黑龙江省2020届高三综合训练（五） 物理试题（含答案）

1 2020 届高三综合训练（五） 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。） 14．下列叙述与物理学史实不相符的是（　 　） A．伽利略最早提出瞬时速度、加速度等概念,用“理想实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动原因”的观点 B．开普勒通过对行星运行数据的研究，提出了行星轨道半长轴三次方与公转周期的平方比值都相等，并最早通过 实验测定引力常量的数值 C．密立根最早通过油滴实验测定元电荷 e 的数值 D．法拉第最早提出电场、磁场的概念，并发现了“磁生电”的现象 15．示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下， 为水平偏转电 极， 为竖直偏转电极．以下说法正确的是（ ） A． 加图 3 波形电压、 不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点 B． 加图 2 波形电压、 加图 1 波形电压，屏上将出现两条竖直亮线 C． 加图 4 波形电压、 加图 2 波形电压，屏上将出现一条竖直亮线 D． 加图 4 波形电压、 加图 3 波形电压，屏上将出现图 1 所示图线2 16．某同学将一电路中电源的总功率 、输出功率 和电源内部发热功率 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标 上，如图所示。则该电路（ ） A．电源的电动势 ，内电阻 B．电流为 1A 时，外电阻为 C．b 表示电源的输出功率，最大值为 9W D．外电阻为 时，电源输出功率为 EP RP rP 3E V= 3r = Ω 2Ω 1Ω 4.5W3 17．如图为两形状完全相同的金属环 A、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心 Ol、O2 的连线为一 条水平线，其中 M、N、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足 MOl=O1N=NO2 =O2P．当两金属环中通有从 左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得 M 点的磁感应强度大小为 B1、N 点的磁感应强度大小为 B2，如果将右侧的金属环 B 取走，P 点的磁感应强度大小应为（ ） A． B． C． D． 18．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈，A1、 A2、 A3 是三个完全相同的灯泡．实验 时，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即 变亮，最终 A2 与 A3 的亮度相同．下列说法正确的是（ ） A．图甲中，A1 与 L1 的电阻值相同 B．图甲中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流 C．图乙中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D．图乙中，闭合 S2 瞬间，L2 中电流与变阻器 R 中电流相等 19．在倾角为 的固定光滑斜面上，物块 A、B 用劲度系数为 k 的轻弹簧相连，物块的质量均为 m。C 为一与斜面 垂直的固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力 F 拉物块 A，使它沿斜面向上缓慢运动，直 到物块 B 刚要离开挡板 C。重力加速度为 g，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．物块 B 刚要离开挡板时弹簧的伸长量为 B．物块 A 运动的距离为 C．弹簧弹性势能先减小后增大 D．拉力做的功为 20．日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素 131 被更多的人所了解．利用质谱仪可分析碘的各种同位 素．如图所示，电荷量均为＋q 的碘 131 和碘 127 质量分别为 m1 和 m2，它们从容器 A 下方的小孔 S1 进入电压为 U 的加速电场(入场速度忽略不计)．经电场加速后从 S2 小孔射出，垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后 打到照相底片上．下列说法正确的是（ ） 2 1B B− 2 1 2 BB − 1 2 2 BB − 1 3 B θ mg k sinmg k θ 22( sin )mg k θ4 A．磁场的方向垂直于纸面向外 B．碘 131 进入磁场时的速率为 C．碘 131 与碘 127 在磁场中运动的时间差值为 D．打到照相底片上的碘 131 与碘 127 之间的距离为 21．如图甲所示，半径为 r 带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平 放置的平行金属板 A、B 连接，两板间距为 d 且足够大．有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其变 化规律如图乙所示．在平行金属板 A、B 正中间有一电荷量为 q 的带电液滴，液滴在 0～ 内处于静止状态．重 力加速度为 g.下列说法正确的是（ ） A．液滴带正电 B．液滴的质量为 C． 时液滴的运动方向改变 D．t＝T 时液滴与初始位置相距 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。 22．（6 分）某学习小组用如图甲所示的实验装置探究做功与动能变化的关系。