重庆市第八中学2020届高三下学期第五次月考物理试题 含答案及解析

理科综合试题第 1 页 （共 15 页） 高 2020 级高三（下）第 5 次月考 物 理 试 题 14．小陈同学用食指和中指夹住笔，此时，笔以倾斜状态平衡。图为剖面图。则下列说 法正确的是（ ） A．中指对笔的作用力方向垂直于笔，斜向左上方 B．食指对笔的压力等于中指对笔的支持力 C．手对笔的作用力方向竖直向上 D．中指对笔的作用力可能为 0 15．某金属在光的照射下发生光电效应，产生的光电子最大初 动能与入射光的频率关系如图所示，则下列说法正确的是 （ ） A．普朗克以量子化思想对光电效应做出解释，并提出了光 电效应方程 B．当入射光频率为v0 2 ，照射很长时间才能发生光电效应 C．当入射光频率为 2v0，产生的光电子最大初动能为 2h푣0 D．当入射光频率为 2v0，光强极小，也可以发生光电效应 16. 把小球放在竖立的轻质弹簧上，并将球向下按至 A 的位置， 如图甲所示．迅速松手后，球被弹起并沿竖直方向运动到最 高位置퐶（图丙），途中经过 B 的位置时弹簧正好处于自由状 态（图乙）.不计空气阻力，从 A 到 C 的运动过程中 ( ) 中指 食指理科综合试题第 2 页 （共 15 页） A.球的机械能守恒 B.球在 B 位置加速度最大 C.从 A 到 C 的过程中，球先加速后减速，在 B 位置时球动能最大 D.从 A 到 C 的过程中，球先加速后减速，在 B 位置时球机械能最大 17．如图所示，OO′为平行板电容器的中线，板间为匀强电 场。在 O 点分别以v0、 v0 2 的速度水平抛出 A、B 两质量 都为 m 且带同种电荷的小球，푞퐴：qB＝３：１，两小球运 动轨迹恰关于 OO′对称，重力加速度为 g，则 A 球受到 电场力大小为（ ） A．15 7 mg B．9 5mg C．3 2mg D．5 7mg 18．如图所示，光滑固定水平杆上套着两小球 A、C，分别通 过轻杆连接着 B、D。轻杆与小球之间均通过铰链相连。 四小球质量相同，两轻杆长度相同。A 固定在水平杆上，C 可自由滑动。现将 B、D 从图示位置即相同高度由静止释放， 下列说法正确的是（ ） A.B 做变速圆周运动 B.D 做变速圆周运动 C.B 的最大速度等于 D 的最大速度 D.B 上升的最大高度等于 D 上升的最大高度理科综合试题第 3 页 （共 15 页） 19．如图所示，飞船在距月球表面 h 处绕月球做匀速圆周运动，周期为 T.飞船可采用两 种登月方式：（1）在 A 点向前短时喷气，使飞船沿椭圆轨道运动，与月球相切的到 达月球上的 B 点；（2）在 A 点沿半径向月球外侧短时喷气，使飞船沿椭圆轨道运动， 与月球相切的到达月球上的 C 点。已知∠BOC=90°，月球半径为 R，则下列说法正 确的是（ ） A．飞船从 A 到 C 运动过程中速度逐渐增大 B．飞船在椭圆轨道经过 A、B 两点的速度之比为 R ： R + ℎ C．飞船从 A 到 C 运动时间等于T 4 D．飞船从 A 到 B 运动时间等于푇 4 (2푅 + ℎ)3 2（R + ℎ）3 20. 如图所示， U0恒定。将R1阻值、R2阻值同时增大到原阻值的 2 倍，则下列说法正确的 有（ ） A.流经R1的电流变为原来的一半 B. 流经R1的电流变为原来的1 4 C.R2的电功率变为原来的1 4 D. R1、R2的电功率之比不变 21. 如图所示，在边长为 L 的正三角形磁场区域内，分布着垂直纸面向内的匀强磁场，磁 感应强度为 B。在距 B 点퐿 4的 P 点处，大量正、负带电粒子以相同速率v = 13qB 퐿 4m 射 入磁场，所有粒子均从AB、BC两边出射。