【物理】甘肃省武威第六中学2020届高三下学期第六次诊断考试试卷（解析版） 15页

甘肃省武威第六中学2020届高三下学期 第六次诊断考试物理试卷 一、选择题 ‎1. 以下关于光子说的基本内容，不正确的说法是（ ）‎ A. 光子的能量跟它的频率有关 B. 紫光光子的能量比红光光子的能量大 C. 光子是具有质量、能量和体积的实物微粒 D. 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子 ‎【答案】C ‎【解析】根据E=hv判断出光子的能量与光子的频率因素有关，故A说法正确；根据E=hv判断出光子的能量与光子的频率因素有关，紫色光的频率大于红色光的频率，所以紫光光子的能量比红光光子的能量大，故B说法正确；光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，没有静止质量，也没有具体的体积，故C说法错误；根据光子的定义：光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫做一个光子，故D说法正确．所以选C．‎ ‎2. 如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　）‎ A. 小球受到的摩擦力方向竖直向下 B. 小球受到的摩擦力与重力大小相等 C. 若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 D. 若铁夹水平移动，小球受到的摩擦力变大 ‎【答案】B ‎【详解】对小球，由平衡条件在竖直方向上，竖直向上的摩擦力与向下的重力平衡，即小球受到的摩擦力与重力大小相等，与压力大小、水平运动状态等无关，选项B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎3. 如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则 A. a点场强的大小比b点大 B. b点场强的大小比c点小 C. a点电势比b点高 D. b点电势比c点低 ‎【答案】D ‎【详解】由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．‎ 由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．‎ ‎4. ‎2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为、半径为，探测器的质量为，引力常量为，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时，探测器的（ ）‎ A. 周期为 B. 动能为 C. 角速度为 D. 向心加速度为 ‎【答案】A ‎【详解】由万有引力提供向心力可得 ，可得 ，故A正确；解得 ，由于 ，故B错误；解得 ，故C错误；解得 ，故D错误．综上分析，答案为A ‎5. 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断(　　)‎ A. 在A、C时刻线圈处于中性面位置 B. 在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零 C. 从A～D线圈转过的角度为2π D. 若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变了100次 ‎【答案】D ‎【分析】圈在中性面上磁通量最大，感应电动势与感应电流均为零；线圈在平行于磁场位置（垂直于中性面处）穿过线圈的磁通量为零，感应电动势与感应电流最大；在一个周期内，电流方向改变两次，根据图象分析答题．‎ ‎【详解】由图象可知，在B、D时刻，感应电流为零，此时线圈位于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，A、C时刻感应电流最大，此时线圈与中性面垂直，磁通量为零，故AB错误；‎ 从A到D，经历个周期，线圈转过角度为，故C错误；‎ 由图象可知，从O～D 一个周期，如果经历时间为0.02s，则1s是50个周期，电流方向改变100次，故D正确．‎ ‎6. 某游乐园一游客站在斜向上匀加速运行的电动扶梯上（扶栏未画出），人和扶梯保持相对静止，其加速度a方向如图所示．关于该游客在上升过程中下列判断正确的是 A. 游客所受电梯作用力的方向与图中a的方向相同 B. 游客在竖直方向受到电梯支持力大于游客所受重力 C. 游客机械能增加量大于支持力所做的功 D. 游客在竖直方向受到的合力为零，在a方向上合力不为零 ‎【答案】BC ‎【详解】A．游客受竖直向下的重力和电梯对游客的作用力，其合力方向沿电梯向上，故所受电梯作用力的方向与电梯成一定角度斜向上，与图中a的方向不相同，选项A错误；‎ B．游客在竖直方向 可知游客在竖直方向受到电梯支持力大于游客所受重力，选项B正确；‎ C．游客机械能增加量等于支持力和摩擦力做功之和，故大于支持力所做的功，选项C正确；‎ D．游客在竖直方向受到的合力为masinθ，不为零，在a方向上合力为ma，不为零，选项D错误；‎ 故选BC。‎ ‎7. 如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动．现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则 A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R B. