湖南省永州市2020届高三上学期第一次模拟考试物理试卷（Word版带答案）.doc

物理试题 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。考试时间 90 分钟，满分 110 分。答题前，考生 务必用黑色墨水的签字笔将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的 准考证号、姓名及科目，在规定的位置贴好条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 写在本试卷上无效。 3．考试结束时，只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题 共 48 分） 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。第 1~8 小题给出的四个选项中，只有 一个选项正确，第 9~12 小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。) 1．如图所示，小芳同学利用体重计研究超重和失重现象。她首先蹲在体重计上，然后突然 起立。她从开始起立到最终静止的过程中，体重计示数变化情况是　　 A．先小于体重，后等于体重 B．先大于体重，后等于体重 C．先小于体重，后大于体重，最后等于体重 D．先大于体重，后小于体重，最后等于体重 2．如图甲所示，线圈 ab 中通有如图乙所示的电流，电流从 a 到 b 为正方向，那么在 0～t0 这段时间内，用丝线悬挂的铝环 M 中产生感应电流，则　　 A．从左向右看感应电流的方向为顺时针　　　　　　　　 B．从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针 C．感应电流的大小先减小后增加 D．感应电流的大小一直减小 3．从某高度以初速度 v0 水平抛出一个质量为 m 的小球，不计空气阻力，在小球下落的过程 中，其加速度 a、速度变化量 Δv、重力的功率 P 和重力的功 W 与时间 t 的关系图像，正 确的是 4．如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动， 输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原、副线圈匝数比为 1∶10 的理想变压器给一 灯泡供电，灯泡上标有“220 V　22 W”字样，如图丙所示，则　A．t＝0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零 B．灯泡中的电流方向每秒钟改变 50 次 C．灯泡不能正常发光 D．电流表示数为 1 A 5．如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。 设两极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为 θ。，下列说法正确的是　 A．保持 d 不变，减小 S，则 θ 变小 B．保持 d 不变，减小 S，则 θ 不变 C．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变大 D．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变小 6．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后 的氢原子只辐射出三种不同频率的光 a、b、c，频率 νa＞νb＞ νc，下列说法正确的是 A．照射氢原子的光子能量为 12.75eV B．从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出的光频率为 νa C．从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级辐射出的光频率为 νc D．光 a 能使逸出功为 10.2eV 的某金属发生光电效应 7．如图所示，质量为 m、长为 l 的铜棒 ab，用长度也为 l 的两根轻导线水平悬吊在竖直向 上的匀强磁场中，磁感应强度为 B，未通电时，铜棒静止，通入恒定电流后，棒向外偏 转的最大角度为 θ，重力加速度为 g，不计空气阻力。则 A．棒中电流的方向为 b→a B．棒中电流的大小为 mg(1－cos θ) Blsin θ C．棒中电流的大小为 mgtan θ Bl D．若只增大轻导线的长度，则 θ 角变大 8．如图所示，水平面内有 A、B、C、D、E、F 六个点，它们均匀分布在半径为 R＝2 cm 的同一圆 周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知 A、C、E 三点的电势分别为 φA＝(4－ 3) V、φC＝4 V、φE＝(4＋ 3) V，下列说法正确的 是 　 A．电场强度的方向由 A 指向 D B．电场强度的大小为 100 V/m C．该圆周上的点电势最高为 8 V D．将电子从 D 点沿 DEF 移到 F 点，电场力一直做正功 9．为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车在 刹车过程中位移和时间的比值 x t与 t 之间的关系图像， 下列说法正确的是　 n En/eV 0-0.85-1.51 -3.40 -13.6 ∞43 2 1A．动力车的初速度为 20 m/s B．刹车过程动力车的加速度大小为 2.5 m/s2 C．刹车过程持续的时间为 8 s D．从开始刹车时计时，经过 8 s，动力车的位移为 40 m 10．2018 年 2 月 12 日，我国以“一箭双星”方式成功发射“北斗三号工程”的两颗组网 卫星。已知某北斗导航卫星在离地高度为 21 500 千米的圆形轨道上运行，地球同步卫 星离地的高度约为 36 000 千米。下列说法正确的是　 A．此北斗导航卫星绕地球运动的周期小于 24 小时 B．此北斗导航卫星的角速度小于地球同步卫星的角速度 C．此北斗导航卫星的线速度大于地球同步 卫星的线速度 D．