河南省南阳市2020届高三下学期物理综合训练试卷（PDF版，有答案）

物理 一、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，有选错或不答的得 0 分。 14．下列说法正确的是（ ） A． 粒子散射实验说明原子核内部具有结构 B．在 2 3 4 1 1 2H H He x   中， x 表示质子 C．重核的裂变和轻核的聚变都是质量亏损的放出核能过程 D．一个氢原子从 1n  能级跃迁到 2n  能级，必需吸收光子 15．一滑块做直线运动的 v t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A．滑块在 3 s 末的加速度等于 22m/s B．滑块在 2s 末速度方向发生改变 C．滑块在 2 ~ 4s 内的位移与 4 ~ 6s 内的位移相同 D．滑块在 0 ~ 6s 内的平均速度等于 0 ~ 2s内的平均速度 16．空间有一水平匀强电场，范围足够大，场中有一粒子源，某时刻释放出速度大小相 同的同种带电粒子，速度方向沿垂直于电场的竖直面内各方向，粒 子的重力不计，如图所示，则（ ） A．同一时刻所有粒子的动量相同 B．同一时刻所有粒子的位移相同 C．同一时刻所有粒子到达同一等势面上 D．同一时刻所有粒子到达同一水平面上 17．传送带在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用，例如在港口用传送带装卸货 物，在机场用传送带装卸行李等，为人们的生活带来了很多的便利．如图甲所示，为一 传送带输送机卸货的简化模型：长为 L 的传送带与水平面夹角为θ，传送带以速度 逆 时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为 m 的小物块，小物块与传送带之 间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．图乙为小物块运动的 v—t 图象．根 据以上信息可以判断出（ ）A．小物块开始运动的加速度为 B．小物块与传送带之间的动摩擦因数 C． 时刻，小物块的速度为 D．传送带始终对小物块做正功 18．如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体 A 和半圆柱体 B 靠在一起，A 表面 光滑，重力为 G，B 下表面粗糙，A 静止在水平面上，现过 A 的轴心施以水平作用力 F， 可缓慢地将 A 拉离平面一直滑到 B 的顶端，整个过程中，B 始终处于静止状态，对该 过程分析，下列说法不正确的是）（ ） A．开始时拉力 F 最大为 3G ，以后逐渐减小为 0 B．A、B 间的压力开始最大为 2G，以后逐渐减小到 G C．地面受到 B 的压力逐渐增大 D．地面对 B 的摩擦力逐渐减小 19．人类首次发现了引力波来源于距地球之外 13 亿光年的两个黑洞（质量分别为 26 个和 39 个太阳质量）互相绕转最后合并的过程。设两个黑洞 A、B 绕其连线上的 O 点 做匀速圆周运动，如图所示.黑洞 A 的轨道半径大于黑洞 B 的轨道半径，两个黑洞的总 质量为 M，两个黑洞间的距离为 L，其运动周期为 T，则（ ） A．黑洞 A 的质量一定大于黑洞 B 的质量 B．黑洞 A 的线速度一定大于黑洞 B 的线速度 C．两个黑洞间的距离 L 一定，M 越大，T 越大 D．两个黑洞的总质量 M 一定，L 越大，T 越大 20．如图所示，用铰链将三个质量均为 m 的小球 A、B、C 与两根长为 L 的轻杆相连， B、C 置于水平地面上，系统静止时轻杆竖直，现给系统一个微小扰动， B、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动， 忽略一切摩擦，重力加速度为 g，则此过程中（ ） A．球 A 的机械能一直减小 B．球 C 的机械能一直增大 C．球 B 对地面的压力可能小于 mg D．球 A 落地的瞬时速度为 2gL21．一长为 L 的绝缘细线，上端固定，下端拴一质量为 m、带电荷量为 q 的小球，处 于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将细线与小球拉成水平，小球静止在 A 点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过 60°角时，小球到达 B 点速度恰好为 零（ ） A．A、B 两点的电势差 3 2AB mgLU q   B．匀强电场的场强大小 3 3 mgE q  C．小球所带电荷 q 为正电荷 D．小球到达 B 点时，细线对小球的拉力大小 3BT mg 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．（6 分）在“探究加速度与力的关系”实验中，某同学利用图甲中的力传感器测出细 线的拉力，通过改变钩码的个数改变细线拉力。 （1）如图乙所示为实验中得到的一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，打点计时 器所接电源的频率为 50 Hz，则打 B 点时小车的速度大小为 vB=___________m/s， 小车的加速度大小 a=___________m/s2。 （2）实验中描绘出 a—F 图像如图丙所示，图像不过原点的原因是___________。23．（9 分）在科技发达的当今社会，随时随地都可以看到科学技术在生活中的应用， 其中利用水果发电由于简单并有趣吸引越来越多的学生进行研究。成都某中学的三位同 学想通过实验测量水果电池的电动势和内阻。 （1）甲同学先用量程为 3 V 的电压表，直接测量水果电池两极的电压，电压表的示数 为 1.8 V，则水果电池的电动势应__________（填“大于”“等于”或“小于”）1.8 V。 （2）乙同学用以下器材设计了如图（a）所示的电路。 a.电压表（0~3 V，内阻约 6 kΩ） b.电流表（0~0.6 A，rA=5 Ω） c.滑动变阻器（0~40 Ω） d.开关 1 个、导线若干 闭合开关后，滑动变阻器的滑片，电流表与电压表都示数很小且几乎不变（经检查，电 路无故障），原因是_____________。若故障处理以后利用该同学的测量方法测得的电 源内阻_________（偏大、偏小、准确）。 （3）丙同学使用 1 个电阻箱（0~9 999 Ω）和 1 个电压表（0~3 V，内阻很大，可视为 理想电压表），设计了如图（b）所示的实验电路，改变电阻箱的阻值 R 得到多 组电压表的示数 U，以 1 U 为纵坐标， 1 R 为横坐标，得到如图（c）所示的图像。 根据图像可得到水果电池的电动势为 _______，内阻为________。 24．（14 分）如图，足够长的斜面倾角 37   ，一个质量 1kgm  的物体，在 12NF  沿 斜面向上的恒力作用下由静止开始运动，2 s 后撤去力 F ．已知物体与斜面间的动摩擦 因数 0.25  ，重力加速度 210 m/sg  ，sin37 0.6  ， cos37 0.8  ．求 （1）物体沿斜面上滑的最大位移为多大？ （2）物体由初始至回到出发点所用的总时间为多少？25．（18 分）如图所示，足够长的光滑金属导轨 MN、PQ 平行放置，间距为 L，与水平面 成θ角，导轨与定值电阻 1R 和 2R 相连， 1R 和 2R 的阻值均为 R，匀强磁场垂直导轨平面 向上，磁感应强度大小为 B，有一质量为 m、电阻也为 R 的导体棒 ab 与导轨垂直放置， 它与导轨始终接触良好，现让导体棒 ab 从静止开 始释放，沿导轨下滑，导体棒 ab 从静止释放沿导 轨下滑 x 距离后运动达到稳定状态。已知重力加速 度为 g，导轨电阻不计，求在导体棒的运动达到稳 定前的整个过程中，求： （1）导体棒稳定时的速度 v 的大小； （2）导体棒克服安培力所做的功 W； （3）电阻 R1 上产生的电热 Q1； （4）通过 R1 的电荷量是多少？ （二）选考题：共 15 分。请考生从 2 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） （1）（5 分）关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是___________。（填正确 答案标号，选对 1 个给 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分） A．某种物体的温度为 0℃，说明该物体中分子的平均动能为零 B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大但引力增大的更快，所 以分子力表现为引力 D．10g100℃水的内能小于 10g100℃水蒸气的内能 E．两个铝块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力 （2）（10 分）如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞 M、N，将两部分理想气体 A、 B 封闭在绝热汽缸内，温度均是 27 ℃。M 活塞是导热的，N 活塞是绝热的，均 可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为 S＝2 cm2，初始时M 活塞相对于底部的高度为 h1＝27 cm，N 活塞相对于底部的高度为 h2＝18 cm。 现将一质量为 m＝1 kg 的小物体放在 M 活塞的上表面上，活塞下降。已知大气 压强为 p0＝1.0×105 Pa。（g＝10 m/s2） ①求下部分气体的压强多大； ②现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使活塞 M 回到原来的位置，求应使 下部分气体的温度升高到多少摄氏度。 