2020届安徽省合肥市高三下学期第二次教学质量检测理综物理试题（解析版）

合肥市 2020 年高三年级第二次教学质量检测 理科综合试题物理 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~17 题只有一 项符合题目要求，第 18~21 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.某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙，如 图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 甲光的光强大于丙光的光强 D. 甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 eUc=Ek=hv-W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压 Uc 越大。甲光的遏止电压小于乙光， 所以甲光频率小于乙光的频率，故 A 错误； B．丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，所以丙光的频率小于乙光的频率，则乙光的波长小于丙光的波长， 故 B 错误； C．由于甲光的饱和光电流大于丙光饱和光电流，两光频率相等，所以甲光的强度高于丙光的强度，故 C 正 确； D．甲光的遏止电压等于丙光的遏止电压，由 Ekm=e•U 遏可知，甲光对应的光电子最大初动能等于丙光的光 电子最大初动能。故 D 错误； 故选 C。 2.如图所示，定滑轮通过细绳 OO′ 连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球 A、B，其质量分 别为 m1 、 m2 （ m1 ≠ m2 ）。调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时 OA、OB 段绳长分别为 l1、l2 ， 与竖直方向的夹角分别为α、β 。已知细绳绝缘且不可伸长， 不计滑轮大小和摩擦。则下列说法正确的是 （　　）A. α ≠ β B. l1∶l2 = m2∶ m1 C. 若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变长 D. 若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变短 【答案】B 【解析】 【详解】A. 因滑轮两边绳子的拉力相等，可知α = β，选项 A 错误； B 画出两球的受力图，由三角形关系可知 其中 T1=T2 则 选项 B 正确； CD. 由关系式 可知，l1 和 l2 的大小由两球的质量关系决定，与两球电量关系无关，则若仅增大 B 球 的电荷量，系统再次静止，则 OB 段不变，选项 CD 错误。 故选 B。 3.仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分钟内完成 55 1 1 1 m g T OC l = 2 2 2 m g T OC l = 1 2 2 1 l m l m = 1 2 2 1 l m l m =个以上仰卧起坐记为满分。若某女生一分钟内做了 50 个仰卧起坐，其质量为 50kg，上半身质量为总质量 的 0.6 倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g 取 10m/s2 。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率 约为（　　） A. 10W B. 40W C. 100W D. 200W 【答案】C 【解析】 【详解】该同学身高约 1.6m，则每次上半身重心上升的距离约为 ×1.6m=0.4m，则她每一次克服重力做的 功 W=0.6mgh=0.6×50×10×0.4=120 J 1min 内她克服重力所做的总功 W 总=50W=50×120=6000 J 她克服重力做功的平均功率为 故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 4.如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为 B 、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻 R 及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线 OO ′ 以恒定的角速度ω 匀速转动，t=0 时刻线圈位于与磁场平行的 位置。已知线圈的匝数为 n 、面积为 S 、阻值为 r 。则下列说法正确的是（　　） A. t=0 时刻流过电阻 R 的电流方向向左 B. 线圈中感应电动势的瞬时表达式为 e = nBSω sinωt C. 线圈转动的过程中，电阻 R 两端的电压为 1 4 6000 100W60 WP t = = = nBS R R r ω +D. 从 t=0 时刻起，线圈转过 60°时电阻 R 两端的电压为 【答案】D 【解析】 【详解】A．