东北三省三校2020届高三物理下学期第一次联合模拟考试试题（含解析） 17页

东北三省三校2020届高三物理下学期第一次联合模拟考试试题（含 解析） 二、选择题： 1.在平直公路上行驶的 a 车和 b 车，其位移时间图像分别为图中直线 a 和曲线 b。 t=3s 时，直线 a 和曲线 b 刚好想切，下列说法正确的是（ ） A. t=3s 时，两车具有共同的加速度 B. a 车做匀速运动，b 车做加速运动 C. 在运动过程中，b 车始终没有超过 a 车 D. 在 0-3s 的时间内，a 车的平均速度比 b 车的大 【答案】C 【解析】 【详解】A 项: t=3s 时，两图线斜率相等，所以两车的速度相等，故 A 错误； B 项：x-t 图象的斜率表示速度，由图可知，a 车做匀速直线运动，b 车做减直线速 运动，故 B 错误； C 项：由图象可知，b 车的位置始终在 a 车的后面，故 C 正确； D 项：在 0-3s 的时间内，a 车的位移为 6m，b 车的位移为 8m，由公式 可知，a 车的平均速度小于 b 车的，故 D 错误。 2.如图所示，有一个物块恰好能静止在固定的斜面上，若再对物体施加一个力，使 物块能沿着下面下滑，下列可行的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ） A. 竖直向下的恒力 B. 沿斜面向下的恒力 C. 垂直斜面向下的恒力 D. 竖直向上的恒力 【答案】B 【解析】 【详解】设斜面倾角为 ，物块的质量为 m，动摩擦因数为 ，由题意可知， A 项：对物块加个竖直向下的恒力 F，沿斜面向下的力为： ，物块与斜面 间 的 最 大 静 摩 擦 力 为 ： ， 由 可 知 ， ，所以物块仍静止，故 A 不可行； B 项：对物块加沿斜面向下的恒力 F，沿斜面向下的力为： ，物块与斜面 间的最大静摩擦力为： ，由 可知， ， 所以物块向下滑，故 B 可行； C 项：对物块加垂直斜面向下的恒力 F，沿斜面向下的力为 ，物块与斜面间的 最大静摩擦力为： ，由 可知， ，所物块仍静止，故 C 不可行； D 项：对物块加竖直向上的恒力 F，沿斜面向下的力为 ，物块与斜面间的 最大静摩擦力为： ，由 可知， ，所有物块仍静止，故 D 不可行。 故选：B。 3.如图，水平放置两个同心金属半圆环，半径分别为 r 和 2r，两环间分布着垂直于 纸面向里的匀强磁场.磁感应强度为 B。在两环间连接一个电容为 C 的电容器，c、d 是电容器的两个极板，ab 是可绕圆心转动，长为 r 的金属杆，沿半径方向放置在两 环间且接触良好。现让绕圆心以恒定角速度 沿逆时针转动.不计一切电阻，则下列 说法正确的是（ ） A. 电容器 c 极板带负电 B. cd 间电压逐渐增大 C. 金属棒 ab 产生的电动势为 D. 电容器所带电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A 项：根据右手定则可知，ab 棒切割磁感线产生感应电动势高低为 a 端为 低电势，b 端为高电势，则电容器 c 板带正电，d 板带负电，故 A 错误； B、C 项：根据切割磁感线产生感应电动势为： ，故 B、C 错误； D 项：根据电容器电荷量的计算公式得： ，故 D 正确。 故选：D。 4.生活中可以通过霍尔元件来测量转动物体的转速。如图在一个转动的圆盘边缘处 沿半径方向均匀地放置四个小磁铁，其中两个 N 极向外，两个 S 极向外。在圆盘边 缘附近放置一个霍尔元件，其尺寸如图所示。当电路接通后，会在 a、b 两端产生电 势差，经电路放大后得到脉冲信号。已知脉冲信号的周期为 T,若忽略感应电动势的 影响，则 A. 盘转动的转速为 B. 转速越大，脉冲信号的最大值就越大 C. 脉冲信号的最大值与 h 成正比 D. 圆盘转到图示时，如果 a 点电势高，则霍尔元件中定向移动的电荷带负电 【答案】D 【解析】 【详解】A 项：由题意可知，盘转动的周期与产生的脉冲信号周期相同，由公式 可得： ，故 A 错误； B、C 项：由公式 可知， ，所以霍尔元件所在处的磁场越强，脉冲信 号的最大值就越大，与转速无关，结合公式 可得： ，所以脉冲 信号的最大值与 h 无关，故 B、C 错误； D 项：圆盘转到图示时，由左手定则可知，定向移动的电荷向下偏转，若要 a 点电 势更高，则定向移动的电荷为负电荷，故 D 正确。 故选：D。 5.如图所示，将一小球在斜面顶端沿水平方向抛出，小球飞行一段时间恰落到斜面 底端。若不计空气阻力，当小球的动量变化量为飞行全过程的一半时，关于此刻小 球的位置.下列判断正确的是（ ） A. 在斜面中点所在的垂直斜面的倾斜线上 B. 