甘肃省兰州市第一中学2020届高三冲刺模拟考试（二） 物理试题 （含答案）

2020 届高三冲刺模拟考试 (二) 理科综合能力测试物理部分 二、选择题（本题共 8 小题，每小题 6 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，有选错或不答的得 0 分。） 14．根据氢原子能级图（如图）可判断（ ） A．电子的轨道半径越小，氢原子能量越大 B．大量处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时， 可能发出 3 种不同频率的光 C．欲使处于基态的氢原子电离，可以用 14eV 的光子照射 D．用 12.75eV 的电子碰撞处于基态的氢原子， 氢原子不可能激发到 n=3 能级 15．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体。它的赤道直径为 2298km、表面积约为 1700 万 平方千米、质量为 1.473×1022kg、平均密度为 2.32g/cm3、表面重力加速度为 0.655m/s2、自 转周期为 6 天 9 小时 17.6 分、逃逸速度（即第二宇宙速度）为 1.23km/s，假设其绕太阳的 运动可以按圆周运动处理。依据这些信息下列判断中正确的是（　　） A．冥王星的自转周期比地球的自转周期小 B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大 C．不能估算出太阳的质量 D．冥王星上的物体至少应获得 1.23km/s 的速度才能成为冥王星的卫星 16．通有电流的导线 L1、L2 处在同一平面(纸面)内，L1 是固定的，L2 可绕垂直纸面的固定转 轴 O 转动(O 为 L2 的中心)，各自的电流方向如图所示。 下列哪种情况将会发生(　　) A．因 L2 不受磁场力的作用，故 L2 不动 B．因 L2 上、下两部分所受的磁场力平衡，故 L2 不动 C．L2 绕轴 O 按顺时针方向转动 D．L2 绕轴 O 按逆时针方向转动 17．如图所示，质量为 M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为 m 的正方体放在 圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成 θ 角，圆柱体处于静止状态，则(　　) A．地面对圆柱体的支持力大于(M＋m)g B．地面对圆柱体的摩擦力为 mgtan θ C．墙壁对正方体的弹力为 mg tan θ D．正方体对圆柱体的压力为 mg cos θ 18．如图所示，一长为 l 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为 Q，处在场 强为 E 的匀强电场中，杆与电场线夹角 α=60°，若使杆沿顺时针方向转过 60°(以杆上某一点 为圆心转动)，则下列叙述中正确的是( ) A．电场力不做功，两电荷电势能不变 B．电场力做的总功为 ，两电荷的电势能增加 C．电场力做的总功为 ，两电荷的电势能减少 D．电场力做总功的大小跟转轴位置有关 19．如图所示，用细绳拴一个质量为 m 的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩 了 x(小球与弹簧不拴连)，不计空气阻力。将细绳剪断后(　　) A．小球立即获得 的加速度 B．小球落地的速度大于 2gh C．小球落地的时间等于 2h g D．小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动 20．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度 ω 绕对称轴 OO′匀速转动，线框面积为 S，线框电 阻、电感均不计，在 OO′左侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，外电路接有电阻 R 和理想电 流表 ，那么可以确定的是(　　) A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为 e＝ B．电流表的示数 I＝ C．R 两端电压的有效值 2 QEl− 2 QEl kx m sin2 NBS t ω ω 2 4 NBS R ω 2 2 NBSU ω=D．一个周期内 R 上产生的热量 21．如图甲所示，质量为 1 kg 的小物块，以初速度 v0＝11 m/s 从 θ＝53º 的固定斜面底端先 后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力 F，第二次不施加力，图乙中的 两条线段 a、b 分别表示施加力 F 和无力 F 时小物块沿斜面向上运动的 v－t 图线，不考虑空 气阻力，g＝10 m/s 2，sin 37º＝0.6，cos 37º＝0.8，下列说法正确的是(　　) A．