t=0 时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻 R 的 电流方向向右，故 A 错误； B．从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势 Em＝nBSω 所以感应电动势的瞬时值表达式为 e=nBSωcosωt（V） 故 B 错误； C．线圈转过的过程中，最大感应电动势 Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为 E＝ nBSω 因此电阻 R 两端的电压为 故 C 错误； D．线圈从 t=0 开始转过 60°时，电阻 R 两端的电压为 故 D 正确。 故选 D。 5.“嫦娥五号”是我国首个实施无人月面取样且返回的探测器，它由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个 部分组成，由长征五号运载火箭从文昌航天发射场发射。若“嫦娥五号” 探测器环月工作轨道为圆形，其 离月球表面高度为 h、运行周期为 T，月球半径为 R。由以上数据可求的物理量有（　　） A. 月球表面的重力加速度 B. “嫦娥五号”探测器绕月球运行的加速度 C. “嫦娥五号”探测器绕月球运行的速度 D. 月球对“嫦娥五号”探测器的吸引力 【答案】ABC ( )2 nBS R R r ω + 2 2 ( ) 2 2 nBS RU R r ω +＝ ( ) cos60 2R nBS R nBS RU R r R r ω ω⋅= =+ + 【解析】 【详解】A．根据 可求解月球的质量 M，根据 可求解月球表面的重力加速度，选项 A 正确； B．根据 可求解“嫦娥五号”探测器绕月球运行的加速度，选项 B 正确； C．根据 可求解“嫦娥五号”探测器绕月球运行的速度，选项 C 正确； D．“嫦娥五号”的质量不确定，则不能求解月球对“嫦娥五号”探测器的吸引力，选项 D 错误。 故选 ABC。 6.如图所示，平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。若不改变电容器的带电量，下列操作可能 使静电计指针的偏转角度变小的是（　　） A. 将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入电介质 B. 将左极板向左移动少许，同时取出两极板之间的金属板 C. 将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入金属板 D. 将左极板向下移动少许，同时取出两极板之间的电介质 【答案】AC 【解析】 【详解】A．将左极板向左移动少许，则 d 变大，同时在两极板之间插入电介质，则 ε 变大，根据 可知 C 可能变大，根据 Q=CU 可知，U 可能减小，即静电计指针的偏转角度可能变小 ，选项 A 正确； 2 2 2( ) ( )( ) MmG m R hR h T π= ++ 2 MmG mgR = 22( ) ( )a R hT π= + 2 ( )R hv T π += 4 SC kd ε π=B．将左极板向左移动少许，则 d 变大，同时取出两极板之间的金属板，则也相当于 d 变大，根据 可知 C 一定变小，根据 Q=CU 可知，U 变大，即静电计指针的偏转角度变大 ，选项 B 错误； C．将左极板向左移动少许，则 d 变大，同时在两极板之间插入金属板，则相当于 d 又变小，则总体来说可 能 d 减小，根据 可知 C 可能变大，根据 Q=CU 可知，U 变小，即静电计指针的偏转角度可能变 小 ，选项 C 正确； D．将左极板向下移动少许，则 S 减小，同时取出两极板之间的电介质，则 ε 变小，根据 可知 C 一定减小，根据 Q=CU 可知，U 变大，即静电计指针的偏转角度一定变大 ，选项 D 错误； 故选 AC。 7.如图所示，质量均为 m 的 a 、b 两小球在光滑半球形碗内做圆周运动，碗的球心为 O、半径为 0.1m， Oa 、Ob 与竖直方向夹角分别为 53°、37° ，两球运动过程中，碗始终静止在水平地面上，已知 sin 37°= 0.6 ，g 取 10m/s2 。则下列说法正确的是（　　） A. a 、b 两球做圆周运动的线速度之比为 B. a 、b 两球做圆周运动的角速度之比为 C. a 、b 两球相邻两次相距最近的时间间隔为 s D. a 、b 两球运动过程中，碗对地面始终有摩擦力作用 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球做匀速圆周运动，由重力和支持力的合力提供向心力，则 θ 是半径与竖直方向的夹角，解得 则线速度之比为 4 SC kd ε π= 4 SC kd ε π= 4 SC kd ε π= 8 3 3： 2 3： 2 15 3 5 10 + 2 2tan = sinsinn vF mg m m RR θ ω θθ= = tan sinv gR θ θ= tan53 sin53 8 3 tan37 sin37 9 a b v v = =   则 故 A 错误，B 正确。 C．a 的角速度 b 的角速度 相距最近时满足 解得 选项 C 错误； D．