河南省南阳市第一中学2020届高三物理上学期第八次考试试题（含解析） 16页

河南省南阳市第一中学2020届高三上学期第八次考试理综物理试题 ‎ 一、选择题：‎ ‎1. 某静电场在x轴的电势的分布如图所示，x2处的电势为，下列说法正确的有（ ）‎ A. 将电量为q的点电荷从x1移到x2，电场力做的功为 B. x1处的电场强度为零 C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小 D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大 ‎【答案】C ‎【解析】A、以无穷远处电势为零，则x1移到x2电势差不等于，故选项A错误；‎ B、图中曲线斜率大小等于电场强度，x1处的斜率不为零，故x1处的电场强度不为零，故B错误；‎ C、负电荷从x1移到x2，电势升高，电势能减小，故C正确；‎ D、负电荷从x1移到x2，曲线的斜率减小，电场强度减小，所以负电荷受到的电场力减小，故D错误。‎ ‎2.‎ ‎ 如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场，已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】粒子在磁场做匀速圆周运动，粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的弦，初速度大小相同，轨迹半径相同；‎ 设，当出射点D与S点的连线垂直于OA时，DS弦最长，轨迹所对的圆心角最大，周期一定，则由粒子在磁场中运动的时间最长，由此得到： ‎ 轨迹半径为：‎ 当出射点E与S点的连线垂直于OC时，弦ES最短，轨迹所对的圆心角最小，则粒子在磁场中运动的时间最短，‎ 则：，由几何知识，得 最短时间：‎ 所以，粒子在磁场中运动时间范围为，故选项ABC是可能，选项D是不可能的。‎ 点睛：粒子在匀强磁场中匀速圆周运动的问题，关键是画轨迹，本题是根据几何知识：半径一定时，弦越长，对应的圆心角越大，则运动时间越长。‎ ‎3. 如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴OO1以恒定的角速度转动，圆筒的半径r=1.5m，筒壁内有一小物体与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面见的夹角为60°，重力加速度g取10m/s2，则的最小值是（ ）‎ A. 1rad/s B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】由于小物体在圆筒内随圆筒做圆周运动，其向心力由小物体受到的指向圆心(转动轴)的合力提供。‎ 在小物体转到最上面时最容易与圆筒脱离，根据牛顿第二定律，沿半径方向：‎ 又沿筒壁方向：，‎ 解得：，故选项C正确，选项ABD错误。‎ 点睛：本题关键要分析向心力的来源，明确角速度在什么位置最小，由牛顿第二定律进行解题。‎ ‎4. 在日常生活中，人们习惯于用几何相似性放大（或缩小）的倍数去得出推论，例如一个人身高了50％，做衣服用的布料也要多50％，但实际上这种计算方法是错误的，若物体的几何线度长为L，当L改变时，其他因素按怎样的规律变化？这类规律可称之为标度律，它们是由纲量关系决定的．在上例中，物体的表面积S=kL2，所以身高变为1.5倍，所用的布料变为1.52=2.25倍．以跳蚤为例：如果一只跳蚤的身长为2mm，质量为0.2g，往上跳的高度可达0.3m．可假设其体内能用来跳高的能量E∝L3（L为几何线度），在其平均密度不变的情况下，身长变为2m，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近（ ）‎ A. 0.3m B. 3m C. 30m D. 300m ‎【答案】A ‎【解析】由题意知，依据能量的转换和守恒，跳蚤上升过程中：，‎ 可得：，k是常数，由于不变，所以高度h不变，故A正确，BCD错误。‎ 点睛：该题的关键依据题意分析出h的相关表达式，这是开放性的题目，应注重从题目中获取信息的能力。‎ ‎5. 正方形金属线圈abcd平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动一起以速度v匀速运动，线圈边长为L，电阻为R，质量为m，有一宽度为2L的磁场垂直于传送带，磁感应强度为B，线圈穿过磁场区域的过程中速度不变，下列说法正确的是（ ）‎ A. 线圈进入磁场时有沿abcda方向的感应电流 B. 线圈进入磁场的过程中对传送带有水平向左的静摩擦力作用 C. 线圈进入磁场的过程中流过某一线圈导线截面的电荷量为 D. 线圈经过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为 ‎【答案】D ‎【解析】A、根据楞次定律，可知，感应电流方向adcba，故A错误；‎ B、线框向右运动，进入磁场的过程中，bc边切割磁感线，由右手定则可知，感应电流的方向为dcbad方向，由左手定则可知，bc边受到的安培力的方向向左，由于线框做匀速直线运动，所以受到的静摩擦力的方向一定向右；‎ 线框向右运动，出磁场的过程中，感应电流的方向为abcd方向，由左手定则可知，ad边受到的安培力的方向向左，由于线框做匀速直线运动，所以受到的静摩擦力的方向一定向右，故B错误；‎ C、通过线圈某一截面的电荷量，故C错误；‎ D、根据焦耳定律得，求得线圈发热产生热量，，因此电动机多消耗的电能为，故D正确。