34．[物理——选修 3–4]（15 分） （1）已知波源的平衡位置在 O 点，t=0 时刻开始做振幅为 50cm 的简谐振动，频率为 2 0Hz，发出一列横波沿 x 轴正方向传播，如图所示为 P 点恰好开始振动时的波形， P、Q 两质点平衡位置坐标分别为 P（6，0）、Q（28，0），则下列说法正确的 是___________。（填正确答案标号，选对 1 个给 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 0 分） A．这列波的波速为 40 m/s B．当 0.35st  时，Q 点刚开始振动 C．波源刚开始振动时的运动方向沿 y 方向 D．Q 点刚开始振动时，P 点恰位于平衡位置 E．Q 点刚开始振动之前，P 点经过的路程为14.0 m （2）（10 分）如图所示，为某玻璃砖的截面图，其中右侧为半径为 R 的半圆，O1 为 圆心，左侧为直角三角形 ABC，∠C=90 ，∠B= 60 ，玻璃砖折射率 n= 2 ，把 玻璃砖竖直固定在桌面上，一束平行光斜射到 AB 边上，光线与 AB 边成 45 角， 求： ①桌面上有光线照到的地方离 C 点的最小距离； ②通过 O1 点的光线在玻璃砖内运动的时间。答案 14、【答案】C 【解析】A、卢瑟福的α粒子散射实验说明原子的核式结构模型；故 A 错误；B、根据 质量数与质子数守恒，可知，x 的质量数是 1，电荷数是 0，表示中子；故 B 错误；C、 重核的裂变和轻核的聚变都是存在质量亏损，从而放出核能；故 C 正确；D、根据跃迁 公式，可知，一个氢原子从 n=1 能级跃迁到 n=2 能级，必须吸收能量，可能是吸收光 子，也可能的电子与其他的电子发生碰撞而吸收能量；故 D 错误。 15、【答案】A 【解析】A．滑块在 3 s 末的加速度为 2 20 4 m/s 2m/s2 va t      ，，故 A 正确； B．在 2 s 末前后滑块的速度均为正，说明滑块的速度方向没有改变，故 B 错误；C．根 据图象与时间轴所围的面积表示位移，知滑块在 2~4 s 内的位移与 4~6 s 内的位移大小 相等，方向相反，位移不等，故 C 错误；D．滑块在 2~6 s 内的位移为 0，则滑块在 0 ~6 s 内的位移等于 0~2 s 内的位移，但所用时间不等，则滑块在 0~6 s 内的平均速度不 等于 0~2 s 内的平均速度，故 D 错误。故选 A。 16、【答案】C 【解析】A．粒子在电场中做类平抛运动，所有粒子初速度大小相等，则在同一时刻， 所有粒子动量大小相等而方向不同，粒子动量不同，故 A 错误；B．粒子在电场中做类 平抛运动，同一时刻所有粒子位移大小相等但方向不同，粒子位移不同，故 B 错误；C D．粒子在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在相等时间内所有粒子在水平方 向位移相等，所有粒子同时到达与电场垂直的同一竖直面内，所有粒子不会同时到达同 一水平面，匀强电场等势面是与电场垂直的平面，由此可知，在同一时刻所有粒子到达 同一等势面，故 C 正确，D 错误。 17、【答案】C 【解析】A 项：对物块由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ＝ma，解得：a＝gsinθ+μg cosθ，故 A 错误；B 项：t0 时刻之后物块做匀速运动，则 mgsinθ≤μmgcosθ，即μ≥tanθ， 故 B 错误；C 项：由乙图知 t0 时刻是木块与传送带速度相同的时刻，小物块的速度为 v 0，故 C 正确；D 项：0﹣t0 时间，传送带的速度大于木块的速度，传送带始终对小木块 做正功，t0 之后，木块做匀速运动，摩擦力沿斜面向上，与物块的运动方向相反，传送 带对小木块做负功，故 D 错误。18、【答案】C 【解析】A．圆柱体 a 和半圆柱体 b 的圆心的连线为 2R，故其与竖直方向夹角为 60°； a 球受三个力平衡，如图所示： 三个力构成封闭矢量三角形三个边，其中重力不变，其它两个力的夹角变小，开始时拉 力 F 最大为 3G ，以后逐渐减小为 0，故 A 正确；B．由牛顿第三定律可知 A 对 B 的 压力等于 B 对 A 的支持力 N，故有 a、b 间的压力开始最大为 2G，而后逐渐减小到 G， 故 B 正确；C．对圆柱体 a 和半圆柱体 b 分析，受重力、水平力、支持力和摩擦力，根 据平衡条件，支持力：N=G+GB，保持不变，故由牛顿第三定律知 B 对地压力大小不变， 故 C 错误；D．对整体在水平方向，对面的摩擦力 f=F，因 F 逐渐减小，则 f 逐渐减小 到零，故 D 正确；故选 C。 