有恒力作用时，恒力 F 做的功是 6.5 J B．小物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 C．有恒力 F 时，小物块在整个上升过程 产生的热量较少 D．有恒力 F 时，小物块在整个上升过程机械能的减少量较少 第 II 卷 三、非选择题（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）某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车 A 的前 端粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并 粘合成一体，继续做匀速直线运动，他设计的装置如图甲所示。小车 A 后连着纸带，电磁 打点计时器所用电源频率为 50 Hz，长木板下垫着薄木片以 平衡摩擦力。 (1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已 标在图上)。A 为运动的起点，则应选 段来计算 A 碰 前的速度。应选 段来计算 A 和 B 碰后的共同速度(以 上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。 (2)已测得小车 A 的质量 m1＝0.4 kg，小车 B 的质量为 m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为 kg·m/s，碰后两小车的总动量为 kg·m/s。 23．（9 分）某同学为了测量一段电阻丝 AB 的电阻率 ρ 做了以下实验： (1)首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径 d，转动旋钮使测微螺杆与测砧接触时，示数如图 2NBSQ R πω=1 所示，将电阻丝置于测微螺杆与测砧间正确测量时，示数如图 2 所示，则电阻丝的直径 d＝ ________mm。 (2)该同学设计了如图 3 所示的电路。已知滑片 P 与电阻丝接触良好，其他连接导线电阻不 计。现有以下器材： A．待测电阻丝 AB B．电源(已知电动势为 E，内阻不计) C．电流表 A D．阻值为 R 的定值电阻 E．毫米刻度尺 F．开关 S，导线若干 ①连接好电路，闭合开关 S，调节滑片 P 的位置，测出电阻丝 AP 的长度 x 和电流表的读数 I；改变 P 的位置，共测得多组 x 与 I 的值。 ②根据测出的 I 的值，计算出 的值，并根据这些数据点作出 图像如图 4 所示。 ③由 图像可得电阻丝电阻率 ρ＝________。并可测得电流表 A 的内阻 RA＝________。 (均用题给符号表示) 24．（12 分）如图所示，斜面体 ABC 放在粗糙的水平地面上，滑块在斜面底端 以初速度 v0＝9.6 m/s 沿斜面上滑。斜面倾角 θ＝37°，滑块与斜面间的动摩 擦因数 μ＝0.45。整个过程斜面体保持静止不动，已知滑块的质量 m＝1 kg， sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取 10 m/s2。试求： (1)滑块回到出发点时的速度大小。 (2)定量画出斜面体与水平地面之间的摩擦力 Ff 随时间 t 变化的图像，写明计算过程。 25．（20 分）某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，电场方向向右(如图甲中由 B 到 C 的方向)，电场变化如图乙中 E－t 图象，磁感应强度变化如图丙中 B－t 图象。在 A 点， 从 t＝1s(即 1s 末)开始，每隔 2s，有一个相同的带电粒子(重力不计)沿 AB 方向(垂直于 BC) 以速度 v 射出，恰能击中 C 点，且粒子在 AB 间运动的时间小于 1s，若 ，求： (1)图线上 E0 和 B0 的比值是多少？磁感应强度 B 的方向是怎样的？ (2)若第 1 个粒子击中 C 点的时刻已知为(1＋Δt)s，那么第 2 个粒子击中 C 点的时刻是多 少？ 1 I 1 xI − 1 xI − 2AC BC=33．【物理——选修 3－3】(15 分) （1）（5 分）实验所用油酸酒精溶液的浓度为每 104mL 溶液中含有纯油酸 6mL，用注射器 测得 1mL 上述溶液为 80 滴。把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放 在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸 如图所示，坐标中正方形方格的边长为 1cm。 ①油酸膜的面积是______cm2。 ②按以上实验数据估测油酸分子的直径为______m（保留 2 位有效数 字） ③利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已 知体积为 V 的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为 S，这 种油的密度为 ρ，摩尔质量为 M，则阿伏加德罗常数的表达式为 __________________。 (2) （10 分）如图所示，两端开口的汽缸水平固定，A、B 是两个厚度不计的活塞，可在汽 缸内无摩擦滑动，面积分别为 S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它们之间用一根水平细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量为 M＝2 kg 的 重物 C 连接，静止时汽缸中的气体温度 T1＝600 K，汽缸两 部分的气柱长均为 L，已知大气压强 p0＝1×105 Pa，取 g＝ 10 m/s2，缸内气体可看做理想气体。 ①活塞静止时，求汽缸内气体的压强； ②若降低汽缸内气体的温度，当活塞 A 缓慢向右移动 时，求汽缸内气体的温度。 34．【物理——选修 3－4】(15 分) (1) (5 分)以下关于物理学知识的叙述，其中正确的是___________（填正确答案标号。选对 一个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理 D．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 E．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 (2) (10 分)某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他只好找 到一块大小为 3 cm 左右，外形不规则的大理石块代替小球。实验步骤： 2 LA．石块用细尼龙线系好，结点为 M，将尼龙线的上端固定于 O 点 B．用刻度尺测量 OM 间尼龙线的长度 L 作为摆长 C．将石块拉开一个大约 α＝30°的角度，然后由静止释放 D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出 30 次全振动的总时间 t，由 得出周期 E．改变 OM 间尼龙线的长度，再做几次实验，记下相应的 L 和 T F．求出多次实验中测得的 L 和 T 的平均值作计算时使用的数据，带入公式 g＝(2π T )2L 求 出重力加速度 g ①你认为该同学在以上实验步骤中有重大错误的是哪些步骤？为什么？ ②该同学用 OM 的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值 偏大还是偏小？你认为用何方法可以解决摆长无法准确测量的困难？ 2020 届高三冲刺模拟考试(二)答案 物理部分 14．【答案】C【解析】电子轨道半径越小，能级越低，即氢原子能量越小，所以 A 选项错 误；大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁，可能发出 种不同频率的光，故 B 选项错误；欲使处于基态的氢原子电离，则要用大于 的光子照射，故 C 选项正确； 当用光子照射时，基态氢原子被激发到 能级，至少需要 的能 量 ． 当 用 电 子 轰 击 氢 原 子 使 其 跃 迁 时 ， 电 子 的 能 量 值 大 于 或 等 于 两 能 级 差 即 可 E3-E1=12.09eV>12.75 eV 时，能激发到 n=3 能级．故 D 选项错误． 15．【答案】C【解析】冥王星的自转周期为 6 天 9 小时 17.6 分，地球的自转周期为 24 小时， 因此，冥王星的自转周期比地球的自转周期大，所以，选项 A 错误；由于冥王星的公转加 速度、线速度、角速度、周期、轨道半径等不知道，所以，无法判断冥王星的公转线速度和 地球的公转线速度的大小关系，无法估算出太阳的质量，因此，选项 B 错误，C 正确；冥 王星上的物体至少应获得 1.23km/s 的速度时已经脱离冥王星束缚了，选项 D 错。 16.【答案】　D【解析】由右手螺旋定则可知导线 L1 的上方的磁场的方向为垂直纸面向外， 且离导线 L1 的距离越远的地方，磁场越弱，导线 L2 上的每一小部分受到的安培力方向水平 向右，由于 O 点的下方磁场较强，安培力较大，因此，L2 绕轴 O 按逆时针方向转动，D 选 项正确。 