2020届高三下学期第五次模拟考试 物理试题（含答案）

理科综合试卷 第 1 页(共 16 页) 绝密★启用前 2020 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试试题卷-物理 ( 第五次模拟考试 ) 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 O-16 Na-23 P-31 S-32 K-39 Fe-56 14．下列有关物理学史的说法中正确的是 A．开普勒利用万有引力定律测出了地球的质量 B．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构 C．伽利略通过实验和逻辑推理说明了力是维持物体运动的原因 D．玻尔在 1900 年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 15．如图所示，战士在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，设战士做匀速直线运动，运动 过程中保持双肩及两绳的端点 A、B 等高。两绳间的夹角为 、所构成的平面与水平 面间的夹角恒为 ，轮胎重为 G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为 f，则每根绳的拉 力大小为 A． B． C． D． 16．水平面上有质量相等的 a、b 两个物体，水平推力 F1、F2 分别作用在 a、b 上．一段时 θ α 2cos cos2 f θ α⋅ 2sin sin f θ α⋅ 2cos sin2 f θ α⋅ 2 2 2cos cos2 f G θ α + ⋅理科综合试卷 第 2 页(共 16 页) 间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的 v﹣t 图线如图所示，图中 AB∥CD．则整个过程中 A．F1 的冲量等于 F2 的冲量 B．F1 的冲量大于 F2 的冲量 C．摩擦力对 a 物体的冲量等于摩擦力对 b 物体的冲量 D．合外力对 a 物体的冲量等于合外力对 b 物体的冲量 17．如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为 10：1，原线圈与一可变电阻 R1 串联后，接 在一正弦交流电源上；副线圈电路中固定电阻的阻值为 R0，当负载电阻 R2 的阻值为 10R0 时，理想交流电流表的示数为 I．现将 负载电阻 R2 的阻值变为 20R0，调节 R1 使 理想交流电流表的示数仍为 I，此时理想 交流电压表的示数为 200V．则原来变压 器原线圈两端电压的有效值为 A．1100V B．2100V C．220V D．210V 18．如图所示，质量均为 m＝3kg 的物块 A、B 紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块 A 的左侧连接一劲度系数为 k＝100N/m 的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开 始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块 B 在水平外力 F 作用下向右做 a ＝2m/s2 的匀加速直线运动直至与 A 分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为 μ＝ 0.5，g＝10m/s2．则物块 A、B 分离时，所加外力 F 的大小，物块 A、B 由静止开始运 动到分离所用的时间 t 分别为 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） A．F＝15N B．F＝21N C．F＝15N D．F＝21N t＝0.3s 19．如图所示为宇宙飞船分别靠近星球 P 和星球 Q 的过程中，其所受星球的万有引力 F 与到星球表面距离 h 的关系图象。已知星球 P 和星球 Q 的半径都为 R，下列说法正确 的是 A．星球 P 和星球 Q 的质量之比为 2:1 B．星球 P 表面和星球 Q 表面的重力加速度之比为 1:2 C．星球 P 和星球 Q 的第一宇宙速度之比为 2:1 st 5 3= st 5 3= st 10 3=理科综合试卷 第 3 页(共 16 页) D．星球 P 和星球 Q 的近地卫星周期之比为 1: 20．两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷固定在 x 轴上的 A、B 两点，两电荷连线上各点电势 φ 随 x 变化的关系图线如图所示，其中 P 点电势最高， 且 AP＜BP，则） A．从 P 点到 B 点，电场强度逐渐增大 B．q1 的电荷量大于 q2 的电荷量 C．q1 和 q2 都是正电荷 D．在 A、B 之间将一负试探电荷从 P 点左侧移到右侧，电势能先减小后增大 21．如图所示，在倾角为 θ 的光滑斜面上，有三条水平虚线 、 、 ，它们之间的区域 Ⅰ、Ⅱ宽度均为 d，两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应 强度大小均为 B，一个质量为 m、边长为 d、总电阻为 R 的正方形导线框，从 上方一 定高度处由静止开始沿斜面下滑，当 ab 边刚越过 进入磁场Ⅰ时，恰好以速度 做匀 速直线运动；当 ab 边在越过 运动到 之前的某个时刻，线框 又开始以速度 做匀速直线运动，重力加速度为 在线框 从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是 A．线框中感应电流的方向不变 B．线框 ab 边从 运动到 所用时间大于从 运动到 所用时间 C．线框以速度 做匀速直线运动时，发热功率为 D．