河南省开封市铁路中学2020高三物理下学期模拟试卷（含答案Word版）

开封市铁路中学 5 月高三物理模拟试卷 一、选择题 （14-18 单选，19--21 多选） 14.物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。许多科学家大胆猜想。勇于质疑，获得了 正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列叙述符合物理史实的是( ) A.汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量 B.玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型 C.光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说 D.康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性 15.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上， 弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高 处由静止开始下滑。下列说法正确的是( ) A.物块沿槽下滑的过程中，物块的机械能守恒 B.物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒 C.从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零 D.物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高 处 16.如图所示， 是竖直平面内的光滑直角支架，小球 和 通过一根轻绳连接且它们都 套在支架上。对 球施加一个沿 杆水平向右的拉力 ，使 球缓慢上升，则此过程中( ) A.力 增大 B.力 减小 C. 球受到的支持力增大 D. 球受到的支持力减小 17.已知长直导线中电流 产生磁场的磁感应强度分布规律是 ( 为常数，r 为某点到直 导线的距离)。如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小 分别为 和 且方向相反的电流， 点到两导线的距离相等。现测得 点的磁感应强度的大 小为 ，则甲导线单位长度受到的安培力大小为( ) A. B. C. D. h h MON p q p ON F q F F p p I 1B k r = k 2I I O O B 0 6 B I 0 4 B I 0 3 B I 0 2 B I 18.半径为 r 的小球，在黏滞液体中下落时所受阻力 ( 为比例系数，v 为其运动速率)。 如果 时，表示小球在该液体中由静止开始下落，小球的加速度用 a 表示，小球半径用 r 表示，小球最终做匀速运动的速率用 表示。则下列对小球运动描述的图象中正确的是( ) A. B .C. D. 19.2019 年 9 月 11 日，《自然天文学》杂志登载了英国伦敦大学一个研究小组的报告：他们 成功通过开普勒望远镜发现，一颗代号为 的类地行星的大气中有水汽，含量可能在 至 之间。如果 和地球均视为均匀球体，其半径与地球半径之比为 ，其 质量与地球质量之比为 ，则 和地球( ) A.表面的重力加速度之比为 B.表面的重力加速度之比为 C.第一宇宙速度之比为 D.第一宇宙速度之比为 20.已知均匀带电球体在其内部某点产生的电场强度与该点到球心的距离成正比，在其外部产 生的电场与一个位于球心、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，在球的内外表面，电场强 度是连续的，均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零。现有一半径为 、电荷 量为 的均匀带正电绝缘球体圆心 与点 在一条直线上且 ， ，静电 力常量为 ，则( ) A. 三点电势相比较， 点电势最高 B. 三点电势相比较， 点电势最高 C. 点的电场强度是 点的电场强度的两倍 D. 点的电场强度大小均为 21.如图所示，一个匝数 匝、边长 、电阻 的正方形线圈，在线圈内存 在面积 的匀强磁场区域，磁场方向垂直于线圈所在平面向里，磁感应强度大小 随时间 t 变化的规律是 。