； ②闭合开关，读出电压表 V1 和 V2 以及电流表 A 的示数 U1、U2、I； ③移动滑动变阻器触头，重复②，得到多组数据； ④描绘出 U1-I、U2-I 图像如图乙所示。 回答下列问题： (1)由图乙 a 可得，定值电阻的阻值 Rx=_____ Ω 。 (2)由图中数据可求得电源的电动势 E=_____V，电源内阻 r=_____ Ω 。 - 12 - (3)若考虑电流表、电压表内阻的影响，则定值电阻 Rx 测_____Rx 真，电源电动势 E 测_____E 真，r 测_____r 真，（选填“等于”“大于”或“小于”）。 【答案】 (1). 2.0 (2). 3.0 (3). 2.0 (4). 小于 (5). 等于 (6). 大 于 【解析】 【详解】(1)[1]由图乙 a 可得，定值电阻的阻值 1 1.0 0.5 Ω 2.0Ω0.25x UR I     (2)[2][3]根据 2 x( )E U I R r   由图中数据，则电源内阻 2 x 1.0 0.5 2.0 2.0Ω0.625 0.500 Ur RI        当 U2=0.5V，I=0.625 可求得电源的电动势 E=3.0V。 (3)[4][5][6]若考虑电流表、电压表内阻的影响，则通过电阻 Rx 的实际电流小于电流表的电 流，即电流的测量值偏大，根据 2 x UR I  可知定值电阻 Rx 测小于 Rx 真；若将电流表的内阻以及 Rx 都等效为电源的内阻，可知内阻的测量 值也包括了电流表的内阻，可知 r 测大于 r 真；而此时电流表测量的是通过电源的电流，电压 表测量是等效电源的路端电压，则电源电动势的测量是准确的，即 E 测=E 真。 11. 如图所示，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板，物块 b 静止在距离木板左 端 L=2.25m 处，物块 a 以初速度 v0=3m/s 从左侧滑上木板，a、b 均可视为质点。已知物块 a、 b 与木板间的动摩擦因数均为  =0.1 两个木块与木板的质量均为 m=1kg，a、b 碰撞时间极短， 碰后粘连在一起运动，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g 取 10m/s2。试求（结果可用分数表示）： (1)a、b 碰后瞬间的速度； (2)最终状态时 a、b 距离 c 左端的距离。 【答案】（1）1.25m/s；（2） 75 m32 - 13 - 【解析】 【详解】（1）a 滑上 c 后水平方向受向左的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得： μmg=maa 代入数据解得 aa=1m/s2 若 b、c 相对静止，则 b、c 整体受 a 对它的向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得 μmg=2ma0bc 代入数据解得 a0bc=0.5m/s2 由题意可知 b 与 c 间的动摩擦因数也为 0.1，故 b 在 c 表面的最大加速度为 abm=μg=1m/s2 故 bc 可以保持相对静止，即 abc=0.5m/s2 则当 ab 将要相碰时满足 2 2 0 1 1 2 2a bcv t a t a t L   解得 t=1s（另一值舍掉） 此时 a 的速度 1 0 2m/sav v a t   b 和 c 的速度 2 0.5m/sbcv a t  a、b 碰后粘连在一起运动，设共同速度为 v，则由动量守恒 1 2 2mv mv mv  解得 v=1.25m/s （2）当三者共速时速度为 v′，则由动量守恒定律 ' 1 22 3mv mv mv  由能量关系 - 14 - 2 2 '2 2 1 1 12 2 32 2 2mg x mv mv mv       解得 3 m32x  最终状态时 a、b 距离 c 左端的距离 75 m32d L x    12. 如图甲所示，在直角坐标系 xOy 中的四个点 P（O，L）、Q（L，0）、M（0，-L）、N（-L、0） 为 PQMN 的四个顶点，在△PQN 范围内分布着匀强磁场，磁感应强度 B 随时间变化的图像如图 乙所示（图像中 T 为未知量），设垂直纸面向外为正方向；△MQN 内的匀强磁场与△PQN 内的 磁场总是大小相等、方向相反。在 PQMN 区域外，分别存在着场强大小为 E 的匀强电场，其方 向分别与正方形区域 PQMN 在各象限内的边界垂直且指向正方形内部。质量为 m、电荷量为 q 带正电的粒子在 0 2 T 内某一时刻从原点 O 沿 y 轴正方向射入磁场，此后在 xOy 平面内做周期 性运动。已知粒子在电场内做直线运动，且每当磁场方向发生变化时粒子恰好从电场射磁场。 重力不计，忽略粒子运动对电、磁场的影响。上述 L、B0、m、q、E 为已知量。 (1)若粒子从出发到第一次回到 O 点过程中，在磁场中运动的时间小于 0 πm qB ，求该粒子的初速 度； (2)求满足第一问条件下，粒子从出发到第一次回到 O 点的路程； (3)求粒子初速度的所有可能值及对应的磁场变化的周期 T。 【 答 案 】 (1) 0qB L m ； (2) 2 2 0 π 2 qB L LEm  ； (3)   0 2 1 qB Lv n m   （ n=0 ， 1 ， 2 ，3 ， … ）， - 15 -   0 0 4(4 1)π 2 1 B Ln mT qB n E    （n=0，1，2，3，…） 【解析】 【详解】(1)若粒子从出发到第一次回到 O 点过程中，在磁场中运动的时间小于 0 πm qB ，则粒子 在磁场中的轨迹如图 1 所示 由几何关系得 1r L 粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，则 2 1 1 0 1 vqv B m r  解得粒子的初速度 0 1 qB Lv m  (2)满足第一问条件下，设粒子在电场中轨迹的长度为 x1，则 2 1 1 10 2qEx mv   解得粒子在电场中轨迹的长度 2 2 0 1 2 qB Lx Em  粒子从出发到第一次回到 O 点的路程 - 16 - 2 2 0 1 1 1 π π2 2 2 qB Ls x r LEm      (3)粒子在 xOy 平面内的周期性运动，一周期内，粒子在磁场中运动时间可能为 0 12 2n T    ， 其中 n=0，1，2，3…。当 n=0，1，2 时，轨迹分别如图 1、2、3 所示 由以上分析可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径的可能值为 2 1 Lr n   根据洛伦兹力提供向心力，则有 2 0 vB qv m r  可得初速度的所有可能值为   0 2 1 qB Lv n m   一个周期内粒子在电场中运动的可能时间为   044 2 1 B Lvt a n E     磁场变化的周期 T 的可能值为   0 0 4(4 1)π 2 1 B Ln mT qB n E    其中 n=0，1，2，3，… （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。 - 17 - [物理-选修 3-3] 13. 如图所示，在 p-V 图中有三条气体状态变化曲线，一定质量的理想气体可沿这三条路径 从状态 i 到状态 j，已知曲线 1 为绝热变化过程，气体内能变化分别为△U1、△U2、△U3，它 们的大小关系是_____；气体对外界做功分别为 W1、W2、W3，它们的大小关系是_____；气体从 外界吸收的热量大小为 Q1、Q2、Q3，它们的大小关系是_____。 【答案】 (1). △U1=△U2=△U3 (2). W1