已知粒子质量均为m，电荷量均为q，不考 虑重力影响，下列说法正确的是（ ）理科综合试题第 4 页 （共 15 页） A．从同一点出射的正电粒子与负电粒子在磁场中运动时间相同 B．粒子在磁场运动的最长时间为휋푚 3푞B C．在磁场中运动时间最长的粒子带正电 D．在磁场中运动时间最长与最短的粒子出射点间距为 L 三、非选择题：共 174 分。第 22-32 题为必答题，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。 22．（5 分） 某物理实验小组用如图 1 所示的装置探究动能定理。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是______。 A. 平衡摩擦力时，必须将未连接纸带的小车置于木板上，再改变木板倾角，使小车能沿 木板匀速下滑。 B. 打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不都是均匀的，应选间距均匀的那一段纸 带来计算小车的速度。 C. 换用不同的纸带进行实验，在增加橡皮筋数量的同时应减少橡皮筋拉伸的长度，以实理科综合试题第 5 页 （共 15 页） 现对小车的拉力不变的目的。 D. 本实验不需要测量橡皮筋做的功的具体数值。 （2）该小组利用实验数据绘出的푊−푣2图象如图 2 所示，可能的原因是______。 A.没有平衡摩擦力 B.平衡摩擦力时小车没有连着纸带 C.平衡摩擦力时木板倾角太大 D.打点计时器使用的电源频率比 50Hz 小 23．（10 分） 某同学想通过实验测量一电源的电动势和内阻，已有的实验器材如下： 待测电源（电动势约为9 V，内阻在 2Ω 以内) 电流表（量程0～0.6 A，内阻푅퐴 = 2 Ω） 电压表（量程0～3 V，内阻푅푉 = 1.5 kΩ） 滑动变阻器（阻值范围0～10Ω ） 2 个电阻箱（阻值范围 0～9999.9Ω） 理科综合试题第 6 页 （共 15 页） 实验操作步骤如下： (1)实验中由于电表的量程不足，于是该同学设计了如图甲所示电路进行实验，为了 将电流表量程改成1.8 퐴，电压表量程改成12 푉，则푅1 = _______Ω，푅2 = _______Ω（保 留 1 位小数）。 (2)改好电表后，该同学多次改变滑动变阻器的阻值，读出多组电流表示数 I、电压 表示数 U，并记录下数据，某次测量中电压表的指针位置如图乙所示，则读出电压为 _______V(此处填写从表盘读出的实际数值)。 (3)利用记录好的数据画出的电压 U 与电流 I 的图象如图所示，根据图象可得到待测 电源电动势퐸 = _______V，电源内阻푟 = _______Ω（保留 2 位小数）。 24.（12 分） 树上有一个苹果，离地 2.7m，成熟后自由落下。在与苹果水平距离 1.5m 处的小孩看 到其落下，经 0.2s 反应时间，从 1.5m 的高度平抛出一颗小石子。g 取 10m/s2，不计空气 阻力，求： （1）若石子未击中苹果，求石子在空中运动的时间（结果保留 2 位有效数字）。 （2）若石子能击中苹果，求石子被抛出时的速度。 25.（20 分）理科综合试题第 7 页 （共 15 页） 如图所示，水平面内固定两根平行的无限长光滑金属导轨，导轨间距为 d=2m。空间 中有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5T。A、B 两金属棒垂直导轨放置。先固定 A 棒，对 B 棒施加水平向右的拉力 F。