【物理】内蒙古通辽市2020届高三下学期增分训练试题（四）（解析版） 19页

内蒙古通辽市2020届高三下学期 增分训练试题（四）‎ 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1~5题只有一项符合题目要求，第6~8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.小球以某一初速度由地面竖直向上运动。当其落回地面时会与地面发生碰撞并反弹。如此上升、下落及反弹数次。若规定竖直向下为正方向，不计碰撞时间和空气阻力，下列v—t图像中能正确描述小球运动的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】小球以某一初速度由地面竖直向上运动过程中，只受到竖直向下的重力，加速度为；下落过程只受到竖直向下的重力，做自由落体运动，加速度为；接触地面反弹后速度立即变成反向，做竖直上抛运动，小球在空中运动的加速度一直是，则图象的斜率不发生变化，但由于碰撞中存在能量损失，所以小球弹起时的速度越来越小，故A、B、C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎2.光电效应的发现使人们对光有了新的认识。用图（a）装置观察光电效应，将不带电的锌板与验电器相连，验电器箔片闭合；用弧光灯发出的紫外线照射锌板，发现验电器箔片张开。已知锌的逸出功为3.34eV，原子的能级图如图（b）所示。下列说法正确的（　　）‎ A. 紫外线照射锌板时，锌板失去电子带正电，验电器箔片得到电子带负电 B. 若用光子能量为1.82eV的某单色光照射锌板，只要照射足够长的时间，验电器箔片也一定会张开 C. 用大量处于n=4能级氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV D. 用大量处于n=4能级的氢原子发出的光照射锌板，其中有4种频率的光可以使锌板发生光电效应 ‎【答案】C ‎【详解】A．紫外线照射锌板时发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带上正电，发现验电器箔片张开，说明验电器箔片带正电，故A错误；‎ B．由于，所以若用光子能量为1.82eV的某单色光照射锌板，不能使锌板发生光电效应，验电器箔片不会张开，故B错误；‎ C．大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，辐射的最大光子能量为 根据光电效应方程得逸出光电子的最大初动能为 故C正确；‎ D．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为种，其中 同理3→1也可，所以有3种大于3.34ev，则有3种不同频率的光能使锌发生光电效应，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R、3R，圆心为O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为 A. B. C. D. 2‎ ‎【答案】B ‎【详解】粒子在磁场中做圆周运动，如图：‎ 由几何知识得：，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；当该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则：，故B正确，ACD错误．‎ ‎4.在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2‎ 为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同。D为理想二极管，C为电容器，开关S处于断开状态。下列说法中正确的是（　　）‎ A. 滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小 B. 滑动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小 C. 开关S闭合后，L2亮度变暗 D. 开关S闭合后，电流表示数不变 ‎【答案】D ‎【详解】AB．滑动变阻器与电容串联，所在支路可视断路，所以滑动变阻器滑片滑动，电流表示数不变，电源输出电流不变，电源内阻发热功率不变，选项AB错误。‎ CD．开关S闭合后，由于二极管的单向导电性，二极管中无电流，L2亮度不变，电流表示数不变，选项C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，地球卫星P绕某地球做匀速圆周运动，地球相对飞行器的张角为θ=2α；另一卫星Q的张角为4α．则P与Q的周期之比为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】根据几何关系可知卫星P的轨道半径为 卫星Q的轨道半径为 ‎ 根据开普勒第三定律，可知P与Q的周期之比为，故D正确；ACD错误 ‎6.