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 C. 滑块可能重新回到出发点A处 D. 传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多 ‎【答案】CD ‎【分析】滑块恰能通过C点时，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程求C点时的临界速度，由动能定理知AC高度差，从而知AB高度；对滑块在传送带上运动的过程根据动能定理列方程求滑行的最大距离的大小因素；根据传送带速度知物块的速度，从而知是否回到A点；滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x，看热量多少，分析相对路程．‎ ‎【详解】若滑块恰能通过C点时有：mg=m；由A到C，根据动能定理知  mghAC=mvC2；联立解得：hAC=R；则AB间竖直高度最小为 2R+R=2.5R，所以A到B点的竖直高度不可能为2R，故A错误；设滑块在传送带上滑行的最远距离为x，则有动能定理有：0-mvC2=2mgR-μmgx，知x与传送带速度无关，故B错误；若滑块回到D点速度大小不变，则滑块可重新回到出发点A点，故C正确；滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x，传送带速度越大，相对路程越大，产生热量越多，故D正确；故选CD．‎ ‎【点睛】本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律，理清物块在传送带上的运动情况，以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键．‎ ‎8. 如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m,不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是( )‎ A. 粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长 B. 出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心0‎ C. 出磁场的粒子一定能垂直打在MN上 D. 只要速度满足，入射的粒子出射后一定垂直打在MN上 ‎【答案】BD ‎【详解】A．速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等，对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨迹半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，由t=知，运动时间t越小．故A错误；‎ B．带电粒子的运动轨迹是圆弧，根据几何知识可知，对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心．故B正确；‎ C．速度不同，半径不同，轨迹对应的圆心角不同，对着圆心入射的粒子，出射后不一定垂直打在MN上，与粒子的速度有关．故C错误；‎ D．速度满足v=时，粒子的轨迹半径为r==R，入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行，粒子的速度一定垂直打在MN板上，故D正确．‎ ‎【点睛】带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动，对着圆心入射，必将沿半径离开圆心，根据洛伦兹力充当向心力，求出v=时轨迹半径，确定出速度的偏向角．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即可分析时间关系．‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题： ‎ ‎9. 在“研究匀变速直线运动规律”的实验中某同学获得的一条纸带如图所示．‎ ‎（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ．‎ ‎（2）A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x= m；‎ ‎（3）C点对应的速度是 m/s；小车运动的加速度为 m/s2．（计算结果保留二位有效数字）．‎ ‎（4）若实验后发现，实际所用交流电的频率高于50hz，则上述计算结果与实际值相比是 ．（填“偏大”，“偏小”，还是“不变”）‎ ‎【答案】（1）0.02s（2）0.0030（3）0.060；0.20（4）偏小 ‎【解析】打点计时器打点周期与交变电流的周期相同．由t=0.02s（n﹣1），算出计数点间的时间隔T，纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．‎ 解：（1）纸带上打相邻两点的时间间隔T=s=0.02s．‎ ‎（2）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，‎ A、B间的距离x=‎0.30cm=‎0.0030m．‎ ‎（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．