此北斗导航卫星的加速度小于地球同步 卫星的加速度 11．如图甲所示，截面为直角三角形的木块 A 质量为 m0，放在倾角为 θ 的固定斜面上， 当 θ＝37°时，木块 A 恰能静止在斜面上。 现将 θ 改为 30°，在A 与斜面间放一质量为 m 的光滑圆柱体 B，如图乙所示，sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则　 A．A 与斜面之间的动摩擦因数为 0.75 B．A、B 仍一定静止于斜面上 C．若 m0＝m，则 A 受到的摩擦力大小为 mg D．若 m0＝4m，则 A 受到斜面的摩擦力大小为 2.5mg 12．如图所示，劲度系数为 k 的轻弹簧，一端固定在倾角为 θ=30°的光滑固定斜面的底部， 另一端和质量 m 的小物块 A 相连，质量也为 m 的物块 B 紧靠 A 一起静止。现用手缓慢沿 斜面向下压物体 B 使弹簧再压缩 x0 并静止。然后突然放手， A 和 B 一起沿斜面向上运 动距离 L 时，B 达到最大速度 v，弹簧始终在弹性限度内，不计空 气阻力，重力加速度为 g。下列说法正确的是 A．L>x0 B．放手的瞬间，A 对 B 的弹力大小为 C．从放手到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中，弹簧弹性势能减小了 D．若向上运动过程 A、B 出现了分离，则分离时弹簧的压缩量为 第Ⅱ卷（非选择题 共 62 分） 二、实验题（本题共 2 小题，共 15 分。把答案填在答题卡的指定位置上。） 13．(6 分)某同学用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律，使质量为 m＝1.00kg 的重物自 22 0kxmg + 2 0( )m gx+v k mg由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图乙 所示，O 为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计 时器每隔 0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为 g＝9.80 m/s2，那么： （1）从 O 点到 B 点，重物重力势能的减少量 ΔEp＝_______J，动能增加量 ΔEk＝ _______J。(结果均保留三位有效数字) （2）若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度 v 及重物下 落的高度 h，则以 v2 2 为纵轴，以 h 为横轴画出的图像是图丙中的________。 14．(9 分)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如 图所示的原理图。 ①电压表 V(量程 3 V，内阻 RV 约为 10 kΩ) ②电流表 G(量程 3 mA，内阻 Rg＝100 Ω) ③电流表 A(量程 3 A，内阻约为 0.5 Ω) ④滑动变阻器 R1(0～20 Ω，额定电流 2 A) ⑤滑动变阻器 R2(0～500 Ω，额定电流 1 A) ⑥定值电阻 R3＝0.4 Ω ⑦开关 S 和导线若干 （1）该同学发现电流表 A 的量程太大，于是他将电流表 G 与定值电阻 R3 并联，实际上 是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是________ A。(结果保留 两位有效数字) （2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 ________。(填“R1”或“R2”) 甲 乙（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表 G 读数为横坐标，以电压表 V 读 数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 E＝1.50V，电 源的内阻 r＝________Ω。(结果保留两位有效数字) 三、计算题（本题共 4 小题，共 47 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15．(10 分) 如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动。某人坐在滑板上从斜坡滑道的高 处 A 点由静止开始滑下，滑到斜坡滑道底端 B 点后，沿水平滑道再滑行一段距离到 C 点 停下来。若人和滑板的总质量 m＝60.0 kg， A、B 两点间的距离 L1＝16.0m。滑板与斜 坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为 μ＝0.5，斜坡滑道的倾角 θ＝37°。已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度 g 取 10 m/s2。斜坡滑道与水平滑道间是平 滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计。求： （1）BC 之间的距离 L2； （2）该人从 A 到 C 运动的总时间 t。 16．(10 分)在光滑的水平面上，有一质量 M＝4kg 的平板车，其右端固定一轻挡板，挡板上 固定一根轻质弹簧，在平板车左端 P 处有一可视为质点的小滑块，其质量 m＝2kg。平 板车表面上 Q 处的左侧粗糙，右侧光滑，且 PQ 间的距离 L＝2m，如图所示。某时刻平 板车以初速度 v1＝1m/s 向左运动，同时小滑块以初速度 v2＝5m/s 向右运动。一段 时间后，小滑块与平板车达到相对静止，此时小滑块与 Q 点相距 。不计空气阻力， 重力加速度 g 取 10 m/s2。求： （1）小滑块与平板车相对静止时的速度； （2）小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数 μ。 17．