如图所示，ABC为纸面内边长为L的正三角形，空间存在着平行于纸面的匀强电场，在A点向纸面内各个方向射出速度大小相同的电子，电子的电量为e，质量为m，结果到达B点时的电子速度恰好为零， 到达C点的电子速度大小为v，则下列判断正确的是 ‎ A. 粒子从A点射出的速度大小为2v B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 匀强电场的电场强度方向由A指向B D. B、C两点间的电势差为 ‎【答案】BC ‎【详解】AB．由动能定理，从A到B的过程中，‎ 从A到C的过程中，‎ 得到 ‎，‎ 故A错误B正确；‎ C．由于到达B点的电子速度恰好为零，因此到达B 点的电子一定做的是匀减速直线运动，因此电场的方向一定是从A点指向B点，故C正确；‎ D． B、C两点间的电势差 故D错误.‎ ‎7.如图所示，甲、乙两种粗糙面不同但高度相同的传送带，倾斜于水平地面放置。以同样恒定速率v向上运动．现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v，已知B处离地面高度为H，则在物体从A到B的运动过程中（　　）‎ A. 甲传送带与小物体间的动摩擦因数小于乙传送带与小物体间的动摩擦因数 B. 将小物体传送到B处，甲传送带消耗的电能小于乙传送带消耗的电能 C. 甲传送带对小物体做的功小于乙传送带对小物体做的功 D. 将小物体传送到B处，甲产生的热量大于乙产生的热量 ‎【答案】AD ‎【详解】A．根据公式可知物体加速度关系为 由牛顿第二定律则有 由此可知 即甲传送带与小物体间的动摩擦因数小于乙传送带与小物体间的动摩擦因数，故A正确；‎ BCD．传送带对小物体做功等于小物块机械能的增加量，两种情况下物体动能的增加量相等，重力势能的增加量也相同，即机械能的增加量相等，根据功能关系知，两种传送带对小物体做功相等，由摩擦生热知对甲有 联立可得 对乙有 联立可得 所以有 根据能量守恒定律，电动机消耗的电能等于摩擦产生的热量与物块增加机械能之和，因物块两次从A到B增加的机械能相同，，所以将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能甲更多，故B、C错误，D正确；‎ 故选AD。‎ ‎8.如图所示，质量M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直， O′在O的正下方，C是AO′段的中点，θ＝30°．现让小球从A处由静止释放，下列说法正确的有 A. 下滑过程中小球的机械能守恒 B. 小球滑到B点时的加速度为 C. 小球下滑到B点时速度最大 D. 小球下滑到C点时的速度为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题中“质量M的小球套在固定倾斜的光滑杆上”可知，本题考查物体运动过程中能量、速度和加速度的变化，根据能量守恒定律和牛顿第二定律可分析本题．‎ ‎【详解】A、下滑过程中小球的机械能会和弹簧的弹性势能相互转化，因此小球的机械能不守恒，故A错误；‎ B、因为在B点，弹簧恢复原长，因此重力沿杆的分力提供加速度，根据牛顿第二定律可得 解得 故B正确；‎ C、到达B点加速度与速度方向相同，因此小球还会加速，故C错误；‎ D、因为C是AO′段的中点，θ＝30°，所以当小球到C点时，弹簧的长度与在A点时相同，故在从A到C的过程中弹簧弹性势能没变，小球重力做功全部转化为小球的动能，所以得 解得 故D正确．‎ 三、非选择题：共62分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题 ‎9.将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同弹簧套在一起，看成一根新弹簧，设原粗弹簧（记为A）劲度系数为k1，原细弹簧（记为B）劲度系数为k2，套成的新弹簧（记为C）劲度系数为k3。关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：‎ 甲同学：和电阻并联相似，可能是 乙同学：和电阻串联相似，可能是k3=k1＋k2‎ 丙同学：可能是 ‎(1)为了验证猜想，同学们设计了相应的实验（装置见图甲）。‎ ‎(2)简要实验步骤如下，请完成相应填空。‎ ‎①将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0；‎ ‎②在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度大小g，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；‎ ‎③由F=_____计算弹簧的弹力，由x=L1－L0计算弹簧的伸长量，由计算弹簧的劲度系数；‎ ‎④改变钩码的个数，重复实验步骤②、③，并求出弹簧A的劲度系数的平均值k1；‎ ‎⑤仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3，比较k1、k2、k3并得出结论。‎ ‎(3)图乙是实验得到的图线，由此可以判断同学______的猜想正确。‎ ‎【答案】(2)③ Nmg (3). 