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  • 2021-06-02 发布

【物理】河北省鸡泽县第一中学2020届高三一模试题(解析版)

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河北省鸡泽县第一中学 2020 届高三一模试题 第Ⅰ卷(选择题 共 48 分) 一、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,选对 但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。) 1.原子核的比结合能如图所示,下面说法正确的是( ) A. Li 核比 He 核更稳定 B. Ba 核比 Kr 核核子数多,平均结合能大 C. U 核比 Ba 核结合能大,比结核能小 D. 两个 H 核结合成 He 核,需要吸收大量能量 【答案】C 【解析】 【详解】A.比结合能越大,原子核越稳定。如图所示,He 核比 Li 核更稳定,故选项 A 错 误; B.平均结合能即比结合能为结合能与核子数之比。由核子数和结合能共同决定,由图所示, Ba 核比 Kr 核核子数多,平均结合能小,故选项 B 错误; C.U 核比 Ba 核核子数多,结合能大,由图所示,比结核能小,故选项 C 正确; D.两个 H 核结合成 He 核,由比结合能小的反应生产比结合能大的,会释放大量能量,故 选项 D 错误。 故选 C。 2.台球是大家比较喜爱的一项运动。在光滑水平面上,小明利用一个白球 以初速度 去 撞击 2018 个一字排开的花球来模拟,如图所示,已知球与球之间的碰撞为弹性正碰,白球 质量是花球质星的 2 倍,则编号为 1 的花球的最终速度为( ) A 0v A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】质量为 的白球 以初速度 与编号为 2018 的花球发生弹性正碰,满足动量守 恒和机械能守恒,设碰后,白球和编号为 2018 的花球的速度分别为 ,以向右为正方 向,则: , . 解得: , . 同理分析,两个质量相同花球碰撞时,根据动量守恒定律和机械能守恒可能,两球速度交换, 此时编号为 2018 的花球与编号为 2017 的花球交换速度,以此类推,最终编号为 1 的花球的 速度为 故 A 正确,BCD 错误。 故选 A。 3.中国天眼全称为 500 米口径球面射电望远镜,简称 FAST。截止到去年底天眼已经发现了 44 颗新的脉冲星。脉冲星(Pulsar)是能快速自转的中子星。脉冲星半径大约为 10 千米左右,自 转周期大约为 0.0014 秒。若已知某脉冲星星球半径为 R,星球表面赤道与两极重力加速度 之差为 ,则该脉冲星的自转周期为 为( ) A. B. 0 4 3 v 0 1 3 v 0v 0 2 3 v 2m A 0v 1 1Av v、 0 1 12 2 Amv mv mv= + ( ) ( ) 0 1 1 2 2 21 1 12 22 2 2A m v m v mv= + 1 0 1 3Av v= 1 0 4 3v v= 1 ' 0 4 3v v= g∆ T 2 RT g π= ∆ 2 gT R π ∆= C. D. 无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】设在星球表面两极上重力加速度为 ,赤道上重力加速度为 ,则: 在赤道: 在两极: 联立解得: 故选项 A 正确,BCD 错误。故选 A 4.如图,垂直电梯有一个“轿厢”和一个“对重”通过钢丝绳(曳引绳)将它们连接起来,钢丝 绳通过驱动装置(曳引机)的曳引带动使电梯“轿厢”和“对重”在电梯内导轨上做上下运动。 某次“轿厢”向上匀减速运动,则( ) A. “轿厢”处于超重状态 B “对重”处于失重状态 C. “对重”向下匀加速运动 D. 曳引绳受到的拉力大小比“轿厢”重力小 。 2T R gπ= ∆ 1g 2g 2 22 2 4MmG mg m RR T π= + 12 MmG mgR = 1 2g g g∆ = − 2 RT g π= ∆ 【答案】D 【解析】 【详解】A.当轿厢向上匀减速时,轿厢加速度向下,处于失重状态,故选项 A 错误; D.轿厢失重,所以曳引绳的拉力小于重力,故选项 D 正确; BC.同时,对重向下做匀减速运动,处于超重状态,所以选项 BC 错误。 