内蒙古2020届高三物理下学期第一次模拟试题（Word解析版）

高三下学期第一次调研考试 理科综合 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，有选错的得 0 分。 1.已知氢原子的激发态能量 ，其中 E1 为基态能量，n=1，2，3……。若氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级放出光子的频率为 ν，能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为 （　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知： ； 能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足： ， 解得： ， 故 C 正确，ABD 错误。 故选：C 2.已知地球两极处的重力加速度大小约为 9.8m/s2,贴近地球表面飞行卫星的运行周期约为 1.5 小时，试结合生活常识，估算一质量为 60kg 的人站在地球赤道上随地球自转所需要的向心力 约为 A. 0.2N B. 0.4N C. 2N D. 4N 【答案】C 【解析】 【详解】在两极： ；对贴近地球表面飞行的卫星： ，解得 。 1 2n EE n = 9 4 ν 4ν 36 5 ν 9ν 1 1 2 2- =3 2 E E hν 10 E hν ′− = 36 5v v′ = 2 MmG mgR = 2 2 2 4MmG m RR T π′ ′=； 则 站 在 地 球 赤 道 上 随 地 球 自 转 的 人 所 受 的 向 心 力 ： ，故选 C. 3.在空间建立三维坐标系如图所示，xoz 在水平面内，y 沿竖直方向．空间充满沿-y 方向磁感 应强度为 B 的匀强磁场和沿+z 方向的匀强电场，电场强度 E=v0B．一质量为 m，电荷量为－q 的带点小球从坐标原点 O 以初速度 v0 沿+x 方向抛出，设空间足够大，则 A. 带电小球做加速度不断变化的变速曲线运动 B. 带电小球做匀变速曲线运动 C. 若带电小球运动到某位置，坐标为(x0，－y0，0)，则速度与+x 方向的夹角 θ 满足 tanθ= D. 若带电小球运动到某位置，坐标为(x0，－y0，0)，则速度与+x 方向的夹角 θ 满足 tanθ= 【答案】BD 【解析】 【分析】 带负电的小球从 O 点沿+x 方向射入，则电场力方向沿-z 方向，洛伦兹力沿+z 方向，因 E=v0B，可知 Eq=qv0B，即沿 z 轴方向受力平衡，则小球将在重力作用下做平抛运动，根据平 抛运动的规律即可解答. 【详解】A B．带负电的小球从 O 点沿+x 方向射入，则电场力方向沿-z 方向，洛伦兹力沿+z 方向，因 E=v0B，可知 Eq=qv0B，即沿 z 轴方向受力平衡，则小球将在重力作用下做平抛运动， 即带电小球做匀变速曲线运动，选项 A 错误，B 正确； 2 24 gTR π= 22 2 2 2 '2 '2 2 '2 4 4 1.5= 60 9.8 N 2N4 24 gT TF m R m m gT T T π π π  = × = = × × ≈  人 人 人向 0 02 y x 0 0 2y xCD．若带电小球运动到某位置，坐标为(x0，－y0，0)，则沿 x 方向：x0=v0t，vy=gt，速度与+x 方向的夹角 θ 满足 ，选项 C 错误，D 正确； 故选 BD. 4.如图所示，边界 OM 与 ON 之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界 ON 上有一粒子源 S．某一时刻，从离子源 S 沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒 子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间有大量粒子从边 界 OM 射出磁场．已知∠MON＝30°，从边界 OM 射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于 T（T 为粒子在磁场中运动的周期），则从边界 OM 射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 （　　） A. T B. T C. T D. T 【答案】A 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动做匀速圆周运动，入射点是 S，出射点在 OM 直线上，出射点与 S 点的连线为轨迹的一条弦．当从边界 OM 射出的粒子在磁场中运动的时间最短时，轨迹的弦 最短，根据几何知识，作 ES⊥OM，则 ES 为最短的弦，粒子从 S 到 E 的时间即最短． 