河北省衡水中学2020届高三下学期第九次调研考试物理参考答案.doc

第五次调研 理综答案第 1 页 共 10 页 高三下学期第九次调研考试 物理部分 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 14～18 题只有 一项符合题目要求，第 19～21 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。 14.D　[金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，A 项错误；光电子的最大 初动能 Ekm 与入射光的强度无关，B 项错误；根据爱因斯坦光电效应方程 Ekm＝hν－W0，可知最 大初动能 Ekm 随入射光频率增大而增大，但不成正比，C 项错误；Ekm－ν 图线的斜率与普朗克常 量有关，D 项正确。] 15．C　[由 v­t 图线可求得两图线交点的横坐标为 t＝2 s。有 a 甲＝0－10 5 m/s2＝－2 m/s2，a 乙＝6－0 2－1 m/s2＝6 m/s2，所以|a 甲|∶a 乙＝1∶3，故 D 错；由图象可求得甲的位移 x 甲＝1 2×10×5 m ＝25 m，乙的位移 x 乙＝1 2×6×1 m＋6×3 m＝21 m。t＝5 s 时两物体位于同一位置，所以 t＝0 时 甲物体在乙物体后 4 m，故 C 正确；运动过程中，t＝2 s 前甲的速度大于乙的速度，t＝2 s 后乙的第五次调研 理综答案第 2 页 共 10 页 速度大于甲的速度，所以前面甲追乙，后面乙追甲，故 A 错；2 s～5 s 时间内，甲物体位移 x1＝1 2 ×6×3 m＝9 m，乙物体位移 x2＝6×3 m＝18 m，t＝5 s 时两物体位于同一位置，所以 t＝2 s 甲物 体在前，乙物体在后，故 B 错。] 16.B　[粒子运动周期 T＝2πm qB ，可知速度变化前后，粒子的两次运动周期不变，设以速率 v 射入磁场时运动轨迹的半径为 R1，画出粒子运动过程图如图甲所示，根据几何关系可知，粒子在 磁场中运动所转过的圆心角 θ1＝90°，半径 R1＝r。设以速率 3v 射入磁场时运动轨迹的半径为 R2，粒子半径 R2＝ 3r，根据几何关系画出粒子运动过程图如图乙所示，粒子所转过的圆心角 θ2 ＝60°，所以两次粒子在磁场中运动的时间之比：t1 t2＝θ1 θ2＝90° 60°＝3 2，又因为 t1＝t，所以 t2＝2 3t，B 项 正确。] 17.B　[L1 为轻绳，且 A 为自由端，所以 L1 一直处于水平位置。变化前后小球 Q 的受力矢量 图如图所示，可得 L1、L2 的拉力变大，故 A 错误，B 正确； 从整个系统来看，水平杆对小球 P 的支持力等于两小球的重力之和，保持不变，故 C 错误； 水平杆对小球 P 的摩擦力与 L1 的拉力相等，故 D 错误。 18.C 宇 宙 飞 船 轨 道 半 径 为 r1=4200km+6400km=10600km ， 地 球 同 步 卫 星 轨 道 半 径 为 r2=36000km+6400km=42400km，r2="4" r1.根据开普勒第三定律，地球同步卫星为宇宙飞船周期的 8 倍．从二者相距最远时刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为 7 次，选项 C 正确第五次调研 理综答案第 3 页 共 10 页 19．AD　[根据理想变压器电流与匝数的关系，有I1 I2＝n2 n1。设电源的输出功率为 P，理想变压器输 入功率等于输出功率，有 P－I21R1＝I22R2＋I22RL。联立两式，得 I22＝ P n22 n21R1＋R2＋RL 。灯泡变亮，应使 I 22增大，由公式可知，应使 R1 或 R2 减小，故 A、D 正确。] 20.AC　[－q 从与 O 点等高的 P 点射出，竖直方向的位移为 0,0＝v0sin θ·t－1 2at2，水平方向 d ＝v0cos θ·t，Eq＝ma，解得 v0＝ Eqd msin 2θ，A 项正确；－q 竖直方向的位移 y1＝v0sin θ·t－1 2at2，＋ q 竖直方向的位移 y2＝v0sin θ·t＋1 2at2，d＝y2－y1＝at2，解得 v0＝ Eqd mcos2θ，C 项正确。] 21.BC　[这个物块原来静止的状态有一个可能范围。因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。那 么物块可以受到的最大静摩擦力是 μmg，μ 为摩擦因数。