故选 D。 5.如图所示,AB、CD 是一个圆的两条直径且 AB、CD 夹角为 60°,该圆处于匀强电场中, 电场强度方向平行该圆所在平面.其中 φB=φC=φ,UBA=φ,保持该电场的场强大小和方向不变, 让电场以 B 点为轴在其所在平面内逆时针转过 60°.则下列判断中不正确的是 ( ) A. 转动前 UBD=φ B. 转动后 UBD= C. 转动后 D. 转动后 【答案】C 【解析】 【详解】设圆周半径为 R,则 BD=R,BC= .由 φB=φC=φ,UBA=φ 得电场方向由 B→D, 且电场强度 。 A.转动前 UBD=UBA=φ,故选项 A 正确,A 项不合题意; B.转动后 BD 和电场强度成 60°,所以 UBD=ERcos60°= , 故选项 B 正确,B 项不合题意; C.转动后 AC 与电场强度成 60°, UAC=ERcos60°= , 故选项 C 错误,C 项符合题意; D.转动后 BC 与电场强度成 30°,所以 , 2 ϕ 3ACU ϕ= 3 2BCU ϕ= 3R E R ϕ= 2 ϕ 2 ϕ− 33 cos30 2BCU E R ϕ= ⋅ ° = 故选项 D 正确,D 项不合题意。 故选 C。 6.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数 n1=1100,接入电压 U1=220V 的电路 中,在两组副线圈上分别得到电压 U2=6V,U3=110V。若在两副线圈上分别接上 0.09Ω、 30.25Ω 电阻,设此时原线圈电流为 ,两副线圈电流分别为 和 。下列关系中正确的有 ( ) A. 副线圈上匝数分别为 n2=30,n3=550 B. 、 C. 、 D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A.变压器电压比等于匝数比 , 代入数据得到有 n2=30,n3=550; 故 A 正确; BCD.有多个副线圈时,要根据能量守恒推导电流关系: ; 根据欧姆定律可以计算 、 ; 根据 1I 2I 3I 1 2 2 1 I n I n = 31 3 1 nI I n = 2 200 3I A= 3 40 11I A= 1 20 A11I = 31 2 1 2 3 UU U n n n = = 1 1 2 2 3 3n I n I n I= + 2 200 A3I = 3 40 A11I = , 可计算 。 故 B 错误,C 正确,D 错误。 故选 AC。 7.弹簧在弹性限度内,弹簧弹性势能的表达式为 (k 为劲度系数,x 为弹簧的伸长 量)。如图,用这样的轻质弹簧一端拴一质量为 m 的小球 P,另一端固定在 O 点,把 P 提到 与 O 在同一水平线上,此时弹簧处于自然长度 L,然后松手,让 P 自由摆下,已知 P 运动 到最低点时弹簧伸长了 x,不计一切摩擦和阻力,重力加速度为 g。则( ) A. 小球 P 向下摆到最低点的过程中,重力对它做的功为 mgL B. 小球 P 向下摆到最低点的过程中, 它的机械能减小 C. 小球 P 运动至最低点时的速度大小为 D. 小球 P 运动至最低点时的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.由于小球摆下过程中,弹簧变长,故重力做功应大于 mgL,选项 A 错误; B.小球下摆到最低点过程中,弹簧伸长,小球做的不是圆周运动,故弹力与速度成钝角, 弹力对小球做负功,所以小球机械能变小,故选项 B 正确; CD.由功能关系: ,可得速度大小为 , 1 1 2 2 3 3n I n I n I= + 1 40 A11I = 21 2pE kx= ( )( )kx mg L x m − + ( ) 22mg L x kx m + − 2 21 1( ) 2 2mg L x mv kx+ = + 22 ( )mg L x kxv m + −= 故 C 错误,D 正确。故选 BD。 8.如图甲所示,质量为 m、电阻为 r 的金属棒 ab 垂直放置在光滑水平导轨上,导轨由两根 足够长间距 d 的平行金属杆组成,其电阻不计,在导轨左端接有阻值 R 的电阻,金属棒与 导轨接触良好,整个装置位于磁感应强度 B 的匀强磁场中。从某时刻开始,导体棒在水平 外力 F 的作用下向右运动(导体棒始终与导轨垂直),水平外力随着金属棒位移变化如图乙 所示,当金属棒向右运动位移 x 时金属棒恰好匀速运动.则下列说法正确的是 ( ) A. 