线框从 ab 边进入磁场到速度变为 的过程中，减少的机械能 ΔE 机与重力做功 的关系式是 ΔE 机=WG+ 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．（5 分） 小明同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系” 的实验时，安装好如图所示的实验装置，让刻 度尺的零刻度线与弹簧上端平齐。 (1)在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长 度为 l1，此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺 2 1l 2l 3l 1l 1l 1v 2l 3l 2v .g 1l 2l 2l 3l 2v 2 2 2 2 2 sin4 θm g R B d 2v GW 2 2 1 2 1 1 2 2m m−v v理科综合试卷 第 4 页(共 16 页) （分度值是 1 mm）上位置的放大图如图所示，可读出弹簧的长度 l1＝______cm。 (2)在弹性限度内，在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4 个、5 个相同钩码，静止时弹簧长 度分别是 l2、l3、l4、l5。实验中，当挂 3 个钩码时，弹簧长度为 24.95 cm，已知单个钩码 质量是 50 g，当地重力加速度 g＝9.80 m/s2，据此小明计算出弹簧的劲度系数为________ N/m。（结果保留 3 位有效数字） (3)实验中没有考虑到弹簧的自重，对弹簧劲度系数的测量结果有无影响？______（填 “有”或“没有”）。 23．(10 分) 某物理兴趣小组想测量一电源的电动势和内阻（电动势约为 1.5V，内阻约为 10Ω）， 身边没有电流表，仅有电压表、定值电阻 R0＝150Ω、电阻箱 R（0～999.9Ω）、开关及导线。 (1)小张同学设计了如图甲所示的电路图，小明同学设计了如图乙所示的电路图，小王 设计了如图丙所示的电路图。通过分析可判断出________同学设计的电路图不合适，理由 是__________________； (2)小张同学通过实验数据描出 图象的一些点如图丁 所示。请根据所描出的点作出一条直线；通过图象求得电源的 电动势 E＝___V，内阻 R＝____Ω；（结果保留三位有效数字） (3)根据(2)所得电动势 E 的测量值_______真实值， 电源内阻的测量值__________真实值。（填“大于”“等于” 或“小于”） 24．(12 分) 如图所示，一矩形区域 abcd 内存在垂直纸面向里，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场 和竖直向下的匀强电场大小为 E，现从矩形区域 ad 边的中点 O 处沿纸面与 ad 边夹角为 30°方向发射一个带电微粒（微粒的速度未知），微粒 恰好在复合场中做圆周运动。已知 ab、cd 边足够长， ad 边长为 L，微粒质量为 m，重力加速度为 g。则： （1）微粒带何种电？电荷量大小为多少？ （2）若微粒能从 cd 边射出，求可能从 cd 边射 1 RU −理科综合试卷 第 5 页(共 16 页) 弹 性 挡 板 出的区域的长度 x。 25．(20 分) 如图所示，倾角为 = 的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一垂直于斜面的弹 性挡板，任何物体与挡板相撞后都以原速率返回。斜面上放置一质量为 m2=1kg 的木板 B， 足够长的木板 B 上端叠放一质量为 m1=1kg 且可视为质点的滑块 A，木 板与滑块之间的动摩擦因数 ， 木板 B 下端距挡板 d=1m，g=10m/s2. (1)若斜面光滑，且将 AB 由静止释放，求木板 B 与挡板第一次碰前的速度 v 的大小； (2)若斜面光滑，且将 AB 由静止释放，求木板 B 与挡板第一次碰后沿斜面上滑的最大 距离 L； (3)若木板 B 与斜面之间动摩擦因数 ，当木板 B 下端距挡板为 d=1m 时，AB 以 v0=5m/s 的初速度沿斜面向下运动，求此后过程中木板沿斜面运动的总路程 s。 33．[物理——选修 3-3]（15 分）） （1）(6 分)用油膜法估测分子直径的实验步骤如下： A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉 B．将 1mL 纯油酸加入酒精中，得到 2×103mL 的油酸酒精溶液 C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积 S（坐标纸中正方形小方格的边长 为 20mm） D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下 50 滴溶液的体积 E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻 璃板上描出油膜的轮廓 F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径 ①上述步骤中，正确的顺序是　 （填步骤前的字母）。 ②如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为　 　m2。 ③已知 50 滴溶液的体积为 1mL，估算油酸分子的直径约为 　 　m（保留两位有效数字）。 （2）(9 分)如图所示，导热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量 M=200kg， 活塞质量 m=10kg，厚度不计，活塞面积 S=100cm2，活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时， θ 30° 1 3= 2 µ 2 3= 3 µ理科综合试卷 第 6 页(共 16 页) 缸内气体的温度为 27 ，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为 p0=1.0×105Pa，重力加速度为 g=10m/s2 求： ①缸内气体的压强 p1； ②缸内气体的温度缓慢升高到多少 时， 活塞恰好会静止在气缸缸口 AB 处？ 