甘肃省兰州市第一中学2020届高三冲刺模拟考试（三） 物理试题 （含答案）

2020 届高三冲刺模拟考试 (三) 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 14~17 题只有一 项符合题目要求，第 18~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的 得 3 分，有选错的得 0 分。 14．在光电效应实验中，用频率为 ν 的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确 的是 A．只增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大 B．只减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率大于 ν 的光照射，光电流将变大 D．改用频率大于 ν 的光照射，光电子的最大初动能将变大 15．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为 m1 的木块，木块和车厢通过 一根水平轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为 k。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质 量为 m2 的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为 θ，在这段时间内木块 与车厢也保持相对静止，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的 形变量为 A． B． C． D． 16．L 形木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置 于木板上表面的滑块 Q 相连，如图所示。若 P、Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。 则木板 P 的受力个数为 A．3 B．4 C．5 D．6 17．如图所示，在竖直向上的匀强磁场 B 中水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸 面向外，a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 A．a、b 两点磁感应强度相同 B．c、d 两点磁感应强度相同 C．a 点磁感应强度最大 D．b 点磁感应强度最大 18．汽车发动机的额定功率为 60 kW，汽车质量为 5 t，汽车在水平面上行驶时，阻力与车重成正比，g＝10 m/s2，当汽车以额定功率匀速行驶时速度为 12 m/s，突然减小油门，使发 动机功率减小到 40 kW，对汽车以后的运动情况描述正确的有 A．阻力与车重的比例系数 k=0.2 B．先做匀减速运动再做匀速运动 C．先做加速度减小的减速运动再做匀速运动 D．最后的速度大小是 8 m/s 19．如图所示，在真空中的 A、B 两点分别放置等量异种点电荷，在 A、B 两 点间取一正五角星形路径 abcdefghija，五角星的中心与 A、B 的中点重合， 其中 af 连线与 AB 连线垂直．现将一电子沿该路径逆时针移动一周，下列 判断正确的是(　　) A．e 点和 g 点的电场强度相同 B．a 点和 f 点的电势相等 C．电子从 g 点到 f 点再到 e 点过程中，电势能一直增大 D．电子从 f 点到 e 点再到 d 点过程中，电场力先做正功后做负功 20．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀 速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中 A、B 两颗天体绕 O 点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比 rA∶rB＝1∶2，则两颗天 体的 A．质量之比 mA∶mB＝2∶1 B．向心力大小之比 FA∶FB＝1∶1 C．线速度大小之比 vA∶vB＝2∶1 D．角速度之比 ωA∶ωB＝1∶2 21．如图所示是晶体管收音机中的理想变压器耦合电路，可简化为一个定值电阻 R1 与交流 电源串联，该电源输出的电压有效值恒为 U0，一个可变电阻 R2 与该变压器的副线圈相 连．若调节电阻 R2，让 R2 的功率达到最大，下列说法正确的是 A．通过扬声器的电流为U0 2 1 R1R2 B．交流电源的输出功率为 U 2R1 C．理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比为R1 R2 D．定值电阻 R1 两端的电压为U0 2 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）某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速 度与其质量之间的关系。 (1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离 s＝24 cm，由图中游标卡尺测得遮光 条的宽度 d＝________cm.该实验小组在做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字 计时器可以读出遮光条通过光电门 1 的时间 Δt1 和遮光条通过光电门 2 的时间 Δt2，则滑块 的加速度的表达式 a＝________(以上表达式均用字母表示) (2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了 6 组实验，得到下表所示的实 验数据，请在图所示坐标系中描点作出相应图象。 23.（9 分）现要测量某一电压表的内阻，给定的器材如下： 器材(代号) 规格 待测电压表(V1) 量程 1 V，内阻约为 10 kΩ(待测) 电压表(V2) 量程 3 V，内阻 RV2＝6 kΩ 电流表(A) 量程 0.6 A，内阻约为 10 Ω 三个定值电阻 R1＝1 000 Ω，R2＝3 000 Ω，R3＝10 000 Ω 滑动变阻器(R4) 最大电阻为 100 Ω 滑动变阻器(R5) 最大电阻为 10 Ω m/g 250 300 350 400 500 800 a/(m·s－2) 2.02 1.65 1.33 1.25 1.00 0.63电源 E 电动势 6 V，最大允许电流 200 mA 开关(S)、导线若干 要求测量时电表指针偏转均超过其量程的一半。 (1)从 3 个固定电阻中只选用 1 个，与其他器材一起组 成测量电路，请在虚线框内画出测量电路的原理图(要求电 路中各器材用题中给定的符号标出)。 (2)写出实验中必须记录的数据(用符号表示)，并指出各 符号的意义。 (3)用(2) 中记录的数据写出待测电压表内阻的表达式为 RV1＝________ 24.