由题意可知，粒子运动的最长时间等于 ，设 OS＝d，则 DS＝OStan30°＝ ，粒子在磁 2 0 0 0 0 0 1 22 1 2 y gtv ygttan v v xv t θ = = = = 1 2 1 3 1 4 1 6 1 8 1 2 3 3 d场中做圆周运动的轨道半径为： ， 由几何知识有： ES＝OSsin30°＝ d，cosθ＝ ＝ ，则：θ＝120°， 粒子在磁场中运动的最长时间为： tmin＝ ，故 A 正确，BCD 错误． 5.一质量为 m 的小物块静置于粗糙水平地面上，在水平外力作用下由静止开始运动，小物块的 加速度 a 随其运动距离 x 的变化规律如图所示。已知小物块与地面间的动摩擦因数为 μ，重力 加速度为 g，在小物块运动 0～2L 的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小物块在 0～L 内做匀变速直线运动，L～2L 内做匀速运动 B. 小物块运动至 2L 处的速度为 C. 整个过程中水平外力做功为 D. 小物块从 L 处运动至 2L 处所用的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A.小物块在 0~L 内加速度减小，做加速度减小 变加速直线运动，L~2L 内加速度不 变，做匀加速运动，故 A 错误； B.整个过程，根据动能定理得： ， 得小物块运动至 2L 处的速度为： ， 故 B 错误； 的 DS 3 2 6r d= = 1 2 2 2 2 2 ES 2 r r − 1- 2 1 360 3T T θ =° 02 6a L ( )02 3m g a Lµ + 0 1 2 L a 20 0 0 3 + 1+ =2 2 ma ma L ma L mv 06v a L=C.整个过程，根据动能定理得： ， 联立解得水平外力做功为 ， 故 C 正确； D.设小物块运动至 L 处的速度为 .根据动能定理得： ， 得 ， 小物块从 L 处运动至 2L 处做匀加速直线运动，有 ， 联立解得 ， 故 D 错误。 故选：C。 6.如图所示，带孔的小球 A 套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球 B 通过轻绳连接，处于 静止状态。对 B 施加水平力 F 使其缓慢上升，直到 A 刚要滑动。在此过程中（　　） A. 水平力 F 先变大后变小 B. 杆对小球 A 的支持力逐渐变大 C. 轻绳对小球 B 的拉力先变大后变小 D. 杆对小球 A 的摩擦力先变小后变大 【答案】BD 【解析】 【详解】AC.小球 B 受拉力 F、重力和轻绳的拉力 ，合力为零如图所示： 2 F 12 = 2W mg L mvµ− ⋅ ( )F 02 3W mL g aµ= + 0v 20 0 0 3 1 2 2 ma ma L mv + = 0 02v a L= 0 2 v vL t += 0 2 2 6 Lt a = + γF由此可知，随着 的增加，拉力 F 和轻绳张力 均增大，故 A 错误，C 错误； BD.再对 A、B 球整体分析，受重力、拉力 F、支持力 FN 和静摩擦力 ，如图所示： 设杆与水平方向的夹角为 ，根据平衡条件，在垂直杆方向有 ， 随着 F 的增大，支持力 增大： 在平行杆方向，有： ， 可得： ， 可知随着 F 的增大，静摩擦力逐渐减小，当 时，摩擦力为零，此后 静摩擦力反向增大，故 B 正确，D 正确。 故选：BD 7.如图所示，真空中有三个带等电荷量的点电荷 a、b 和 c，分别固定在水平面内正三角形的顶 点上，其中 a、b 带正电，c 带负电，O 为三角形中心，A、B、C 为三条边的中点。则（　　） A. B、C 两点场强相同 。 α γF fF θ ( ) cos sinNF M m g Fθ θ= + + NF cos ( ) sinfF F M m gθ θ+ = + ( ) sin cosfF M m g Fθ θ= + − ( ) sin cosM m g Fθ θ+ =B. B、C 两点电势相同 C. 在 O 点自由释放电子（不计重力），会沿 OA 直线上往复运动 D. 在 O 点自由释放电子（不计重力），会在 OA 方向一直单向运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A.由题意知，B、C 两点的电场强度为三个点电荷在该处场强的矢量和，其中 a、c 两 处的点电荷在 B 点的场强的矢量和沿 Bc 方向，b 处电荷在 B 点的场强沿 bB 方向，同理可知 C 处场强沿 aC 方向，如图所示，所以 B、C 两处电场强度的方向不同，故 A 错误； B.a、c 两电荷在 B 点的电势之和为零（规定无穷远处电势为 0），b、c 两处电荷在 C 点的电势 之和等于零，所以 B 点的电势等于 b 处电荷在该点的电势，C 处电势等于 a 处电荷在该点的电 势，a、b 两电荷带等量正电荷且 aC=bB，所以 B、C 两点电势相等，故 B 正确； CD.