在斜面中点所在的竖直线上 C. 在斜面中点所在的水平线上 D. 小球的位置距离斜面最远 【答案】BD 【解析】 【详解】A、B、C 项：当小球的动量变化量为飞行全过程的一半时，由动量定理可 知，即运动的时间为全程一半时，所以小球在水平方向上的位移为总位移的一半， 所以小球应在斜面中点所在的竖直线上，故 A、C 错误，B 正确； D 项：将小球的运动分解为平行斜面和垂直斜面可知，在平行斜面方向做匀加速直 线运动，垂直斜面方向先做匀减速到零，再反向加速，由对称性可知，当小球运动 时间为总时间一半时，小球刚好垂直斜面方向的速度为零，即此时离斜面最远，故 D 正确。 故选：BD。 6.如图所示，两个等量异种点电荷+Q 和-Q 固定在一条竖直线上，其右侧固定一根竖 直的光滑细木杆，有一个带正电小球 p 套在细杆上。小球 p 由静止释放，从与-Q 等 高处运动到与+Q 等高处的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球 p 的电势能先减小，后增加 B. 小球受到细扞的弹力方向先向右，后向左 C. 小球一直做匀加速直线运动 D. 若细杆换为光滑绝缘金属杆，小球 P 做匀加速直线运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A 项：由等量异种电荷的电场线分布可知，在等量异种电荷的中垂线的上 方，电场线方向斜向左上方，在等量异种电荷的中垂线的下方，电场线方向斜向右 上方，所以小球 P 受到的电场力先做负功，后做正功，即电势能先增大，后减小， 故 A 错误； B 项：由 A 分析可知，在等量异种电荷的中垂线的上方，电场线方向斜向左上方， 在等量异种电荷的中垂线的下方，电场线方向斜向右上方，由水平方向平衡可知， 小球受到细扞的弹力方向先向右，后向左，故 B 正确； C 项：因为小球到两个电荷之间的距离发生了变化，设电荷到杆之间的距离为 d 小 球与两个电荷的连线与杆的夹角分别是θ、α，由库仑定律可得：两电荷对小球沿 杆方向的电场力之和是 沿杆方向的电场力是变力，小 球所受的合外力变力，不会做匀变速运动，故 C 错误； D 项：若细杆换为光滑绝缘金属杆，绝缘金属杆表面是等势面，电场力不与金属杆 垂直，沿杆方向只受重力，故做匀加速直线运动。故 D 正确。 故选：BD。 7.“鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星，运行在地月拉格朗日 L2 点处的 Halo 使命轨道点位于地月延长线上，在月球背对地球的一侧，距离月球约为地球半径的 10 倍。假设中继卫星在 L2 点受地月引力保持与月球同步绕地球运行，已知地月距离 约为地球半径的 60 倍，中继卫星的质量远小于月球的质量，根据以上数据下列判断 正确的是（ ） A. 中继卫星与月球绕地球运动的加速度之比约为 7:6 B. 中继卫星与月球绕地球运动的加速度之比约为 36:49 C. 地球与月球质量之比约为 83:1 D. 地球与月球质量之比约为 49:1 【答案】AC 【解析】 【详解】A、B 项：由公式 可知，由于中继卫星与月球绕地球运动的周期相同， 所以角速度相同，所以加速度之比等于轨道半径之比，由题可知，半径之比为 7：6， 故 A 正确，B 错误； C、D 项：由公式 可知，月球绕地球运动时有： ， 中继卫星绕地球运动时有： 联立解得：地球与月球质量之比约为 83:1，故 C 正确，D 错误。 故选：AC。 8.如图所示，在 xoy 平面内的坐标原点处，有一个粒子源，某一时刻以同一速率 v 发射大量带正电的同种粒子，速度方向均在 xoy 平面内，且对称分布在 x 轴两侧的 30°角的范围内。在直线 x=a 与 x=2a 之间包括边界存在匀强磁场，方向垂直于 xoy 平面向外，已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为 2a。不计粒子重力及粒子间的相互 作用力，下列说法正确的是（ ） A. 最先进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为 B. 最先进入和最后进入磁场中的粒子在磁场中运动的时间都相等 C. 最后从磁场中射出的粒子在磁场中运动的时间为 D. 