弹簧压缩量为 l，使 μmg＝lk 时可以平衡， 这时摩擦力向左。弹簧伸长量 l，使 μmg＝lk 时也可以平衡，这时摩擦力向右。以弹簧平衡位置为 原点，物块在两侧距原点均为 l 之间都是可以平衡的。这时静摩擦力不需要达到最大值 μmg。假 设物块在左侧距原点 l 处，弹力向右，摩擦力向左而保持平衡，再加向右的力必然使它运动。但 在弹簧伸长时，这时摩擦向右，如果加一个向右且小于弹簧弹力的力时，物块不动。超过弹簧拉 力时，摩擦力会反向向左，即若使物块运动，则要克服的是摩擦力与弹簧拉力之和。在最右端时 最大，也就是至少需要力 2μmg，所以 A 错误；物块开始运动时，如果弹力向右，则 a＝F m，如果 弹力向左，则 a＝F m－2μg，所以F m－2μg≤a≤F m，所以 B 正确；从物块开始运动，到到达 A 点右 侧的最大距离，应用动能定理(F－μmg)x0－E 弹＝0，得 E 弹＝(F－μmg)x0，所以 C 正确；在整个 运动过程中，摩擦力做负功，消耗能量，所以此后运动过程中物块不可能再次经过 A 点，所以 D 错误。故选择 B、C。] 第Ⅱ卷 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第 22～25 题为必考题，每个试题考生都 必须作答。第 33～34 题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题(共 47 分) 22．[解析]　(1)x4－x2＝2a1t2，x3－x1＝2a2t2，第五次调研 理综答案第 4 页 共 10 页 a＝a1＋a2 2 ＝ (x4＋x3)－(x2＋x1) 4t2 ＝4.0 m/s2。 (2)滑块下滑过程中经过位置 3 时速度大小 v3＝x2＋x3 2t ＝0.044 8＋0.054 9 2 × 0.05 m/s≈1.0 m/s。 (3)由牛顿第二定律得 a＝mgsin 37°－μmgcos 37° m ＝gsin 37°－μgcos 37°， 解得 μ＝0.25。 [答案]　(1)4.0(2 分)　(2)1.0(2 分)　(3)0.25(2 分) 23.[解析]　(1)铜电线的直径 d＝1 mm＋12.5×0.01 mm＝1.125 mm。 (2)P 测量的电压大于 N 测量的电压，故 P 是电压表 V2，N 是电压表 V1。 (3)偏大，由于没考虑电压表 V1 的分流作用，使测得的铜电线的电阻偏大。 (4)分析电路可知，通过铜电线的电流 Ix＝IR＝U1 R ，Rx＝U2－U1 Ix ＝U2－U1 U1 R＝ ， 整理得U2 U1 ＝1＋Rx·1 R ，根据题图丙可知斜率 k＝Rx＝7.50－1.00 2.50－0 Ω＝2.60 Ω，S＝πr2＝πd 2 2＝0.994 mm2， ρ＝RxS L ＝2.60 × 0.994 × 10－6 100 Ω·m＝2.58×10－8 Ω·m，故这捆铜导线的电阻率达不到要求，使 用的有可能是再生铜或含过多杂质的铜。 [答案]　(1)1.125　(2)电压表 V 2　电压表 V1　(3)偏大　电压表 V 1 有分流作用　(4) 2.60 2.58×10－8 Ω·m　可能是再生铜或含过多杂质的铜 24．(14 分)[解析]　(1)设导体棒滑至 CD 瞬间的速度为 v，导体棒由 CD 滑至 EF 过程中，某时刻 速度为 v,，有 E=BLv, ①(1 分)第五次调研 理综答案第 5 页 共 10 页 此时导体棒的电流 I＝ ②(1 分) 导体棒所受安培力 F＝BIL＝ ③(1 分) 经时间 ，对导体棒应用动量定理，有 －FΔt＝mΔv④(1 分) ③④得 ⑤ （1 分） 两边分别求和得 ⑥（1 分） v＝2B2L3 3mR (1 分) 导体棒将要滑到 CD 瞬间产生的感应电动势的瞬时值为 E＝BLvcos θ (1 分) 导体棒所受安培力的瞬间值 F＝2B2L2v 3R cos θ⑦(1 分) 取沿倾斜导轨向下的方向为正方向，由牛顿第二定律有 mgsin θ－2B2L2v 3R ＝ma⑧(2 分) 得 a＝gsin θ－ 。⑨(1 分) 2 3R E R vLB 3 2 22 ， t∆ vmxR LB ∆=∆ 3 2- 22 mvxR LB -3 2- 22 = θ2cos 22 254 9 cos4 Rm LB θ第五次调研 理综答案第 6 页 共 10 页 (2)导体棒由 AB 滑至 CD 过程产生的电能 E1＝mgLsin θ－1 2mv2⑩(2 分) 导体棒由 CD 滑至 EF 过程产生的电能 E2＝1 2mv2⑪(1 分) 两者的比值 E1 E2＝9m2gR2sin θ 2B4L5 －1。