河南省南阳市第一中学2020届高三物理第六次考试试题（含解析） 16页

河南省南阳市第一中学2020届高三第六次考试理综物理试题 ‎ 二、选择题 ‎1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）‎ A. 结合能越大的原子核越稳定 B. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 C. 安培首先发现了通电导线的周围存在磁场，并提出“分子环流”假说 D. 胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 ‎【答案】D ‎【解析】比结合能越大的原子核越稳定，选项A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项B错误；奥斯特首先发现了通电导线的周围存在磁场，安培提出“分子环流”假说，选项C错误；胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，选项D正确；故选D.‎ ‎2. 质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。从t＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s2，则物体在t＝0到t＝12s这段时间的位移大小为（ ）‎ A. 18m B. 54m C. 72m D. 198m ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：对物体受力分析可知，0到3s内，由于滑动摩擦力为：Ff=μFN＝μmg=0．2×20N=4N，恰好等于外力F大小，所以物体仍能保持静止状态，3s到6s内，物体产生的加速度为：，发生的位移为：‎ ‎;6s到9s内，物体所受的合力为零，做匀速直线运动，由于6s时的速度为：v=at=2×3=6m/s，所以发生的位移为：x3=vt=6×（9-6）=18m；9到12s内，物体做匀加速直线运动，发生的位移为：x4=vt+at2=6×3+×2×32=27m；所以总位移为：x=0+x2+x3+x4==9+18+27=54m，所以B正确；‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】遇到多过程的动力学问题，应分别进行受力分析和运动过程分析，然后选取相应的物理规律进行求解，也可以借助v-t图象求解。‎ 视频 ‎3. 如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上A点一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向（均平行于纸面）且速度大小相等的带正电的粒子（重力不计），已知粒子的比荷为k，速度大小为2kBr。则粒子在磁场中运动的最长时间为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：粒子在磁场中运动的半径为：；当粒子在磁场中运动时间最长时，其轨迹对应的圆心角最大，此时弦长最大，其最大值为磁场圆的直径2r，故，故选C.‎ 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.‎ ‎4. 如图所示，A是地球同步卫星，B是近地卫星，C是在赤道上随地球一起转动的物体，A、B、C的运动速度分别为vA、vB、vC，加速度分别为aA、aB、aC ‎，下列说法正确的是（ ）‎ A. C受到的万有引力就是C的重力 B. vC＞vB＞vA C. aB＞aA＞aC D. A在4h内转过的圆心角是 ‎【答案】C ‎5. 如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为L的正方形线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上，从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域，用I表示导线框中的感应电流（逆时针方向为正），则下列表示I－t关系的图线中，正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】导线框完全进入磁场后，没有感应电流产生，故AB错误；进入和穿出磁场过程，线框有效切割长度变化，感应电动势和感应电流在变化，故C错误；线框进入磁场过程，有效切割长度L均匀增大，感应电动势E均匀增大，感应电流I均匀增大．穿出磁场过程，有效切割长度L均匀减小，感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，两个过程电流方向相反，故D正确．‎ ‎6. 如图所示的理想变压器，左端输入有效值不变的正弦交流电，电压表和电流表都是理想电表，忽略小灯泡电阻的变化，则开关S闭合后与闭合前相比较，下列说法正确的是（ ）‎ A. L1变亮 B. L2变亮 C. 电流表A的示数变小 D. 电压表V的示数变小 ‎【答案】AD ‎...............‎ 可知增大，也增大，即电流表的示数变大，C错误。‎ 考点：变压器的构造和原理 ‎【名师点睛】本题主要考查理想变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解．结合电路动态分析进行分析即可。‎ ‎7. 如图所示，质量为m的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态，现对小球同时施加水平向右的恒力F0和竖直向上的力F，使小球从静止开始向右运动，其中竖直向上的力F大小始终与小球的速度成正比，即F＝kv（图中未标出），已知小球与杆间的动摩擦因数为m，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动 B. 小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止 C. 