湖南省长郡中学2020届高三物理第三次适应性试题（Word版附答案）

长郡中学 2020 届高三适应性考试(三) 理科综合能力测试 物理部分 本试题卷共 18 页，全卷满分 300 分。 注意事项： 1.答题前，考生可能需要输入信息。请务必正确输入所需的信息，如姓名、考生号等。 2.选择题的作答：请直接在选择题页面内作答并提交。写在试题卷、草稿纸等非答题区域均无 效。 3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内或空白纸张上，按规定上传。 4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用笔涂黑，或者在空白纸张上注 明所写题目，然后开始作答。 第 I 卷 二、选择题：本大题共 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～ 17 题只有一项符合题目要求，第 18～21 题有多项符合题目要求，全部选对得 6 分，选对但不 全的得 3 分，有选错的得 0 分。 14.一滴水的质量为 0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方 5m 处由静止下落，水滴和石头 的撞击时间为 0.01s，重力加速度 g 取 10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下 一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为 A.1N·s B.10N·s C.20N·s D.40N·s 15.如图 9 所示，一名消防救援队队员手拉长为 L、呈水平方向的轻绳从平台上跳下，运动到 B 点时松开手，恰好落到障碍物后被困人员所在的 A 点。B 点是障碍物的最高点，O、B、C 三 点在同一竖直线上，队员可视为质点，空气阻力不计，利用图示信息判断，下列关系正确的 是A. B. C. D. 16.如图 10 所示，在真空云室中的矩形 ABCD 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静 止放置在 O 点的铀 238 原子核( )发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线 是反冲核(新核)和射线的径迹，曲线 OP 为 圆弧，x 轴过 O 点且平行于 AB 边。下列说法正 确的是 A.铀 238 原子核发生的是β衰变，放出的射线是高速电子流 B.曲线 OP 是射线的径迹，曲线 OQ 是反冲核的径迹 C.改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系随之变化 D.曲线 OQ 是 α 射线的径迹，其圆心在 x 轴上，半径是曲线 OP 半径的 45 倍 17.如图 11 所示，上表面粗糙、倾角θ＝37°的斜面体放在光滑的水平地面上，一物块静止在 斜面体上。现给斜面体一水平向左的推力 F，发现无论 F 多大，物块均能与斜面体保持相对静 止。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则物块与斜面体间的动摩擦 因数μ应满足的条件为 A. B. C. D. 18.牛顿在 1687 年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落 回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。如图 12 所示，将物体从一座高山上的 O 点水 平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中 A、B、C、D、E 是从 O 点 以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。已知 B 是圆形轨道，C、D 是椭圆轨道，在轨道 E 上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，空气阻力和地球自转的影响不计，则 下列说法正确的是 2 4 xh L = 2 4 xh LL = − 2( ) 4 x Lh L += 2( ) 4 x Lh LL += − 238 92U 1 4 4 3 µ < 4 3 µ ≥ 3 4 µ < 3 4 µ ≥A.物体从 O 点抛出后，沿轨道 A 运动落到地面上，物体的运动可能是平抛运动 B.在轨道 B.上运动的物体，抛出时的速度大小为 11.2km/s C.使轨道 C、D 上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过 O 点 D.在轨道 E 上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于 16.7km/s 19.用如图 13 所示的装置研究光电效应现象，光电管阴极 K 与滑动变阻器的中心抽头 c 相连， 光电管阳极与滑动变阻器的滑片 P 相连，初始时滑片 P 与抽头 c 正对，电压表的示数为 0(电 压表 0 刻线在表盘中央)。在移动滑片 P 的过程中，光电流 I 随电压表示数 U 变化的图像如图 14 所示，已知入射光的光子能量为 1.6eV。下列说法正确的是 A.当滑片 P 与 c 正对时，电路中无光电流 B.当 U＝－0.6V 时，滑片 P 位于 b、c 之间 C.阴极材料的逸出功为 0.6eV D.