19、【答案】BD 【解析】A、设两个黑洞质量分别为 Am 、 Bm ，轨道半径分别为 AR 、 BR ，角速度为 ， 则由万有引力定律可知： 2 2 A B A A Gm m m RL  ， 2 2 A B B B Gm m m RL  ， A BR R L  ， 联立可以得到： A B B A m R m R  ，而 A BR R ，所以 A Bm m ，故选项 A 错误；B、由于二 者角速度相等，则线速度分别为： A Av R ， B Bv R ，则 A Bv v ，故选项 B 正确； C、联立方程式： 2 2 A B A A Gm m m RL  ， 2 2 A B B B Gm m m RL  ， A BR R L  ，可以得到： 2 3 A BM m m L   ，而且： 2T   ，整理可以得到： 3 2 LT GM  ，可知当总质 量 M 一定，L 越大，则 T 越大，故选项 C 错误，D 正确。 20、【答案】CD 【解析】AB.A 与 B、C 在沿杆方向的分速度相等，当 A 落地时，A 沿杆方向分速度为 零，B、C 停止运动。B、C 应先加速后减速，杆对 B、C 先做正功后做负功，对 A 先做 负功后做正功，B、C 机械能先增大后减小，A 的机械能先减小后增大，故 AB 错误；C.B 做减速运动时，轻杆对 B 有斜向上的拉力，因此 B 对地面的压力可能小于 mg，故 C 正确；D.A 落地时 B、C 速度皆为零，根据 A、B、C 组成的系统机械能守恒可得： 21= 2mgL mv ，解得： = 2v gL ，故 D 正确。故选 CD。 21、【答案】ACD 【解析】A 项：小球由 A 到 B 过程中，由动能定理得： sin 60 0ABmgL qU   ，解得： sin 60 3 2AB mgL mgLU q q      ，故 A 正确；B 项：场强大小为：   3 1 cos60 ABU mgE qL    ，故 B 错误；C 项：小球在 B 点收到水平向右的电场力， 与电场方向相同，故小球带正电，故 C 正确；D 项：小球在 AB 间摆动，由对称性得知， B 处绳拉力与 A 处绳拉力相等，而在 A 处，由水平方向平衡有： 3TAF qE mg  所 以有： 3TB TAF F mg  ，故 D 正确． 22、【答案】（1）0.416 或 0.42（2 分） 1.48 或 1.5（2 分） （2）没有平衡摩 擦力（2 分） 【解析】（1）已知打点计时器电源频率为50Hz ，则纸带上相邻计数点 间的时间间隔为： 5 0.02s 0.1sT    ， B 点对应的速度为： 8.32 cm/s 41.6cm/s 0.416m/s2 0.2 AC B xv T     。 根据 2x aT  可得： 2(2 )CE ACx x a T  ，小车运动的加速度为： 2 2 2 2 2 22.56 8.32 8.32 cm/s 148 cm/s 1.48 m/s4 4 0.1 CE ACx xa T       ； （2）实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足， a F 图象在 F 轴上 有截距。 23、【答案】（1）大于（1 分） （2）水果电池的内阻很大，滑动变阻器所分得的 电压很小（2 分） 偏小（2 分） 1E b  （2 分） a br bd  （2 分） 【解析】（1）由于水果电池有内阻，所以电压表的示数为外电压，小于电源电动势； （2）电路无故障，外电压几乎为零，说明外电阻远小于内电阻；由于电压表具有分流 作用，因此导致测量的实际为电源和电压表并联以后的总电阻，故测量值偏小； （3）由闭合电路欧姆定律得： UE U rR   变形可得 1 1 1r U E R E   ，所以图像的斜率为 r a b E d  ，截距的绝对值为 1 bE  ，因此电源电动势 1E b  ，内阻 a br bd  。 24、【答案】（1）12 m （2） (3 6)st   【解析】（1）拉力 F 拉动物体上滑，由牛顿第二定律： F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1（1 分） 解得：a1=4m/s2（1 分） 撤去外力时： mgsinθ+μmgcosθ=ma2（1 分） 解得：a2=8 m/s2（1 分） 撤去外力时的速度： v1=a1t1=8 m/s（1 分） 撤去外力时的位移： 2 1 1 1 1 8 m2x a t  （1 分） 撤去外力后上升的位移： 2 1 2 2 4 m2 vx a   （1 分） 经过的时间为： 1 1 2 1svt a   （1 分） 总位移为：x=x1+x2=12 m（1 分） （2）向下运动时有： mgsinθ-μmgcosθ=ma3（1 分） 解得：a3=4 m/s（1 分） 根据位移时间关系可得： 2 3 3 3 1 2x a t （1 分） 得 3 6st  （1 分） 总时间为： 1 2 3 (3 6)st t t t     （1 分） 25、【答案】（1） 2 2 3 sin 2 mgRv B L  （2） 