导体棒 ab 匀速运动的速度为 B. 从金属棒开始运动到恰好匀速运动,电阻 R 上通过的电量 C. 从金属棒开始运动到恰好匀速运动,电阻 R 上产生的焦耳热 D. 从金属棒开始运动到恰好匀速运动,金属棒克服安培力做功 【答案】ABD 【解析】 【详解】A.金属棒在外力 F 作用下从开始运动到恰好匀速运动,在位移为 x 时外力 F0=F 安=BId 联立可得 , 所以选项 A 正确; B.此过程中金属棒 R 上通过的电量 的 ( )0 2 2 F R rv B d += Bdx R r+ ( )22 0 0 4 4 1 2 2R mF R rQ F x B d += − ( )22 0 0 4 4 1 2 2 mF R rW F x B d += −克 EI R r = + E Bdv= ( )0 2 2 F R rv B d += , 所以选项 B 正确; CD.对金属棒由动能定理可得 解得: 故 D 正确,C 错误。 故选 ABD。 第Ⅱ卷(非选择题 共 62 分) 二、必考题(本题共 4 小题,共 47 分) 9.某实验小组同学利用如图所示装置研究力的合成,在半圆形框架轨道内分别安装一个固定 轻质滑轮 和一个可沿轨道任意滑动的轻质滑轮 ,用细绳穿过两个滑轮分别与两个小桶 连接,滑轮 中间绳上有连接结点 再与重物连接,然后按如下步骤操作: ①调整绳 水平,记下 点位置; ②用天平测出重物的质量 ; ③向桶 内加入适量的沙子,直到绳子的结点回到位置 ; ( ) ( ) ( ) Bdxq I t tR r t R r R r ϕ ϕ∆ ∆= ∆ = ∆ = =+ ∆ + + ( )22 02 4 4 1 2 2 mF R rW W mv B d += =−外 克 W Q= 总克 R rQ Q Q= +总 ( )22 0 0 4 4 1[ ]2 2R mF R rRQ F xR r B d += −+ ( )22 0 0 4 4 1 2 2 mF R rW F x B d += −克 A B P Q、 A B、 O OA O Om P Q、 O ④用天平称出加入沙子后桶 的质量分别为 并记录; ⑤改变滑轮 的位置,重复步骤③、④。 实验中 绳的拉力方向_________(填“需要”或“不需要”)记录, 点位置_________(填“必 须”或“不必”)在轨道圆心,满足______说明力的合成符合平行四边形法则。 【答案】不需要 不必 【解析】 【详解】[1][2][3]实验中对结点 的受力分析, 方向表示 水平,重物拉力方向竖直向 下,只要 方向即拉力 的方向倾斜,三力平衡时若满足 , 则 说明 与 的合力与 等大反向,不需要记录 拉力方向; 的方向不需要用圆心角表示,所以 点也不必在轨道圆心;又 , 满足 即是满足 就可以说明力的合成符合平等四边形法则。 10.利用电流表和电压表测一节干电池的电动势 E 和内电阻 r,电路如图甲所示。 (1)本实验中,滑动变阻器 R 应选用_______(填写代号) A.200Ω,1A B .10Ω,0.5A C.10Ω,0.1A (2)为知道电压表大概的内阻阻值,某同学采用电路图甲进行实验,他操作如下: ①闭合开关 k 、S,调节变阻器,当电压表的示数为 1.20V 时,电流表的示数为 99mA; ②保持变阻器滑片位置不变,断开 k,只闭合 S,电流表的读数为 100mA;则电压表的内阻 接近_______(填写代号) A. 12Ω B. 120Ω C. 1200Ω D. 12000Ω (3)为了测得准确的数据,该实验小组分别采用甲、乙两原理图获得多组电压表读数 U 和 P Q、 P Qm m、 B OB O 2 2 2 0Q P m m m= + O OA PF OB QF ( )22 2 0P QF m g F+ = PF 0m g QF OB OB O P P QF m g F= =, Qm g ( )22 2 0P QF m g F+ = 2 2 2 0Q Pm m m= + 电流表读数 I 的数据,并作 U-I 图如图丙所示,则图丙中直线 m 是通过图_____(“甲”或 “乙”)获得的。结合直线 m、n,可得干电池的电动势的真实值______,内阻的真实值_______。 【答案】(1). B (2). C (3). 