由图知，O 点电场的方向沿 Ac 方向，在 OA 的延长线上有一场强为零的点 D，在 OA 线上 D 点的两侧电场的方向相反，所以电子在 O 点由静止释放将沿 OA 方向做加速运动到 D，然 后减速运动到速度为零，接着往回运动，即会在 OA 直线上往复运动，故 C 正确，D 错误。 故选：BC。 8.如图所示， 为一边长为 的正方形导线框，导线框位于光滑水平面内，其右侧为一匀 强磁场区域，磁场的边界与线框的边 平行，磁场区域的宽度为 ，磁感应强度为 ，方向 竖直向下．线框在一垂直于 边的水平恒定拉力 作用下沿水平方向向右运动，直至通过磁 场区域． 边刚进入磁场时，线框开始匀速运动，规定线框中电流沿逆时针时方向为正，则 导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中， 、 两端的电压 及导线框中的电流 随 边的位置坐标 变化的图线可能正确是 abcd l cd 2l B cd F cd a b abU i cd xA. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 A、B、线圈的 cd 边刚进入磁场时做匀速运动，则整个线圈进入磁场时速度不变，根据楞次定 律产生逆时针方向的电流，为正方向，电动势大小 ，此时 ab 两端的电压为 ，当线圈全部进入磁场时，线圈内无感应电流，此时线圈做匀加速运动，ab 两 端的电压为 ，对比图象可知，A 错误；B 正确；， C、D、当线圈的 cd 边出磁场时．电流为顺时针方向，由于此时安培力大于外力 F，故此时线 圈做减速运动，且加速度逐渐减小，电流图象切线的斜率减小，逐渐趋近于开始进入磁场时 的电流大，C 错误；D 正确； 故选 BD． 三、非选择题：共 174 分。第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题（共 129 分） 9.某学习小组利用如图所示的实验装置探究合外力与速度的关系．一端带有定滑轮的长木板固 定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连．实验中改变动滑轮 下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一 位置 P 由静止开始释放的滑块经过速度传感器时的速度大小 v，用天平测出滑块的质量 m，用 刻度尺测出 P 与速度传感器间的距离 S，当地的重力加速度大小为 g，滑轮的质量都很小． E BLv= 1 BLv4abU = ( )BLabU v at= +(1)实验中钩码质量_____ (填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量． (2)根据实验数据作出 v2-F 图象，下列图象中最符合实际情况的是_______． (3)据实验已测得数据及 v2-F 图象，______(填“能”或“不能”)测出滑块与长木板间的动摩擦因 数． 【答案】 (1). 不需要 (2). B (3). 能 【解析】 (1)实验中钩码的质量不需要远小于滑块的质量，因为滑块所受的拉力可由弹簧测力计直接测 出． (2)由 Fs−μmgs= −0 可得 v2= F−2μgs,当 m、s、μ 一定时,v2 与 F 为线性关系，且 v=0 时 F>0，B 正确．故选 B (3)由 v2−F 图象读出横轴截距 b,则 b=μmg,得 μ=b/mg. 故答案为(1)不需要;(2)B;(3)能． 10.某同学想将满偏电流 Ig=100μA、内阻未知的微安表改装成电压表． （1）该同学设计了图甲所示电路测量该微安表的内阻，所用电源的电动势为 4V．请帮助该同 21 2 mv 2s m学按图甲所示电路完成实物图乙的连接______． （2）该同学先闭合开关 S1，调节 R2 的阻值，使微安表的指针偏转到满刻度；保持开关 S1 闭 合，再闭合开关 S2，保持 R2 的阻值不变，调节 R1 的阻值，当微安表的指针偏转到满刻度的 时，R1 的阻值如图丙所示，则该微安表内阻的测量值 Rg=_____Ω，该测量值_____（填“大 于”“等于”或“小于”）真实值． （3）若要将该微安表改装成量程为 1V 的电压表，需_____（填“串联”或“并联”）阻值 R0=_____Ω 的电阻． 【答案】 (1). 如图所示 (2). 142； (3). 小于 (4). 串联 (5). 9858 【解析】 【分析】 （1）根据电路图连线；（2）结合电路串并电压、电流特点以及电流与电阻关系求解电流表 的内阻．（3）利用电流的改装原理，电压表利用串联分压，根据 U=Ug+IgR 计算电阻 R0． 【详解】（1）实物连线如图所示； （2）由电路图可知，当微安表的读数偏转到 2Ig/3 时，通过电阻箱的电流为 Ig/3，则电阻箱的 阻值等于微安表内阻的 2 倍，由图可知电阻箱的读数为 284Ω，则微安表的内阻为 142Ω； 闭合 S2 后，电路总电阻变小，电路总电流变大，通过电阻箱的电流大于 Ig/3，则该实验测出 的电表内阻偏小； （2）若要将该微安表改装成量程为 1V 的电压表，需串联阻值 的电阻． 