最后从磁场中射出的粒子出场的位置坐标为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A 项：沿 x 轴方向射出的粒子最先进入磁场，由几何关系可知，粒子在磁 场中运动的偏转角为 ，所以运动时间为 ，故 A 正确； B、C、D 项：沿与 x 轴成 角的两个方向同时进入磁场，沿与 x 轴成 角斜向下 方进入磁场的粒子在磁场中偏转角为 ，所以用的时间为 ， 弦 长 为 ， 粒 子 进 入 磁 场 的 位 置 离 x 轴 的 距 离 为 ， 所 以 最 后 从 磁 场 中 射 出 的 粒 子 出 场 的 位 置 的 纵 坐 标 为 ， 所 以 最 后 从 磁 场 中 射 出 的 粒 子 出 场 的 位 置 坐 标 为 ，故 B 错误，CD 正确。 故选：ACD。 三、非选择题： 9.小王同学欲对一台小型电动机的性能进行研究，准备的实验器材如下： 待测电动机 M(额定电压 4.0V)； 电流表 A(内阻约为 0.2 )； 电压表 V(内阻约为 3000 )； 滑动变阻器 R； 电池 E（电动势为 6V，内阻约 0.5 )； 开关 S 导线若干； 经过正确操作得到电动机的 U-I 图像（甲图）。 （1）请你按实验要求完成图乙实物图的连接_____。 （2）电动机在额定电压条件下正常工作时，其输人功率为_____W,输出的机械功率 为_____W.(结果保留两位有效数字） 【答案】 (1). （1） ； (2). （2） 3.6 (3). 1.6 【解析】 【详解】(1)由于电动机两端电压从 0 开始变化，所以滑动变阻器用分压式，电动机 不转时内阻较小，所以电流表用外接法，所以电路图如图： (2)由图甲可知，当 U=4.0V 时，电流为 I=0.9A，所以电动机的输入功率为 P=UI=3.6W， 由图可知，当电压小于 2.0V 时，电动机不转，所以电动机的内阻为 ， 所以当电流为 I=0.9A 时，电动机内阻消耗的功率为 ， 所以电动机的输出机械功率为 。 10.某学习小组通过下图实验装置来验证动量守恒定律。A 是同定在水平桌面上光滑 的斜槽.斜槽末端与水平桌面平行，B 是气垫导轨，C 是光电门，D 是带有小孔的滑 块（孔内粘有胶带， 小球进入小孔即粘在胶带上），滑块上方有一窄挡光片。实验 前将斜槽固定在水平桌面上，调整气垫导轨的高度，使滑块小孔与斜槽末端在同一 高度处，同时调整气垫导轨水平，多次改变小球释放高度 h。得到挡光片通过光电 门的时间 t，做出 图象。小球质量为 m，滑块总质量为 M，挡光片宽度为 d，重 力加速度为 g。 （1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图所示,宽度 d=______mm； （2）请用题中所给的物理量来表示，只要满足关系式 h=______，就可以说明在误 差允许范围内碰撞中动量守恒； （3）如果图象是一条过原点的 ______ (填写“倾斜直线”或“抛物线”），同样可 以验证动量守恒。 【答案】 (1). （1）2.150 (2). （2） (3). （3）倾斜直线 【解析】 【详解】(1) 螺旋测微器的读数为 ； (2)小球下滑到斜面底端的速度为 ，小球与斜槽当光电门的速度为 ，由 动量守恒定律可得： 即 ，整理得： ； (3)由(2)分析可知， 成正比，所以图象是一条倾斜直线时同样可以验证动量守 恒。 11.如图所示，半径 R= 0.5m 的光滑圆环固定在竖直面上，圆环底端固定一轻弹簧， 弹簧上端与物体 A 连接。圆环上端固定一光滑小滑轮，一轻绳绕过滑轮，一端与 A 连接，另一端与套在大圆环上的小球 B 连接，已知 A 的质量 mA=1kg，B 的质量 mB= 2kg, 图示位置细绳与竖直方向成 30°。现将 A、B 自图示位置由静止释放，当 B 运动到 与圆心等高的 C 点时 A 运动到圆心位置，此时 B 的速度大小为 2m/s。求在此过程中 （g= 10m/s2， = 1.732， = 1.414): （1）绳的拉力对 B 做的功；（2）弹簧弹性势能的变化量。 【答案】（1）9J（2）-8.410J 【解析】 【详解】(1)对 B：动能定理： 其中 解得： ； (2) 对 A： 其中 解得： 因为 所以 。 12.如图所示，足够大的空间范围内存在水平向右的匀强电场。一根长为 L=1.0m 的 绝缘轻质细线一端固定在 0 点，另一端系一带电小球，小球带电量为 、 质量为 。现小球静止在 A 点，细线与竖直方向夹角 = 37°，（g =10m/s2，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，结果可保留根号）。求： （1）电场强度的大小； （2）在 A 点沿垂直细线方向对小球施加多大的冲量，可确保小球在纸面内运动的过 程中，细线不松弛； （3）在原题基础上加垂直纸面向里、磁感应强度 B= 2T 的匀强磁场，若在 A 点让小 球获得沿垂直细线方向的 m/s 的速度，求小球在纸面内绕 O 点做顺时针圆周运动 时细线上的最小拉力。 