已知 A 棒在导轨间部分电阻 R1=2Ω，B 棒在导轨间 部分电阻 R2=3Ω，导轨电阻忽略不计，A、B 质量均为 1kg，求： （1）若拉力恒为 4N，求 B 的最大速度。 （2）若拉力 F 随时间变化图像如图所示。在 0~3s 内，拉力随时间均匀变大；t=3s 时，B 棒速度 v0=5m/s。求 B 棒在前 3s 内的位移； （3）继续（2）情景，t=3s 时，释放 A 棒；此后 F 恒定不变，继续作用足够长时间 后，撤去拉力。最终，两棒以 25m/s 的速度做匀速直线运动。求撤去拉力后 B 棒产生的 热量。 33．【物理——选修 3–3】（15 分）理科综合试题第 8 页 （共 15 页） （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． 在完全失重的情况下，密封容器中的气体对容器底面仍有压力 B．篮球充气后很难压缩，说明分子间斥力很大 C．露珠是水蒸气凝结成的水珠，这一物理过程中，分子间引力、斥力都变大 D． 毛细现象是分子间作用力的表现 E．同一物体，温度越高，其具有的热量越大 （2）（10 分）两个底面积均为 S 的圆柱形导热容器直立放置，下端由细管连通，细 管体积忽略不计。左容器上端敞开，右容器上端封闭。容器内气缸中各有一个质量不同， 厚度可忽略的活塞，活塞 A、B 下方和 B 上方均封有同种理想气体。已知容器内气体温度 始终不变，重力加速度大小为 g，外界大气压强为푝0，活塞 A 的质量为 m，系统平衡时， 各气体柱的高度如图所示(ℎ已知)，现发现活塞B 发生缓慢漏气， 致使 B 上下气体连通，最终 B 与容器底面接触，此时活塞 A 下 降了0.4ℎ。 求： ①未漏气时活塞 B 下方气体的压强； ②活塞 B 的质量。 34．【物理——选修 3–4】（15 分） （1）（5 分）如图所示的 4 种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双 缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部 分表示亮纹)．则在下面的四个图中（ ）（填正确答案标号.选对 1 个得 2 分，选对 2 个理科综合试题第 9 页 （共 15 页） 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．属于衍射图样的是 A 和 C B．属于干涉图样的是 A 和 C C．A 图对应的光的波长比 C 图对应的光的波长更大 D．B 图对应的光的频率比 D 图对应的光的频率更小 E．从左到右的四幅图 ABCD 对应的色光的顺序是红光、紫光、蓝光、黄光 （2）（10 分）如图，一个折射率 n= 、直径为 2R 的柱形材料的左端面是一个曲面 S，该曲面是由曲线 COC′绕 x 轴旋转而成的．若曲线 COC′是一个圆心在 x 轴上且半径为 R 的二分之一圆弧，现在有平行于 x 轴的光束从空气射入材料左端面，入射点不同的折射 光与 x 轴的交点会各不相同，这种现象叫做像差（不考虑反射光）． （i）已知空气中的光速为 c，求靠近 C 点入射的折射光线从入射到与 x 轴相交所需的时 间； （ii）求出入射角为 30°和 60°的两束光的折射光线与 x 轴的交点之间的距离； 3理科综合试题第 10 页 （共 15 页） 月考物理答案 14.C 解析：笔必受重力 G。食指、中指所给的垂直于笔的支持力 N1，N2，摩擦力为 f1，f2。 若笔仅受 G、N1、N2，因 N1、N2 共线，笔无法平衡。笔平衡必受摩擦力。中指对笔可 能有摩擦力，所以 A 错误；在垂直于笔方向上，食指对笔的压力、中指对笔的支持力与 重力分量三力平衡，所以 B 错误。