江西南昌四校2020届高三物理下学期第二次联考试题（Word版附答案）

2020 届四校联盟高三年级第二次联考试卷 理科综合（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，14〜18 小题有一 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.下列说法正确的是（ ） A.β 射线是聚变反应过程中由原子核外电子电离产生的 B.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量 C.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 D.卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的 15.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为 m 的小球套 在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用力 F 拉住，绳与竖直方向夹角为 θ，小 球处于静止状态.设小球受支持力为 FB，则下列关系正确的是（ ） A.F=2mgtanθ B. F=mgcosθ C. FN=mg D. FN=2mg 16.2013 年 12 月 2 日，“嫦娥三号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。 为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥三号”采取了近乎垂直的着陆方式。已知： 月球半径为 R，表面重力加速度大小为 g，引力常量为 G，下列说法正确的是（ ） A. “嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态 B.为了减小与地面的撞击力，“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内处于失重状态 C.“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期约为 T= D.月球的密度为ρ= 17.如图所示，将一交流发电机的矩形线圈 abcd 通过理想变压器外接电阻 R=5Ω，已知线圈边 长 ab=cd=0.1m， ad=bc = 0.2m，匝数为 50 匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两 端，变压器原副线圈匝数比 n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场中绕垂直磁场 的虚线轴以ω=200rad/s 的角速度匀速转动，则（ ） g Rπ RG g π4 3A.从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为 e=40sin200t（V） B.交流电压表的示数为 20 V C.电阻 R 上消耗的电动率为 720W D.电流经过变压器后频率变为原来的 2 倍 18.如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中.一质量为 m （质量分布均 匀）的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 μ。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离 L 时， 速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）.设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻 不计，重力加速度大小为 g。对于此过程，下列说法中正确的是（ ） A.当杆的速度达到最大时，a、b 两端的电压为 B.杆的速度最大值为 C.恒力 F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量 D.安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热 19. A、B 两物体质量均为 m，其中 A 带正电，带电量为 q，B 不带电，通过劲度系数为 k 的 绝缘轻质弹簧相连放在水平面上，如图所示，开始时两者都处于静止状态。现在施加竖直向 上的匀强电场，电场强度 E = 4mg/q，式中 g 为重力加速度，若不计空气阻力，不考虑 A 物体 电量的变化， 则以下判断正确的是（ ） A.从开始到 B 刚要离开地面过程，A 物体速度大小先增大后减小 B.刚施加电场的瞬间，A 的加速度为 4g C.从开始到 B 刚要离开地面的每段时间内，A 物体的机械能增量一定等于电势能的减少 2 BL rRF )( + 22 )( LB rRF +量 D.B 刚要离开地面时，A 的速度大小为 2g 20.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形 abcd 区域内，O 点是 cd 边的中点。 一个带正电的粒子仅在磁场力作用下，从 O 点沿纸面以垂直于 cd 边的速度射入正方形内，经 过时间 t0 刚好从 c 点射出磁场.现设法使该带电粒子从 O 点沿纸面以与 od 成 30°。角的方向、 大小不同的速率射入正方形内，则下列说法中正确的是（ ） A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 ，则它一定从 ad 边射 出磁场 B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 ，则它一定从 cd 边射出磁场 C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 t0，则它一定从 ab 边射出磁场 d D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是 ，则它一定从 bc 边射出磁场 21.