2020届高三下学期3月理综物理试题（解析版）

2020 年高 2020 级高三下期第 2 次月考 理科综合测试试题卷(物理) 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。 2.作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 二、选择题：本题共 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，有错选的得 0 分。 1.一个中子与原子核 A 发生核反应，生成物为一个氘核，核反应放出的能量为 Q，则原子核 A 和氘核的比 结合能分别为（　　） A. ，Q B. ， C. ，Q D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】核反应过程中，质量数和电荷数守恒，一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，其核反 应方程式为 ；比结合能是原子核的结合能与核子数的比值，若该反应放出的能量为 Q，则氘 核的比结合能为 ，故 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 2.一个做匀加速直线运动的物体，在速度变化∆v 的时间内运动的位移为 x1，紧接着速度再变化∆v 的时间内 运动的位移为 x2，则该物体的加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设匀加速的加速度 a，物体的速度分别为 v1、v2 和 v3 据题得 v2-v1=v3-v2=△v 则 v3-v1=2△v 据运动学公式可知 得 0 -1e 0 -1e 2 Q 1 1H 1 1H 2 Q 1 1 2 0 1 1n+ H H→ 2 Q ( )2 1 2 1 1v x x  ∆ +    ( )2 1 2 1 1v x x  ∆ −    ( )2 2 1 v x x ∆ − ( )2 2 1 v x x ∆ + 2 2 2 1 12v v ax− = 即 △v（v2+v1）=2ax1；① 根据 得 即 △v（v3+v2）=2ax2；② 由②-①解得 故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 3.用轻杆通过铰链相连的小球 A、B、C、D、E 处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球 A、B 的质量均 为 2m，小球 C、D、E 的质量均为 m。现将 A、B 两小球置于距地面高 h 处，由静止释放，假设所有球只在 同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中（　　） A. 小球 A，B，C，D，E 组成的系统机械能守恒 B. 小球 B 的机械能一直减小 C. 小球 B 落地的速度小于 D. 当小球 A 的机械能最小时，地面对小球 C 的支持力大于 mg 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于只有重力做功，故系统的机械能守恒，故 A 正确。 B．C 和 E 球的机械能先增大后减小，根据系统的机械能守恒知，A 和 B 球的机械能先减小后增大，故 B 错 误。 C．小球 B 落地时，C、D、E 的速度均为零，A、B 速度相同，设为 v，根据小球 A、B、C、D、E 组成的 系统机械能守恒得 2 1 2 1 12v v v v ax− + =( ) ( ) 2 2 3 2 22v v ax− = 2 1 3 2 12v v v v ax− + =( ) ( ) 2 2 1 ( )va x x = −  2gh得 故 C 错误。 D．小球 A 的机械能先减小后增大，轻杆对 A 球先做负功后做正功，当轻杆张力为零时，小球 A 的机械能 最小，此时地面对小球 C 的支持力大小为 mg，故 D 错误。 故选 A。 4.甲、乙两艘船在静水中航行的速度分别为 v1 和 v2，现在两船从同一渡口向河对岸开去，已知甲船用最短 时间渡河，乙船以最短航程渡河．结果两船抵达对岸的地点恰好相同．则甲、乙两船渡河所用时间之比 为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船的静水速与合速度垂直， 如图。 两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比。则 故 ABD 错误，C 正确. 故选 C。 5.如图，在两个等量正点电荷连线的中垂线上，有 a、b 两个点电荷绕 O 点做匀速圆周运动，且 a、b 与 O 始终在一条直线上。