17. 【答案】C【解析】以正方体为研究对象，受力分析，并运用合成法如图所示。墙壁对 4n = 2 4 6C = 13.6eV 3n = 13.6 1.51 12.09eV− = 30 tT =正方体的弹力 N1= mg tan θ，圆柱体对正方体的支持力为 ，根据牛顿第三定律，正方体对圆 柱体的压力为 ，以圆柱体和正方体整体为研究对象， 地面对圆柱体的支持力：N＝(M＋m)g 水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力： f＝N1＝ mg tan θ，故 C 正确。 18. 【答案】C【解析】A、+Q 所受电场力水平向右，-Q 所受电场力水平向左，当杆沿顺时 针方向转过 60°时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小．故 A 错误；电 场力对正电荷所受的功 W1=QEl1（1-cos60°），电场力对正电荷所受的功 W2= QEl2（1-cos60 °），电场力做的总功为 W=W1+W2= QEl．由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少， 故 C 正确，B 错误；由上得到总功与跟转动轴无关，故 D 错误。 19.【答案】BC【解析】初态小球平衡，剪断绳后，小球合外力与绳中拉力等大反向： ，所以加速度： ，A 错误。设初态弹簧的弹性势能为 Ep，根据机械能守恒得： ，速度大于 2gh，B 正确；小球被水平弹出后， 只受重力做平抛运动，竖直方向： ，运动时间 t＝ 2h g ，C 正确；小球在细绳剪断瞬 间，仍受弹簧弹力，所以不是平抛运动，D 错误。 20. 【答案】ABC【解析】线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为 e＝ ，电压的有效值 ，电流表的示数 I＝ 2ω 4R NBS，一个周期内 R 上产生的热量 21.【答案】BD【解析】根据 v－t 图线的斜率等于加速度，可知： ；根据牛顿第二定律得：不加拉力时有：mab＝－mgsin53°－ μmgcos53°；代入数据得：μ＝0.5；加拉力时有：maa＝F－mgsin53°－μmgcos53°，解得：F＝ 1N．位移 ，则恒力 F 做的功是 WF＝Fx＝6.05J，故 A 错误，B 正确； sin mg θ sin mg θ 1 2 2 2= ( ) ( )F mg kx+合 2 2( ) ( )= mg kxa m + 21 2PE mgh mv+ = 21 2h gt= sin2 NBS t ω ω 2 2 U NBS ω ω= 2 4 NBSQ R πω= 20 11 10m/s1.1a va t −= = = −  20 11 11 /1b va m st −= = = −  1 1.1 11m 6.05m2x = × × =根据 v－t 图象与坐标轴所围的面积表示位移，可知有恒力 F 时小物块的位移较大，所以在 上升过程产生的热量较大。故 C 错误；有恒力 F 时，小物块上升的高度比较大，所以该过 程物块重力势能增加量较大，而升高的过程中动能的减小量是相等的，所以有恒力 F 时， 小物块在整个上升过程机械能的减少量较小。故 D 正确。 22.答案　(1)（每空 1 分）BC　DE　(2) （每空 2 分）0.420　0.417 碰后的共同速度 v＝DE 5T＝6.95 × 10－2 5 × 0.02 m/s＝0.695 m/s 碰撞后 A、B 的总动量 p＝(m1＋m2)v＝(0.2＋0.4)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s 23.　 （每空 3 分）(1)0.755 (0.753～0.755 均可) 　(2)③　 aE－R 解析　(1)由图 1 所示可知，螺旋测微器的误差为：0 mm＋11.5×0.01 mm＝0.115 mm， 由图 2 所示螺旋测微器可知，其示数为：0.5 mm＋37.0×0.01 mm＝0.870 mm，则金属丝的直 径：d＝0.870 mm－0.115 mm＝0.755 mm； (2)③根据闭合电路欧姆定律，有：E＝IR＋IRA＋I·Rx， 根据电阻定律，有： ，联立得到： ， 由图像可知： ， ， 解得： RA＝aE－R 24. （12 分）答案：(1)4.8 m/s　(2)见解析图 解析：（1）（7 分）滑块上滑过程中，由牛顿第二定律： （2 分），得 设上滑位移大小为 L，由 （1 分），得 L=4.8m 滑块下滑过程中，由牛顿第二定律： （2 分），得 设上滑位移大小为 L，由 （1 分），得 v=4.8m/s（1 分） ( ) 2 4 b