⑫(1 分) [答案]　(1)gsin θ－ ；(2)9m2gR2sin θ 2B4L5 －1 25.【答案】（1） (2) (3) 【解析】 【详解】 （1）设一粒子自磁场边界 A 点进入磁场，该粒子由 O 点射出圆形磁场，轨迹如图甲所示，过 A 点做速度的垂线长度为 r,C 为该轨迹圆的圆心.连接 AOˊ、CO，可证得 ACOOˊ为菱形，根据图中 几何关系可知：粒子在圆形磁场中的轨道半径 r=R， （1 分） 由 （2 分） 22 254 9 cos4 Rm LB θ mv qR ( 2 1) ,0R +  2 10 4 2 2 R + − 2vqvB m r =第五次调研 理综答案第 7 页 共 10 页 得： （1 分） （2）有一半粒子打到挡板上需满足从 O 点射出的沿 x 轴负方向的粒子、沿 y 轴负方向的粒子轨 迹刚好与挡板相切，如图乙所示，过圆心 D 做挡板的垂线交于 E 点 （2 分） P 点的坐标为（ ，0 ） （2 分） （3）设打到挡板最左侧的粒子打在挡板上的 F 点，如图丙所示，OF=2R ① （2 分） mvB qR = 2DP R= ( 2 1)OP R= + ( 2 1)R+第五次调研 理综答案第 8 页 共 10 页 过 O 点做挡板的垂线交于 G 点， ② （2 分） ③ （2 分） ④ (2 分） 挡板上被粒子打中的区域长度 l=FE= + = ⑤（2 分） (二)选考题：共 15 分。请考生从两道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题 计分。 33．[物理—选修 3－3](15 分)[解析]　(1)一切物体的分子都在做无规则的热运动，A 项正确； 气体存在压强是因为气体分子对器壁的撞击产生的，B 项错误；改变内能的方式有做功和热传递， 气体从外界吸热，其内能不一定增加，C 项正确；把一定量的气体压缩，但若对外传递热量，则 2 2( 2 1) (1 )2 2OG R R= + ⋅ = + 2 2 5-2 2= 2FG OF OG R= − 2 2EG R= 2 2 R 5-2 2 2 R 2+ 10-4 2 2 R第五次调研 理综答案第 9 页 共 10 页 其内能可能减小，D 项错误；热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，但在一定条件下可以 实现，E 项正确。 (2)气体压缩之前，活塞 a、b 处于平衡状态，气体 1、2 的压强均为 p0，设气体 a、b 压缩后 的压强分别为 p1、p2， 压缩气体过程为等温过程，由玻意耳定律： 对 1 气体：p0V10＝p1V1(2 分) 对 2 气体：p0V20＝p2V2(2 分) 对两活塞和 2 气体整体：p1S＝p0S＋p0S(2 分) 设弹簧弹力为 F′，对于活塞 a p1S＝p2S＋F′(2 分) 解得 F′＝p0S 2 。(2 分) [答案]　(1)ACE　(2)p0S 2 34．[物理—选修 3－4](15 分)[解析]　(1)甲沿 x 轴负方向传播，M 处质点正向 y 轴负方向运 动，比 P 处质点先回到平衡位置，A 项正确；T 甲＝λ甲 v甲＝2 s，T 乙＝λ乙 v乙＝4 s，P、Q 处的质点均需 通过 1 4T 回到平衡位置，但时间不同，B 项错误；质点不会随波迁移，C 项错误；经过半个周期， 质点通过的路程为 2A，为 20 cm，D 项正确；两列波频率不同，不能形成稳定的干涉图样，E 项 正确。 (2)根据全反射条件，光线射入三棱镜后射出时的临界角 C＝45°。(2 分) 光线射入三棱镜后，在 AC 边的入射角为 30°，不会发生全反射。 设射出 AC 边时的出射角 i。根据折射定律 sin i sin 30°＝n，得 i＝45°(2 分)第五次调研 理综答案第 10 页 共 10 页 根据题意，射到光屏上最低点的位置在图中 S1 点，如图所示。由几何关系可知，∠OCS1＝ 30°， 故 OS1＝3Ltan 30°＝ 3L。(2 分) 在 BC 边的入射角为 75°，大于全反射的临界角 45°，会发生全反射。 由题意可知，从 BC 边全反射的光线中射到光屏上最高点的位置在图中 S2 点，如图所示。由 几何关系可知，∠OBS2＝15° 故 OS2＝4Ltan 15°＝(8－4 3)L(2 分) 所以，光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离为 S＝OS1＋OS2＝(8－3 3)L。(2 分) [答案]　(1)ADE　(2)(8－3 3)L