安徽省芜湖市示范高中2020届高三5月联考理科综合物理试题 （含答案）

芜湖市示范高中 2020 届高三 5 月联考 理科综合能力测试试题卷物流部分 二、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，有错误的得 0 分。 14．某红外测温仪的原理是：被测物体辐射的电磁波只有红 外线可被该测温仪捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能 级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为 1.62eV， 当大量处于第 4 能级的氢 原子向较低能级跃迁时，所辐射 出的光子中能被红外测温仪捕捉到的光子频率种类有 A. 1 种 B.2 种 C. 3 种 D. 4 种 15．如图所示，是一竖直固定的光滑圆环，中央有孔的小 球 P 和 Q 套在环上，由伸直的细绳连接，它们恰好能保持静止状态。已知 Q 的质量为 m，OQ 连线水平，PQ 细绳连线与水平线夹角为 30°。则 A. 细绳对 Q 球的拉力大小为 mg B. 环对 Q 球的支持力大小为 C. P 球的质量为 2m D. 环对 P 球的支持力大小为 16．如图所示，abcd 是边长为 L 的正方形，在以 a 为圆心的四 分之一圆 abd 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大 小为 B。一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子从 b 点沿 ba 方向射入磁场，结果粒子恰好能通过 c 点，不计粒子的重力，则 粒子的速度大小为 A． B． C． D． 17．从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到大小恒定的空气 阻力作用。距地面高度 h 在 1.5m 以内时，物体上升、下落过程中动能 Ek 随 h 的变化如图 所示。重力加速度 取 10m/s2，则该物体 A. 上升和下落过程，均做减速运动 B.上升时处于超重，下落时处于失重 C. 上升的最大高度为 3m D. 落地时的速率为 12m/s 18．在光滑绝缘的水平面上，存在一个水平方向的范围足够大的匀强 电场，电场强度大小为 E，在水平面上有一个半径为 R 的圆周，其 中 PQ 为直径，C 为圆周上的一点。在 P 点将一带正电的小球以相同的速率向各个方向水 平射出时，小球可以到达圆周的任何点，但小球到达 C 点时的速度最大。已知 PQ 与 PC 间的夹角为 θ=30°，则关于该电场强度的方向及 PC 两点间的电势差大小判断正确的是 3 3 mg 3mg qBL m 2qBL m ( 2 1)qBL m + ( 2 1)qBL m −A．电场强度的方向为由 O 指向 C，UPC= B．电场强度的方向为由 P 指向 C，UPC=  C．电场强度的方向为由 O 指向 C，UPC= 3ER D．电场强度的方向为由 P 指向 C，UPC = ER 19. 2019 年 11 月 5 日 01 时 43 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭， 成功发射了第 49 颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统 3 颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道 面有夹角的轨道卫星， 它的运行周期与“同步卫星”相同，运动轨迹如图所示。关于该北斗 导航卫星说法正确的是 A．该卫星与地球上某一位置始终相对静止 B．该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等 C．该卫星运行速度小于第一宇宙速度 D．该卫星在一个周期内有两次经过赤道上同一位置 20. 如图所示为一台教学用手摇式交流发电机。若已知大皮带 轮半径为 0.2m，小皮带轮半径为 0.02m，摇动手柄以每分钟 60 圈匀速转动，且摇动过程 中皮带不打滑，则下列说法中正确的是 A. 发电机产生的交变电流频率为 10 Hz B. 大皮带轮与小皮带轮的转动的角速度之比为 10:1 C. 若手摇手柄的转速减半，产生交流电的最大值不变 D. 若手摇手柄的转速减半，产生交流电的有效值也减半 21. 轻质刚性绝缘细线吊着一质量为 m＝0.41 kg、边长 L＝1.0 m、匝数 n＝10 的正方形线圈，且线圈上下边保持水平，其总电阻为 R＝1.0 Ω。线 圈的下半部分分布着与线圈面垂直的有界磁场， 如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强 度大小随时间变化关系如图乙所示。重力加速 度取 10m/s2， 则下列判断正确的是 A. 线圈中的感应电流大小为 1.0 A B. 线圈的电功率为 0.25 W C. t＝0 时轻质细线的拉力大小为 4.0 N D. 0- 6 s 内通过导线横截面的电荷量为 3.0 C 非选择题 共 17 题（含选考题），174 分 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题，每个试题考生 都必须做答。第 33 题~第 38 题为选考题，考生根据要求做答。 （一）必考题：共 129 分。 22.（6 分）某物理小组利用 DIS 装置测定当地重力加速度 g，实验装置如图甲所示。在铁 架台上安装有两个光电门（与数据采集器和计算机的连接均未画出），光电门 A 固定，光电 门 B 位置可上下移动，实验前调整两光电门的位置，使小球下落过程中其球心通过光电门 中的细光束。 （1）用游标卡尺测定小铁球的直径，测量结果如图乙所示，则可知其直径 D=____ mm。 3 2 ER 3 2 ER 3（2）在小铁球自由下落过程中，小组成员用计时装置测出铁球通过光电门 A 的时间为 ΔtA，并用小铁球通过光电门的平均速度表示小铁球球心通过光电门的瞬时速度，则小铁球 通过光电门 A 的瞬时速度 vA=______。（用实验中测得的物理量符号表示） （3）光电门 A 的位置不变，小组成员多次改变并测出光电门 B 到光电门 A 之间的距离 h，实验 时使小铁球每次从同一位置无初速释放。根据每次小铁球通过光电门 B 的时间， 测算出小铁球经过光电门 B 时对应的速度 vB，在坐标系中画出 vB2 与 h 的关系图线，如 图丙所示，则当地的重力加速度 g=____m/s2。