湖南省永州市2020届高三物理上学期第二次模拟试卷（Word版附答案）

永州市 2020 年高考第二次模拟考试试卷 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 14～18 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。 14.2018 年 11 月 12 日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托卡马克装置 EAST 在实 验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到 1 亿摄氏度，其主要核反应方程为： ① ；② ，下列表述正确的是 A.X 是质子 B.Y 是氚核 C.X 与 Y 是同位素 D.①②两个核反应都属于裂变反应 15.如图所示，倾角为 30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放有一重力为 G 的物块 A，有一 水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与物块 A 接触。若物块 A 静止时受到沿斜面向下 的摩擦力大小为 ，此时弹簧的弹力大小是 A. B. C.G D. 16.如图所示，空间有一正三棱锥 P－ABC，D 点是 BC 边的中点，O 点是底面 ABC 的中心。 现在顶点 P 固定一负点电荷，下列说法正确的是 A.底面 ABC 为等势面 B.A、B、C 三点的电场强度相同 C.若 B、O、C 三点的电势为 φB、φO、φC，则有 φB－φO＝φC－φO D.将一正的试探电荷从 B 点沿直线 BC 经过 D 点移到 C 点，静电力对该试探电荷先做负功后 做正功 2 2 3 1 1 2H H He X→+ ＋ 2 4 1 2H Y He X→+ + 2 G 3 3 G 2 3 3 G 3 3 3 G +17.如图所示，固定在水平地面的斜面体，其斜面倾角 α＝30°、斜面长 x＝1.6m，底端与长木 板 B 上表面等高，B 静止在光滑水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与 B 的上 表面接触处平滑连接。一可视为质点的滑块 A 从斜面顶端处由静止开始下滑，最终 A 刚好未 从 B 上滑下。已知 A、B 的质量均为 1kg，A 与斜面间的动摩擦因数 μ1＝ ，A 与 B 上表面 间的动摩擦因数 µ2＝0.5，重力加速度 g 取 10m/s2，下列说法正确的是 A.A 的最终速度为 0 B.B 的长度为 0.4m C.A 在 B 上滑动过程中，A、B 系统所产生的内能为 1J D.A 在 B 上滑动过程中，A、B 系统所产生的内能为 2J 18.一宇航员到达半径为 R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长 的长为 L 的轻绳拴一质量为 m 的小球，轻绳上端固定在 O 点，在最低点给小球一初速度，使 其绕 O 点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小 F 随时间 t 的变化规律如图乙所示。引 力常量 G 及图中 F0 均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是 A.该星球表面的重力加速度为 B.小球过最高点的速度为 C.该星球的第一宇宙速度为 D.该星球的密度为 19.跳伞运动员从高空悬停的直升机内跳下，运动员竖直向下运动，其 v～t 图像如图所示，下 列说法正确的是 3 4 07F m 0F L m Gm R 03 4 F mGRπA.10s 末运动员的速度方向改变 B.从 15s 末开始运动员匀速下降 C.运动员在 0～10s 内的平均速度大小大于 20m/s D.10s～15s 内运动员做加速度逐渐增大的减速运动 20.如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为 L，板间距离 为 d，距板右端 L 处有一竖直屏 M。一带电荷量为 q、质量为 m 的质点以初速度 v0 沿中线射 入两板间，最后垂直打在 M 上，已知重力加速度为 g，下列结论正确的是 A.两极板间电场强度大小为 B.两极板间电压为 C.整个过程中质点的重力势能增加 D.若仅增大两极板间距，该质点仍能垂直打在 M 上 21.如图所示，边长为 L 的等边三角形 abc 为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向 垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B，三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感 应强度大小也为 B。顶点 a 处的粒子源沿∠a 的角平分线发射质量为 m、电荷量为 q 的带负电 粒子，其初速度大小 ，不计粒子重力，下列说法正确的是 mg q 2mgd q 2 2 2 0 3 2 mg L v 0 qBLv m =A.粒子第一次返回 a 点所用的时间是 B.粒子第一次返回 a 点所用的时间是 C.粒子在两个有界磁场中运动的周期是 D.