‎ 点睛：本题综合考查了电磁感应与电路的综合，要求掌握切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、安培力大小公式以及焦耳定律、电量的公式等。‎ ‎6. 美国国家科学基金会2020年9月29日宣布，天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外的行星，如图所示，这颗行星距离地球约20亿光年（189.21万亿公里），，公转周期约为37年，这颗名叫Gliese581g的行星位于天枰座星群，它的半径大约是地球的2倍，重力加速度与地球相近．则下列说法正确的是（ ）‎ A. 飞船在Gliese581g表面附近运行时的速度大于7.9km/s B. 该行星的质量约为地球质量的4倍 C. 该行星的平均密度约是地球平均密度的2倍 D. 在地球上发射航天器到达该星球，航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度 ‎【答案】ABD ‎【解析】A、飞船在Gliese581g表面附近运行时，万有引力提供向心力，则 解得： ，该星球半径大约是地球的2倍，重力加速度与地球相近，所以在该星球表面运行速度约为地球表面运动速度的倍，地球表面附近运行时的速度为，所以以在该星球表面运行速度约为，故A正确；‎ B、忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：， ‎ 这颗行星的重力加速度与地球相近，它的半径大约是地球的2倍，所以它的质量是地球的4倍，故B正确；‎ C、根据密度的定义式，故该行星的平均密度与地球平均密度之比等于半径的倒数比，即该行星的平均密度约是地球平均密度的，故C错误；‎ D、由于这颗行星在太阳系外，所以航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度，故D正确。‎ 点睛：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较，两者进行比较要找到它们的共同点去进行比较。‎ ‎7. 如图所示，质量为M的三角形滑块置于水平光滑地面上，三角形的底边长为L，斜面也光滑，当盒子里为m的滑块（看做质点）沿斜面下滑的过程中（ ）‎ A. M与m组成的系统动量守恒，机械能守恒 B. m沿斜面滑动底端时，M移动的位移大小为 C. m对M的冲量大小等于M的动量变化量 D. m克服支持力做的功等于M增加的动能 ‎【答案】BD ‎【解析】A、M、m组成的系统在竖直方向所受合外力不为零,系统所受合外力不为零,系统整体动量不守恒,系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向动量守恒,故A错误,‎ B、Mm组成的系统水平方向上动量守恒，设m运动的位移为s1，M运动的位移为s2，由动量守恒得：‎ 且 解得：故B正确；‎ C、M的动量变化量应该与合外力的冲量大小相等，故C错误；‎ D、系统机械能守恒，所以m克服支持力做的功等于M增加的动能，故D正确；‎ 综上所述本题答案是;BD ‎8. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD，线框的边长为L=0.3m、总电阻为R=2Ω，在直角坐标系xOy中，有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合，上边界满足曲线方程，磁感应强度大小B=1T．线框在沿x轴正方向的拉力F作用下，以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动，直到AD边穿出磁场过程中．下列说法正确的是（　　）‎ A. 当BC边运动到磁场的中心线时，BC两端电压为3V B. 感应电动势的有效值为 C. 力F是恒力 D. 整个过程中产生的是正弦交变电流 ‎【答案】BD ‎【解析】A、感应电动势：，当BC边运动到磁场的中心线，即：时，，感应电动势是，BC两端电压是路端电压，小于感应电动势，故A错误；‎ B、由A可知：感应电动势最大值，有效值：，故B正确；‎ C、安培力，，则安培力是变力，线框做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力等于安培力，则拉力F是变力，故C错误；‎ D、感应电动势：，是正弦交变电流，故D正确。‎ 点睛：本题要注意是线框中产生的是正弦式电流，求电功要用电动势的有效值，正弦式电流的最大值是有效值的倍。‎ 二、非选择题：‎ ‎9. 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联，测量实际电流表G1内阻r1的电路如图1所示，供选择的仪器如下：‎ ‎①待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω）；‎ ‎②电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω）；‎ ‎③定值电阻R1（300Ω）；‎ ‎④定值电阻R2（10Ω）；‎ ‎⑤滑动变阻器R3（0～1000Ω）；‎ ‎⑥滑动变阻器R4（0～20Ω）；‎ ‎⑦干电池（1.5V）；‎ ‎⑧电键S及导线若干．