（结果保留三位有效数字） 23.（9 分）某实验小组制作了一个简易“吊秤”，如图（a）所示。在电路 M、N 两接线柱之 间接有一根拉力敏感电阻丝，电阻丝上套有一轻质绝缘滑环。通过绝缘滑环可将重物吊起 （不考虑敏 感电阻丝的重力和滑环上的摩擦），M、N 两接线柱等高且固定。 （1）不挂重物时，小组成员将电路中开关 S 断开，用一个多用电表拨至欧姆档的“ × 10” 档位， 红黑表笔短接进行欧姆调零，然后测量连接在 M、N 两接线柱之间的拉力敏感电阻 丝的阻值，表盘上指针如图（b）所示，则该电阻丝的阻值为________Ω。 （2）查阅该电阻丝相关资料，发现在拉力作用下电阻丝发生微小形变时(宏观可忽略)，阻 值 R 随拉力 F 变化如图（c）所示。已知电路中电源电动势 E =3V，内阻 r =2Ω；灵敏电 流计量程为 10mA ，内阻 Rg=50Ω，可变电阻 Rp）。具体操作步骤如下： 步骤一：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻 Rp，使灵敏电流计指针满偏； 步骤二：滑环下吊已知重力的重物 G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为 θ； 步骤三：保持可变电阻 Rp 接入电路电阻不变，读出此时灵敏电流计示数 I； 步骤四：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上，记录每一个重力值对应的电流值； 步骤五：将灵敏电流计刻度盘改装为重力刻度盘。 ①若测得 θ=60°，灵敏电流计指针半偏，根据题中信息，则待测重物重力 G= _________N； ②改装后的重力刻度盘，其零刻度线在灵敏电流计____（选填“ 零刻度” 或“ 满刻度” ）处； ③测量过程中电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台“ 吊秤” 称重前，进行 了“步骤一”操作，则测量结果______________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。24. (14 分)如图所示，光滑绝缘细杆轨道由水平 MN 部分和半圆形 NP 部分平滑连接而 成，其中半圆轨道 NP 在竖直平面内，半径 R=20cm。整个轨道所在的空间内有竖直向上的 匀强电场，电场强度 E=2.0×103V/m。一个带孔小球（可以看成质点）穿在轨道上以某一初 速度从距离 N 点 L=40 cm 处的 A 点开始向左运动，经过半圆轨道的最高点 P 点后恰好 能落在 A 点位置，已知小球的质量 m=80g，所带正电荷量 q=2.0×10－4C，取 g =10m/s2， 不计空气阻力，求： （1）小球经过 P 点时的速度大小； （2）小球经过半圆轨道上 N 点时对轨道的压力大小。 25. (18 分)如图所示,在水平面上有 A、B、C 三个物块间隔距离为 d 静止排列在同一条直线 上，三个 物块质量分别为 m、2m 、3m，与地面间的动摩擦因数都为 μ。现用大小 F=3μmg 水平恒 定推力沿三个物块连线方向向右推动物块 A，相邻两物块发生碰撞时粘在一起且认为碰撞 时间极短。求： （1）物块 A 和 B 碰撞前瞬间,物块 A 的速度大小； （2）物块 A 和 B 与物块 C 碰撞后，三者整体运动的位移大小； （3）从物块 B 获得速度开始运动到刚好静止这段时间内，物块 A 对物块 B 的冲量大小。 33．[物理——选修 3– 3]（15 分） （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．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉中的分子在不停地做无规则运动 B．热量不能自发地从分子平均动能小的物体传到分子平均动能大的物体 C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢 D．随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小 E．气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间内碰撞器壁 单位面积的气体分 子数一定减少 （2）（10 分）如图是简易水银开关温度报警装置，其原理是：导热性能良好的竖直均匀细管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发 出报警声。开始空气柱温度为 27℃时，长度 L1 为 20cm，水银柱上表面与导线下端的距离 L2 为 12cm， 管内水银柱高 h 为 4cm，大气压强 p0 为 76cmHg。（忽略温度升高时水银、玻 璃管等发生的微小形变） （i）当空气柱温度达到多少时，蜂鸣器会报警？ （ii）若要使该装置在 123℃时开始报警，至少应该再往管内注入多高的水银柱？ 34．[物理——选修 3– 4]（15 分） （1）（5 分）如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正向（向右）传播，从波传到 x＝5m 的 M 点时开始计时，已知 P 点相继两次出现波峰的时间间隔为 0. 4s，下面说法中正确的是 ____。 （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．该列波在 0.1s 内向右传播的距离为 1 m B．从计时起，x＝1.5m 处的质点 Q 在 0.1s 时间内 通过的路程为 10cm C．从计时起，x＝1m 处的质点 P 在 0.1s 时间内向 右运动的位移大小为 1m D．t＝0.2s 时刻，x＝1.5m 处的质点 Q 的振动方向沿 y 轴正方向 E．t＝0.7s 时刻，x＝9m 处的质点 N（图中未标出）第一次到达波峰 （2）（10 分）某次探矿时发现一天然透明矿石，将其打磨成球形后置于空气中。已知球半 径 R=10cm，MN 是一条通过球心 O 的直线。单色细光束 AB 平行于 MN，从球面上的 B 点射入球体，再沿光路 BC 从球面上的 C 点沿 CD 方向射出，并与直线 MN 相交于 P 点， 其光路如图所示。测得 AB 与 MN 间距为 d cm，CD 与 MN 所成的角 α=30°， 已知光在真空中传播的速度 c=3.0×108m / s。求： (ⅰ)求该天然透明矿石的折射率 n； (ⅱ)光在矿石中从 B 点到 C 点所需的时间 t。 =5 2