电阻 与电容器 并联后接在线圈两端，电阻 ， 电容 下列说法正确的是( ) A.线圈中产生的感应电动势为 2 2f kr v= k 0t = 0v 2 18K b− 0.1% 50% 2 18K b− p q 2 18K b− 2 q p 2pq p q q p R Q O M N、 2 ROM = 2ON R= k O M N、 、 M O M N、 、 O M N M N、 24 Qk R 1000n = 20 cml = 1r = Ω 20.03 mS = B 0.15 (T)B t= R C 2R = Ω C 30 Fµ= 4.5 V B.若 端电势为 0，则 a 端电势为 C.电容器所带电荷量为 D.稳定状态下电阻的发热功率为 二、实验题 22.某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，气垫导轨上安装了两个光电门，气垫 导轨左端装一个弹射装置，滑块可被弹射装置向右弹出，质量为 的滑块甲和质量为 的滑 块乙上装有宽度相同的挡光片。开始时，滑块甲靠在已被锁定的弹射装置处，滑块乙静置于 两个光电门之间，滑块甲弹出后通过光电门 1 再与滑块乙发生碰撞，碰撞后要使两个滑块能 够通过光电门 2。 (1)如图乙所示是用游标卡尺测量遮光条宽度的情况，由此可知遮光条宽度 ______ 。 (2)下列选项中不属于本实验要求的是______(请填写选项前对应字母)。 A.气垫导轨应调节水平 B.滑块甲的质量一定要等于滑块乙的质量 C.滑块甲的质量应大于滑块乙的质量 (3)某次实验时，该同学记录下滑块甲通过光电门 1 的时间为 ，滑块乙通过光电门 2 的时间 为 ，滑块甲通过光电门 2 的时间为 。如果等式______(用对应物理量的符号表示)成立， 则可说明碰撞过程中系统动量守恒。 23.图甲为一个简单的多用电表的电路图，其中电源的电动势 、内阻 ，电流 表内阻 、满偏电流 该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀， 为上 排刻度线的中间刻度。 b 3 V 41.2 10 C−× 4.5 W 1m 2m d = cm 1t∆ 2t∆ 3t∆ 1.5 VE = 1.0r = Ω 10gR = Ω 10 mAgI = C (1)选择开关接“1”，指针指在图乙所示位置时示数为______。(结果保留三位有效数字) (2)如果选择开关接“3”，图甲中电阻 ，则此状态下多用电表为量程______的电压表。 (3)如果选择开关接“2”，该多用电表可用来测电阻， 刻度应标为______ 。 (4)如果选择开关接“2”，红、黑表笔短接，调节 的阻值使电表指针刚好满偏，再测量某一电 阻，指针指在图乙所示位置，则该电阻的测量阻值为______ 。(保留两位有效数字) (5)如果将该多用电表的电池换成一个电动势为 、内阻为 的电池，正确调零后测量 某电阻的阻值，其测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。 三、计算题 24.如图所示，光滑斜面倾角 ，一个质量 的物块在大小为 的恒力作用下，在 时刻从斜面底端由静止开始上滑。在 时撤去力 ，物块在 时恰好回到斜面 的底端。已知重力加速度 求： (1)恒力的大小 。 (2)物块沿斜面上升的最大距离。 25.如图所示的直角坐标系 ，在其第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场和沿 y 轴负方向 的匀强电场。虚线 位于第一象限，与 y 轴正半轴的夹角 ，在此角范围内有垂直纸面 向外的匀强磁场； 与 y 轴负半轴所夹空间里存在与 平行的匀强电场，电场强度大小 一比荷 的带电粒子从第二象限 内 点以速度 沿 x 轴正方向射出， 点到 x 轴距离 ，粒子在第二象限内做直线运动；粒子进入 第一象限后从直线 上的 点( 点图中末画出)离开磁场， 2 240R = Ω C Ω 1R Ω 1.5 V 1.2 Ω 30θ = ° 3 kmm = F 0t = 1 3 st = F 2 6 st = 210 m / sg = F xOy OA 60θ = ° OA OA 10 N / CE = 61 10 C / kgq m = × M 32.0 10 m / sv = × M 1.0 md = OA P P 且 。不计粒子重力。 (1)求第二象限中电场强度和磁感应强度的比值 。 (2)求第一象限内磁场的磁感应强度大小 。 (3)粒子离开磁场后在电场中运动是否通过 x 轴？如果通过 x 轴，求其坐标；如果不通过 x 轴， 求粒子到 x 轴的最小距离。 33.关于物体的内能，下列说法正确的是( ) A.物体吸收热量，内能可能减少 B. 水的内能等于 水蒸气的内能 C.物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能 D.电阻通电时发热，其内能是通过“热传递”方式增加的 E.气体向真空的自由膨胀是不可逆的如图所示，一个高 、内壁光滑的绝热汽缸，汽缸内部横截面积 ，缸口 上部有卡环，一绝热轻质活塞封闭一定质量的气体，活塞与汽缸底部距离 。开始时 缸内气体温度为 ，现通过汽缸底部电阻丝给气体缓慢加热。已知大气压强 ， 活塞厚度不计，活塞与汽缸壁封闭良好且无摩擦。 （1）封闭气体温度从 升高到 的过程中，气体吸收热量 ， （2）求此过程封闭气体内能的改变量。 (2)当封闭气体温度达到 时，求此时封闭气体的压强。 34.如图所示，一个直角三棱镜放置在空气中， ，一束含有 两种光的复色光垂直 边射入三棱镜，a 光恰好在 边发生全 反射， 光的折射角为 ，则 两种光在棱镜中传播速度之比为 ______；用 两种单色光分别通过同一双缝 干涉装置获得的干涉图样中，______(选填“a”或 “b”)光条纹间距较大。一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正方向 传播， 时刻的波动图象如图甲所示，其中处于 处的质点 c 的振动图象如图乙 (1)质点 a 的运动状态传到质点 所用的时间。(2)从 时刻开始， 内质点 运动的路程 和 时质点 的位移。 OP d= 0 0 E B B 10 g100 C° 10 g100 C° 18 cmL = 230 cmS = 1 9 cmL = 27 C° 5 0 1 10 Pap = × 27 C° 127 C° 18 J 387 C° 30A∠ = ° a b、 AB AC b 60° a b、 a b、 0t = 12 mx = d 0t = 5.5 s b 5.5 st = b 参考答案 1.答案：C 解析：A、汤姆孙发现电子，是美国物理学家密立根精确测出电子的电量 ，故 A 错 误； B、玻尔引入量子化理论，提出玻尔原子理论，并没有完全否定了原子的核式结构，而是在核 式结构的基础之上，再结合量子化规律提出的，故 B 错误； C、光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说，故 C 正确； D、德布罗意受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性，故 D 错误； 故选：C。 2.答案：D 解析：A、物块沿槽下滑过程中，重力与槽的支持力对物块做功，物块的机械能不守恒，故 A 错误。 B、物块沿槽下滑过程中，物块在竖直方向有加速度，系统的合外力不为零，不符合动量守恒 的条件，故系统的量不守恒，故 B 错误。 C、从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块始终有弹力作用且弹力方向始终向左，弹 簧对物块的冲量不等于零，故 C 错误。 D、物块压槽下滑过程槽向左运动，物块与槽分离后槽的速度向左，物块的速度向右，物块被 弹簧反弹后速度向左，如果物块的速度小于槽的速度，物块不能追上槽，物块不能回到槽上 h 高处，如果物块的速度大于槽的速度，物块可以追上槽，物块与槽组成的系统动量守恒，当 两者速度相等时物块上升到最大高度，由于此时两者速度相等且不为零，此时系统动能不为 零，整个过程系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，物块不能上升到槽上高 h 处，故 D 正确。 故选：D。 3.答案：A 解析：对 p 和 q 整体分析，p 球受到的支持力等于整体重力，拉力 F 等于 OM 杆对 q 球的弹力 ；对 q 球分析，设轻绳与 O 杆的夹角为 ，则 ，q 球上升过程中 角变大、 变变 大，F 也随之变大，故 A 正确，BCD 错误。 故选：A。 191.6 10 C−× 4.答案：C 解析：设两导线间距为 2d，据安培定则知，甲、乙导线在 O 点的磁感应强度方向均垂直于纸 面向里，根据矢量叠加有 ， 则乙导线在甲导线处产生的磁感应强度为 ，则加到西安单位长度受到的安培力大小 ，故 C 正确，ABD 错误； 故选：C。 