小球的最大加速度为F0/m D. 小球的最大速度为 ‎【答案】CD ‎【解析】刚开始运动，加速度为 ‎ ，当速度v增大，加速度增大，当速度v增大到符合kv＞mg后，加速度为：，当速度v增大，加速度减小，当a减小到0，做匀速运动，故A B错误；当阻力为零时，加速度最大，故小球的最大加速度为，故C正确．当加速度为零时，小球的速度最大，此时有：F0=μ（kv-mg），故最大速度为：，故D正确．故选CD.‎ ‎8. 如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角为q，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带的摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升高度h（未与滑轮相碰）的过程中（ ）‎ A. 物块a重力势能减少mgh B. 摩擦力对a做的功等于a机械能的增加量 C. 摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增加量之和 D. 任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等 ‎【答案】ACD ‎【解析】开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有，则，b上升h，则a下降hsinθ，则a重力势能的减小量为，故A正确；根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量，所以摩擦力做功大于a的机械能增加；因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加，故B错误C正确；任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率，对a有：，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等，故D错误．‎ ‎【点睛】解答本题的关键对初始位置和末位置正确地受力分析，以及合力选择研究的过程和研究的对象，运用能量守恒进行分析．‎ 三、非选择题 ‎9. 如图是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住小钩码，平衡摩擦力后在A点释放小车，测出小车上挡光片通过光电门的时间为Dt。‎ ‎（1）若挡光片的宽度为d，挡光片前端距光电门的距离为L，则小车的加速度a＝_________。‎ ‎（2）在该实验中，下列操作中正确的是_______。‎ A．要用天平称量小车质量 B．每次改变钩码，都不需要测量其质量（或重力）‎ C．调节滑轮的高度，使细线与轨道平行 D．每次小车从A点出发允许有不同的初速度 ‎（3）由于挡光片有一定的宽度，则实验中测出的小车加速度值比真实值_______。（填“偏大”、“相等”或者“偏小”）‎ ‎【答案】 (1). (2). BC (3). 偏大 ‎【解析】(1)小车通过光电门的瞬时速度(挡光片通过光电门的平均速度)：‎ 小车从A点释放到通过光电门的过程：，联立解得：‎ ‎(2)A：研究小车的加速度与外力关系，保持小车质量一定即可，不需要知道小车质量。故A项错误。‎ B：有拉力传感器测量拉力，改变钩码个数即可，不需测钩码质量。故B项正确。‎ C：‎ 调节滑轮的高度，使细线与轨道平行，这样运动过程中拉力的方向始终不变。故C项正确。‎ D：每次小车从A点出发时的初速都必须是零。故D项错误。‎ ‎(3) 小车做加速运动，由于挡光片有一定的宽度，挡光片通过光电门的平均速度大于挡光片前端到达光电门的瞬时速度。又故实验中测出的小车加速度值比真实值偏大。‎ ‎10. 某实验小组尝试测量一段电阻丝的电阻率。可供选择的器材有：‎ A．电池组E（电动势为3.0V，内阻约5Ω）‎ B．电压表V（量程为～3V，内阻约为15kΩ）‎ C．电阻箱R（0～999.9Ω）‎ D．开关、导线若干 完成下列填空：‎ ‎（1）把电阻丝拉直后用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图甲所示，其读数为d＝_______mm。‎ ‎（2）将电阻丝两端固定在有刻度尺的接线板两端的接线柱上，在被固定的电阻丝上夹一个与接线柱c相连的小金属夹P。实验要求将a、c端接入电路，且将小金属夹P右移、电阻箱的阻值减小时，接入电路的电压表读数保持不变，如图乙所示，请用笔画线代替导线在图丙中完成电路的连接______________。‎ ‎（3）图乙中电压表读数为U＝________V。‎ ‎（4）改变金属夹P与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电压表读数保持不变，如图乙所示。重复多次，记录每一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L，数据如表格所示。断开开关，整理实验器材。请出图丁中描点，并作出R－L图象______________________。‎ ‎（5）根据R－L图象和已知数据，可求出该电阻丝的电阻率为_________Ω×m。（计算结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 0.400 (2). 如图所示 ‎ (3). 2.50 (4). 如图所示 ‎ (5). 2.5×103‎ ‎【解析】（1）电阻丝的直径：0.01mm×40.0=0.400mm；‎ ‎（2）电路如图：‎ ‎（3）电压表读数为U＝2.50V.‎ ‎（4）做出R-L图像如图；‎ ‎（5）由， 可得 , 则由图像，‎ 解得ρ= 2.5×10-6Ω×m ‎11. 如图甲所示，光滑水平面上放置斜面体ABC，AB与BC圆滑连接，AB表面粗糙且水平（长度足够长）。倾斜部分BC表面光滑，与水平面的夹角q ‎＝37°。的斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，规定力传感器受压时，其示数为正值；力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑，运动过程中，力传感器记录到力F和时间t的关系如图乙所示。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2），求：‎ ‎（1）斜面体倾斜部分BC的长度；‎ ‎（2）滑块的质量；‎ ‎（3）运动过程中滑块克服摩擦力做的功。‎ ‎【答案】（1）3m（2）2kg（3）32J ‎【解析】试题分析：（1）在斜面上由牛顿第二定律有： a1=6m/s2‎ 斜面BC长度 ‎（2）斜面体对传感器的压力为 解得：m=2kg ‎（3）对斜面体由平衡方程有：f=F2=4N 对滑块由牛顿第二定律有：f=ma2‎ a2=2m/s2‎ 滑块在AB表面上滑行的距离为：‎ v=a1t1‎ 解得： x2=8m 滑块克服摩擦力做的功为：Wf=fx2=32J 考点：牛顿第二定律；功 ‎【名师点睛】此题综合考查了牛顿第二定律的应用；解题的关键是能从给定的图像中获取信息，并能对物体正确的受力分析，根据牛顿第二定律求解物体的加速度，并能联系运动公式求解．‎ ‎12. 如图所示，两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量均为m，用两等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧，AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB施加F＝2mg的恒力，AB下落一段距离h后，在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1；‎ ‎（2）在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热Q和通过导线截面的电量q；‎ ‎（3）设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2，通过计算说明v2大小的可能范围；‎ ‎（4）依据第（3）问的结果，请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度－时间图象（v－t）图（任画一个可能图象）。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎（4）四种可能性：‎ ‎【解析】（1）AB杆达到磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态，‎ 对AB杆：3mg＝2T 对CD杆：2T＝mg＋BIL 又F＝BIL＝‎ 解得： ‎ ‎（2）以AB、CD棒组成的系统在此过程中，根据能的转化与守恒有：‎ ‎（3m－m）gh－2Q＝×4mv12‎ 解得金属杆CD移动的距离： ‎ 通过导线截面的电量：‎ ‎（3）AB杆与CD杆都在磁场中运动，直到达到匀速，此时系统处于平衡状态，‎ 对AB杆：3mg＝2T＋BIL 对CD杆：2T＇＝mg＋BIL 又F＝BIL＝‎ 解得： ‎ 所以 ‎（4）AB杆以速度v1进入磁场，系统受到安培力（阻力）突然增加，系统做加速度不断减小的减速运动，接下来的运动情况有四种可能性：‎ 点睛：本题考查了电磁感应与电路、力学和能量的综合，关键要正确分析导体棒的受力情况，能熟练推导安培力的表达式和感应电荷量．在平时的学习中需加强这方面的训练，熟练掌握.‎ ‎13. 有一列简谐 横波的波源在O处，某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20cm处，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，P点离O处80cm，如图所示，取该时刻为t＝0时，下列说法正确的是（ ）‎ A. P点起振时的速度方向沿y轴正方向 B. 波的传播速度为0.5m/s C. 经过1.3s，P点第一次到达波谷 D. 0～0.1s时间内，x＝10cm处的质点振动的速度逐渐增大 E. x＝15cm处的质点从开始起振到P点开始起振的时间内通过的路程为52cm ‎【答案】BCE ‎【解析】试题分析：从图象可以直接读出振幅和波长，根据x轴上10cm处的质点已振动0.2s求出周期，根据公式可得知波速，每个质点的起振方向均相同，故质点P的起振方向与质点A的起振方向相同，由图读出x=15cm到P点间的距离，即可求出由x=15cm传播到P的时间，根据在一个周期内，质点振动走过的路程为4个振幅求出x=15cm处的质点振动的路程．‎ 根据图象可知，A点起振方向向下，沿y轴负方向，各个质点的起振方向均相同，故质点P的起振方向与质点A的起振方向相同，为沿y轴负方向，故A错误；根据图象可知，波长，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，则周期，则波速，故B正确；从A点传播到P点所需时间为，从开始振动到第一次到达波谷所需时间，所以经过1.3s时间P点第一次到达波谷，故C正确；从0～0.1s时间内，x=10cm处的质点从平衡位置向波峰位置振动，速度逐渐减小，到达波峰处速度为零，故D错误；x=15cm处的质点从开始起振到P点开始起振的时间，则x=15cm处的质点振动的路程，故E正确．‎ ‎14. 半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示，O为圆心，光线I沿半径方向从a点射入玻璃砖后，恰好在O点发生全反射，另一条光线II平行于光线I从最高点b射入玻璃砖后，在底边MN上的d点射出，若测得OD＝R/4，则该玻璃砖的折射率为多少？（可以使用根式）‎ ‎【答案】≈2.03‎ ‎【解析】设光线II的入射角和折射角分别为i和r，在DbOd中，‎ bd＝‎ 由折射定律有n＝‎ 即sini＝n 又因为光线I与光线II平行，且在O点恰好发生全反射，有：sini＝‎ 所以 ，从而得到：n=≈2.03‎ 点睛：本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解．‎