a 、b 两球运动过程中，两球对碗的压力的水平分量为 mgtanθ，因 θ 不同，则两球对碗的压力的水平分 量不相等，对碗来说两球对碗的水平方向的作用力不为零，则碗对地面始终有摩擦力作用，选项 D 正确。 故选 BD。 8.如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为 0.01C、质量为 0.1kg 的圆环套在杆上。整 个装置处在水平方向的电场中，电场强度 E 随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为 0.5。 t=0 时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g 取 10m/s2 。则下列说法 正确的是（　　） A. 环先做加速运动再做匀速运动 B. 0~2s 内环的位移大于 2.5m cos g R ω θ= cos37 2 cos53 3 a b ω ω = =  10 5 rad/scos 0.1 0.6 3a g g R ω θ= = =× 5 5rad/scos 0.1 0.8b g g R ω θ= = =× 2a bt tω ω π− = 2 3 ( 15 2 5) 25t s π +=C. 2s 时环的加速度为 5m/s2 D. 环的最大动能为 20J 【答案】CD 【解析】 【详解】A．在 t=0 时刻环受的摩擦力为 ，则开始时物体静 止；随着场强的减小，电场力减小，则当摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，此时满足 即 E=200N/C 即 t=1s 时刻开始运动；且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时，加速度最大； 当场强反向且增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当 E=-200N/C 时，加速度减为零，此时速度最大， 此时刻为 t=5s 时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项 A 错误； BC．环在 t=1s 时刻开始运动，在 t=2s 时 E=100N/C，此时的加速度为 解得 a=5m/s2 因环以当加速度为 5m/s2 匀加速下滑 1s 时的位移为 而在 t=1s 到 t=2s 的时间内加速度最大值为 5m/s2，可知 0~2s 内环的位移小于 2.5m，选项 B 错误，C 正确； D．由以上分析可知，在 t=3s 时刻环的加速度最大，最大值为 g，环从 t=1s 开始运动，到 t=5s 时刻速度最 大，结合 a-t 图像的面积可知，最大速度为 则环的最大动能 选项 D 正确。 故选 CD。 9.图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门 A、B 固定在气垫导轨上，细线两端分 别与钩码和滑块相连，重力加速度为 g。 0.5 300 0.01N=1.5N 1Nf qE mgµ= = × × > = qE mgµ = -mg qE maµ = 21 5 1 m=2.5m2s = × × 1 4 10m/s=20m/s2mv = × × 2 21 1 0.1 20 J=20J2 2km mE mv= = × ×(1)实验的主要操作如下： ①按图组装好实验器材； ②让滑块从气垫导轨上光电门 A 的右侧某位置由静止释放； ③记录遮光条通过光电门 A、B 所用的时间分别为 t1、t2； ④改变光电门 B 的位置，进行多次实验。 为完成该实验，还缺少的主要操作是_____； (2)实验中还需要测量的物理量有_____； ①滑块的长度 D； ②遮光条的宽度 d； ③两个光电门之间的距离 L； ④滑块（含遮光条）的质量 M； ⑤钩码 质量 m。 (3)对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量∆Ep=_______；动能的增加量∆Ek=_____； （用上述所给的字母表示） (4)实验小组处理采集 多组数据并在坐标系∆Ep-∆Ek 中描点作图，如图乙所示，若两轴的标度相同，造成该 实验结果的原因是_______。 【答案】 (1). 将气垫导轨调节水平 (2). ②③④⑤ (3). mgL (4). (5). 气垫导轨没有调水平且 B 端偏低 【解析】 【详解】(1)[1]．为完成该实验，还缺少 主要操作是将气垫导轨调节水平； (2)[2]．滑块经过两个光电门时的速度分别为 的 的 的 2 2 2 1 1 ( )2 d dM m t t      + −         则要验证的关系为 则要测量的物理量是：②遮光条的宽度 d；③两个光电门之间的距离 L；④滑块（含遮光条）的质量 M；⑤ 钩码的质量 m。 (3)[3]．对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量 ∆Ep=mgL； [4]．动能 增加量 ∆Ek= ； (4)[5]．根据 ∆Ep-∆Ek 图像，若∆Ep=∆Ek 则直线倾角为 45°，而现在图中直线倾角为 42°，可知∆Ep