如图所示，ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB 间距离为 L，左右两端均接有阻值 为 R 的电阻， 处在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，质量为 m、长为 L 的 导体棒 MN 放在导轨上， 甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与 MN 棒中点连接，另一端均被固 定，MN 棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与 MN 棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两 弹簧恰好处于自然长度，MN 棒具有水平向左的初速度 v0，经过一段时间，MN 棒第一次运动 至最右端，在这一过程中 AB 间电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则（） A.初始时刻棒受到安培力大小为 B.从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于 C.当棒再次回到初始位置时，AB 间电阻 R 的功率小于 k m3 3 2 0t 3 5 0t 4 5 0t R vLB 0 222 3 2Q R m QvLB )3 8( 2 0 22 −D.当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为 三、非选择题：本卷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.某同学利用如图 1 所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系匕具体实验步骤如下： A.按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）。 B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间 相等。 C.取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量 m，并记录数据。 D.保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后 通过光电门甲和乙时的时间 tl、t2，并测量光电门甲、乙之间的距离为 s。 E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤 D。 请回答下列各问题: （1）若砂桶和砂子的总质量为 m，小车的质量为 M，重力加速度为 g，则步骤 D 中小车 下滑时所受合力大小为______________。（忽略空气阻力） ⑵用游标卡尺测得遮光片宽度（如图 2 所示）d=___________mm。 ⑶在误差允许的范围内，若满足__________________，则表明物体所受合外力做的功等 于物体动能变化量。（用题目所给字母表示） 23.在测量干电池电动势 E 和内阻 r 的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2 为单刀 双掷开关，定值电阻 R0=4Ω。合上开关 Si， S2 接图甲中的 1 位置，改变滑动变阻器的阻值， 记录下几组电压表示数 和对应的电流表示数；S2 改接图甲中的 2 位置，改变滑动变阻器的阻 值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示 数 U 和对应的电流表示数 I 的图象，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为 3.00V、2.99V， 与横轴的截距分别为 0.5A、0.6A。 ⑴S2 接 1 位置时，作出的 U-I 图线是图乙中的___________(选填“A”或“B”)线；测出的电 池电动势 E 和内阻 r 存在系统误差，原因是___________。 ⑵ 由 图 乙 可 知 ， 干 电 池 电 动 势 和 内 阻 的 真 实 值 分 别 为 E 真 =____________ ， r 真 =___________。 ⑶ 根据图线求出电流表内阻 RA=___________。 Qmv 22 1 2 0 −24.如图所示，竖直平面内有一四分之一光滑圆弧轨道固定在水平桌面 AB 上，轨道半径 R=1.8m，末端与桌面相切于 A 点，倾角θ= 37°的斜面 BC 紧靠桌面边缘固定，从圆弧轨道 最高点由静止释放一个质量 m= lkg 的可视为质点的滑块 a，当 a 运动到 B 点时，与 a 质量相 同的另一可视为质点的滑块 b 从斜面底端 C 点以初速度 v0=5m/s 沿斜面向上运动，b 运动到斜 面上的 P 点时，a 恰好平抛至该点，已知 AB 的长度 x=4m，a 与 AB 间的动摩擦因数μ 1 = 0.25， b 与 BC 间的动摩擦因数μ2=0.5，取 g=10m/s2， sin37°=0.6， cos37° = 0.8， 求 ⑴滑块 a 到达 B 点时的速度大小 ⑵斜面上 P、C 间的距离. 25.如图所示，在倾角θ = 37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域 MNPQ，磁 感应强度 B 的大小为 5T，磁场宽度 d=0.55m，有一边长 L=0.4m、质量 m1= 0.6kg、电阻 R=2Ω 的正方形均匀导体线框 abcd 通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为 m2=0.4kg 的物体 相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的 距离足够长。(取 g=10m/s2， sin37°=0.6， cos37° = 0.8)求： (1)线框 abcd 还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？ ⑵当 ab 边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时 ab 边距磁场 MN 边界的距离 x 多大？ ⑶ 在⑵问中条件下，若 cd 边恰离开磁场边界 PQ 时，速度大小为 2m/s，求整个运动过 程中 ab 边产生的热量为多少？ 