点电荷的重力不计，忽略 a、b 间的库仑力，则 a、b 两个点电荷的比荷之比为（　　） 22 2 2 1 22mgh mv× = × ⋅ 2v gh= 1 2 t t 2 1 2 2 v v 2 1 v v 2 2 2 1 v v 1 2 v v 2 1 2 2 2 1tan sin v vvt v t v vθ θ= = =甲乙合 乙 甲合 ：A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设两等量正电荷的电荷量均为 Q，a、b 两点电荷的电荷量分别为 qa、qb，质量分别为 ma、mb，O 到正点电荷的距离为 L，由题意可知，a、b 做圆周运动的周期相同，设为 T，根据库仑定律，结合牛顿第二 定律，对 a 则有 对 b 则有 整理解得 故 B 正确，ACD 错误； 故选 B。 6.如图，倾角为θ斜面固定在地面上，斜面上有一物块受到外力 F 作用，F 平行于斜面向上．物块在斜面上 保持静止，已知 F 的最大值和最小值分别为 F1 和 F2（F1 和 F2 的方向均沿斜面向上），已知重力加速度为 g， 物块与斜面间的最大静摩擦力 fmax 和物块的质量 m 为（　　） A B. C. D. . 2 2 sin cos sin cos β β α α 3 3 cos cos β α 3 3 sin cos sin cos β β α α cos cos β α 2 2 2 42 sin ( )c n o a s ta a kQq m LL T πα α α = ⋅ 2 2 2 42 sin ( )c n o a s tb b kQq m LL T πβ β β = ⋅ 3 3 cos: cos a b a b q q m m β α= 1 2 max 2 F Ff −= 1 2 max 2 F Ff += 1 2 2 sin F Fm g θ −= 1 2 2 sin F Fm g θ +=【答案】AD 【解析】 【详解】对物块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，物体保持静止，受力平衡，合力为零； 当静摩擦力平行斜面向下且达到最大值时，拉力 F 最大，有 F1-mgsinθ-fmax=0 ① 当静摩擦力平行斜面向上且达到最大值时，拉力最小，有 F2+fmax-mgsinθ=0 ② 联立解得 故 AD 正确，BC 错误。 故选 AD。 7.某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为 T，如图。由于地球遮挡，宇航员发现绕地球运动一圈经历“日 全食”的时间为 ，已知地球的半径为 R，引力常量为 G，地球自转周期为 T0，太阳光可看作平行光，则 （　　） A. 宇宙飞船离地球表面的高度为 2R B. 一天内宇航员经历“日全食”的次数为 C. 飞船中宇航员处于完全失重状态 D. 地球的平均密度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过 α 角，所需的时间为 1 2 2max F Ff −= 1 2 2 sin F Fm g θ += 6 T 0 T T 2 24 GT πρ = 2t T α π=由于字航员发现有 T 时间会经历“日全食”过程，则 所以 设宇宙飞船离地球表面的高度 h，由几何关系可得 可得 h=R 故 A 错误； B．地球自转一圈时间为 T0，飞船绕地球一圈时间为 T，飞船绕一圈会有一次日全食，所以每过时间 T 就有 一次日全食，得一天内飞船经历“日全食”的次数为 ． 故 B 错误； C．飞船中宇航员所受的万有引力充当做圆周运动的向心力，则宇航员处于完全失重状态，选项 C 正确； D．万有引力提供向心力则 所以 其中 r=R+h=2R 得 又 联立可得 故 D 正确 故选 CD。 8.在如图所示的电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，A 为理想电流表，D 为理想二极管，L 为阻值恒定的 小灯泡，R0 为光敏电阻，电容器两极板水平放置。闭合开关 S，在电容器中的 Q 点处有一带电液滴恰好处 1 6 1 2 6 α π = 3 πα＝ 1sin sin2 6 2 R R h α π + ＝ ＝ ＝ 0T T 2 2 2 4MmG m rr T π＝ 2 3 2 4 rM GT π＝ 34 3 M M V R ρ π ＝ ＝ 2 24 GT πρ＝于静止状态。已知光敏电阻 R0 的阻值随光照强度的增大而减小，则下列说法正确的是（　　） A. 若将滑片 P 上移，则小灯泡 L 变亮，液滴将继续保持静止 B. 若光照强度增大，则电流表 A 的读数减小，液滴将继续保持静止 C. 若将电容器上极板上移，则小灯泡 L 的亮度不变，液滴将继续保持静止 D. 若将电容器下极板下移，则液滴在 Q 点的电势能一定减小 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．若将滑片 P 上移，则 R 阻值变大，电路总电阻变大，总电流减小，路段电压变大，通过小灯 泡 L 电流变大，亮度变亮，电容器两端电压变大，则液滴受电场力变大，则不能继续保持静止，选项 A 错 误； B．若光照强度增大，则 R0 阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，则电流表 A 的读数 减小，电容器应该放电，但是由于二极管单向导电作用使得电容器电量保持不变，两板场强保持不变，则 液滴将继续保持静止，选项 B 正确； C．