安徽定远县重点中学2020届高三物理4月模拟试卷（有答案Word版）

定远重点中学 2020 届高三下学期 4 月模拟考试 理科综合能力物理测试 二、选择题（本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。每小题给出的 4 个选项中，第 14-18 题 只有一项是符合题意要求的，第 19-21 题有多项是符合题意要求的。全部选对的 6 分，选对 但不全对的得 3 分，有选错的得 0 分。） 14.如图所示为氢原子的能级示意图，那么对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收 光子的特征认识正确的 A．处于基态的氢原子可以吸收 14eV 的光子使电子电离 B．一群处于 n=3 能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出 4 种不同频率的光子 C．一群处于 n=2 能级的氢原子吸收 2eV 的光子可以跃迁到 n=3 能级 D．用能量为 10．3eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 15.如图所示，从地面上的 A 点以速度 v 竖直向上拋出一小球，小球上升至最高点 B 后返回，O 为 A、B 的中点，小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变。下列 说法正确的是 A. 小球上升至 O 点时的速度等于 0.5v； B. 小球在上升过程中重力的冲量小于下降过程中重力的冲量 C. 小球在上升过程中合力的冲量小于下降过程中合为的冲量 D. 小球在上升过程中动能的减少量等于下降过程中动能的增加量 16.水平面上的三点 A、O、B 在一条直线上， OB=2OA，OO＇是竖直的分界线， 其左边区域内有水平向右的匀强电场，场强大小为 E1= ，其右边区域内有水平向 左的匀强电场，场强大小为 E2，现将一带电量为 q 的小球从 A 点以初速度 v0 竖直 向上抛出，小球在空中越过分界线后，竖直向下落在 B 点，不计阻力，重力加速 度大小为 g，则下列说法正确的是： A. 小球在 B 点的电势能大于在 A 点的电势能 B. 小球经过分界线时的速度与水平方向夹角 的正切值 tan = C. 小球经过分界线时离水平面的高度为 D. 左右两区域电场强度大小的比值为 E1:E2=1:2 17.如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为 R 的半球形碗，碗口直径 AB 水平，O 点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。 一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别 系有可视为质点的小球 m1 和物块 m2，且 m1＞m2。开始时 m1 恰在 A 点，m2 在斜 面上且距离斜面顶端足够远，此时连接 m1、m2 的细绳与斜面平行且恰好伸直，C 点是圆心 O 的正下方。当 m1 由静止释放开始运动，则下列说法中错误的是 A. m2 沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定 B. 当 m1 运动到 C 点时，m1 的速率是 m2 速率的 倍 C. 在 m1 从 A 点运动到 C 点的过程中，m1 与 m2 组成的系统机械能守恒 D. m1 可能沿碗面上升到 B 点 18.如图所示，电源电动势 E，内电阻恒为 r，R 是定值电阻，热敏电阻 RT 的阻值 随温度降低而增大，C 是平行板电容器．闭合开关 S，带电液滴刚好静止在 C 内．在温度降低的过程中，分别用 ΔI、ΔU1、ΔU2 和 ΔU3 表示电流表、电压表 1、 电压表 2 和电压表 3 示数变化量的绝对值．关于该电路工作状态的变化，下列说 法正确的是 A. 、 、 一定都变大 B. 和 一定不变， 一定变大 C. 带电液滴一定向下加速运动 D. 电源的工作效率一定变大 19.宇航员在太空旅行中发现了一颗质量分布均匀的球形小行星。为了进一步的研 究，宇航员登陆小行星，用弹簧测力计测量一个相对小行星静止的质量为 m 的物 体的重量。第一次在该行星极点处，弹簧测力计的示数为 F1；第二次在该行星的 赤道上，弹簧测力计的示数为 F2。已知小行星的半径为 R，下列说法正确的是 A. 该小行星的自转角速度大小为 B. 该小行星的自转角速度大小为 C. 该小行星的同步卫星的轨道半径为 D. 该小行星的同步卫星的轨道半径为 20.