2 3 0 6 1 142 9858100 10g g UR rI −= − = − = Ω×11.某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究．他让这辆小车在水平的地面上由静 止开始沿直线轨道运动，并将小车运动的全过程通过传感器记录下来，通过数据处理得到如 图所示的 ~t 图象．已知小车在 0~2s 内做匀加速直线运动，2s ~11s 内小车牵引力的功率保持 不变，9s ~11s 内小车做匀速直线运动，在 11s 末开始小车失去动力而自由滑行．已知小车质 量 ，整个过程中小车受到的阻力大小不变，试求： （1）在 2s~11s 内小车牵引力的功率 P 是多大？ （2）小车在 末的速度 为多大？ （3) 小车在 2s~9s 内通过的距离 是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，在 11s 末撤去牵引力后，小车只在阻力 f 作用下做匀减速直线运动， 设其加速度大小为 a ，根据图象可知： ； 根据牛顿第二定律有： ； 解得： ； 设小车在匀速运动阶段的牵引力为 ，则： ， ； 根据： ； 解得： ； （2）0~2s 的匀加速运动过程中，小车的加速度为： ； 设小车的牵引力为 ，根据牛顿第二定律有： ； 根据题意有： ； 解得： ； υ 1kgm = 2s xv x 16W 4m/s 44m 22m/sa t υ∆= = −∆ f ma= 2Nf = F F f= 8m/smv = mP Fυ= 16WP = 2 x x va t υ∆= =∆ xF x xF f ma− = x xP F v= 4m/sxv =（3）在 2s~9s 内的变加速过程， ，由动能定理可得： ； 解得小车通过的距离是： ； 12.如图，竖直平面内（纸面）存在平行于纸面的匀强电场，方向与水平方向成 θ= 60°角，纸 面内的线段 MN 与水平方向成 α=30°角，MN 长度为 d．现将一质量为 m、电荷量为 q(q>0)的 带电小球从 M 由静止释放，小球沿 MN 方向运动，到达 N 点的速度大小为 （待求）；若将 该小球从 M 点沿垂直于 MN 的方向，以大小 的速度抛出，小球将经过 M 点正上方的 P 点 （未画出），已知重力加速度大小为 g，求： (l)匀强电场的电场强度 E 及小球在 N 点的速度 ； (2)M 点和 P 点之间的电势差； (3)小球在 P 点动能与在 M 点动能的比值． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】解：（1）由小球运动方向可知，小球受合力沿 MN 方向，如图甲，由正弦定理： 得： 7st∆ = 2 2 1 1 1 2 2mP t fx m mυ υ∆ − = − 44mx = Nv Nv Nv 2gd 4mgd q 7 3 sin30 sin30 sin120 mg F Eq= =    3mgE q =合力：F=mg 从 ,有： 得： （2）如图乙，设 MP 为 h，作 PC 垂直于电场线，小球做类平抛运动： 得： （3）如图乙，作 PD 垂直于 MN，从 ，由动能定理： M N→ 22 Nad υ= 2N gdυ = 21cos60 2h at= sin60 Nh tυ= cos30MCU Eh=  MP MCU U= 4 MP mgdU q = M P→ MD KP KMFS E E= − sin30MDS h=  21 2KM NE mv= 7 3 KP MD KM KM KM E FS E E E += =（二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科 任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 13.一定质量的理想气体从状态 A 可以经历过程 1、过程 2 到达状态也可以经历过程 3 到达状 态 C，还可以经历过程 4 到达状态 D，其 P-V 图像如图所示，且 B、C、D 在一条平行于纵轴 的直线上．已知在这四个过程中的某一过程中，气体始终与外界无热量交换；在过程 3 中，A 到 C 的曲线是双曲线的一部分．对于这四个过程，下列说法正确的是 ． A. 在过程 1 中，外界先对气体做正功，然后气体再对外做功 B. 在过程 2 中，气体温度先逐渐降低然后逐渐升高 C. 在过程 3 中，气体温度始终不变 D. 在过程 4 中，气体始终与外界无热量交换 E. 