【物理】甘肃省兰州市第一中学2020届高三下学期冲刺模拟考试（三）试题（解析版） 17页

甘肃省兰州市第一中学2020届高三下学期 冲刺模拟考试（三）‎ 一、选择题： ‎ ‎1.在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（　　）‎ A. 只增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大 B. 只减小入射光的强度，光电效应现象消失 C. 改用频率大于的光照射，光电流将变大 D. 改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能将变大 ‎【答案】D ‎【详解】A．根据可知，只增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，选项A错误；‎ B．能否发生光电效应是由入射光的频率决定，与入射光的强度无关，选项B错误；‎ C．光电流的大小是由入射光的强度决定的，与入射光的频率无关，选项C错误；‎ D．根据，即改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能将变大，选项D正确。故选D。‎ ‎2.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k．在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢也保持相对静止，如图所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变量为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，根据牛顿第二定律得：m2gtanθ=m‎2a ‎，得：a=gtanθ；再以质量为m1的木块为研究对象，由牛顿第二定律得F=m‎1a；又由胡克定律得：F=kx；解得，故选A．‎ ‎3. L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P 的受力个数为 A. 3 B. 4‎ C. 5 D. 6‎ ‎【答案】C ‎【解析】P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力．根据牛顿第三定律，物体Q必对物体P有压力，同时弹簧对P也一定有向下的弹力，因而木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，C正确．‎ 考点：考查了受力分析 ‎【名师点睛】对物体受力分析，通常要用隔离法，按照先已知力，然后重力、弹力、摩擦力的顺序分析．‎ ‎4.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 A. a点磁感应强度最大 B. b点磁感应强度最大 C. a、b两点磁感应强度相同 D. c、d两点磁感应强度相同 ‎【答案】B ‎【详解】根据安培定则，直线电流在圆周上各点的磁感应强度如图所示：‎ 根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如图：‎ 显然，c点与d点合磁感应强度大小相等，方向不同；a点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小；b点电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大；故B正确，ACD错误．‎ ‎5.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平面上行驶时，阻力与车重成正比，，当汽车以额定功率匀速行驶时速度为‎12m/s，突然减小油门，使发动机功率减小到40kW，对汽车以后的运动情况描述正确的有（　　）‎ A. 阻力与车重的比例系数 B 先做匀减速运动再做匀速运动 C. 先做加速度减小的减速运动再做匀速运动 D. 最后的速度大小是‎8m/s ‎【答案】CD ‎【详解】A．汽车以额定功率匀速行驶时，牵引力等于阻力，阻力大小为 比例系数为 A错误；‎ BC．功率减小，根据可知汽车牵引力减小，根据牛顿第二定律 可知汽车加速度减小，直至加速度减为0，所以汽车先做加速度减小的减速运动，再做匀速直线运动，B错误，C正确；‎ D．加速度为0时，牵引力等于阻力，速度为 D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在A、B两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心与A、B的中点重合，其中af连线与AB连线垂直。现将一电子沿该路径逆时针移动一周，下列判断正确的是（　　）‎ A. e点和g点的电场强度相同 B. a点和f点的电势相等 C. 电子从g点到f点再到e点过程中，电势能一直增大 D. 电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做正功后做负功 ‎【答案】BC ‎【详解】A．根据等量异种点电荷形成的电场线判断，e点和g点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；‎ B．根据等量异种点电荷形成的电场线判断，a点和f点在同一等势面上，a点和f点的电势相等，B正确；‎ C．由图可知 ‎ ，‎ 电子从g点到f点和从f点再到e点过程中，电场力做功分别为 ‎ ，‎ 电场力做负功，电势能一直增大，C正确；‎ D．由图可知 ‎，‎ 电子从f点到e点和从e点再到d点过程中，电场力做功分别为 ‎，‎ 电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做负功后做正功，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎7.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的（　　）‎ A. 质量之比 B. 向心力大小之比 C. 线速度大小之比 D. 角速度之比 ‎【答案】AB ‎【详解】双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为。