若将电容器上极板上移，则电路中其他各部分电压和电流均不变，则小灯泡 L 的亮度不变；电容器两板 间距变大，则电容 C 减小，电容器应该放电，但是由于二极管单向导电作用使得电容器电量保持不变，两 板场强保持不变，则液滴将继续保持静止，选项 C 正确； D．同理可知，若将电容器下极板下移，电容器带电量不变，根据 ； ； 可得 可知两板间场强不变，则由 U=Ed 可知，Q 点与下极板的电势差变大，Q 点电势升高，由于液滴带负电， 则液滴在 Q 点的电势能一定减小，选项 D 正确。 故选 BCD。 三、非选择题：共 174 分。第 22-32 题为必考题，每个题考生都必须作答。第 33-38 题为选考 题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 9.图为某同学改装电表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。 4 SC kd ε π= QC U = UE d = 4 kQE S π ε=(1)已知毫安表表头的内阻为 100Ω，满偏电流为 1mA，R1 和 R2 为阻值固定的电阻。若使用 a 和 b 两个接线 柱电表量程为 3mA；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量程为 9mA。由题给条件和数据，可以求出 R1＝ ________Ω，R2＝_________Ω。 (2)现用一量程为 3mA、内阻为 150Ω 的标准电流表 A 对改装电表的 3mA 挡进行校准，校准时需选取的刻度 为 0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA。电池的电动势为 1.5V，内阻忽略不计；定值电阻 R0 为 300Ω；滑动变阻器 R 有两种规格，最大阻值分别为 750Ω 和 3000Ω。则 R 应选用最大阻值为________Ω 的滑动变阻器。 【答案】 (1). (2). (3). 3000 【解析】 【详解】(1)[1][2]．使用 a、b 接线柱时 使用 a、c 接线柱时 解得 (2)[3]．电流最大时，滑动变阻器阻值为零，此时电路总电阻约为 电路电流最小时 则滑动变阻器应选择 3000Ω 的。 10.某实验小组利用如题图甲所示 装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为 d 的挡光片固定在小车上，的 50 3 100 3 1 2 1 2 0.001 1000.001 0.003g g ab g I rI I R R R R ×= + = + =+ + ( ) ( )2 2 1 1 0.001 1000.001 0.009g g ac g I r R RI I R R + × += + = + = 1 50 3R = Ω 2 100 3R = Ω 0 1.5 5000.003A ER r R R I = + + = = = Ω 1.5 500 2500 7500.0005 ER RI = − = − = Ω Ω滑 最小 ＞用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的 A、B 两点各安装一个光电门，记录 小车通过 A、B 时的遮光时间，小车中可以放置砝码。 (1)实验主要步骤如下： ①将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功为合力对小车做的功。 ②将小车停在 C 点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车（包含小车、小车中砝 码和挡光片）的质量为 M，砝码盘和盘中砝码的总质量为 m，小车通过 A、B 时的遮光时间分别为 t1、t2， 则小车通过 A、B 过程中的动能变化量 ΔE=__________（用字母 M、t1、t2、d 表示）。 ③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作。 ④用游标卡尺测量挡光片的宽度 d。 (2)下表是他们测得的多组数据，其中 M 是小车的质量， 两个速度的平方差，可以据此计算出动能 变化量 ΔE，取绳上拉力 F 大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，W 是 F 在 A、B 间所做的功。表格中 ΔE5＝________，W3＝_______(结果保留三位有效数字)。 次数 M/kg /(m/s)2 ΔE/J F/N W/J 1 1．000 0．380 0．190 0．400 0．200 2 1．000 0．826 0．413 0．840 0．420 3 1．000 0．996 0.498 1．010 W3 4 2．000 1．20 1．20 2．420 1．21 5 2．000 1．42 ∆E5 2．860 1．43 （3）若在本实验中没有平衡摩擦力，小车与水平长木板之间的动摩擦因数为µ。利用上面的实验器材完成 如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重 2 2 1 2v v− 2 2 1 2v v−力），测得多组 m、t1、t2 的数据，并得到 m 与 的关系图像，如图乙所示。