如图，C 是放在光滑水平面上的一块右端有固定档板的长木板，在木板的上面 有两块可视为质点的小滑块 A 和 B，三者的质量均为 m，滑块 A、B 与木板间的动 摩擦因数均为 μ。最初木板 静止，A 以初速度 v0 从 C 的左端、B 以初速度 2v0 从 木板中间某一位置同时以水平向右的方向滑上木板 C。在之后的运动过程中 B 曾 以 v0 的速度与 C 的右档板发生过一次弹性碰撞，重力加速度为 g，则对整个运动 过程，下列说法正确的是 1U I ∆ ∆ 2U I ∆ ∆ 3U I ∆ ∆ 1U I ∆ ∆ 3U I ∆ ∆ 2U I ∆ ∆ A. 滑块 A 的最小速度为 v0 B. 滑块 B 的最小速度为 v0 C. 滑块 A 与 B 可能发生碰撞 D. 系统的机械能减少了 40% 21.如图所示，两根足够长的倾斜光滑金属导轨平行放置，倾角 θ=30°，电阻不计。 有一匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上，两根材质和质量均相同的金属棒 A、B 并排垂直导轨放置，A 在上 B 在下，先将 A 棒固定，由静止释放 B 棒，当 B 刚好 匀速运动时，由静止释放 A 棒，运动过程中 A、B 与导轨接触良好，重力加速度为 g，下列对 A 棒释放后的运动过程说法正确的是 A.A 棒的最大加速度为 2g B.A 棒释放后 A 棒一直做加速运动 C.A 棒释放后 B 棒一直做加速运动 D.B 棒的速度减小直到两棒加速度相同 三、非选择题：共 174 分。包括必考题和选考题两部分。 （一）必考题：11 题，共 129 分。 22.（5 分）某学习小组在实验室发现一盒子内有 8 个相同的钩码，由于标识模糊， 无法知道钩码的质量，为了测定钩码的质量，同学们找到了以下实验器材：一端 带定滑轮的长木板，质量为 228g 的木块，打点计时器，交流电源，纸带，坐标纸， 细线等。经商定，他们确定了以下实验方案： ①如图甲所示，将长木板置于水平桌面上，把打点计时器固定在长木板上并与电 源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过 定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上； ②使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系 列点，记下悬挂钩码的个数 n； ③将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作②； ④通过纸带计算出悬挂不同钩码个数所对应的加速度 a； ⑤以 a 为纵坐标，n 为横坐标，建立直角坐标系，做出 a—n 图像。 （1）为了利用以上器材完成实验，还需要哪一项器材____。 A. 秒表 B. 游标卡尺 C.毫米刻度尺 D.垫木 （2）该实验是否必须把木板倾斜，以平衡摩擦？____（选填“是”、“ 否”） 。 （3）图乙为由实验数据做出的 a-n 图象，由图可知： ①除了能测定钩码的质量以外，本实验还可测得的物理量是____ (只需填写物理量 名称)； ②单个钩码的质量为____g（重力加速度取 9.8 m/s 2，计算结果保留三位有效数 字）。 23.（10 分）某同学为测定金属丝的电阻率 ρ，设计了如图甲所示电路，电路中 ab 是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻 R0=4.0Ω，电源的电动势 E=3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片 P 与电阻丝始终接触良好。 （ 1 ） 实 验 中 用 螺 旋 测 微 器 测 得 电 阻 丝 的 直 径 如 图 乙 所 示 ， 其 示 数 为 d =________mm。 （2）实验时闭合开关，调节滑片 P 的位置，分别测量出每次实验中 aP 长度 x 及 对应的电流值 I，实验数据如下表所示： x(m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I(A) 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 (A-1) 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 ①将表中数据描在 坐标纸中，如图丙所示。作出其关系图线，图象中直线的 斜率的表达式 k =_______（用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率 ρ =_______ （保留两位有效数字）。 ② 根 据 图 丙 中 关 系 图 线 纵 轴 截 距 的 物 理 意 义 ， 可 求 得 电 源 的 内 阻 为 r =______Ω（保留两位有效数字）。 24.（14 分）如图所示，荧光屏 与 轴垂直放置，与 轴相交于 点， 点的 横坐标 ，在第一象限 轴和 之间有沿 轴负方向的匀强电场，电场强 度 ，在第二象限有半径 的圆形磁场，磁感应强度 ， 方向垂直 平面向外。磁场的边界和 轴相切于 点。在 点有一个粒子源，可 以向 轴上方 180°范围内的各个方向发射比荷为 的带正电的粒 子，已知粒子的发射速率 。不考虑粒子的重力、粒子间的相互作 用。求： （1）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径； （2）粒子从 轴正半轴上射入电场的纵坐标范围； （3）带电粒子打到荧光屏上的位置与 点间的最远距离。 25.（18 分）如图所示，水平面上有两条相互平行的光滑金属导轨 PQ 和 MN 间距 为 d，左侧 P 与 M 之间通过一电阻 R 连接，两条倾角为 θ 的光滑导轨与水平导轨 在 N、Q 处平滑连接，水平导轨的 FDNQ 区域有竖直方向的匀强磁场，磁感应强 度为 B，磁场区域长度为 x。P，M 两处有套在导轨上的两根完全相同的绝缘轻质 1 I 1 xI − mΩ⋅ 1 xI − MN x x Q Q 0 6x cm= y MN y 51.6 10 /E N C= × cmR 5= 0.8B T= xOy x P P x 81.0 10 /q C kgm = × 6 0 4.0 10 /v m s= × y Q 弹簧，其原长为 PF，现用某约束装量将两弹簧压缩到图中虚线处，只要有微小扰 动，约束装置就解除压缩。长度为 d，质量为 m，电阻为 R 的导体棒，从 AC 处由 静止释放，出磁场区域后向左运动触发弹簧。由于弹簧的作用，导体棒向右运动， 当导体棒进入磁场后，约束装置重新起作用，将弹簧压缩到原位置. （1）若导体棒从高水平导轨高 h 的位置释放，经过一段时间后重新滑上斜面，恰 好能返回原来的位置，求导体棒第一次出磁场时的速率 （2）在（1）条件下，求每根弹簧被约束装置压缩后所具有的弹性势能。 （3）要使导体棒最终能在水平导轨与倾斜导轨间来回运动，则导体神初始高度 H 及每根弹簧储存的弹性势能需要满足什么条件？ 33． [物理—选修 3-3] （1）(5 分) 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．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性 B．当分子间距离减小时，分子势能不一定减小 C．在完全失重的情况下，气体对容器壁仍然有压强 D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积 E．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 （2）（10 分）如图甲所示为一个倒立的 U 形玻璃管，A、B 两管竖直，A 管下端 封闭，B 管下端开口并与大气连通。已知 A、B 管内空气柱长度分别为 hA=6cm、 hB=10.8cm。管内装入水银液面高度差△h=4cm。欲使 A、B 两管液面处于同一水平 面，现用活塞 C 把 B 管开口端封住并缓慢推动活塞 C(如图乙所示)。已知大气压为 p0=76cmHg。当两管液面处于同一水平面时，求： ①A 管封闭气体压强 pA′ ②活塞 C 向上移动的距离 x。 34. [物理—选修 3-4] (15 分) 如图甲所示，两波源 A、B 分别位于 =1m 和 处，产生两列简谐 横波分别沿 轴正方向和负方向传播，传播速度均为 =2m/s，振幅均为 A=2cm。t=0 时刻两波源同时开始振动，振动图象均如图乙所示，质点 P 的平衡位 置处于 x=5m 处，则下列判断正确的是_______（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. 质点 P 的起振方向沿 y 轴正方向 B.t=2s 时刻，波源 A、B 都运动到 P 点 C.两列波在相遇区域内会形成干涉图样 D.质点 P 开始振动后，振幅为 2cm，周期为 2s E. t=2.3 s 时刻，质点 P 位于平衡位置的上方且沿 y 轴正方向运动 （2）.如图所示，在均匀透明介质构成的立方体的正中心有一单色点光源 S。已知 光在真空中的速度为 c。 ①若透明介质对此点光源发出的单色光的折射率为 n，立方体边长为 a，求光从点 光源发出到射出立方体所需最短时间； ②要使 S 发出的光都能透射出去（不考虑界面的反射），透明介质的折射率应满足 什么条件? 