5.答案：C 解析：AB、 时，雨滴由静止开始下落， ，所受空气阻力 ，此时雨滴只受重 力，加速度为 g，随着雨滴速度增大，所受的空气阻力增大，根据牛顿第二定律 ，解 得 ，雨滴的加速度逐渐减小，即雨滴做加速度逐渐减小的加速运 动，但加速度与 是线性变化关系，故 AB 错误； CD、当最后匀速运动时有 ，即有： ，可得最大速率与 成正比， ，故 C 正确、D 错误。 故选：C。 6.答案：AD 解析：AB、根据星球表面物体受到的万有引力等于物体的重力有 ，得球表面重力加 速度 ，与质量成正比，与半径的平方成反比，所以表面的重力加速度之比为 ，故 A 正 确，B 错误。 CD、根据万有引力提供向心力有 ，得第一宇宙速度 ，可知第一宇宙速度与 根号下质量成正比，与根号下半径成反比，第一宇宙速度之比为 ，故 D 正确，C 错误。 故选：AD。 7.答案：BC 解析：AB、O 点的场强为零，则 MO 间场强方向向左，NO 间场强方向向右，所以 O 点的电 势最高，N 点的电势最低，故 A 错误，B 正确； CD、根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零，知 M 点的场强等于以 O 圆心 半径 的均匀球体在 M 点产生的场强，这个球体之外的球壳在 M 点产生的场强为零，这个球 体所带电荷量为 M 点的电场强度大小为 ， N 点的电场强度大小为 ，故 C 正确，D 错误； 故选：BC。 8.答案：AD 解析：A、根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为： ，故 A 正确； B、由闭合电路欧姆定律，则电流为： ，那么电容器两端电势差为： ，由楞次定律，可知，感应电流方向为逆时针方向，即 a 端的电势高，故 B 错误； C、电容器带电量为： ，故 C 错误； D、电阻的发热功率为： ，故 D 正确； 故选：AD。 9.答案：(1)0.360 (2)B (3) 解析：(1)游标卡尺的主尺读数为 3mm，游标尺读数为 ，所以挡光片的 宽度为： 。 (2)为了保证系统在水平方向动量守恒定律，气垫导轨应调节水平；碰撞后要使两个滑块能够 通过光电门 2，需要满足甲的质量大于乙的质量，否则碰撞后甲会静止或被反弹，如果滑块甲 的质量等于滑块乙的质量，碰撞后甲会静止，不符合本实验的要求，故选 B。 (3)碰撞前甲的速度： ，碰撞后乙的速度： ，甲的速度： ，如果满足能量 守恒定律，碰撞前后动量守恒定律： 。 10.答案：(1) 1 1 2 1 3 2 d d dm m mt t t = +∆ ∆ ∆ 7.46 mA (2) (3)150 (4)51 (5)准确 解析：(1)选择开关解“1”时测电流，电流表盘刻度的最小值为 ，指针只在指在两最小刻 度之间进行估读，故示数为 ； (2)根据串联电路有分压作用可知，当电流表满偏时有： ，所以开关解“3”时量程为 的电压表； (3)欧姆表内阻为： ，由于欧姆表的中值电阻等于内阻，故 C 处刻度为 ； (4)根据闭合电路欧姆定律得： ，其中 ， 解得： (5)因为电源内阻的变化，可以通过调零电阻阻值变化来抵消，所以调零后测量某电阻阻值的 测量结果是准确的； 11.答案：(1)由于在 时撤去力 ，物块在 时恰好回到斜面的底端，所以在拉力作 用下的时间与去掉拉力后回到底端的时间相等，均为 。 设物体在拉力作用下的位移为 x，物体受拉力 作用时的加速度为 ，取沿斜面向上为正； 根据位移时间关系可得： ， 根据速度时间关系可得撤去拉力时的速度为： 不受拉力 作用时的加速度为 ，则有： 联立解得，由以上五式可解得： 由牛顿第二定律，受拉力 时有： 不受拉力 时有： 解得： ， ， ， ； (2)加速上升的距离为： 2.5 V 1 3 st = F 2 6 st = 3 st = F 1a 2 1 1 2x a t= 1v a t= F 2a 2 2 1 2x vt a t− = − 2 13a a= F 1sin30F mg ma− ° = F 2sin30mg ma° = 2 1 5 m / s3a = 2 2 5 m / sa = 5 m / sv = 20 NF = 2 1 1 1 5 9 m 7.5 m2 2 3x a t= = × × = 去掉拉力后上升的距离为： 物块沿斜面上升的最大距离为： 。 解析： 12.