乙 ‎【详解】(2)[1]根据共点力平衡可知 ‎(3)[2]由图可知 由此可知满足 故乙的猜想正确。‎ ‎10.如图所示的电路图是利用半偏法测量一块电流计G（量程300，内阻100Ω到200Ω之间）的内阻。现有器材如下：‎ A．直流电源（输出电压12V）‎ B．电阻箱（999.9Ω）‎ C．滑动变阻器（500Ω）‎ D．滑动变阻器（5kΩ）‎ E．滑动变阻器（50kΩ）‎ ‎（1）电阻器选用________，电阻器选用________。（填器材前的字母）‎ ‎（2）为了测定电流计G的内阻，在接通电路前，先把电阻器R1的阻值调到最大。然后操作必要的步骤依次是________（填选项前的字母），最后记录R2的阻值。‎ A．闭合 B．闭合 C．调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 D．调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 E．调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的 F．调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ‎（3）若电流计满刻度的时，R2的阻值为120.0Ω，则电流计内阻Rg的测量值为_____Ω，由于存在系统误差，该测量值______电流计内阻的真实值（填“大于”或“小于”）‎ ‎【答案】 (1). B E (2). ACBE (3). 2400 小于 ‎【详解】(1)[1]R2应选电阻箱，通过读出电阻箱的阻值来确定电流计的内阻。‎ ‎[2]由于电源电动势12V，电流计G的满偏电流为300，回路总电阻 因此电阻器R1选E。‎ ‎(2)[3]选闭合K1，调整滑动变阻器R1，使电流计G达到满偏，再闭合K2，调整R2，使电流计示数达满偏的，与半偏法原理相同，因此顺序为ACBE。‎ ‎(3)[4]由于电阻箱与电流计并联，电压相同，因此 可得 ‎[5]由于接入电阻箱R2，使整个回路总阻减小，总电流增大，而流过电流计的电流为原来的 ‎，因此流过电阻箱R2的电流略大于原电流的，因此R2的阻值应小于的一半，而测量的结果认为等于的一半，因此测量值小于真实值。‎ ‎11.已知半径为r的小球在空气中下落时受到的粘滞阻力f满足如下规律：f=6πηvr，公式中η为空气与小球间的粘滞系数。一同学欲使用传感器通过实验测定粘滞系数，他将一个半径为r0、质量为m的小球从空中某位置由静止释放，测得小球速度为v0时，加速度大小为a0，若忽略空气浮力，已知当地重力加速度为g，求：‎ ‎(1)粘滞系数η；‎ ‎(2)若测得小球下落h高度时达到最大速度，求此过程中小球损失的机械能和下落时间。‎ ‎【答案】(1)；(2)；‎ ‎【详解】(1)对小球根据牛顿第二定律可得 其中 解得粘滞系数 ‎(2)达到最大速度时，根据平衡条件可得 其中 可得最大速度为 根据功能关系可得 解得 根据动量定理可得 其中 联立可得 ‎12.如图所示，平行光滑金属导轨PQ、MN分别由一段圆弧和水平部分组成，水平部分固定在绝缘水平面上，导轨间距为L、M、P间接有阻值为R的定值电阻，导轨水平部分在CD、EF间有垂直导轨平面向上的匀强磁场I，磁感应强度大小为B，GH右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场II，磁感应强度大小为2B，金属棒b垂直导轨放在导轨的EF、GH之间，金属棒a在圆弧导轨上离水平面高h处由静止释放，金属棒在导轨上运动过程中始终与导轨接触良好并与导轨垂直，两金属棒接入电路的电阻均为R，质量均为m，CD、EF间的距离为2h，重力加速度为g，金属棒a与b碰撞后粘在一起，最后金属棒a、b停在磁场II区域内，求：‎ ‎(1)金属棒a通过磁场I的过程中，通过定值电阻的电量；‎ ‎(2)金属棒a离开磁场I时的速度大小；‎ ‎(3)金属棒a、b一起在磁场II中运动的距离x。‎ ‎【答案】(1)； (2)； (3)‎ ‎【详解】(1)金属棒a通过磁场I的过程中，通过金属棒a的电量 q=I△t 根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路欧姆定律有 解得 通过定值电阻的电量 ‎(2)设金属棒a进入磁场I时的速度大小为v1，根据机械能守恒有 解得 金属棒a通过磁场I的过程中，根据动量定理有 即 解得 ‎(3)设金属棒a与b碰撞后的共同速度为v3，根据动量守恒有 解得 a、b一起以速度v3进入磁场Ⅱ，根据动量定理 即 解得 ‎[物理——选修3-3]‎ ‎13.用油膜法估测分子的大小。‎ ‎①下面给出的实验步骤中，正确排序应为___________。（填序号）‎ A. 待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 B. 用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液的滴数N C. 将画有油酸薄膜轮廊的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为‎1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数约为M个，算出油酸薄膜的面积 D. 