笔只受重力和手对其作用力，所以手对笔的作用力方 向竖直向上，C 正确；若中指对笔的作用力为 0，G、N1、f1 三力无法平衡，D 错误。 15. D 解析：爱因斯坦对光电效应做出解释并提出了光电效应方程，故 A 错误；当入射光频率 大于v0，无论照射时间长短、光强大小，均可发生光电效应，故 B 错误、D 正确。当入 射光频率为 2v0，产生的光电子最大初动能为 h푣0，故 C 错误。 16. D 球和弹簧整体机械能守恒，弹簧弹性势能有变化，所以球机械能不守恒，A 错误；理科综合试题第 11 页 （共 15 页） 当球在最低点时，加速度最大，B 错误；球在 A 到 C 过程中，重力与弹簧弹力二力平衡 初动能最大，在 B 点弹性势能最小，小球机械能最大。故 D 正确。 17. A 解析：两轨迹关于水平线对称，说明相同水平位移处，位移偏角相同，位移偏角为tan휃 = aL 2mv0 2，所以aA：푎퐵 = 4:1；即合外力之比为4:1。两小球电性相同，则受电场力都向上，有 (퐹A−G)：(퐺−퐹퐵) = 4:1，且퐹A:퐹퐵 = 3:1，解得퐹A为15 7 mg 18. AD 解析：因 A 固定，B 做变速圆周运动。D 相对于 C 做圆周运动，但 CD 水平动量 守衡，所以 C 向左动，D 实际运动为 C 向左的运动和 D 相对于 C 的圆周运动合成，所以 D 的对地运动并不是圆周运动。故 AB 错误。B 在最低点 有最大速度，重力势能减少量全转化为 B 的动能，此时 动能等于 CD 动能之和的最大值、大于 C 动能的最大值。 所以 B 的最大速度大于 D 的最大速度。故 C 错误。根据 机械能守衡，B 上升最大高度等于初始静止释放高度。D 上升至最大高度时，CD 共速。由水平方向 CD 动量守衡可知，此时 CD 动能为 0，则 C 重 力势能等于初始重力势能，C 高度等于初始释放高度。故 D 正确。 19.AD 解析：已知原副线圈匝数比n1：n2=2，故푈1：푈2=2,퐼1：퐼2=1 2,对左侧回路列闭合回路欧姆 定律,得 E = I1R1 + 푈1 = I1R1 +2푈2 = I1R1 +2I2R2 = I1R1 + 4I1R2,当R1,R2阻值增大 2 倍 说明I1变为 1/2，故 A 正确。R2电阻变为两倍，电流变为 1/2，功率变为 1/2.故 C 错误。理科综合试题第 12 页 （共 15 页） 由 P=I2R, R1、R2功率比取决于匝数比和电阻之比，所以不变。 20. AD 解析：飞船从 A 向 C 运动过程中，万有引力做正功，飞船速度变大，A 正确。根据开普 勒第二定律，v 与与中心天体距离成反比。vA：vB = R：（R + ℎ），B 错误；粒子从 A 到 C 运动时间小于椭圆运动的四分之一周期，因长轴长位置，具体运动时间不可求。根 据开普勒第三定律，（R + ℎ）3 T2 = （R + ℎ 2） 3 TAB 2 ，得TAB = 푇 2 (2푅 + ℎ)3 2（R + ℎ）3，从 A 到 B 运动时间为二 分之一周期，所以tAB = 푇 4 (2푅 + ℎ)3 2（R + ℎ）3，D 正确。 21. ABC 解析：所有粒子入射速率相同，所以圆周运动半径同为 13퐿 4 ，直径大于 l，所以三角形区 域所截得轨迹必为劣弧。从同一点出射粒子弦长相同，圆心角相同，运动时间相同，故 A 正确；粒子在磁场中运动最长时间即从 A 点出射，由几何关系得，从 A 点出射弦长 PA= 13퐿 4 ，对应圆心角为 60°，运动时间为T 6，故 B 正确。