粒子在两个有界磁场中运动的周期是 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题～第 32 题为必考题，每个试题考生都 必须作答。第 33 题～第 38 题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题(共 129 分) 22.(6 分)为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水 平放置，板上有两个光电门相距为 d，滑块通过细线与重物相连，细线拉力大小 F 等于力传感 器的示数。让滑块从光电门 1 由静止释放，记下滑到光电门 2 的时间 t。改变重物质量，重复 以上操作 5 次，处理数据后得到下表中的 5 组结果。根据表中数据在坐标纸上画出如图所示 的 a－F 图像，已知重力加速度 g＝10m/s2，根据图像可求出滑块质量 m＝ kg，滑块和 轨道间的动摩擦因数 µ＝ 。 23.(9 分)实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关 S、导 线外还有下列器材供选用： A.灵敏电流计 G(0～200μA，内阻 RA 为 10Ω) B.定值电阻 R1(9990Ω，额定电流 0.3A) C.定值电阻 R2(990Ω，额定电流 1A) D.电阻箱 R(0～99.9Ω，额定电流 3A) (1)为了测量电动势，该同学应该选哪个定值电阻 (选填“R1”或“R2”)； 7 3 B m q π 6 B m q π 7 3 B m q π 6 B m q π(2)在虚线框中画出实验电路图； (3)按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的 图像，则该同学测得电源的 电动势为 V，内阻为 Ω(结果均保留两位有效数字)。 24.(12 分)如图所示，在水平地面上固定一倾角为 θ 的光滑斜面，一劲度系数为 k 的轻质弹簧 的一端固定在斜面底端，弹簧处于自然状态。一质量为 m 的滑块从距离弹簧上端 s 处由静止 释放，设滑块与弹簧接触过程中没有能量损失，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 g。 (1)求滑块与弹簧上端接触瞬间速度 v0 的大小； (2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度为 vm，求滑块从释放到速度为 vm 的过程中 弹簧的弹力所做的功 W。 25.(20 分)如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角 α＝37°，导轨间 距 L＝1m，顶端用电阻 R＝2Ω 的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀 强磁场，磁感应强度大小 B＝1T。质量 m＝0.1kg、电阻 R1＝4Ω 的导体棒 M 在磁场中距虚线 的距离 d＝2m，M 与导轨间的动摩擦因数 µ1＝0.25，质量 m2＝0.3kg、电阻 R2＝2Ω 的导体棒 N 在虚线处，N 与导轨间的动摩擦因数 µ2＝0.8。将导体棒 M、N 同时从导轨上由静止释放，M 到达虚线前已经匀速，重力加速度 g 取 10m/s2，运动过程中 M、N 与导轨始终接触良好，已 知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 (1)求 M、N 相碰前，M 上产生的焦耳热； (2)求 M、N 相碰前 M 运动的时间； 1 1 I R −(3)M、N 相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对 M 施加一个沿斜面方向的作用力 F，使 M、N 同时 匀减速到零，求 M 棒在减速到零的过程中作用力 F 的大小随时间变化的表达式。 (二)选考题：共 45 分，请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题 作答，并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目 的题号一致，在答题卡上选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。 33.[物理——选修 3－3](15 分) (1)如图所示，一定质量的理想气体在状态 A 时压强为 p0，体积为 3V0，经历从状态 A→B→C →A 的过程，则气体在状态 B 时压强为 ；从状态 C 到状态 A 的过程中，气体的 内能增加为△U，则气体吸收的热量为 。 (2)如图所示，容积均为 V0 的汽缸 A、B 下端有细管(容积可忽略)连通，阀门 K2 位于细管的中 部，AB 的顶部各有一阀门 K1、K3，B 中有－可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始 时，三个阀门均打开，活塞在 B 的底部：关闭 K2、K3，通过 K1 给汽缸打气，每次可以打进 气压为 p0、体积为 0.3V0 的空气。已知室温为 27℃，大气压强为 p0，汽缸导热良好。 (i)要使 A 缸的气体压强增大到 7p0，求打气的次数； (i)当 A 缸的气体压强达到 7p0 后，关闭 K1，打开 K2 并缓慢加热 A、B 气缸内气体，使其温度 都升高 60℃，求稳定时活塞上方气体的体积和压强。 34.[物理——选修 3－4](15 分) (1)如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，A 为传播介质中的质点， 则该时刻质点 A 的振动方向是 (选填“沿 x 轴正方向”、“沿 x 轴负方向”、“沿 y 轴正方向”或“沿 y 轴负方向”)，在此后 2s 内质点 A 通过的路程为 16cm，此列波的传播速 度大小为 m/s。(2)如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO'为其对称轴，O 为球心，球半径为 R，球左侧为 圆面，右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的折射 率为 ，设真空中的光速为 c，不考虑光在玻璃中的多次反射。 (i)求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例； (ii)从距 O 点正上方 的 B 点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴 OO'上的 D 点(图中未 画出)，求光从 B 点传播到 D 点的时间。 3 2 R永州市 2020 年高考第二次模拟考试试卷 理科综合能力测试-物理答案 14~21 BBCCD BC BD AD 22．（6 分）0.25（0.24～0.26 均正确）（3 分）s 0.20（0.19～0.21 均正确）（3 分） 23．（9 分）（1） R1 （2 分） （2）如下图 （3 分） （3）1.4 （2 分） 0.50 （2 分） 24．（12 分） 解：（1）（6 分）由 mgsin θ＝ma ① 2 分 v02＝2as ② 2 分 由①②式解得 ③ 2 分 （2）（6 分）滑块速度最大时，有 mgsin θ＝kx ④ 2 分 滑块从释放到速度达到最大的过程中，有 mgsin θ(s＋x)＋W＝1 2mv2m ⑤ 2 分 由④⑤解得 W＝1 2mv2m－mgsin θ(s＋mgsin θ k ) ⑥ 2 分 25．（20 分）解： （1）（8 分）M 棒匀速时，有 m1g sin37°＝μ1m1g cos37°＋BIL ① 1 分 E＝BLv0 ② 1 分 ③ 1 分 ④ 1 分 G S R E r R1 θsin20 gs=v 总R E=I 2 2 1 RR RRRR ++=总 M 棒从开始到达虚线位置，有 ⑤ 1 分 M 棒、N 棒、电阻 R 产生的焦耳热之比为 QM∶QN∶QR＝8∶1∶1 ⑥ 1 分 QM＝ ⑦ 1 分 由①~⑦式解得 QM＝0.48J 1 分 （2）（4 分）对 M 棒由动量定理有 (m1g sin37－μ1m1g cos37°－B L)t＝m1v0 ⑧ 1 分 q＝ t＝ ⑨ 1 分 ΔΦ＝BLd ⑩ 1 分 t＝1.5s 1 分 （3）（8 分）对 M、N 棒碰撞过程，有 m1 v0＝m1 v1＋m2 v2 ⑪ 1 分 ⑫ 1 分 碰后对 N 棒 μ2m2g cos37°－m2g sin37＝m2a2 ⑬ 1 分 v2＝a2t0 ⑭ 碰后对 M 棒 m1g sin37＋μ1m1g cos37°＋BI′L－F＝m1 a1 ⑮ 1 分 v1＝a1t0 ⑯ ⑰ 1 分 t0＝2.5s ⑱ 1 分 由⑪～⑱式解得 F＝0.96－0.08t (t≤2.5s) 2 分 说明：最终结果未写出 t≤2.5s，扣 1 分。 33．（1）（5 分）3p0 (2 分) ΔU ＋2p0 V0(3 分) （2）（10 分）解： （i）设共打气 n 次，由 2 1 1 1 1 0 1sin37 cos37 2m gd m gd m Qµ= + +  总v 总Q10 8 I I 总R Φ∆ 0 2 2 2 1 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2m m m= +v v v 总R taBL )( 11 −=′ vIp0(V0＋0.3nV0)＝7p0V0 ① 2 分 由①式解得 n＝20 次 2 分 （ii）设温度升高后，上边的气体压强为 p，体积为 V， 对上边气体 p0V0 T0 ＝pV T ② 2 分 对下边气体 ＝p(2V0－V) T ③ 2 分 由②③式解得 V＝0.25V0，p＝4.8p0 2 分 34．（15 分） （1）沿 y 轴负方向（2 分） 4（3 分） （2）（10 分）解： （i）设从左侧的 A 点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，由 sin θ＝1 n ① 1 分 OA＝Rsin θ ② 1 分 S′＝πOA2 ③ 1 分 S＝πR2 ④ 1 分 由①～④式解得 S′ S ＝1 3 1 分 （ii）设距 O 点R 2的光线射到半球面上的点为 C 点，入射角 i＝30°，设折射角为 r， 由 sin r sin i＝n， ⑤ 1 分 得 r＝60° 由图知 BC＝ 3 2 R，CD＝R ⑥ 1 分 光在玻璃中传播速度 v＝c n ⑦ 1 分 t＝BC v ＋CD c ⑧ 1 分 由⑤～⑧解得 t＝5R 2c 1 分 0 007 T VP