当 U＝0.8V 时，到达阳极的光电子的最大动能为 1.4eV 20.如图 15 所示，在 x 轴上坐标原点 O 处固定电荷量 q1＝＋4×10－8C 的点电荷，在 x＝6cm 处固定电荷量 q2＝－1×10－8C 的点电荷。现在 x 轴上 x>12cm 的某处由静止释放一试探电荷， 则该试探电荷运动的 v－t 图像可能正确的是 21.如图 16 所示，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为 R，管道内有一质量为 m、带电荷量为＋q、直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场 和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为 B，方向水平向里，电场的电场强度大小 E＝ (g 为 重力加速度)，方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为 v0 的初速度水平射 出，下列说法正确的是 A.无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为 0 B.小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为 ，方向竖直向下 C.小球在最高点对轨道的作用力为 0 时，受到的洛伦兹力大小可能为 ，方向竖直向下 D.若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大 于 mg 第 II 卷 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)利用阿特伍德机可以验证力学定律。图 17 为一理想阿特伍德机示意图，A、B 为两质 量分别为 m1、m2 的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，两物块离 地足够高。设法固定物块 A、B 后，在物块 A 上安装一个宽度为 d 的遮光片，并在其下方空 中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，读出遮光片 通过光电门]所用的时间△t。若想要利用上述实验装置验证牛顿第二定律实验，则： 2 mg q 2 mg 2 0mv R 3 2(1)实验当中，需要使 m1、m2 满足关系： 。 (2)实验当中还需要测量的物理量有 (利用文字描述并标明对应的物理量符号)。 (3)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为 (写出等式的完整形式无需简化)。 (4)若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为 (写出 等式的完整形式无需简化)。 23.(9 分)某同学利用图 18 电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接 一细管，细管上加有阀门 K 以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可 忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。 实验器材还有： 电源(电动势约为 3V，内阻不可忽略) 两个完全相同的电流表 A1、A2(量程为 3mA，内阻不计) 电阻箱 R(最大阻值 9999Ω) 定值电阻 Ro(可供选择的阻值有 100Ω、1kΩ、10kΩ) 开关 S，导线若干，刻度尺 实验步骤如下： A.测得圆柱形玻璃管内径 d＝20mm； B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度 L； C.连接好电路，闭合开关 S，调整电阻箱阻值，读出电流表 A1、A2 示数，分别记为 I1、I2，记 录电阻箱的阻值 R；D.改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤 B、C，记录每一次水柱长度 L 和电阻箱阻值 R； E.断开开关 S，整理好器材。 (1)玻璃管内水柱的电阻 Rx 的表达式 Rx＝ (用 R0、R、I1、I2 表示)； (2)若在上述步骤 C 中每次调整电阻箱阻值，使电流表 A1、A2 示数均相等，利用记录的多组水 柱长度 L 和对应的电阻箱阻值 R 的数据，绘制出如图 19 所示的 R－L 关系图象，则自来水的 电阻率为 Ω·m(保留两位有效数字)，该实验，定值电阻 R0 应选 。 (3)在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述 测量值相比将 。(填“偏大”“不变”或“偏小”) 24.(12 分)如图 20 所示，两相同小木块 M、N(均视为质点)的质量均为 m＝1kg，放在水平桌面 上，木块 M、N 间夹有一压缩的轻质弹簧 P，弹簧两端与小木块 M、N 不拴接，但两木块通 过长 L＝0.1m 的细线相连接。桌子中央 0 左侧粗糙，中央 0 右侧光滑，小木块 M、N 与桌子 左侧间的动摩擦因数μ＝0.5，且开始时木块 N 离桌子中央 O 的距离 s＝1.15m。现让小木块 M、 N 一起以 v0＝4m/s 的初速度向桌子右侧运动，当木块 M、N 越过桌子中央 O 进入右侧光滑区 后，剪断 M、N 间的细线，发现小木块 M 最终停在桌面光滑区，而小木块 N 水平抛出离开桌 面，木块 N 运动到 A 点时速度方向恰好沿 AB 方向，小木块 N 沿斜面 AB 滑下。