a d E c π− 2( )2 x x xR dS ρ ρ π = = 2 1 4AR R xI E d E ρ π += + AR Ra E += 2 4 b ak d E c ρ π −= = ( ) 2 4 b a d E c πρ −= 1sin cosmg mg maθ µ θ+ = 2 1 9.6m / sa = 2 0 12v a L= 2sin cosmg mg maθ µ θ− = 2 2 2.4m / sa = 2 22v a L=(2)滑块沿斜面上滑过程中用时 （1 分） 对斜面与滑块构成的系统受力分析可得 Ff1＝ma1cos θ＝7.68 N（1 分） 滑块沿斜面下滑过程用时 t2＝ v a2＝2 s（1 分） 对斜面与滑块构成的系统受力分析可得 Ff2＝ma2cos θ＝1.92 N（1 分） Ff 随时间变化如图所示。（1 分） 25. （20 分）答案：(1) （10 分）E0 B0＝4 3v，磁场方向垂直纸面向外　(2)第 2 个粒子击中 C 点的时刻为(2＋3 3 2π Δt) 解析：设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为 R。在第 2 秒内只有磁场。轨道如图所示。 （2 分） （2 分） （2 分） （2 分） （2 分） (2) （2 分） （1 分） Δt＝T 6（2 分） Δt＝ π qB＝π 3·2d v ，（2 分） Δt′＝ 3d v ＝3 3 2π Δt。（2 分） 故第 2 个粒子击中 C 点的时刻为(3＋3 3 2π Δt)s。（1 分） 33.【答案】115（或 116） 6.5×10-10 (1) ①（1 分）根据图中描绘的轮廓，不足半格舍去，大于半格算一格，共计 115 个方 0 1 1 1svt a = = 2 rT v π= 2 mT qB π= 3 A 3 6= MSN Vπρ格，所以油膜的面积为 。 ② （2 分）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 估测油酸分子的直径为 ③（2 分）单个油分子的直径为 单个油分子的体积为 摩尔体积为 则阿伏伽德罗常数为 (2)解析①（4 分）设静止时汽缸内气体压强为 p1，活塞受力平衡 p1S1＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋Mg（3 分） 代入数据解得 p1＝1.2×105 Pa（2 分） ②（1 分）由活塞受力平衡可知缸内气体压强没有变化，设开始温度为 T1，变化后温度为 T2，由盖—吕萨克定律得 （3 分）代入数据解得 T2＝500 K（2 分） 34(1) （5 分）答案　BDE 解析：用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利 用了光的干涉，A 错误；麦克斯韦语言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在， B 正确；交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应，C 错误；根据狭义相对论原理， 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，D 正确，光纤通信利用了全反射的原理， 故内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，E 正确。 (2)答案　①（4 分）实验步骤中有重大错误的是： B．大理石重心到悬挂点间的距离才是摆长 C．最大偏角不能超过 5° 2 2115 1 1cm 115cm× × = 6 4 6 1 mL 7.5 10 mL10 80V −= × = × 6 2 10 2 7.5 10 mL 10 6.5 10 m115cm Vd S − − −×= = × = × 0 Vd S = 3 3 30 0 3 3 4 4( )3 2 3 8 6 d V VV S S ππ π= = = mol MV ρ= 3 mol A 3 0 6V MSN V Vπρ= = 1 2 1 2 1 2 3 2 2 L LS SS L S L T T ++ =D．应在摆球经过平衡位置时计时 F．应该用各组的 L、T 求出各组的 g 后，再取平均值 ②用 OM 作为摆长，则忽略了大理石块的大小，没有考虑从结点 M 到石块重心的距离，故 摆长 L 偏小。根据 T＝2π L g， ，故测量值比真实值偏小。（3 分） 可以用改变摆长的方法，如 T＝2π L g，T′＝2π L＋Δl g ，测出 Δl，则 。（3 分） 2 2 4 Lg T π= 2 2 2 4 ' Lg T T π ∆= −