已知图像在纵轴上 的截距为 b，直线 PQ 的斜率为 k，A、B 两点的距离为 s，挡光片的宽度为 d，则 =_______(用字母 b、d、 s、k、g 表示)。 【答案】 (1). (2). 1.42J (3). 0.505J (4). 【解析】 【详解】(1)[1]．小车通过 A 时的速度为 小车通过 B 时的速度为 则小车通过 A、B 过程中动能的变化量为 (2)[2]．由各组数据可见规律，有 [3]．观察 F-W 数据规律可得数值上有 (3)[4]．由题意，小车受到的拉力是 F=（mg-f） 小车的位移是 s，设小车的质量是 M，小车动能的变化是 2 2 2 1 1 1 t t    −        µ 2 2 2 1 1 2 d dM t t      −         2 2 bd gsk 1 Av d t ＝ 2 Bv d t ＝ 2 2 2 1 1 1) )2 2( (d dE M Mt t ∆ −＝ 2 15 2 2 11 22 1.42 1.42J2E M v v × ×− ＝ ＝ ＝ 3 3 0.505J 2 FW = = 2 2 2 1 1 1) )2 2( (d dM Mt t −根据做功与动能变化的关系可得 所以得 所以，图线的坐标轴的截距表示摩擦力 f，即 f=b 图线的斜率 由摩擦力的公式得 11.滑板运动是一项惊险刺激的运动。某滑板运动员在一次表演时的部分赛道如图所示，光滑弧形赛道 AB 和光滑水平赛道 BC 在 B 点平滑连接，滑板 a 和 b 的质量均为 m=5kg，运动员质量为 M=55kg，平台 AD 高 度 h=3.2m。表演开始，运动员先让滑板 a 从 A 点由静止沿赛道 AB 滑下，t1=0.1s 后运动员再站在滑板 b 上 保持固定的姿势与滑板 b 一起从 A 点静止下滑，滑上水平赛道 BC 后，运动员用力从滑板 b 上跳出，在空 中运动 t2=0.4s（水平方向是匀速运动，不考虑竖直方向的运动)后落到同方向运动的滑板 a 上。与滑板 a 保 持相对静止，取 g=10m/s²。求： (1)求滑板 a 运动到 B 点的速度； (2)运动员跳离滑板 b 时滑板 b 的速度。 【答案】（1）8m/s；（2）14m/s 方向水平向右。 【解析】 【详解】(1)对滑板 a： 2 2 2 1 1 1) )2 (2(d dmg f s M Mt t − = −（ ） 2 2 2 2 1 ( 1 1 )2 Mdmg f s t t − = − 2 2 Mdk s = 2 2N f f b Mg d F gsk µ = = = 2 0 1 2mgh mv==8m/s (2)对滑板 b 和远动员： 设运动员离开滑板 b 的速度为 ，由运动关系 =10m/s 设运动员离开滑板 b 后滑板 b 的速度为 ： =-14m/s 方向水平向右 12.如图所示，在 xOy 平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场， 电场强度的方向沿 y 轴负方向。原点 O 处有一粒子源，可在 xOy 平面内向 y 轴右侧各个方向连续发射大量 速度大小在 之间，质量为 m，电荷量为+q 的同种粒子。在 y 轴正半轴垂直于 xOy 平面放置着一块足 够长的薄板，薄板上有粒子轰击的区域的长度为 L0.已知电场强度的大小为 ，不考虑粒子间的相互 作用，不计粒子的重力。 (1)求匀强磁场磁感应强度的大小 B； (2)在薄板上 处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域，求粒子经过 x 轴负 半轴的最远点的横坐标； (3)若仅向第四象限各个方向发射粒子：t=0 时，粒子初速度为 v0，随着时间推移，发射 粒子初速度逐渐减 小，变为 时，就不再发射。不考虑粒了之间可能的碰撞，若使发射的粒了同时到达薄板上 处的小 孔，求 t 时刻从粒子源发射的粒子初速度大小 v(t)的表达式。 的 0v 2 1 1( ) ( )2M m gh M m v+ = + 2v 0 1 2 2 2( )v t t v t+ = 2v 3v 1 2 3( )M m v Mv mv+ = + 3v 00 v− 2 0 0 9= 4 mvE qL 0 2 Ly = 0 2 v 0 2 Ly =【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 【详解】(1)速度为 粒子沿 轴正向发射，打在薄板的最远处，设粒子运动半径为 ，根据洛伦兹力提 供向心力则有 根据题意 联立解得 (2)如图(a)所示，速度为 的粒子与 轴正向成夹角 射出，恰好穿过小孔，设其半径为 ，由半径公式可 得 的 0 0 2mvB qL = 0 3 3x L= − 0 0 0 ( ) 2sin( )6 vv t v tL π= + 0v x 0r 2 0 0 0 mvqv B r = 0 02L r= 0 0 2mvB qL = v y α r mvr qB =由几何知识 粒了在小孔时水平速度 整理可得 说明能进入电场的粒子水平方向具有相同的分速度。 