乙 1.50V 3.0Ω 【解析】 【详解】(1)[1]变阻器太大不容易调节,故不选 A,B、C 电阻相等,但 B 的额定电流适合 实验要求,C 的额定电流较小,故选 B; (2)[2]开关 k 断开时电流 100mA,闭合时电流 99mA,说明电压表分流 1mA,故电压表内 阻接近: ,故选项 C 正确; (3)[3]m 图像斜率较大,故所测内阻较大,应是内阻与电流表内阻串联的结果,所以是用 乙图测得; [4][5]m 图线与纵轴的交点是真实的电动势,n 图线与横轴的交点是真实的短路电流,可得 电动势为 1.50V,内阻为: 。 11.小明同学站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为 m=0.3kg 的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球在某次运动到最低点时,绳恰好达 到所能承受的最大拉力 F 而断掉,球飞行水平距离 s 后恰好无碰撞地落在临近的一倾角为 α =53°的光滑斜面上并沿斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差 h=0.8 m.绳长 r=0.3m(g 取 10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求: (1)绳断时小球的速度大小 v1 和小球在圆周最低点与平台边缘的水平距离 s 是多少. 1.2V 12001mAvR = = Ω 1.5V 3.0500mAr = = Ω (2)绳能承受的最大拉力 F 的大小. 【答案】(1)3m/s,1.2m (2)12N 【解析】 【详解】(1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平 行,否则小球会弹起,所以有 vy=v0 tan53° 又 vy2=2gh,代入数据得: vy=4m/s,v0=3m/s 故绳断时球的小球做平抛运动的水平速度为 3m/s; 由 vy=gt1 得: 则 s=v0 t1=3×0.4m=1.2m (2)由牛顿第二定律: 解得:F=12N 12.如图所示,在 xOy 平面内 0L 的区域内 有一方向垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场.某时刻,一带正电的粒子从坐标原点,以沿 x 轴正方向的初速度 进入电场;之后的另一时刻,一带负电粒子以同样的初速度从坐标原 点进入电场.正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为 60°和 30°,两粒子在磁场中分别运动半周后恰好在某点相遇.已知两粒子的重力以及两粒子之间 的相互作用都可忽略不计.求: 1 0.4syvt g = = 2 1mvF mg r − = 0v (1)正、负粒子的比荷之比 : ; (2)正、负粒子在磁场中运动的半径大小; (3)两粒子先后进入电场的时间差. 【答案】(1) : (2) , (3) 【解析】 (1)设粒子进磁场方向与边界夹角为 θ, 联立可得 所以 : = : (2)磁场中圆周运动速度 , , , , 1 1 q m 2 2 q m 1 tan 60 1 tan30 1 2 LR = 2 3 6R L= 0 3 6 Lt v π∆ = 0 tany vv θ= y qEv tm = 0 Lt v = 2 0 tan vq m EL θ= 1 1 q m 2 2 q m 1 tan 60 1 tan30 0 sinθ= vv 1 0 2 3 3v v= 2 02v v= 2vqvB m R = mvR qB = 1 2 3 1 R R = 两粒子离开电场位置间的距离 根据题意作出运动轨迹,两粒子相遇在 P 点 由几何关系可得 , , (3)两粒子在磁场中运动时间均为半个周期 由于两粒子在电场中时间相同,所以进电场时间差即为磁场中相遇前的时间差 三、选考题(下面 2 小题,每小题 15 分,考生可任选 1 题作答,如果多做,则按所做的第 一题计分) 13.下列说法正确的是____________ A. 将一块大晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体 B. 液面表面张力 方向与液面垂直并指向液体内部 C. 在一定温度下,饱和汽的分子数密度是不变的 D. 对同一部分气体,温度越高,相对湿度越小 E. 