2020届广东省高三下学期理综合物理试题（解析版）

2020 届高三年级 理科综合能力测试（六） 二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 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。 1.两辆游戏赛车 a、b 在两条平行的直车道上行驶。t=0 时两车处于并排位置，此时比赛开始。它们在四次比 赛中的 图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上另一辆（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】一辆赛车追上另一辆则两车运动的位移相等。由 v-t 图象的特点可知，图线与 t 轴所围面积的大小 即为物体位移的大小。观察 4 个图象，只有 C 选项中，a、b 所围面积的大小有相等的时刻，选项 C 正确， ABD 错误。 故选 C。 2.民间艺人用双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，他所受的摩擦 力大小分别为 f1,f2，则（ ） A. f1 向下、f2 向上，且 f1=f2 B. f1 向下、f2 向上，且 f1>f2 C. f1 向上、f2 向上，且 f1=f2 D. f1 向上、f2 向下，且 f1=f2 v t− 【答案】C 【解析】 【详解】匀速攀上时，其重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知：f1 方向竖直向上，f1=G；匀速下滑时，其 重力与滑动摩擦力平衡，则 f2 方向竖直向上，且 f2=G，所以 f1=f2．故 ABD 错误，C 正确．故选 C． 【点睛】本题运用平衡条件分析生活中的摩擦问题，关键是分析物体的受力情况，明确物体受到的是滑动 摩擦力还是静摩擦力，再根据平衡条件求解摩擦力的大小． 3.一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图 a 所示，磁感应强度 B 随 t 的变化规律如图 b 所示。以 I 表示线圈中的感应电流，以图 a 线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的 i-t 图中正确的是： （ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】CD.由 可知在 0~1s 间电动势恒定，电流恒定，选项 CD 错误； AB.在 0~1s 间，磁通量增大，由楞次定律可知流过闭合线圈的感应电流逆时针，电流为负 x，选项 A 正确， B 错误。 故选 A。 4.如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电 器)，R 表示输电线的电阻，则（） A. 用电器增加时，变压器输出电压增大 B. 要提高用户的电压，滑动触头 P 应向下滑 C. 用电器增加时，输电线的热损耗减少 B SE n t ∆ ⋅= ∆ D. 用电器增加时，变压器的输入功率增加 【答案】D 【解析】 试题分析：由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，故 A 错误；根据变压器原理可知输出电压 ，当滑动触头 P 应向上滑时， 增大，所以输出电压增大， 故 B 正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线 上热损耗增大，故 C 错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大， 故 D 正确． 考点：变压器的构造和原理 【名师点睛】对于理想变压器要明确两个关系：一是输出电压由输入电压决定，二是输入功率由输出功率 决定．明确这两个关系然后根据有关电路知识即可求解． 5.人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，已知地球质量为 M，半径为 R，表面重力加速度为 g，万有引 力恒量为 G，则下述关于人造地球卫星的判断正确的是（　　） A. 所有绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星的运行周期都应小于 B. 所有绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星的运行速度都不超过 C. 所有卫星轨道都为圆形 D. 地球同步卫星可相对地面静止在广州的正上空 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，有 解得 根据黄金代换 得 2 2 1 1 nU Un = 2n 2 R g π GM R 2 2 2 4MmG mrr T π= 3 2 rT GM π= 2GM gR= 由于人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以 ， 所以 选项 A 错误； B．根据万有引力提供向心力，有 解得 其中 r 为轨道半径。 由于人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以 ，所以 选项 B 正确； C．卫星运行的轨道是椭圆，只是在我们的计算中可以近似为圆形轨道来处理，选项 C 错误； D．地球同步卫星可相对地面静止，只有在赤道的正上空，选项 D 错误。 故选 B。 6.钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素。已知钚的一种同位素 Pu 的半衰期为 24100 年，其衰变方程为 Pu ，下列有关说法正确的是（　　） A. X 原子核中含有 143 个中子。 B. 80 个 Pu 经过 24100 年后一定还剩余 40 个。 C. 衰变发出的 放射线是频率很大的电磁波，具有很强的穿透能力。 D. 由于衰变时释放巨大能量，根据 E=mc2，衰变过程总质量增加。 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒得，X 的电荷数为 3 22 rT gR π= r R≥ 2 RT g π≥ 2 2 Mm vG mr r = GMv r = r R≥ GMv R ≤ 239 94 239 94 4 2X+ He+γ→ 239 94 γ 94-2=92 质量数为 239-4=235 则中子数为 235-92=143 选项 A 正确； B．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，选项 B 错误； C．衰变发出的 放射线是频率很大的电磁波，具有很强的穿透能力，选项 C 正确； D．