粒了在电场中运动时，水平方向匀速运动，则有 当 时，由 解得 此时竖直方向分速度最大，运动时间最长时，水平位移最大。粒子在电场中，竖直方向做匀变速直线运动， 设运动时间为 t，以向上为正方向 联立解得 (3)粒子向第四象限射入磁场，运动轨迹如图所示。所有粒子运动周期相同，周期均为 02 sinα 2 Lr = sinαxv v= 0 2x vv = xx v t= − 0v v= 2 2 y xv v v= − 0 3 2yv v= 20 1 2 2y L Eqv t tm = − 0 3 3x L= −代入数值可得 对以速度 射入的粒子，则有 粒了运动时间 零时刻以 射入粒子， 最小，运动时间最长，解得其在磁场中运动时间 对 t 时刻射入的粒子，要同时到达小孔，需满足 联立解得 13.下列说法中正确的是_______。 A. 装有一定质量气体的密闭容器沿水平方向加速运动，气体的内能将不断增大 2= mT qB π 0 0 = LT v π v 0 2sinα v v = 2 2 2t T π α π −′ = 0v α 5 6mt T= mt t t+ ′ = 0 0 0 ( ) 2sin( )6 vv t v tL π= +B. 质量和温度都相同的理想气体，内能可能不同 C. 空调既能制热又能制冷，说明自发的热传递不存在方向性 D. 分子间距离越大，分子斥力越小，分子引力也越小 E. 用温度计测量温度是根据热平衡的原理 【答案】BDE 【解析】 【详解】A．气体的内能与宏观物体的机械能无关，选项 A 错误； B．质量和温度都相同的理想气体，由于气体的种类可能不同，则物质的量可能不同，则内能可能不同，选 项 B 正确； C．热传递在自发进行时，总是从高温物体传递到低温物体，所以热传递存在方向性，故 C 错误； D．分子间距离越大，分子斥力越小，分子引力也越小，选项 D 正确； E．用温度计测量温度是根据热平衡的原理，选项 E 正确。 故选 BDE 14.如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下．质量与厚度均不计、导 热性能良好的活塞横截面积为 S＝2×10－3 m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽 缸底部之间的距离 h＝24 cm，活塞距汽缸口 10 cm．汽缸所处环境的温度为 300 K，大气压强 p0＝1.0×105 Pa，取 g＝10 m/s2．现将质量为 m＝4 kg 的物块挂在活塞中央位置上． （1）活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离． （2）若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封 闭气体对外做功多少？ 【答案】（1）30 cm（2） 6.4 J 【解析】 【详解】（1）挂上重物后，活塞下移，设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为 h1 该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有： 代入数据解得： ； （2）加热过程中汽缸内压强不变，当活塞移到汽缸口时，温度达到最高，设此温度为 T2 。 340K 0 0 1 mgp Sh p ShS  = −   1 30h cm=根据盖—吕萨克定律有： 而 ， ，解得 ，即加热时温度不能超过 加热过程中气体对外做功 代入数据得 ． 15.关于声波，下列说法正确的是________。 A. 声波和电磁波都能在真空中传播 B. 声波的多普勒效应被应用在医疗中的“B 超”检查 C. 声波只能产生衍射现象而不能产生干涉现象 D. 频率不同的声波在同种介质中的传播速度相同 E. 蝙蝠是利用超声波来定位猎物的 【答案】BDE 【解析】 【详解】A.电磁波能在真空中传播，声波不能在真空中传播，选项 A 错误； B. 声波的多普勒效应被应用在医疗中的“B 超”检查，选项 B 正确； C. 声波即能产生衍射现象，也能产生干涉现象，选项 C 错误； D. 频率不同的声波在同种介质中的传播速度相同，选项 D 正确； E. 蝙蝠是利用超声波来定位猎物的，选项 E 正确。 故选 BDE。 16.全反射棱镜有广泛的应用．如下图所示，一棱柱材料折射率为 n，截面为四分之一圆，圆半径为 R，一 平行光束垂直于图中左平面射入棱柱，图中圆弧上有光线射出部分的长度为多少?不考虑光线在柱内的多次 反射，棱柱外视为真空． 【答案】 【解析】 1 2 1 2 Sh Sh T T = 2 34h cm= 1 300T K= 2 340T K= 340K ( )0 2 1 mgW p h h SS  = −   － 6.4W J= 1arcsin n【分析】 当入射角为 θ 时，光线刚好从圆弧面相切射出，根据折射定律求解入射角，根据几何关系求解有光线射出 部分的长度. 【详解】当入射角为 θ 时，光线刚好从圆弧面相切射出， 则： ，则 由几何关系可解得有光线射出部分的长度： 1 sinn θ= 1sin n θ = 1arcsinl R R n θ= =