根据牛顿第二定律，对A星有 对B星有 联立解得 根据双星的条件得角速度之比 由 得线速度大小之比 向心力大小之比 故AB正确，CD错误。‎ 故选AB。‎ ‎【点睛】双星都做匀速圆周运动，由双星之间的万有引力提供向心力，它们共同的角速度。据牛顿第二定律列式求解两星体绕共同圆心做匀速圆周运动的质量之比，由 求解线速度之比。‎ ‎8.如图所示是晶体管收音机中的理想变压器耦合电路，可简化为一个定值电阻R1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值恒为U0，一个可变电阻R2与该变压器的副线圈相连。若调节电阻R2，让R2的功率达到最大，下列说法正确的是（　　）‎ A. 通过扬声器的电流为 B. 交流电源的输出功率为 C. 理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比为 D. 定值电阻R1两端的电压为 ‎【答案】ABD ‎【详解】AC．将变压器和等效为新的电阻如图 根据欧姆定律可得 解得 将和视为等效电源，当外电路电阻等于内阻时，电源有最大输出功率，即上功率最大 解得 通过原线圈的电流为 根据理想变压器的电流规律可知通过扬声器的电流为 A正确，C错误；‎ B．交流电源的输出功率为 B正确；‎ D．定值电阻两端电压为 D正确。‎ 故选BCD。‎ 二、非选择题 ‎9.某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系。‎ ‎（1）由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s = ‎24 cm，由图中游标卡尺测得遮光条的宽度d = ________cm。该实验小组在做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1和遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块的加速度的表达式a = ________（以上表达式均用字母表示）；‎ ‎（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到下表所示的实验数据，请在图所示坐标系中描点作出相应图象。‎ m/g ‎250‎ ‎300‎ ‎350‎ ‎400‎ ‎500‎ ‎800‎ a/(m·s－2)‎ ‎2.02‎ ‎1.65‎ ‎1.33‎ ‎1.25‎ ‎1.00‎ ‎0.63‎ ‎【答案】 (1). 0.52 (2). ‎ ‎【详解】（1）[1][2]游标卡尺测得遮光条的宽度 d = ‎5 mm + ‎0.1 mm × 2 = ‎5.2 mm = ‎‎0.52 cm 滑块经过两光电门时的速度分别为 ‎，‎ 根据 可得 ‎（2）[3]由可知，应该做图像，根据实验数据描点作出图象如图 ‎10.现要测量某一电压表的内阻．给定的器材如下：‎ 器材（代号）‎ 规格 待测电压表V1‎ 量程1V，内阻约为10k （待测）‎ 电压表V2‎ 量程3V，内阻Rv2=6k ‎ 电流表（A）‎ 量程‎0.6A，内阻约为10‎ 三个固定电阻 R1=1000，R2=3000，R3=10000‎ 滑动变阻器（R4）‎ 最大电阻为100‎ 滑动变阻器（R5）‎ 最大电阻为10‎ 电源E 电动势6V，最大允许电流200mA 开关（S）、导线若干 要求测量时电表指针偏转均超过其量程的一半．‎ ‎（1）从3个固定电阻中只选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在答题纸的虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）‎ ‎（2）写出实验中必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义______．‎ ‎（3）用（2）中记录的数据表示待测电压表内阻RV1的公式为RV1=_____．‎ ‎【答案】(1). (2). 电压表V1的示数，电压表V2的示数 ‎ ‎ (3). ‎ ‎【详解】（1）待测电压表V1的量程是电压表V2量程的，可考虑将待测电压表V1与定值电阻串联，再与电压表V2并联，由于电压表的内阻RV1电阻大约10kΩ，为了减小测量的误差以及考虑电表工作的安全，定值电阻选取R3．若选用滑动变阻器（R5），由于电源电动势为6V，通过滑动变阻器的电流会大于‎0.6A，超过滑动变阻器的最大电流，所以滑动变阻器选用（R4），电路图如图所示．：‎ ‎（2）电路图如图所示，根据欧姆定律知，通过电压表V1的电流 ，则电压表V1的内阻： ，U1为电压表V1的示数，U2为电压表V2的示数．‎ ‎（3）由（2）可知， ．‎ ‎11.如图所示，一个内壁光滑绝缘的环形细圆筒轨道竖直放置，环的半径为R，圆心O与A端在同一竖直线上，在OA连线的右侧有一竖直向上的场强的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，现有一个质量为m，电荷量为+q的小球（可视为质点）从圆筒的C端由静止释放，进入OA连线右边的区域并从该区域的边界水平射出，然后恰好从C端射入圆筒，圆筒的内径很小，可以忽略不计。‎ ‎（1）小球第一次运动到A端时，对轨道的压力为多大；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度为多大。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【详解】（1）对小球，从C到A过程中，根据动能定理，则有 由几何关系，则有 在A对小球受力分析，受重力与轨道的支持力，由牛顿第二定律，则有 联立上式可解得 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力 ‎（2）小球进入复合场后，受到重力、电场力与洛伦兹力，根据竖直向上的电场强度的匀强电场，可知电场力与重力相平衡，则由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，当水平射出后，做平抛运动，刚好落在C点，如图所示 根据牛顿第二定律可知，则有 小球在P点做平抛运动，则有 ‎，‎ 根据几何关系，得 且 解得 设圆周运动的半径为r，则有 联立上式可解得 ‎12.