答案：(1)粒子在第二象限内做直线运动，说明电场力和洛伦兹力平衡，则有： ， 解得： (2)由于 点到 x 轴距离 ， ，所以 为粒子做圆周运动的圆心，轨迹半径 ； 根据洛伦兹力提供向心力可得： 解得： 代入数据解得： (3)在 点进行速度的分解，同时进行力的分解，如图所示； 沿 方向的速度为： 沿 y 方向的电场力分力，有： 则粒子沿 方向的加速度大小为： 粒子在 方向运动的最大距离为 y，则有： 解得： 点到 x 轴的距离为： 所以粒子离开磁场后在电场中运动不能通过 x 轴，粒子到 x 轴的最小距离为： 解析： 13.答案：(1)以封闭气体为研究对象，初状态压强 ，体积 ，温度 2 2 25' m 2.5 m2 2 5 vx a = = =× ' 10 mL x x= + = 0 0qE qvB= 30 0 2.0 10 V / mTE vB = = × M 1.0 md = OP d= O R d= 2vqvB m R = mvB qR = 0.002 TB = P y− 3 1 sin 3 10 m / sv v θ= = × 1 cosF qE θ= y− 6 21 1 5 10 m / sFa m = = × y− 2 1 12v a y= 0.3 my = P sin30 0.5Y d m y= ° = > min 0.2 my Y y= − = 5 1 0 1 10 Pap p= = × 1 1V L S= 假设刚好达到顶端，此时压强 ，体积 ，温度 ？ 根据盖-吕萨克定律可得： ，解得 ，即 。封闭气体温 度从 升高到 的过程中，活塞没有达到顶端，气体做等压变化； 设温度 时的体积为 ， 根据理盖-吕萨克定律可得： ， 解得： 此过程中气体对外做的功为 根据热力学第一定律可得 所以内能增加 ； (2)当封闭气体温度达到 时，活塞达到顶端。 此时的温度 ，体积 根据理想气体的状态方程可得： 解得： 。 解析： 14.答案：(1)由图甲可知，简谐波的波长 ， 根据图乙可知，简谐波的周期 ， 根据波长、周期和波速的关系可知， ， 质点 的距离 ， 质点 a 的运动状态传到质点 所用的时间 。 (2)周期 ， ，质点 运动的路程： 。 时，质点 位于波峰，位移 。 解析： 1 (27 273) 300T K K= + = 5 0 1 10 Pap p= = × V LS= T = 1 1 V V T T = 600T K= (600 273) C 327 Ct = − ° = ° 27 C° 127 C° 2 (127 273) 400T K K= + = 2 2V L S= 1 2 1 2 V V T T = 2 12 cmL = 5 4 0 2 1( ) 1 10 Pa (0.12 0.09) 30 10 J 9 JW p L L S −= − = × × − × × = 18 J 9 J 9 JU Q W∆ = − = − = 9 J 387 C 327 C° > ° 3 (387 273) 660T K K= + = 3V LS= 3 31 1 1 3 p VpV T T = 5 3 1.1 10 Pap = × 12 mλ = 0.4 sT = 30 m / sv T λ= = a d、 6 mx = d 0.2 sxt v = = 0.4 sT = 5.5 s 13.75 Tt∆ = = b 13.75 4 550 cm 5.5 ms A= × = = 5.5 st = b ' 10 cmx = 15.答案：ACE 解析：A、根据热力学第一定律可知，做功和热传递均可以改变内能，故物体吸收热量，对外 做功，内能可能减少，故 A 正确。 B、 水吸收热量转变为水蒸气，故 水的内能小于 水蒸气的内能， 故 B 错误。 C、物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能，故 C 正确。 D、电阻通电时发热，其内能是通过“做功”方式增加的，故 D 错误。 E、根据热力学第二定律可知，宏观现象具有方向性，即气体向真空的自由膨胀是不可逆的， 故 E 正确。 故选：ACE。 16.答案： ;b 解析：由几何关系可知，光在 AC 界面处的入射角都是 ，则 a 的临界角恰好为 ，则 a 的 折射率： 由折射定律可知，b 的折射率： 由公式 ，可知： 由于 b 的折射率小，则 b 的波长大，由： 可知，用 a、b 两种单色光分别通过同一双缝 干涉装置获得的干涉图样中，b 光条纹间距较大。 故答案为： ，b 3 : 2