将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴 ‎②利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为_____________。‎ ‎【答案】 (1). BDAC (2). ‎ ‎【详解】①[1]本实验的基本步骤是：B．用滴管将浓度为0.1%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的的滴数N，可求得1滴油酸酒精溶液的体积；‎ D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散，形成单分子油膜；‎ A．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上；‎ C．将画有油酸薄膜轮廊的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为‎1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数约为M个，计算出油酸薄膜的面积。‎ 故实验步骤中，正确排序应为BDAC。‎ ‎②[2]1滴油酸含有的油酸体积为 则单个油酸分子直径的表达式为 ‎14.“拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐”的“吸力”，设计了如图实验。圆柱形气缸（横截面积为S）固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与质量为m的重物相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内，酒精棉球熄灭时（此时缸内温度为t）闭合开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L，由于气缸传热良好，随后重物会被吸起，待重物稳定时，活塞上升的距离恰好等于。已知环境温度为27不变，p0为大气压强，气缸内的气体可看作理想气体，求：‎ ‎(1)物质量m与酒精棉球熄灭时的温度t的关系式；‎ ‎(2)若t=127，气缸内温度降低到重新平衡的过程中外界对气体做的功。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【详解】①精棉球烧灭时，封闭气体压强，此时体积为：，温度为：‎ 重物被吸起稳定后，活塞受力平衡，由平衡方程可得 可得 此时封闭气体体积为，温度 由理想气体状态方程得 解得 ‎②t=‎127℃‎时，由①问分析可得，‎ 封闭气体温度降低过程中，开始时，气体压强变化，但气体的体积没有变化，故此过程外界对气体不做功，活塞向上运动时，可知压强 故外界对气体做的功为 ‎【物理——选修3-4】‎ ‎15.下列说法正确的是（ ）‎ A. 当一列声波从空气中传入水中时，波长变长 B. 机械波可在真空中传播 C. 站在铁道边的人在火车向他开来的过程中会听到火车鸣笛的频率变大 D. 当机械横波从一端传播到另一端时，途中的质点不会沿着波的传播方向而迁移 E. 在机械横波传播方向上某个质点的振动速度就是波的传播速度 ‎【答案】ACD ‎【详解】A．声波从空气中传入水中时频率不变，波速变大，由波速公式 知波长会变长，A正确；‎ B．机械能传播需要有介质，因此机械波在真空中不能传播，B错误；‎ C．根据多普勒效应可知，站在铁道边的人在火车向他开来的过程中会听到火车鸣笛的频率变大，C正确；‎ D．当机械波从介质的一端传播到另一端时，途中的质点只在各自平衡位置附近振动，不会沿着波的传播方向而迁移，D正确；‎ E. 在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度是周期性变化的，而在同一均匀介质中波的传播速度不变，两者没有关系，E错误。‎ 故选ACD。‎ ‎16.一棱镜的截面为直角三角形ABC，其中∠C＝90°、∠A＝30°、BC边长为l．在该截面所在的平面内，一条光线以i＝45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜，经过一次折射和一次全反射后垂直于BC边射出，部分光路图如图所示．光在真空中的传播速度为c．求：‎ ‎（1）棱镜材料的折射率n；‎ ‎（2）光在棱镜中传播的时间t．‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【详解】（1）光路图如图所示．‎ 根据几何关系可得：r=30∘‎ 由折射定律有：n=‎ 解得：n=‎ ‎（2）由几何关系可知：MD=AM=；AD=2×AMcos30°=，DB=AB-AD=,DE=DBcos30°=‎ 又：，其中光在棱镜中的传播速度v=c/n 解得：t=‎ ‎【点睛】（1）光线以45°的入射角射入棱镜时，根据几何知识确定出光线在AC面上的折射角，再由折射定律求出折射率；‎ ‎（2）根据几何关系求出MD和DE的长度，根据折射定律求出光在棱镜中传播的速度，可求光在棱镜中的传播时间．‎