已知斜面 AB 与水平方向的夹角为 37°，斜面长为 2.0m，木块 N 与斜面间的动摩擦因数也是μ＝0.5。木 块 N 到达 B 点后通过光滑水平轨道 BC 到达光滑竖直圆轨道，底端(稍稍错开)分别与两侧的直 轨道相切，其中 AB 与 BC 轨道以微小圆弧相接。重力加速度 g 取 10m/s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8。 (1)求压缩弹簧的弹性势能 Ep： (2)求水平桌面与 A 点的高度差； (3)若木块 N 恰好不离开轨道，并能从光滑水平轨道 DE 滑出，则求竖直圆轨道的半径 R。 25.(20 分)如图 21 所示，真空中有以 O1 为圆心，R 为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端 与 y 轴相切于坐标原点 O，圆的最上端与平行于 x 轴的虚线 MN 相切于 P 点，磁场方向垂直 纸面向里，第一象限内在虚线 MN 上方沿 y 轴负方向有平行于 y 轴的有界匀强电场(上边界平行于 x 轴，图中未画出)。现从坐标原点 O 在纸面内向坐标系的第一象限和第四象限内的不同 方向发射速率均为 v0 的质子。已知沿 x 轴正方向发射的质子恰好从 P 点离开磁场进入电场， 能到达电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度 E 和磁感应强度 B 大小未知，但满足关 系 v0＝ ，不计质子的重力、质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。 (1)求匀强电场上边界与虚线 MN 的间距 d； (2)在第四象限内沿与 x 轴正方向成 30°角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终 离开磁场区域的过程质子运动的时间 t； (3)若电场方向改为沿 x 轴的负方向，场强大小不变，如图 22 所示，电场上边界位置也不变， y0＝4R 处有一平行于 x 轴的荧光屏，与 y 轴相交于 Q 点，由 O 点发射的所有质子最终均能打 在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。 (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做答。 如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33.(15 分)[物理——选修 3－3] (1)(5 分)一定质量的理想气体由状态 A 经状态 B 到状态 C 的 p－V 图象如图 30 所示。若已知 在 A 状态时，理想气体的温度为 320K，则下列说法正确的 。(已知 l atm＝1× 105Pa。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.气体在 B 状态时的温度为 720K B.气体分子在状态 A 的平均动能大于在状态 C 的平均动能 C.气体从状态 A 到状态 C 的过程中对外做功 6E BD.气体从状态 A 到状态 C 的过程中温度先降低后升高 E.气体从状态 A 到状态 C 的过程中吸收热量为 900J (2)(10 分)如图 31 所示，两个横截面积都为 S 的圆柱形容器，右边容器高为 H，上端封闭，左 边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为 M 的活塞。两容器由装有阀门的极细管 道相连，容器、活塞和细管导热性良好。左、右两边容器中装有相同的理想气体，开始时阀 门打开，活塞到容器底的距离为 H。现将阀门关闭，在活塞上放一质量也为 M 的砝码，活塞 缓慢下降，直至系统达到新的平衡。已知外界温度恒定，外界大气压强为 p0，重力加速度为 g，M＝ ，求： ①当系统达到新的平衡时活塞距底端的高度； ②当系统达到新的平衡后再打开阀门，活塞又缓慢下降，直至系统再次达到平衡，求左边气 体通过阀门进入右边容器的质量与右边气体原来质量的比值。 34.(15 分)[物理——选修 3－4] (1)(5 分)高精度全息穿透成像探测仪利用电磁波穿透非金属介质，探测内部微小隐蔽物体并对 物体成像，具有分辨率高、体积小、辐射少，应用领域比超声波更广。关于电磁波和超声波， 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.电磁波和超声波均能发生偏振现象 B.电磁波和超声波均能传递能量和信息 C.电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象 D.电磁波和超声波均需依赖于介质才能传播 E.电磁波由空气进入水中时速度变小，超声波由空气进入水中时速度变大 (2)(10 分)居家学习的某同学设计了一个把阳光导入地下室的简易装置。如图 32，ABCD 为薄 壁矩形透明槽装满水后的竖直截面，其中 AB＝d，AD＝2d，平面镜一端靠在 A 处，与水平底 面夹角θ＝45°斜放入水槽。太阳光入射到 AD 面上，其中一细束光线以入射角 α1＝53°射到 水面上的 O 点，进入水中后，射到平面镜距 A 点为 d 处。不考虑光的色散现象及水槽壁 0p S g 2 2对光线传播的影响，取水对该束光的折射率 n＝ ，sin53°＝ ，cos53°＝ 。求该束光 ①射到平面镜时的入射角 α2； ②第一次从水中射出的位置与 D 点的距离 x。 4 3 4 5 3 5