在 A、B、C、D 四个状态中，B 状态气体温度最高 【答案】CDE 【解析】 【详解】在过程 1 中，气体的体积一直变大，可知气体对外做功，选项 A 错误；在过程 3 中， A 到 C 的曲线是双曲线的一部分，可知从 A 到 C 为等温线，即 PV 乘积不变；则在过程 2 的 从 A 到 B 的过程，PV 乘积逐渐变大，温度逐渐升高，选项 B 错误，C 正确；过程 4 中，PV 乘积逐渐减小，可知温度逐渐降低，内能减小，气体体积变大，对外做功，可知气体始终与 外界无热量交换的过程是 4 过程，选项 D 正确；由以上分析可知，在 A、B、C、D 四个状态 中，B 状态气体温度最高，选项 E 正确. 14.如图所示，横截面积为 S，质量为 M 的活塞在气缸内封闭着一定质量的理想气体，现对气 缸内气体缓慢加热，使其温度从 T1 升高了∆T，气柱的高度增加了 ΔL，吸收的热量为 Q，不 计气缸与活塞的摩擦，外界大气压强为 p0，重力加速度为 g，求：①此加热过程中气体内能增加了多少？ ②若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，如图所示，使缸内气体的体积又恢复到 初始状态，则放砝码的质量为多少？ 【答案】① ② 【解析】 ①设缸内气体的温度为 时压强为 ，活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡， 得到： 气体膨胀对外界做功为： 根据热力学第一定律得到： 联立可以得到： ②设放入砝码的质量为 m，缸内气体的温度为 时压强为 ，系统受重力、大气压力和缸 内气体的压力作用而平衡，得到： 根据查理定律： 联立可以得到： 15.如图所示，两束平行 黄光射向截面 ABC 为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对该黄 光的折射率为 ，入射光与 AB 界面夹角为 45°，光经三棱镜后到达与 BC 界面平行的光屏 PQ 上，下列说法中正确的是________。 的 ( )0-U Q S Mg Lp∆ = + ∆ ( )0 1 S Mg T m g p T + ∆ = 1T 1p 0 1Mg S Sp p+ = 1W S Lp= ∆ Q W U− = ∆ ( )0-U Q S Mg Lp∆ = + ∆ 2T 2p ( ) 0 2M m g S Sp p+ + = 1 2 1 2 p p T T = ( )0 1 S Mg T m g p T + ∆ = 2A. 两束黄光从 BC 边射出后仍是平行的 B. 黄光经三棱镜折射后偏向角为 30° C. 改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 D. 改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 E. 若让入射角增大，则出射光束不平行 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB.如图所示，由折射率公式 ， 可知 r=30°， 由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边 AC，由对称性可知其在 BC 边射出时的出射角 也为 i=45°，因此光束的偏向角为 30°，且两束光平行，故 A 正确，B 正确； CD.由于同种材料对不同的色光的折射率不同，相对于黄光而言红光的折射率小，绿光的折射 率较大，因此折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，故 C 错误，D 正确； E.若让入射角增大，则折射角按一定的比例增大，出射光束仍然平行，故 E 错误。 故选：ABD 16.一列沿 x 轴传播的简谐横波，t＝0 时刻的波形如图所示，介质中 x＝6m 处的质点 P 沿 y 轴 方向做简谐运动的表达式为 y＝0.2cos(4πt)m．求： 。 sin sin in r =（1）该波的传播速度； （2）从 t＝0 时刻起，介质中 x＝10m 处的质点 Q 第一次到达波谷经过的时间． 【答案】(1)48m/s；(2) s； 【解析】 试题分析：（i）由图读出波长，根据质点 P 的振动方程 ，读出 ，求出 周期，即可求得波速．（ii）由于波的传播方向未知，要分向右和向左两种情况研究．利用波 形的平移法求时间． （i）由图可知，波长 ，由质点 P 的振动方程可知，角速度 则周期 故该波的传播速度 （ⅱ）若波沿+x 方向传播，t=0 时刻，质点 Q 左侧相邻的波谷在 x=-6m 处 该波谷传播到质点 Q 处时，质点 Q 第一次到达波谷，经过时间 若波沿-x 方向传播，t=0 时刻，质点 Q 右侧相邻的液谷在 x=18m 处 该波谷传播到质点 Q 处时，质点 Q 第一次到达波谷，经过时间 【点睛】解决本题的关键要掌握波形平移法研究波的传播过程，要注意波的双向性．同时会 从波形图中读出波长，由振动方程求出周期，根据 求出波速． 1 6 1 s3 ( )0.2 4y cos t mπ= ω 24mλ = 4 /rad sω π= 2 0.5 T s π ω= = 48 / v m sT λ= = 1 1 3 xt sv = = 2 1 6 xt sv = = v T λ=