‎ 按电路连接电路，多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2，作出相应的图线，如图所示 ‎（1）定值电阻应选_______，滑动变阻器应选________．（在空格内填写序号）；‎ ‎（2）根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_______。‎ ‎【答案】 (1). （1）③； (2). ⑥ (3). （2）‎ ‎............‎ ‎（2）根据并联分流公式，又，解得。‎ 点睛：本题考查测量实际电流表内阻的实验器材选择，滑动变阻器采用的分压式接法，其电阻不要太大，根据实验原理和串并联特点，分析电流表内阻的表达式。‎ ‎10. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种，．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．‎ ‎（1）如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为_______，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为_______‎ ‎（2）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出（1）问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6，并作图象，如图③所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为_______．‎ ‎【答案】 (1). （1）； (2). ; (3). （2）;‎ ‎【解析】（1）E点的瞬时速度，则打E点重锤的动能，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量；‎ ‎（2）由得，图线的斜率，则加速度，根据牛顿第二定律得，，解得。‎ 点睛：解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量。‎ ‎11. 飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力、竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力、地面支持力和轮胎与地面之间的摩擦力作用，其中机翼升力与阻力均与飞机运动的速度平方成正比，且比例系数分别为，地面的摩擦力与地面支持力成正比，已知飞机质量为m，飞机在跑道上加速滑行时发动机推力为 ‎（1）飞机起飞时的速度v多大？‎ ‎（2）若飞机在水平跑道上匀加速滑行，则地面的摩擦力与地面支持力成正比的比例系数μ需要满足什么条件？（μ不随位移变化而变化）．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）根据题意，飞机刚要离开跑道时，地面支持力为零，飞机的升力与重力平衡，故有，解得飞机起飞时的速度为；‎ ‎（2）设摩擦阻力f与地面的支持力的比例系数为μ；根据牛顿运动定律，得飞机水平方向受推力、摩擦力和阻力作用，合力使飞机产生加速度有，‎ 代入可得 要使飞机做匀加速运动，故可知，及满足。‎ 点睛：本题属于实际问题，利用生活中一实例，考查了力与运动的知识，要求学生对物理知识有了解并能学以致用．让学生体会到物理不仅是有趣的，还是有用的。‎ ‎12. 如图所示，一质量为m，电荷量为q的带正电荷小球（可视为质点）从y轴上的A点以初速度v0（未知）水平抛出，两长为L的平行金属板MN倾斜放置且水平方向间的夹角为θ=37°，带电小球恰好能垂直M板从起中心小孔B进入两板间（sin37°=0.6）‎ ‎（1）试求带电小球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度v0；‎ ‎（2）若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足，试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上．‎ ‎【答案】（1）．（2）‎ ‎【解析】试题分析： （1）设小球由y轴上的A点运动到金属板M的中点B的时间为t，由题意，在与x轴平行的方向上，有：，，‎ 带电小球在竖直方向上下落的距离为：‎ 所以小球抛出点A的纵坐标为：，‎ 以上各式联立并代入数据可解得：．‎ 所以小球抛出点A的坐标为，小球抛出时的初速度大小为：‎ ‎（2）设小球进入电场时的速度大小为v，则由动能定理可得：‎ 解得：．‎ 带电小球进入匀强电场后的受力情况如图所示．‎ 因为，所以，‎ 因此，带电小球进入该匀强电场之后，将做类平抛运动．其加速度大小为：，‎ 设带电小球在该匀强电场中运动的时间为，欲使小球不打在N板上，由类平抛运动的规律可得：，‎ 以上各式联立求解并代入数据可得：‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】该题综合考查平抛运动、受力分析与带电粒子在电场中的偏转，其中结合题目的要求，正确分析出小球在电场中受到的合力的方向，是解题的关键。