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 【答案】CDE 的 2 yvy t= 1 2 2 3 3d y y L= + = 12 sin 60R d=  22 sin30R d=  1 3 4 2 LR d= = 2 1 3 4 6R d L= = 1 1 1 0 3 4 R Lt v v π π= = 2 2 2 0 3 12 R Lt v v π π= = 1 2 0 3 6 Lt t t v π∆ = − = 【解析】 【详解】A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒仍是晶体,故选项 A 错误; B.液面表面张力的方向始终与液面相切,选项 B 错误; C.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是不变的,选项 C 正确; D.对同一部分气体,温度越高,相对湿度越小,选项 D 正确; E.由于液体蒸发时吸收热量,温度降低,所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,选项 E 正确。 故选 CDE。 14.如图所示,一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置,内有活塞,其横截面积为 S=1×10- 4 m2,质量为 m=1 kg,活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气,其内密封有一定质量的理想气体, 气柱高度 h=0.2 m.已知大气压强 p0=1.0×105 Pa,重力加速度 g=10 m/s2. (1)如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂,气柱高度变为原来的 ,求砂子的质量 m 砂; (2)如果在(1)基础上给汽缸底缓慢加热,使活塞恢复到原高度,此过程中气体吸收热量 5 J, 求气体内能的增量 ΔU. 【答案】(1)1kg (2)3J 【解析】 【详解】(1)因为缓慢放置砂子,气体发生等温变化,根据玻意耳定律,有 放置砂子前有: p1=p0+ V1=hS 放置砂子后有: p2=p0+ V2= hS 2 3 1 1 2 2pV p V= mg S mg m g S + 砂 2 3 联立以上各式代入数据解得:m 砂=1kg (2)由(1)可得 ,使活塞恢复到原高度的过程,气体压强不变,气体对外做功 有: 由热力学第一定律: ΔU=W+Q 所以气体内能的增量为 ΔU=3J. 答:(1)砂子的质量 m 砂=1kg; (2)气体内能 增量 ΔU=3J. 15.某时刻一列机械波波形如图所示,A 与 B 两质点相距 1 m,此时 A 点速度方向沿 y 轴向 上,经过 0.02 s,质点 A 第一次到达波峰.此波沿 x 轴_________方向(填“正”、或“负”)传 播,波的传播速度为_________m/s,经过 0.04 s,质点 B 速度沿 y 轴________(填“正”、或 “负”)方向。 【答案】负 25 正 【解析】 【详解】[1][2][3]由 A 点向上振动,可判定波沿-x 方向传播,又由波动图象看出,波长 λ= 2 m,经 0.02 s 质点 A 第一次到达最大位移处,则 0.02 s=T/4,T=0.08 s,所以波速 经 t=0.04 s,质点 B 处在平衡位置,速度沿+y 方向。 16.如图所示,半径为 R 的半圆形玻璃砖,其中 AB⊥OP,OP= ,从 P 点发射出两束不 同的光线 PM 和 PN,经玻璃砖折射后均与 OP 平行射出,已知玻璃砖对 PN 光线的折射率 为 ,图中 i=60°,α=53°,且 sin 53°=0.8,求: 的 5 2 3 10P Pa= × 5 4 2 13 10 1 10 0.2J 2J3W p V −− ∆ = − × × × × × = −= 2 m/s 25m/s0.08v T λ= = = 3R 4 3 ①玻璃砖对 PM 光线的折射率; ②两条出射光线间的距离; 【答案】① ②1.1R 【解析】 ①如图,在△PMO 中,根据正弦定理得 故 玻璃砖对 PM 光线的折射率 ②由折射定律公式 解得 两条出射光线间的距离 d=R + R 解得 d= 3 sin 180 3 sin i R i Rγ − =− ( ) ( ) 30γ =  3 sin 2 = 31sin 2 PM in γ= = 4 sin sin53 3 sin sinPNn α β β= = =  37β =  sinγ sinβ 0.6 1.12 R R R+ =