如图所示，一个带有圆弧的粗糙滑板A，总质量为mA=‎3kg，其圆弧部分与水平部分相切于P，水平部分PQ长为L=‎3.75m。开始时A静止在光滑水平面上，有一质量为mB=‎2kg的小木块B从滑板A的右端以水平初速度v0=‎5m/s滑上A，小木块B与滑板A之间的动摩擦因数为μ=0.15，小木块B滑到滑板A的左端并沿着圆弧部分上滑一段弧长后返回最终停止在滑板A上。‎ ‎(1)求A、B相对静止时的速度大小；‎ ‎(2)若B最终停在A的水平部分上的R点，P、R相距‎1m，求B在圆弧上运动过程中因摩擦而产生的内能；‎ ‎(3)若圆弧部分光滑，且除v0不确定外其他条件不变，讨论小木块B在整个运动过程中，是否有可能在某段时间里相对地面向右运动？如不可能，说明理由；如可能，试求出B既能向右滑动、又不滑离木板A的v0取值范围。（取g＝‎10m/s2，结果可以保留根号） ‎ ‎【答案】(1) ‎2 m/s； (2) 0.75J ；（3）可能，。‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小木块B从开始运动直到A、B相对静止的过程中，系统水平方向上动量守恒，有 ‎ 解得 ‎ ‎（2）B在A的圆弧部分的运动过程中，它们之间因摩擦产生的内能为，B在A的水平部分往返的运动过程中，它们之间因摩擦产生的内能为，由能量关系得到 ‎（3）设小木块B下滑到P点时速度为，同时A的速度为，由动量守恒和能量关系可以得到 由两式可以得到 令 化简后为 若要求B最终不滑离A，由能量关系必有 化简得 ‎ 故B既能对地向右滑动，又不滑离A的条件为 即 ‎13.下列说法中正确的是（　　）‎ A. 物体从单一热源吸收的热量可以全部用于做功 B. 温度相同时，分子质量不同的两种气体，其分子平均动能一定相同 C. 吸收了热量的物体，其内能一定增加 D. 若两分子间距离增大，分子势能一定增大 E. 若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大 ‎【答案】ABE ‎【详解】A．在引起其它变化的情况下，物体可以从单一热源吸收热量全部用来做功，故A正确；‎ B．温度是分子热运动平均动能的标志，分子平均动能与热力学温度成正比，故B正确；‎ C．物体从外界吸收热量的同时对外做功，根据能量守恒定律可知内能可能增加、减小、不变，故C错误；‎ D．当时，分子间距离增大，分子势能减小；当时，分子间距离增大，分子势能增大，故D错误；‎ E．分子间引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但是总是斥力变化得较快，故E正确。‎ 故选ABE。‎ ‎14.底面积S＝‎40 cm2、高l0＝‎15 cm的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为‎2 kg的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为‎10 kg的物体A.开始时，气体温度t1＝‎7℃‎，活塞到缸底的距离l1＝‎10 cm，物体A的底部离地h1＝‎4 cm，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p0＝1.0×105 Pa，试求：‎ ‎(1)物体A刚触地时，气体的温度；‎ ‎(2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度．‎ ‎【答案】(1)‎119℃‎ (2)‎‎278.25℃‎ ‎【详解】(1)初始活塞受力平衡：‎ p0S＋mg＝p1S＋T ，T＝mAg 被封闭气体压强 p1＝08×105 Pa 初状态，‎ V1＝l1S，T1＝(273＋7) K＝280 K A触地时 p1＝p2， V2＝(l1＋h1)S 气体做等压变化，‎ 代入数据，得 T2＝392 K 即 t2＝‎‎119 ℃‎ ‎(2)活塞恰好到汽缸顶部时 p3＝p0＋＝1.05×105 Pa， V3＝l0S 根据理想气体状态方程，‎ 代入数据得 T3＝551.25 K 即t3＝‎‎278.25℃‎ ‎15.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为介质中x=‎2m处的质点P的振动图像．下列说法正确的是_____．‎ A. 波沿x轴负方向传播 B. 波速为‎20m/s C. t=0.15s时刻,质点P的位置坐标为(‎5m,0)‎ D. t=0.15s时刻,质点Q的运动方向沿y轴负方向 E. t=0.15s时刻,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 ‎【答案】BDE ‎【详解】A、由乙图读出，t＝0时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；‎ B、由甲图知：这列波波长 λ＝‎4m；由乙图读出，该波的周期 T＝0.2s，则波速为 vm/s＝‎20 m/s，故B正确；‎ C、图示时刻P点沿y轴负方向运动，t＝0.15s，质点P恰好到达正最大位移处，则坐标为位置为（‎2m，‎20cm）．故C错误；‎ D、这列波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻Q向上运动；经过Q点正从平衡位置向负最大位移运动，所以运动的方向向下，故D正确；‎ E、由C与D选项分析可知，在t＝0.15s时刻质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，故E正确．‎ ‎16.一半圆柱形透明体横截面如图所示，O为截面的圆心，半径R＝cm， 折射率n＝．一束光线在横截面内从AOB边上的A点以60°的入射角射入透明体，求该光线在透明体中传播的时间．（已知真空中的光速c＝3.0×‎108 m/s）‎ ‎【答案】3.0×10-10s ‎【详解】设此透明体的临界角为C，依题意 当入射角为时，由，得折射角 此时光线折射后射到圆弧上的C点，在C点入射角为，比较可得入射角大于临界角，发生全反射，同理在D点也发生全反射，从B点射出 在透明体中运动的路程为 在透明体中的速度为 传播的时间为 ‎=30×10-10s