理科综合物理答案 14.A 15.B 16.B 17.D 18.D 19.AC 20.ABD 21.BC 9.C； 否； 木块与桌面间的摩擦因数； 49.6； 10.（1）0.400 （2）如图所示  1.0×10-6~1.2×10-6 1.1~1.5 11.（1） （2） （3） 解：（1）带电粒子进入磁场受到洛伦兹力的作用做圆周运动 解得： （2）由（1）问中可知 ，取任意方向进入磁场的粒子，画出粒子的运动轨迹 如图所示，由几何关系可知四边形 为菱形，所以 ，又 垂直于 轴，粒子出射的速度方向与轨迹半径 垂直，则所有粒子离开磁场时的方向均 与 轴平行，所以粒子从 轴正半轴上射入电场的纵坐标范围为 。 （3）假设粒子没有射出电场就打到荧光屏上，有 2 4 Edπ ρ 5cm 0 10y cm≤ ≤ cm9 2 0 vqv B m r = 0 5mvr cmqB = = r R= 1PO FO′ 1 / /FO O P′ O P′ x 1FO x y 0 10y cm≤ ≤ 0 0 0x v t= 解得： ， 说明粒子离开电场后才打到荧光屏上。设从纵坐标为 的点进入电场的粒子在电场 中沿 轴方向的位移为 ，则 代入数据解得 设粒子最终到达荧光屏的位置与 点的最远距离为 ，粒子射出的电场时速度方 向与 轴正方向间的夹角为 ， ， 所以 ， 由数学知识可知，当 时，即 时 有最大值， 所以 12.(1)v2= - (2) Ep= (3) H＞ 且 EP≥ 解：（1）导体棒在倾斜轨道上向下滑动的过程中，根据机械能守恒定律有： mgh= 解得：v1= 导体棒越过磁场的过程中，根据动量定理可得： -BdIt=mv2-mv1， 根据电荷量的计算公式 q=It= = 解得 v2= - ； 2 0 1 2h at= qEa m = 18 2 10h cm R cm= > = y x x 0x v t= 2 2 1 aty = 2x y= Q H x θ 0 0 0 tan 2y qE x v m v yv v θ = = =  ( ) ( )0 0tan 2 2H x x x y yθ= − = −  ( )0 2 2x y y− = 4.5y cm= H max 9H cm= 2gh 2 2 2 B d x mR 2 2 22 B d x ghR 4 4 2 2 28 B d x m gR 4 4 2 24 B d x mR 2 1 1 2 mv 2gh R Φ Bdx R 2gh 2 2 2 B d x mR （2）设解除弹簧约束，弹簧恢复压缩后导体棒的速度为 v3，根据导体棒与弹簧组 成的系统机械能守恒可得： = +2Ep； 导体棒向右通过磁场的过程中，同理可得： v4=v3- ； 由于导体棒恰好能回到原处，所以有 v4=v1， 联立解得：Ep= ； （3）导体棒穿过磁场才能把弹簧压缩，故需要满足 v2＞0， 即 H＞ 要使导体棒不断地运动下去，导体棒必须要回到 NQ 位置，则： EP= ≥ 要使导体棒最终能在水平导轨与倾斜导轨间来回运动，H＞ ，且弹簧的弹 性势能满足 EP≥ 。 33.（1）BCE 14.①108cmHg ②5.2cm 解：①对 A 气体利用理想气体的等温变化方程求解；②由大气压的数值和水银柱 的高度求出封闭气体的压强，A 气体和 B 气体间的联系是之间的水银柱平衡和连 通器的原理，根据等温变化的方程求解某状态的体积，进而活塞移动的距离. ①设 A、B 两管的横截面积为 S， 以 A 管封闭气体为研究对象， 初状态： ， 设末状态的压强为 ，体积为 2 3 1 2 mv 2 2 1 2 mv 2 2 2 B d x mR 2 2 22 B d x ghR 4 4 2 2 28 B d x m gR 2 2 22 B d x gHR 4 4 2 24 B d x mR 4 4 2 2 28 B d x m gR 4 4 2 24 B d x mR 从初状态到末状态，设 A 管水银面下降 h，则 B 管水银面上升也为 h 由波意耳定律有： 由以上各式得： ②以 B 管封闭的气体为研究对象，设活塞向上移动距离为 x 初状态： ， 末状态： ， 由波意耳定律有： 由以上各式得：x=5.2cm 34.（1）ACE （2）.① ②小于 解：①光在介质中的速度 所求最短时间为 解得： 。 ②射向立方体顶点的光的入射角最大，设其等于该介质的临界角，则有 又 解得： 故要使直接射到各界面上的光都能透射出去，透明介质的折射率应小于 。 min 2 nat c = 6 2 cv n = min 2 a t v = min 2 nat c = 1sinC n = 2 2 2 2sin 2 2 2 a C aa =    +      6 2n = 6 2