能从 A 点出射粒子出射方向与 PA 夹角 30°，所以粒子必做逆时针圆周运动，粒子必带正电，C 正确；从 A 点出射粒子运 动时间最长，从 P 向 AB 做垂线，垂足为 D，从 D 点出射粒子运动时间最短。在磁场中 运动时间最长与最短的粒子出射点间距小于 L。D 错误。 22．（5 分） BD AB 23（10 分）.（1）1.0 4500.0 （2）1.20V （3）9.00V 0.33Ω 24（12 分）. 解析 （1）由 h=1 2gt2（2 分），石子下落高度 h=1.5m，运动时间 t= 30 10 =0.55s（2 分） （2）若石子能击中梨，竖直方向梨比石子多运动 0.2s，多运动了 1.2m。 y2−y1 = 1.2（2 分）；y2=1 2g（t + 0.2）2（1 分）；y1 = 1 2gt2(1 分)；理科综合试题第 13 页 （共 15 页） 解得 t=0.5s（1 分） 由 x=vt（2 分），v=3m/s（1 分） 25.解析：（1）F = 퐵2푑2푣 푅1 + 푅2 , （2 分） v=20m/s（2 分） （2）由IF−I安 = m∆v，IF=Ft 2 =6N·s，I安=Bdq，q = 퐵푑푥 푅1 + 푅2 得（4 分） x1=5m（2 分） （3）t=3s 后，B 做加速度减小的加速运动，A 做加速度增大的加速运动，足够长时间后， 二者以恒定速度差、相同加速度做匀加速运动。 푎 = 퐹 2푚 = 퐵2d2∆푣 푅1 + 푅2 ，得∆푣=10m/s。（3 分） 撤去拉力后，B 做加速度减小的减速运动，A 做加速度减小的加速运动，当加速度减为 0，二者一块匀速。此过程动量守恒。 mvB +mvA = 2mvAB，得vB=30m/s，vA=20m/s（3 分） 此过程中回路总生热 Q=1 2mvB 2 + 1 2mvA 2 − 1 22mvAB 2=25J（2 分） B 棒生热QB = R2 R1 + R2 Q = 15J（2 分） 33（1）ACD 解析：A.气体压强来源于气体分子热运动使之碰撞容器壁，失重对其无影响；B.篮球很 难压缩是因为压强作用；C.分子间距变小，引力、斥力均变大；D.毛细现象是浸润得表 现，是分子间作用力的作用引起的；E.不可以说物体具有热量。 解析 （2）（i）设平衡时，在 A 与 B 之间的气体压强分别为푝1， 由力的平衡条件有：푝1푆 = 푝0푆 + 푚푔理科综合试题第 14 页 （共 15 页） 解得：푝1 = 푝0 + 푚푔 푆 （ii）设平衡时，B 上方的气体压强为푝2， 则푝2푆 = 푝1푆−푚퐵푔 漏气发生后，设整个封闭气体体积为푉′，压强为푝′， 由力的平衡条件有푝′푆 = 푝0푆 + 푚푔           푉′ = (3ℎ−0.4ℎ)푆 由玻意耳定律得 푝1·2ℎ푆 + 푝2·ℎ푆 = 푝′(3ℎ−0.4ℎ)푆 解得：푚퐵 = 2（푝0푆 + 푚푔） 5푔 34.（1）BCE （2）（i）入射角为 90°，折射角的正弦值为 1/n，距离 d= 푅 푐표푠 휃= 푛푅 푛2−1，v=푐 푛，t=푑 푣 = 푛2푅 푐 푛2−1= 3 2푅 2푐 （ii）设入射角为 i，折射角为 j，光线在曲面上的 入射点记作 M，折射光与 x 轴的交点记作 N，设 RN=d； 由图可得∠ONM=i-j， 由正弦定理得， ， 由折射定律得， ， 解得 分别代入 i=30°和 60°，d1= ，d2=R， j d ji R sin)sin( =− 3sin sin == nj i iin R ijn Rd cossincoscos 22 −− =−= R4 311 +理科综合试题第 15 页 （共 15 页） 两次 d 之差就是交点的距离，得 Δd=（ ）R；1-4 311 +