3 2 2 2 4 4 9 sinsin 8 m g RW mgx B L   （3）3 2 2 2 4 4 1 3 sinsin6 16 m g Rmgx B L   （4） 3 BLx R 【解析】（1）导体棒在稳定后有： sinBIL mg  （1 分） 根据闭合回路欧姆定律可得： 2 RE I R     （1 分） 又导体棒切割磁感线产生的感应电动势为： E BLv （1 分） 联立解得： 2 2 3 sin 2 mgRv B L  （2 分） （2）在达到稳定前，根据由动能定理可得： 21 sin2 mv mgx W  （1 分） 解得： 3 2 2 2 4 4 9 sinsin 8 m g RW mgx B L   （2 分） （2）整个回路产生的焦耳热：Q W （1 分） R1 上产生的焦耳热： 3 2 2 2 1 4 4 1 1 3 sinsin6 6 16 m g RQ Q mgx B L    （3 分） （4）设平均感应电动势为 E，通过导体棒平均电流为 I，导体棒运动的平均速度为 v ， 所用时间为 t，则： E BLv ， x vt （1 分） 又： 2 EI RR   （1 分） 通过导体棒的电荷量为： q It （1 分） 解得： 2 3 BLxq R  （1 分） 所以通过 R1 的电荷量为： 1 2 3 q BLxq R   （2 分） 33．（1）【答案】BDE 【解析】A．某种物体的温度是 0℃，不是物体中分子的平均动能为零，故 A 错误；B．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多 少还与物质的多少有关，所以但内能不一定增大，故 B 正确；C．当分子间的距离增大 时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快，故表现为引力，故 C 错误；D．温度 是分子平均动能的标志，所以 10g100℃的水的分子平均动能等于 10g100℃的水蒸气的 分子平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以 100℃的水的内 能小于 100℃相同质量的水蒸气的内能，故 D 正确；E．两个铅块相互紧压后，它们会 黏在一起，是分子运动的结果，说明了分子间有引力，故 E 正确。故选 BDE． 33（2）【答案】①1.5×105 Pa ② 252℃ 【解析】①以两个活塞和重物作为整体进行受力分析得： pS＝mg＋p0S （2 分） 得 p＝p0＋ mg S ＝1.5×105 Pa（2 分） ②对下部分气体进行分析，初状态压强为 p0，体积为 h2S，温度为 T1，末状态压强为 p， 体积设为 h3S，温度为 T2 由理想气体状态方程可得： 0 2 1 p h S T ＝ 3 2 ph S T （2 分） 对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得： p0（h1－h2）S＝p（h1－h3）S （2 分） 解得：T2=525K=252℃（2 分） 34．（1）【答案】BCD 【解析】波的频率为 20 Hz，周期为 T=0.05 s；OP=6 m=1.5λ，则波长λ=4m，则波速 4 m/s=80 m/s0.05v T   ，选项 A 错误；振动从 O 传到 Q 的时间： 28 s=0.35 s80 PQt v   ，选项 B 正确；由波形图可知，P 点开始起振的方向沿-y 方向， 则波源刚开始振动时的运动方向沿－y 方向，选项 C 正确；因 PQ=22 m=5 1 2 λ，则 Q 点刚开始振动时，P 点恰位于平衡位置，选项 D 正确；Q 点刚开始振动之前，P 点要振 动 5 1 2 T，则经过的路程为 5.5×4 A=22 A=22×0.5 m=11 m，选项 E 错误，故选 BCD. 34、（2）【答案】①（1+ 2 ）R ②  3 2 6 3 R c 【解析】①光线在 AB 边上发生折射，入射角 i= 45 （1 分） 由折射定律知 n= sin sin i r （1 分） 解得 30r  （1 分） 即光线在玻璃砖内平行于 BC 射向圆弧界面，当在圆弧界面发生全反射，边界光线射向 桌面交桌面于 P 点，与 C 点最近，设入射角为 i2，则 sini2=sinC= 1 n （1 分） 解得 45i  （1 分） 过 O2 作 BC 的垂线交桌面于点 Q，可知 =45P  （1 分） 由几何知识可得 1 2 2 2= cos 2CQ O O i R  （1 分） 2 2 2 2+ sin 2QP Q Q R R i R   可得 + (1+ 2)PC CQ QP R  ②通过 O 点的光线在玻璃砖内通过的路程 x=R+Rtan30 = 3+ 3 3 R （1 分） 光在玻璃中的传播速度 2 2 cv cn   （1 分） 则 (3 2 6) 3 x Rt v c   （1 分）