【答案】(1)150N/C (2)I≤0.4N∙s 或 I≥ N∙s (3)31.16N 【解析】 【详解】(1)小球静止时： 解得： ； (2) 分两种情况 ①小球摆动不超过 CD 两点，临界时刚好到达 C 或 D 点，速度为 0 从 A 到 C 由动能定理得： 其中 解得： ②能做完整圆周运动，从 A 到 B 临界时，恰好到达 B 点，绳上无弹力 解得： 综上 或 ； (3)由题知洛伦兹力沿绳向外 在 B 处，绳上拉力最小 从 A 到 B： 解得： 在 B 处： 解得： 。 13.下列说法正确的是______ A. 熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行 B. 在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加 C. 人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度 D. 液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置 E. 当两分子间距离为 r0 时，分子力为 0；当分子间距离小于 r0 时，分子间表现为斥 力 【答案】BCE 【解析】 【详解】A 项：自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个 孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的 方向进行，故 A 错误； B 项：改变物体内能的两种方式是热传递和做功，在绝热条件下压缩气体，对气体 做正功，气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律知气体的内能一定增加，故 B 正确； C 项：人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度，而主要取决于空气的相对 湿度，故 C 正确； D 项：液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小，分子位置不 固定，故 D 错误； E 项：当两分子间距离为 r0 时，分子力为 0，当分子间距离小于 r0 时，斥力和引力 都存在，分子间表现为斥力作用，故 E 正确。 故选：BCE。 14.一端开口且内壁光滑的细玻璃管竖直放置，如图所示：管中用一段高 25cm 的水 银柱封闭长 60cm 的空气柱，此时水银柱上端到管口的距离为 15cm，大气压强恒为 75cmHg，环境温度恒为 27℃。求： （1）在竖直平面内从图示位置缓慢转动玻璃管至水平位置，求此时空气柱的长度； （2）将玻璃管缓慢由水平位置转回原位置后，当封闭气体温度升高至多少℃时，可 使水银刚要溢出。 【答案】（1）80cm（2）107℃ 【解析】 【详解】(1) 水平后 等温过程： 解得： ； (2)水平时有部分水银溢出，剩余水银 所以 竖直后 由公式 其中 所以 。 15.如图所示，在水平面内 a、b、c 分别位于直角三角形的三个顶点上，已知 ab= 6m， ac=8m:在 t1=0 时刻 a、b 处的振源同时开始振动，它们在同种介质中传播，其振动 表达式分别为 和 ，所形成的机械波在水平面内 传播，在 t=4s 时 c 点开始振动，则________。 A. 两列波的波长为 2m B. 两列波的传播速度大小为 2m/s C. 两列波相遇后，c 点振动加强 D. A 的振动频率 1Hz E. 点的振幅为 0.25m 【答案】ABD 【解析】 【详解】A、B 项：由于两列波的波速相同，则 a 处振动先到达 c 点，所以波速为 由振动方程可知， ，由公式 得，波长为 2m，故 AB 正确； C 项：由两振动方程可知，两波源的振动步调相反，c 点到 ab 两波源的路程差为 ，所以 c 点为振动减弱点，故 C 错误； D 项：由 A 分析可知，T=1s，所以频率为 1Hz，故 D 正确； E 项：由于 c 点为振动减弱点，所以振幅为(0.15-0.1)cm=0.01cm，故 E 错误。 故选：ABD。 16.如图所示，透明材料制成的圆柱形棒，其直径为 4cm，长为 40cm。一细束光线从 圆柱棒的一个底面中心垂直于底面射入圆柱棒，光线进入圆柱棒后经 ，再 由棒的另一底面射出。求： （1）这种材料的折射率； （2）若从该点调整光线的入射方向，经历的全反射最多次数。 【答案】（1） （2）6 次 【解析】 【详解】(1) (2)全反射临界角 解得： 所以 。