‎ ‎13. 下列说法正确的是______________。‎ A．用“油膜法估测分子大小”实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液的体积除以相应油酸膜的面积 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能增加 C．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 E．晶体在融化过程中吸收热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能 ‎【答案】BCE ‎【解析】用“油膜法估测分子大小”实验中，油酸分子的直径等于油酸酒精溶液含有油酸的体积除以相应油酸膜的面积，选项A错误； 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，吸收热量，因分子动能不变，故其分子之间的势能增加，选项B正确； 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项C正确； 如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但是如果气体体积变大，单位体积的分子数减小，则气体的压强不一定增大，选项D错误；晶体在熔化过程中吸收热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能，选项E正确；故选BCE.‎ ‎14.‎ ‎ 如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比SA：SB=1：3，两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气．初始时活塞处于平衡状态，A、B中气体的体积均为V0，A、B中气体温度均为T0=300K，A中气体压强pA=1.6p0，p0是气缸外的大气压强．‎ ‎（1）求初始时B中气体的压强pB；‎ ‎（2）现对A中气体加热，使其中气体的压强升到pA′=2.5p0，同时保持B中气体的温度不变，求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度TA′．‎ ‎【答案】（1）；（2）TA′=562.5K；‎ ‎【解析】试题分析：（1）初始时活塞平衡，有 已知，代入上式可解得：。‎ ‎（2）末状态活塞平衡，‎ 可解得 B中气体初、末态温度相等，‎ 由，可求得 设A中气体末态的体积为，因为两活塞移动的距离相等，故有 ‎＝，可求出 由气态方程＝解得TA′＝TA＝562．5K。‎ 考点：理想气体的状态方程 ‎【名师点睛】本题是连接体问题，找出两部分气体状态参量间的关系，然后由理想气体状态方程即可解题，要掌握连接体问题的解题思路与方法。‎ ‎15.‎ ‎ 一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是（____）‎ A．两列波将同时到达中点M B．两列波波速之比为1：2‎ C．中点M的振动总是加强的 D．M点的位移大小在某时刻可能为零 E．绳的两端点P、Q开始振动的方向相同 ‎【答案】ADE ‎【解析】由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点．故A正确，B错误．由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱；当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零．故C错误，D正确．据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故E正确；‎ 故选ADE．‎ 点睛：考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象.‎ ‎16. MN为水平放置的光屏，在其正下方有一半圆柱玻璃砖，玻璃砖的平面部分ab与光屏平行且过圆心O，平面ab与屏间距离为d=0.2m，整个装置的竖直截面如图所示，在O点正下方有一光源S，发出的一束单色光沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上．现使玻璃砖在竖直面内以O点为圆心沿逆时针方向以角速度缓慢转动，在光屏上出现了移动的光斑．已知单色光在这种玻璃中的折射率为，求：‎ ‎①当玻璃砖由图示位置转动多长时间屏上光斑刚好彻底消失；‎ ‎②玻璃砖由图示位置转到光斑刚好彻底消失的过程中，光斑在屏上移动的距离s．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：由题意可知，假设玻璃砖转过角时，折射光线刚好完全消失。此时的入射角也为，由折射定律可得：‎ 玻璃砖转动所用时间：‎ 当入射角，由折射定律可得：‎ 解得：‎ 由图可知在玻璃砖逆时针转过角过程中折射光线顺时针转过角：‎ 考点：光的折射定律 ‎【名师点睛】】解决本题的关键要理解并掌握全反射现象及其条件，明确临界角公式，熟练运用几何知识解决问题；当玻璃砖转动时，入射角增大，当入射角等于临界角时发生全反射，折射光线刚好完全消失。‎