33.【物理：选修 3—5】（15 分） （1）关于分子运动论热现象和热学规律，以下说法中正确的有（ ）（填正确答案标号， 选对一个得 2 分选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错一个扣 3 分最低得分为 0 分） A.水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性 B.两分子间距离大于平衡距离时，分子间的距离越小，分子势能越小 C.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械 能是可能的 E.一定质量的理想气体如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体的 压强一定增大 ⑵如图所示，内径粗细均匀的 U 形管竖直放置在温度为 7°C 的环境中，左侧管上端开口， 并用轻质活塞封闭有长 l1= 14cm，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长 l2=24cm 的理想 气体，左右两管内水银面高度差 h=6cm，若把该装 置移至温度恒为 27°C 的房间中（依然竖 直放置），大气压强恒为 p0=76cmHg， 不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、 右两侧管中气体的长度。34.【物理：选修 3—4】（15 分） （1）下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）（ ） A.当障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，才能发生明显的衍射现象 B.当鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的干涉现象 C.频率相同的两列波相遇，波谷和波谷相遇处为振动加强点 D.增大单摆的摆长，单摆摆动的频率将减小 E.弹簧振子的振幅越小，其振动频率将保持不变 ⑵某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边 BC 与半圆形直径重合，∠ACB = 30°，半圆形的半径为 R， —束光线从 E 点射入介质，其延长线过半圆形的圆心 O，且 E、O 两点距离为 R，已知光在真空的传播速度为 c，介质折射率为 。求: ①光线在 E 点的折射角并画出光路图； ②光线进入介质到射到圆弧的距离和时间。 四校第二次联考理综参考答案 （物理部分） 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 C C D B D BD BD AC 22．【解答】答案为：（1）mg；（2）6.75 或 6.80；（3）mgs= ； 23．答案为：（1）B；电压表分流；（2）3.00V；1.0Ω；（3）1.0Ω。 24．【解答】解：（1）滑块 a 从光滑圆弧轨道滑下到达 B 点的过程中，根据动能定理有： ， 2 分 代入数据解得 v＝4m/s． 1 分 （2）滑块 a 到达 B 点后做平抛运动，根据平抛运动的规律有： x′＝vt， y＝ ，tanθ= ， 2 分 3 2 1 2 2 )(M2 1)(M2 1 t d t d − 2 1 2 1mg-mgr mvx =µ 2 2 1 gt x y代入数据解得 t＝0.6s， 1 分 滑块 b 从斜面底端上滑时，根据牛顿第二定律有： mgsinθ+μ2mgcosθ＝ma1， 代入数据解得 a1＝10m/s2，2 分 向上运动的时间 t1= ＜0.6s，1 分 然后接着下滑，根据牛顿第二定律有：mgsinθ﹣μ2mgcosθ＝ma2， 1 分 代入数据得，a2＝2m/s2， 可得 xPC= ，1 分 代入数据解得 xPC＝1.24m．1 分 25．【解答】解：（1）m1、m2 运动过程中，以整体为研究对象，由牛顿第二定律得： m1gsin θ﹣μm2g＝（m1+m2）a 2 分 代入数据解得：a＝2m/s2， 1 分 以 m2 为研究对象，由牛顿第二定律得：T﹣μm2g＝m2a， 2 分 代入数据解得：T＝2.4N； 1 分 （2）线框进入磁场恰好做匀速直线运动，以整体为研究对象，由平衡条件得： m1gsin θ﹣μm2g﹣ ， 2 分 代入数据解得：v＝1m/s， 1 分 ab 到 MN 前线框做匀加速运动，有：v2＝2ax，2 分 代入数据解得：x＝0.25m； 1 分 （3）线框从开始运动到 cd 边恰离开磁场边界 PQ 时，由能量守恒定律得： m1gsin θ（x+d+L）﹣μm2g（x+d+L）＝ （m1+m2）v12+Q， 3 分 代入数据解得：Q＝0.4J， 2 分 所以：Qab＝ Q＝0.1J； 2 分 33．（1）选：ABD。（5 分） （2）．【解答】解：设管的横截面积为 S，活塞再次平衡时左侧管中气体的长度为 l1′，左 侧管做等压变化，则有： 2 分 其中 V1＝14S，T＝280K，T′＝300K，V1′= l1′S 1 分 解得：l1′＝15cm 2 分 设平衡时右侧管气体长度增加 x，则由理想气体状态方程可知： 3 分 sa v 5.0 1 0 = 2 12 10 )(2 1 2 ttatv −= 0 22 = R vLB 2 1 4 1 T V T V ′ ′ = 11 T Sxlx）h（P T Sh））（P ′ ++−=− )(2 2020其中 p0＝76cmHg，h＝6cmHg 解得：x＝1cm 1 分 所以活塞平衡时右侧管中气体的长度为 25cm。1 分 答：右侧管中气体的长度为 25cm 34．（1）选：CDE（5 分） （2）【解答】解：①（5 分）由题 OE＝OC＝R，则：△OEC 为等腰三角形，∠OEC＝∠ACB＝ 30° 所以入射角：θ1＝60° 由折射定律：n＝ 可得：sinθ2= ，θ2＝30° 由几何关系：∠OED＝30°，则折射光平行于 AB 的方向，如图； ②（5 分）折射光平行于 AB 的方向，所以：ED=2Rcos30°= 光在介质内的速度：v＝ 传播的时间：t＝ 联立可得：t＝ ②光线进入介质到射到圆弧的距离是 ，时间为 。 2 1 sin sin θ θ 2 1 R3 n c v ED c R3 R3 c R3