‎ vC==‎0.060m/s 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，‎ 得：a==‎0.20m/s2．‎ ‎（4）如果在某次实验中，实际所用交流电的频率高于50Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式得计算结果与实际值相比是偏小．‎ 故答案为（1）0.02s ‎（2）0.0030‎ ‎（3）0.060；0.20‎ ‎（4）偏小 ‎【点评】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．‎ ‎10. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：‎ ‎（1）在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“1mA”挡，指针的位置如图（a）所示，则测量结果为_________；‎ ‎（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电池的电动势为E、R0‎ 为调零电阻，某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系如图（c）所示，则此时多用电表的内阻为_________Ω，该电源的电动势E=______V.‎ ‎（3）下列判断正确的是__________．‎ A．在图（b）中，电表的左、右插孔处分别标注着“﹢”、“﹣”‎ B．因为图（c）是非线性变化，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大 C．欧姆表调零的实质是通过调节R0，使R0=0时电路中的电流达到满偏电流 D．电阻Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量就越大 ‎【答案】(1). 0.46 (2). 1.5×104 9 (3). CD ‎【解析】(1)选择开关置于“1mA”时，选择表盘第二排刻度进行读数，分度值为‎0.02A，对应刻度示数为23，故则测量结果为0.02×23=‎0.46A；‎ ‎(2)根据，，由图可得，当时，，解得；‎ ‎(3) A、根据电流红进黑出，在图（b）中，电表的右、左插孔处分别标注着“﹢”、“﹣”，故A错误；‎ B、函数图象是非线性变化，导致欧姆表刻度不均匀，示数左大右小是由于外电阻增大，电路电流减小造成的，故B项错误．‎ C、欧姆表调零通过调节滑动变阻器R0，调节至待测电阻Rx为零（即两表笔短接）时，电流表满偏，对应欧姆表示数为零，故C正确；‎ D、欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化，而且I-Rx切线斜率大小随待测电阻值增大减小，即Rx阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小，欧姆表刻度左密右疏，故D正确；‎ 故选CD．‎ ‎11. 社会发展，交通事故日益增多，无人驾驶技术的发展有望解决这一问题；若一辆总质量为M的公交车与一辆总质量为m的轿车在一条直道上匀速相向行驶，因驾驶员注意力分散致使两车突然发生正碰并且同时停下来，从发生碰撞到停下所经历的时间为Δt.‎ ‎（1）求两车碰撞前的速度大小之比；‎ ‎（1）若公交车驾驶员的质量为m0，发生事故前瞬间公交车的速率为v0，因驾驶员系了安全带在事故过程中驾驶员没有受伤，求在此过程中，驾驶员受到安全带作用力的平均值；‎ ‎（3）若两车在行驶时，驾驶员同时踩下刹车，刹车后车轮不再转动，两车均做匀变速直线运动,恰好在接触前瞬间停下，两车在刹车过程中行驶的距离相等，求公交车和轿车的车轮与地面间的动摩擦因数之比。‎ ‎【答案】（1）　（2） 　（3）‎ ‎【详解】（1）两车碰撞时动量守恒，则由动量守恒定律：‎ 则 ‎（2）对公交司机，根据动量定理：‎ ‎ ‎ 则 方向与初速度方向相反。‎ ‎（3）刹车过程 刹车过程两车位移相等，则 ‎ 则 ‎12. 如图所示，两条平行的光滑金属导轨相距L=‎1 m，金属导轨由倾斜与水平两部分组成，倾斜部分与水平方向的夹角为θ=37°，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．金属棒EF和MN的质量均为m=‎0.2 kg，电阻均为R=2 Ω．EF置于水平导轨上，MN置于倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．现在外力作用下使EF棒以速度v0=‎4 m/s向左匀速运动，MN棒恰能在倾斜导轨上保持静止状态．倾斜导轨上端接一阻值也为R的定值电阻．重力加速度g=‎10 m/s2．‎ ‎（1）求磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）若将EF棒固定不动，将MN棒由静止释放，MN棒沿斜面下滑距离d=‎5 m时达到稳定速度，求此过程中通过MN棒的电荷量；‎ ‎（3）在（2）过程中，整个电路中产生的焦耳热．‎ ‎【答案】（1）1.5T；（2）‎2.0C；（3）5.6J ‎【详解】（1）EF棒运动切割磁感线产生感应电动势E=BLv0‎ 流过MN棒的感应电流 对MN棒，由平衡条件得 解得 ‎（2）MN棒产生的平均感应电动势 ‎ 平均感应电流 R总=‎ 所以通过MN棒的感应电荷量 代入数据可得：q=‎‎2.0 C ‎（3）设MN棒沿倾斜导轨下滑的稳定速度为v，则有E′=BLv 感应电流 对MN棒有 解得 根据功能关系有 解得Q总=5.6 J ‎（二）选考题 ‎13. 