在水平桌面上固定一倾斜的气垫导 轨，导轨上 A 处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一沙桶相连， 沙桶和里面的细沙总质量为 m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B 处有一光电门，可以测量出遮光片经过光 电门时的挡光时间为 t，d 表示遮光片的宽度，L 表示遮光片右侧初位置至 光电门之间 的距离，用 g 表示重力加速度。 1 2qU m ( )1 22 m m qB π − 1 22 22 mU m U B q q  −    1 4T 2 04B q r gdT π 3 4t T= 21 2 gT5 （1）该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图乙所示，遮光片宽度的测量值 d=_________cm。 （2）让沙桶内盛上适量细沙，测出沙桶和细沙的总质量 m，调整导轨倾角，让滑块恰好沿斜面匀速下滑。剪断细 绳后，滑块开始加速下滑，记录遮光片通过光电门的时间 t；保持滑块的质量 M 和遮光片右侧初位置至光电门之 间的距离 L 不变，改变沙桶内细沙的质量和导轨倾角，重复以上步骤，通过每次实验记录的 m 和 t，描点作出了一 个线性关系的图象，从而更直观地研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是 _________图象，分析后作出正确的图象如图丙所示，若遮光片右侧初位置至光电门之间的距离 L 和遮光片的 宽度 d 为已知量，则滑块的质量 M=__________。 （3）为了减小上述实验中的误差，下列实验要求中必要的项是___________（请填写选项前对应的字母）。 A．应使沙桶和细沙的总质量 m 远小于滑块和遮光片的总质量 M B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C．遮光片的宽度要适当小些 D．应使细绳与气垫导轨平行 23．（9 分）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了 提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用 这块表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和 内阻的测量。该同学用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约 4V、内阻约 ），双向电压表（量程为 2V、内阻约为 ），电阻箱（0~ ），滑动变阻器（0~ ），一个单刀双掷开关及若干导线。 (1)该同学按如图 1 所示电路图连线后，首先测量了电压表的内阻。 请完善测量电压表内阻的实验步骤： ①将 R1 的滑动触片滑至最左端，将开关 S 拨向 1 位置，将电阻箱 阻值调为 0；②调节 R1 的滑动触片，使电压表示数达到满偏 U；③ 保持 R1 不变，调节 R2，使电压表的示数达到 ，读出电阻箱的阻值，记为 R0，则电压表的内阻 RV=__________。 (2)若测得电压表内阻为 ，可分析此测量值应__________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 2t − 50Ω 2kΩ 9999Ω 200Ω 3 U 2kΩ6 (3)接下来测量电源的电动势和内阻，实验步骤如下： ①将开关 S 拨至__________（填“1”或“2”）位置，将 R1 的滑片移到最__________端，不再移动； ②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值； ③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。 (4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 R，作出 图像，如图 2 所示，其中纵轴截距为 b，斜率为 k，则 电动势的表达式为__________，内阻的表达式为__________。 24.（14 分）如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为 37°，导轨间距为 1 m，电阻不计，导轨足够长．两根 金属棒 ab 和棒 a′b′的质量都是 0.2 kg，电阻都是 1 Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因 数为 0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度 B 的大小相同．让 a′b′固定不动，将金属棒 ab 由静止释放，当 ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为 8 W．求： (1)ab 下滑的最大加速度的大小；ab 下滑达到最大速度的大小。 (2)如果将 ab 与 a′b′同时由静止释放，当 ab 下落了 30 m 高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电 流的发热量 Q 为多大？(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 25．（18 分）如图所示中，CO 为粗糙水平轨道，CO 间距 L＝6.8m，MN 是以 O 为圆心、半径 R＝ m 的光滑 圆弧轨道，小物块 A、B 分别放置在 C 点和 O 点，小物块 A 的质量 mA＝ 0.5kg，小物块 B 的质量 mB＝1.5kg。现给 A 施加一大小为 5N，方向与水 平成 θ＝37°斜向上的拉力 F，使小物块 A 从 C 处由静止开始运动，作用时 间 t 后撤去拉力 F。小物块 A 与 B 之间的碰撞为弹性正碰，小物块 A 与水 1 1 U R − 8 3 57 平轨道的动摩擦因数 μ＝0.5，不计空气阻力，重力加速度 g＝10m／s2，sin37° ＝0.6，cos37° ＝0.8。 (1)求拉力 F 作用时，小物块 A 的加速度大小； (2)若 t＝1s，求小物块 A 运动的位移大小； (3)要使小物块 B 第一次撞在圆弧 MN 上的动能最小，求 t 的取值。8 （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。 33．【物理—选修 3-3】（15 分） （i）．（5 分）一定质量的理想气体由状态 a 变化到状态 b，再由状态 b 变化到状态 c，其压强 p 与温度 t 的关系如 图所示，下列说法正确的是（ ） A．气体由 a 到 b 为等容变化 B．气体在状态 a 的内能大于在状态 b 的内能 C．气体由 b 到 c 的过程必放热 D．气体在状态 a 的体积小于在状态 c 的体积 E. b 到 c 的过程是等压过程，温度升高，气体对外做功 （ii）．（10 分）科研人员设计如图所示模型进行实验，M、N 为两个相同汽缸水平放置，左侧是底部，右侧是顶 部，都是导热的，其余部分都绝热，汽缸左侧和右侧均有细管连通，右侧的细管带有阀门 K。两汽缸的容积均为 V0，汽缸中分别有 A、B 两个绝热活塞(质量不计，厚度可忽略)，活塞由不同的磁性材料制成，均受到左侧各自气 缸底部给予的平行于侧壁的恒定的磁力作用，磁力不交叉作用。开始时 K 关闭，M、N 两气缸内活塞左侧和 N 气 缸内活塞右侧充有理想气体，压强分别为 p0 和 p0/3；A 活塞在汽缸正中间，其右侧为真空；B 活塞右侧气体体积 为 V0/4，两个活塞分别在磁力束缚下处于稳定状态（不计活塞与汽缸壁间的摩擦）。求： （1）稳定状态下，A、B 活塞受到的磁力 FA、FB 分别是多少？已知活塞面积均为 S。 （2）现使两汽缸左侧与一恒温热源接触，平衡后 A 活塞向右移动至 M 汽缸最右端，且与顶部刚好没有接触，已 知外界温度为 T0。求恒温热源的温度 T？ （3）完成（2）问过程后，打开 K，经过一段时间，重新达到平衡后，求此时 M 汽缸中 A 活塞右侧气体的体积 Vx.9 34．[物理——选修 34](15 分) （i）．（5 分）图 1 是一列沿 轴方向传播的简谐横波在 时刻的波形图，波速为 。图 2 是 处质 点的振动图象，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿 轴负方向传播 B． 处质点在 时的位移为 C．푥 = 1.5푚处质点在 时的速度方向沿 轴正向 D．푥 = 4.5푚处的质点在 时加速度沿 轴负方向 E. 处质点在 内路程为 （ii）．（10 分）如图， 是一直角三棱镜的横截面， ， ，一细光束从 BC 边的 D 点折射 x 0t = 1m / s 5.5mx = x 3.5mx = 2st = 4 2cm 4st= y 1st = y 3.5mx = 0 1s～ (16 8 2)cm− ABC∆ 90A∠ =  60B∠ = 10 后，射到 AC 边的 E 点，发生全反射后经 AB 边的 F 点射出．EG 垂直于 AC 交 BC 于 G，D 恰好是 CG 的中点．不 计多次反射． （1）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角； （2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？11 2020 届高三综合训练（五） 物理答案 一、选择题（48 分） 14 15 16 17 18 19 20 21 B A B B C CD ABD ABD 二、填空题（15 分） 22.（共 6 分） （1）0.230mm（1 分） （2）풕ퟐ ― ퟏ 풎 （1 分） 푴 = ퟐ품풃푳 풂풅ퟐ （2 分） （3）BCD（2 分） 23.（共 9 分） （1）푹ퟎ ퟐ （2 分） （2）大于（1 分）（3）2 （1 分） 左（1 分） （4）ퟏ 풃（2 分） 풌 풃 （2 分） 三、计算题（共 32 分） 24. （14 分）（１）4m/s2 （２）Q＝30J （３）Q`＝75J （1）当 ab 棒刚下滑时，ab 棒的加速度有最大值： 因为 mgsinθ－μmgcosθ=ma （1 分） 所以 a=gsinθ－μgcosθ＝4m/s2 （1 分） ab 棒达到最大速度时做匀速运动， 则有：mgsinθ=BIL+μmgcosθ （2 分） （1 分） R BLv R EI 22 ==12 （2 分） 则得：ab 棒的最大速度为：vm=10m/s （1 分） （2）将 a′b′固定解除，a′b′和 ab 棒达到最大速度时做匀速运动，根据共点力平衡条件： μmgcosθ+BI’L=mgsinθ （2 分） （1 分） 解得：v’=5m/s 根据功能关系：2mgh=2× mv2+2×μmgcosθ× ， （2 分） 解得：Q=75J （1 分） 25. （18 分） (1) ；(2)6.6m；(3) (1)小球 A 受到拉力 F 作用时，做加速运动，对 A 进行受力分析， 水平方向 （1 分） 竖直方向 （1 分） 代入数据解得 （2 分） (2)假定小球 A 速度减为零之前未与 B 相碰，则撤去拉力时 （共 1 分） 撤去拉力后 A 做减速运动 （1 分） 得 （1 分） 因 ，假定成立，故小球 A 运动的总位移为 6.6m。（2 分） 2 2( ) 2 2 E BLV R R = R BLv R EI 2 '2 2 '' == 1 2 ` sin h Qθ + 2 1 6m / sa = 2st = o N A 1cos37F F m aµ =－ o N Asin37F F m g+ = 2 1 6m/ sa = 1 1 6m / sv a t= ⋅ = 2 1 1 1 3m2x a t= ⋅ = A A 2m g m aµ = 2 2 5m / sa = 2 1 2 2 3.6m2 vx a = = 1 2 6.6mx x L+ = sin 1n C = 2 3 23 n≤