在衰变 过程中，根据质能方程知，有能量发出，则一定有质量亏损，选项 D 错误。 故选 AC。 7.我们在冬天夜间脱外衣时经常会发现产生火花的现象，将内衣外衣看成电容器的两个极板，则对此过程说 法正确的是（　　） A. 电容器 放电 B. 电容器电容在减少 C. 能释放大量能量 D. 产生很高 电压 【答案】ABD 【解析】 【详解】AC．我们在冬天夜间脱外衣时经常会发现产生火花的现象，是由于内外衣服上的异种电荷放电产 生的，但其能量不是很大，选项 A 正确，C 错误； BD．将内衣外衣看成电容器的两个极板，将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量 一定，根据 可 知，d 增大，电容减小，根据 可知电压增大，即产生很高的电压。选项 B、D 正确。 故选 ABD。 8.如图，质量为 m 的滑块从倾角为 30°的固定斜面上无初速地释放后匀加速下滑，加速度 a＝ ，取出发位 置水平面为参考平面，能正确描述滑块的速率 v，动能 Ek，势能 Ep，机械能 E，时间 t，位移 s 关系的是(　　) 的 在 的 γ 4 SC kd ε π= QU C = 4 g A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A、滑块由静止开始匀加速下滑， ，v－t 图象为过原点的直线，斜率表示加速度，故 A 正确； B、动能 ，Ek－t 图象为开口向上过原点的抛物线，故 B 错误； C、取最高点为零势能面， ，Ep－s 图象是斜率为负值过原点的一条直 线，故 C 正确； D、 由于滑块的加速度 ，说明滑块下滑过程中，受到摩擦力作用，其机械能不断减小，故 D 错误。 故选 AC。 三、非选择题：共 174 分，第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为 选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 9.某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。 (1)如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于铁架台上，在弹簧下端依次增加钩码的个数，测量出弹簧相应的长 度（在弹性限度内），部分数据已填入表格中，由这些数据可得该弹簧的劲度系数 k=_______N/m。（重力加 速度 g 取 10m/s2） (2)如图乙所示，将此轻质弹簧一端固定在水平木板左端的挡板上，另一端紧靠（不粘连）一质量为 m、带 有挡光片的小滑块，将弹簧压缩到位置 P 后由静止释放。当光电门到 P 点的距离 x 时（x 大于弹簧压缩量）， 测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为 ，已知挡光片的宽度为 d，则小滑块到达光电门时的动能表 v at= 2 2 21 1 ·2 2kE mv ma t= = · 30 2p sE mgh mg ssin mg= − = − ° = − 304 ga gsin= < t∆ 达式为 Ek=____。只改变光电门的位置，测出多组数据（每次小滑块都能通过光电门），并作出 Ek-x 图像如 图丙所示。已知该图线斜率的绝对值为 k，纵轴截距为 b，则可知小滑块与木板间的动摩擦因数为_______， 释放小滑块时弹簧的弹性势能为________。（均用题给物理量字母表示） 【答案】 (1). 25 (2). (3). (4). b 【解析】 【详解】(1)[1]由表中数据可得，弹簧 劲度系数 (2)[2]挡光片通过光电门的时间为 ，挡光片的宽度为 d，滑块过光电门的速度 小滑块到达光电门时的动能 [3][4]从释放滑块到滑块通过光电门，据能量守恒可得 Ek-x 图像斜率的绝对值为 k，纵轴截距为 b，则 ， 解得：小滑块与木板间的动摩擦因数 释放小滑块时弹簧的弹性势能 10.某同学欲将内阻为 98.5Ω、量程为 100uA 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表 的 15kΩ 刻度正好对应电流表表盘的 50uA 刻度．可选用的器材还有：定值电阻 R0（阻值 14kΩ），滑动变阻 器 R1（最大阻值 1500Ω），滑动变阻器 R2（最大阻值 500Ω），电阻箱（0~99999.9Ω），干电池（E=1.5V， r=1.5Ω），红、黑表笔和导线若干． 的 21 2 dm t    ∆  k mg 3 2 150 10 10 N/m 25N/m(12.50 6.50) 10 F mgk x x − − × ×= = = =− × t∆ dv t = ∆ 2 2 k 1 1 ( )2 2 dE mv m t = = ∆ k pE E mgxµ= − pE b= k mgµ= k mg µ = pE b= （1）欧姆表设计 将图（a）中的实物连线组成欧姆表．（ ）欧姆表改装好后，滑动变阻器 R 接入电路的电阻应为 ____Ω：滑动变阻器选____（填“R1”或“R2”）． （2）刻度欧姆表表盘 通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示．表盘上 a、b 处的电流刻度分别为 25 和 75，则 a、b 处的电阻刻度分别为____、____． （3）校准 红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___kΩ 处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组 电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位 置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为_______Ω． 【答案】 (1). (2). 900 (3). R 1 (4). 45 (5). 5 (6). 0 (7). 35000.0 【解析】 【详解】（1）连线如图： 根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则 ，解得 R=900Ω；为了滑动变阻器的安全， 则滑动变阻器选择 R1； （2）在 a 处， ，解得 Rxa=45kΩ； 在 b 处，则 ，解得 Rxb=5kΩ； （3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到 0 kΩ 处；由图可知，电阻箱接入的 电阻为：R=35000.0Ω． 11.同学们可能有些人玩过小砂包游戏，如果释放小砂包落到地面上它不会反弹会立刻静止。某同学将质量 为 m1 砂包用一根不可伸长的轻绳穿过桌子中间的小孔与质量为 m2 的砂包相连，如图所示，绳长为 L，桌高 为 H，并且 H