下列说法中正确的是________。‎ A. 具有各向同性的固体一定是非晶体 B. 饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关 C. 干湿泡湿度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远 D. 液体表面层分子间的距离比液体内部的小，表面层分子间的作用力表现为引力 E. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 ‎【答案】BCE ‎【详解】A．多晶体和非晶体均具有各向同性，所以具有各向同性固体不一定是非晶体，故A错误；‎ B．饱和汽压与温度有关，其大小随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关，故B正确；‎ C．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，干湿泡湿度计的两个温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远，故C正确；‎ D．根据液体表面张力的性质可知，液体表面层分子间的距离比液体内部的大，表面层分子间的作用力表现为引力，故D错误；‎ E．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故E正确。‎ 故选BCE。‎ ‎14. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为300K。‎ ‎（1）该气体在状态B、C时的温度分别是多少；‎ ‎（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多少；‎ ‎（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少。‎ ‎【答案】（1）100K；300K；（2）0；（3）吸热；2000J ‎【详解】（1）对于理想气体，A→B过程是等容变化，根据查理定律得 ‎＝‎ 解得：TB＝100K B→C过程是等压变化，由盖—吕萨克定律得 ‎＝‎ 解得：TC＝300K ‎（2）A、C两个状态的温度相等，所以内能的变化量ΔU＝0。‎ ‎（3）状态A到状态C的过程中，气体体积增大，气体对外界做功，则 W＝－pBΔVBC＝－2000J 根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 解得：Q＝ΔU－W＝2000J 即A→C的过程中吸收热量2000J。‎ ‎15. 一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为‎2 cm，周期为T.已知为t＝0时刻波上相距‎50 cm的两质点a、b的位移都是‎1 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是( )‎ A. 该列简谐横波波长可能为‎150 cm B. 该列简谐横波波长可能为‎12 cm C. 当质点b的位移为＋‎2 cm时，质点a的位移为负 D. 在t＝时刻质点b速度最大 E. 质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反 ‎【答案】ACD ‎【详解】AB．根据质点的振动方程：x=Asinωt，设质点的起振方向向上，且a、b中间的距离小于1个波长，则b点：‎ ‎1=2sinωt1‎ 所以 a点振动的时间比b点长，所以由 ‎1=2sinωt2‎ 得 a、b两个质点振动的时间差：‎ 所以a、b之间的距离：‎ 则通式为 ‎(n＋)λ=‎50cm，（n=0，1，2，3，…）‎ 则波长可以为 λ=cm(n=0，1，2，3，…)‎ 当n=0时，λ=‎150cm，由于n是整数，所以λ不可能为‎12cm，A正确，B错误；‎ C．当质点b的位移为＋‎2cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点a在平衡位置下方，位移为负，C正确；‎ D．由 得 当 时质点b到达平衡位置处，速度最大，D正确；‎ E．由题意及以上分析可知，a、b两质点间的距离不可能是半波长的整数倍，则两质点的速度不可能始终大小相等、方向相反，E错误。‎ 故选ACD。‎ ‎16. 如图所示，为某种透明材料制成的一柱形棱镜的横截面图，CD是半径为R=m的四分之一圆，圆心为O；光线从AB面上的M点入射，入射角θ=30°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出。已知OB段的长度L=‎0.6m，真空中的光速c=3×‎108m/s。求：‎ ‎（1）透明材料的折射率；‎ ‎（2）光在透明材料内传播的时间。‎ ‎【答案】（1）；（2）×10-8s ‎【详解】（1）设光线在AB面的折射角为r，光路如图所示：‎ 根据折射定律得：‎ n=‎ 设棱镜的全反射临界角为θC，由题意，光线在BC面恰好发生全反射，则：‎ sinθC=‎ 由几何知识可知：‎ r+θC=90°‎ 联立以上各式解得：n=‎ ‎（2）光在棱镜中的传播速度：‎ v=‎ 由几何知识得：‎ 该光在透明材料内传播的时间：‎ t=×10-8s