34．[物理——选修 3-4]（15 分） （1）（6 分）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，若摆球在垂直纸面的平面内摆动， 为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放 置一激光光源与光敏电阻，如图 1 所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的 光敏电阻阻值 R 随时间 t 的变化图线如图 2 所示，则该单摆的振动周期为　 　。若保 持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径一半的另一小球进行实验（振幅不 变），则该单摆的周期将　 　（填“变大”“不变”或“变小”），图中的△t 将　 　（填“变 大”“不变”或“变小”）。 （2）（9 分）如图所示，有一个玻璃球冠，右侧面镀银，光源 S 在其水平对称轴上，从 光源 S 发出的一束光斜射在球面上。当入射光线与对称轴的夹角为 30°时，发现一部分光 经过球面反射后恰好能竖直向上传播，另一部分光折射进入玻璃球冠内，经过右侧镀银面 的第一次反射后恰好能沿原路返回。若球面的半径为 R，求： ①玻璃的折射率为多少？ ②光源 S 与球冠顶点 M 之间的距离为多少？ C° C°理科综合试卷 第 7 页(共 16 页) 2020 届高三年级第五次模拟考试物理参考答案 14 15 16 17 18 19 20 21 B A D A D AD AD CD 22．24.75 490 没有 23. (1)小王 由于电源内阻较小，调节电阻箱时电压表的示数变化不明显 (2)1.50~1.54 9.20 ~10.0 (3 小于 小于 24.解：（1）根据粒子做匀速圆周运动，故电场力与 重力平衡，电场方向向下，故微粒带负电， qE＝mg q＝ （2）如下图，从 cd 边射出的区域的长度 x 即 HN 的长度， 已知 ad＝L，根据几何知识得： OP＝L，MN＝ ＝ ，PN＝ ＝ 故 HN＝L+ 25.（1） m/s；（2）L=0.4m；（3） (1)系统机械能守恒 解得 m/s (2)对 B 由动能定理可得 解得 L=0.4m (3)整体下滑时 解得 a1=0 整体匀速下滑 d=1m，木板与挡板碰后原速率返回，AB 之间发生相对滑动， 对 A 解得 即 a2=2.5m/s2 方向沿斜面向上，对 B 解得 即 a3=22.5m/s2 10v = 31m13s = 2 1 2 1 2 1( ) sin (m )2m m gd m vθ+ = + 10v = ( ) vmmm Lgg 2 2211 2 10sincos −=+− θθµ 1 2 2 1 2 1 2 1( ) sin ( )gcos (m )am m g m m mθ µ θ+ − + = + 1 1 1 1 2gcos gsinm m m aµ θ θ− = 2 4 ga = 2 1 1 2 1 2 2 3sin cos ( ) cosm g m g m m g m aθ µ θ µ θ+ + + = 3 9 4 ga =理科综合试卷 第 8 页(共 16 页) 方向沿斜面向下,假设 B 速度减为 0 沿斜面向上位移为 s1，由运动学公式 解得 假设 B 速度减为 0 时间 t1，由运动学公式 ，假设此时 A 速度 v1，由运动学公 式 ，解得 此后对 B 解得 a4=2.5m/s2 方向沿斜面向下，此后 A 继续减速，B 加速，共速时间为 t2，共同速度为 v2，由运动学公 式对 A 由运动学公式对 B 解得 此后 AB 匀速下滑再次撞击挡板，第二次撞击挡板沿斜面向上位移为 s2，由运动学公式 ，解得 以此类推，木板每次与挡板碰后的速度都为上一次的 ，木板每次沿斜面向上的位移都为 上一次的 ，由此可知，整个过程中木板运动的总路程 解得 33.（1）①BDAECF；②0.022；③4.5×10﹣10。 （2） 【答案】(a)3×105Pa；(b)327℃ (a)以气缸为对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程 p1S=Mg+p0S 解之得 p1=3×105Pa (b)当活塞恰好静止在气缸缸口 AB 处时，缸内气体温度为 T2，压强为 p2，此时仍有 p2S=Mg+p0S 由题意知缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由状态方程得 所以 T2=2T1=600K 故 t2=(600－273) =327℃ 34.（1）2t0 变小 变小 （2）解：由题意做出光路图，如图所示。 ①由于入射光线与对称轴的夹角为 30°，过入射点 H 做对称轴的垂线 HN，由光路图和 几何关系可得： 光在球面上发生反射和折射时的入射角和反射角 i＝60°，折射角 r＝30° 所以由折射率 可得： 2 0 3 10 2v a s− = − 2 0 1 2= 9 vs g 0 3 10 v a t= − 1 0 2 1v v a t= − 1 0 8 9v v= 2 1 1 2 1 2 2 4sin cos ( ) cosm g m g m m g m a+ − + =θ µ θ µ θ 4 4 ga = 2 1 2 2tv v a−= 2 4 2v a t= 2 0 4 9v v= 2 2 3 20 2v a s− = − 2 1 16 81s s= 4 9 16 81 12 161 81 ss d= + − 31m13s = 1 2 0.5S l Sl T T × = C°理科综合试卷 第 9 页(共 16 页) ②由几何关系可知：△HSO 为等腰三角形，其中∠HSO＝∠HOS＝30° 所以：SO＝2NO＝2Rcos30° 解得： 所以可得：