(12 分)如图所示，有水平边界的匀强磁场的磁感应强度为 B=2T ，其上、下边界间的距 离为 H=1.1m，一个由同种材料，粗细均匀的导线做成的质量为 m=0.5kg、边长为 L=1m、 总电阻为 R=1Ω 的正方形导线框 abcd，从磁场上方的某个位置处，由静止开始下落， 下落过程中，线框平面始终保持在同一个竖直面内，ab 边与磁场的水平边界线平行， 当 ab 边刚进入磁场和 ab 边刚穿出磁场时，线框加速度的大小都是 a=2m/s2，方向均竖 直向上，在线框运动过程中，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2。求： （1）ab 边刚进入磁场时，线框 cd 边两端的电势差 Ucd； （2）cd 边刚进入磁场时，线框速度 v2 的大小； （3）从 ab 边刚进入磁场到 cd 边刚进入磁场的过程中，线框中产生的热量 Q。 1 4 L A B C θ H L a b cd P Qv2 v118．(15 分) 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系 xOy，以 O1(0，R)为圆心，R 为半径 的圆形区域内有垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场(用 B1 表示，大小未知)；x 轴下方有一 直线 MN，MN 与 x 轴相距为 Δy，x 轴与直线 MN 间区域有平行于 y 轴的匀强电场，电场 强度大小为 E；在 MN 的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为 B2，磁场方向 垂直于 xOy 平面向外。电子 a、b 以平行于 x 轴的速度 v0 分别正对 O1 点、A(0,2R)点射 入圆形磁场，偏转后都经过原点 O 进入 x 轴下方的电场。已知电子质量为 m，电 荷量为 e，E＝ 3mv02 2eR ，B2＝ 3mv0 2eR ，不计电子重力。 （1）求磁感应强度 B1 的大小； （2）若电场沿 y 轴负方向，欲使电子 a 不能到达 MN，求 Δy 的最小值； （3）若电场沿 y 轴正方向，Δy′＝ 3R，调整矩形磁场面积到最小，使电子 b 能到达 x 轴上且距原点 O 距离最远点 P（图中未标出）， 求电子 b 从 O 点到 P 点运动的总时间。物理参考答案及评分标准 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D A B D C D B B AD AC AD BC 二、实验题（本题共 2 小题，共 15 分） 13．(1)1.88（2 分）； 1.84（2 分）　　 (2)A（2 分） 14．(1)0.75（3 分） (2) R1（3 分） （3）0.80(0.78～0.82 均正确)（3 分） 15．（10 分）解： (1)从 A 到 B 有 ① 1 分 ② 1 分 从 B 到 C 有 ③ 1 分 ④ 1 分 由①~④式解得 L2＝6.4m 1 分 (2)从 A 到 B ⑤ 1 分 从 B 到 C ⑥ 1 分 总时间 t＝t1＋ t2 ⑦ 1 分 由①③⑤⑥⑦式解得 t＝5.6s 2 分 16．（10 分）解： (1)设水平向右为正方向，对 M、m 系统有 mv2－Mv1＝(m＋M) v ① 2 分 解得 v＝1m/s ② 1 分 速度方向水平向右。 1 分 (2)存在两种情况： （i）如果小滑块尚未越过 Q 点就与平板车达到相对静止，根据能量守恒定律有 ③ 2 分 由②③式解得 μ＝0. 8 1 分 （ii）如果小滑块越过 Q 点与弹簧相互作用后，再返回与平板车达到相对静止，有 1cossin mamgmg =− θµθ 11 2 2 La=v 2mamg =µ 22 2 2 La=v 2 111 2 1 taL = 2 222 2 1 taL = 22 2 2 1 )(2 1 2 1 2 1)4( vvv mMmMLLmg +−+=−µ ④ 2 分 由②④式解得 μ＝0. 48 1 分 17．（12 分）解： （1）ab 刚进入磁场时，假设速度大小为 v1，有 F 安－mg＝ma ① 1 分 ② 1 分 ③ 1 分 Ucd＝I1× ④ 1 分 由①~④式解得 v1＝1.5m/s， Ucd＝0.75V 2 分 （2）在 cd 边刚进入磁场到 ab 边刚穿出磁场的过程中 ⑥ 2 分 解得 v2＝0.5m/s 1 分 （3）在 ab 边刚进入磁场到 ab 边刚穿出磁场的过程中，根据能量守恒 ⑦ 2 分 解得 Q＝5.5J 1 分 18．（15 分）解： (1)对电子 a 有 r＝R ① 1 分 ev0B1＝m v02 r ② 1 分 由①②式解得 B1＝ mv0 eR ③ 1 分 (2)由动能定理 eEΔy＝ 1 2mv02 ④ 1 分 解得 Δy＝ 3 3 R ⑤ 2 分 (3)匀强电场沿 y 轴正方向时，设电子 b 经电场加速后到达 MN 时速度大小为 v，电子 b 在 MN 下方磁场做匀速圆周运动轨道半径为 r1，电子 b 离开电场进入磁场时速度方向与水平方 向成 θ 角，如图 1 所示。 由 eEΔy′＝ 1 2mv2－ 1 2mv02 ⑥ 1 分 cos θ＝ v0 v ⑦ evB2＝m v2 r1 ⑧ 1 分 解得 v＝2v0 ⑨ 1 分 θ＝ π 3 ⑩ r1＝ 4 3 3 R ⑪ 1 分 22 2 2 1 )(2 1 2 1 2 1)4( vvv mMmMLLmg +−+=+µ 1 1 BLI = v R 1F BI l=安 4 R 2 2 1 2 1 1 ( )2 2m m mg H L= + −v v Q mgH=由几何关系可知，电子 b 在下方磁场中运动的圆心 O2 在 y 轴上，当电子 b 从最小矩形 面积磁场右边界射出，且射出方向与水平向右夹角为 θ＝ π 3 时，电子 b 能够到达 x 轴，距 离原点 O 距离最远，如图 2 所示。 电子 b 在电场中从 O 到 C1 a＝ eE m ⑫ 1 分 ⑬ 1 分 在最小矩形磁场中 vt2＝πr1 ⑭ 1 分 离开磁场后从 D 到 C2 vt3＝2r1/tanθ ⑮ 返回电场中从 C2 到 P t4＝t1 ⑯ 1 分 总时间 t＝t1＋t2＋t3＋t4 ⑰ 解得 t＝（16＋2 π） 1 分 2 12 1 aty =′∆ 3 03v R