（12 分）如图所示，一个内壁光滑绝缘的1 3环形细圆筒轨道竖直放置，环的半径为 R，圆心 O 与 A 端在同一竖直线上，在 OA 连线的右侧有一竖直向上的场强 E＝mg q 的 匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。现有一个质量为 m、电荷量为＋q 的小球(可视 为质点)从圆筒的 C 端由静止释放，进入 OA 连线右边的区域后从该区域的边界水平射 出，然后，刚好从 C 端射入圆筒，圆筒的内径很小，可以忽略不计。 (1)小球第一次运动到 A 端时，对轨道的压力为多大？ (2)匀强磁场的磁感应强度为多大？ 25．（20 分）如图所示，一个带有1 4圆弧的粗糙滑板 A 的总质量 mA＝3 kg，其圆弧部分与水 平部分相切于 P，水平部分 PQ 长 L＝3.75 m。开始时，A 静止在光滑水平面上，现有一质 量 mB＝2 kg 的小木块 B 从滑块 A 的右端以水平初速度 v0＝5 m/s 滑上 A，小木块 B 与滑板 A 之间的动摩擦因数 μ＝0.15，小木块 B 滑到滑板 A 的左端并沿着圆弧部分上滑一段弧长后 返回，最终停止在滑板 A 上。 (1)求 A、B 相对静止时的速度大小； (2)若 B 最终停在 A 的水平部分上的 R 点，P、R 相距 1 m，求 B 在圆弧上运动的过程 中因摩擦而产生的内能； (3)若圆弧部分光滑，且除 v0 不确定外其他条件不变，讨论小木块 B 在整个运动过程中， 是否有可能在某段时间里相对地面向右运动？如不可能，说明理由；如可能，试求出 B 既 向右滑动，又不滑离木板 A 的 v0 取值范围。(取 g＝10 m/s2)33．［物理——选修 3–3］（15 分） （1）（5 分）下列说法中正确的是（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．物体从单一热源吸收的热量可以全部用于做功 B．温度相同时，分子质量不同的两种气体，其分子平均动能一定相同 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．若两分子间距离增大，分子势能一定增大 E．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大 （2）（10 分）底面积 S＝40 cm2、高 l0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水 平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示。缸内有一可自由移动的质量为 2 kg 的 活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过 两个定滑轮提着质量为 10 kg 的物体 A。开始时，气体温度 t1＝7 ℃，活塞到缸底 的距离 l1＝10 cm，物体 A 的底部离地 h1＝4 cm，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞 缓慢上升。已知大气压 p0＝1.0×105 Pa，试求： (1)物体 A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度。 34．［物理——选修 3–4］（15 分） （1）（5 分）图甲为一列简谐横波在 t＝0 时刻的波形图，图乙为介质中 x＝2 m 处的质点 P 的振动图象．下列说法正确的是（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．波沿 x 轴负方向传播 B．波速为 20 m/s C．t＝0.15 s 时刻，质点 P 的位置坐标为(5 m,0) D．t＝0.15 s 时刻，质点 Q 的运动方向沿 y 轴负方向 E．t＝0.15 s 时刻，质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离 （2）（10 分）一半圆柱形透明体横截面如图所示，O 为截面的圆心，半径 R＝ 3 cm, 折射率 n＝ 3.一束光线在横截面内从 AOB 边上的 A 点以 60°的入射角射入透明体，求 该光线在透明体中传播的时间。(已知真空中的光速 c＝3.0×108 m/s) 14．D 15．C　 16．C 17．D 18．CD 19．B C 20．AB 21．ABD 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）(1)0.52　　( d Δt2 )2－( d Δt1 )2 2s (2)如图所示 23.（9 分）(1)如图所示　(2)见解析　(3) U1R2RV2 U2R2－U1RV2 24．（12 分）(1)4mg　(2)16m 13q 3q R [解析] (1)由机械能守恒定律得：mgR(1＋sin30°)＝1 2mv2 到达 A 点时，由牛顿第二定律得：FN－mg＝mv2 R 由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力：FN′＝FN＝4mg (2)带电小球进入复合场后，所受的电场力 F＝qE＝mg，所以它将做匀速圆 周运动，穿出复合场后做平抛运动，设平抛运动的时间为 t，则： 在水平方向上有：Rcos30°＝vt 竖直下落的高度 h＝1 2gt2 因此，小球在复合场中做匀速圆周运动的半径r＝R＋Rsin30°＋h 2 由洛伦兹力提供向心力得：qvB＝mv2 r 联立解得：B＝16m 13q 3g R 25．（20 分）【解析】(1)根据动量守恒得： mBv0＝(mB＋mA)v　(2 分) 解得：v＝2 5v0＝2 m/s．　(1 分) (2)设 B 在 A 的圆弧部分产生的热量为 Q1，在 A 的水平部分产生的热量为 Q2．则有： 1 2mBv02＝1 2(mB＋mA)v2＋Q1＋Q2　(2 分) 又 Q2＝μmBg(LQP＋LPR)　(1 分) 联立解得：Q1＝0.75 J．　(1 分) (3)当 B 滑上圆弧再返回至 P 点时最有可能速度向右，设木块滑至 P 的速度 为 vB，此时 A 的速度为 vA，有： mBv0＝mBvB＋mAvA　(1 分) 1 2mBv02＝1 2mBvB2＋1 2mAvA2＋μmBgL　(2 分) 代入数据得：vB2－0.8v0vB＋6.75－0.2v02＝0 当 vB 的两个解一正一负时，表示 B 从圆弧滑下的速度向右．即需：v0＞5.9 m/s，故 B 有可能相对地面向右运动． 若要 B 最终不滑离 A，有： μmBg·2L≥1 2mBv02－1 2(mB＋mA)(2 5v0)2　(2 分) 得：v0≤6.1 m/s 故 v0 的取值范围为：5.9 m/s＜v0≤6.1 m/s．　(1 分) [答案]　(1)2 m/s　(2)0.75 J (3)可能　5.9 m/s＜v0≤6.1 m/s 33．［物理——选修 3–3］（15 分） （1）（5 分）ABE （2）（10 分）解析　(1)初始活塞受力平衡：p0S＋mg＝p1S＋T，T＝mAg， 被封闭气体压强 p1＝p0＋ （m－mA） S ＝0.8×105 Pa， 初状态，V1＝l1S，T1＝(273＋7) K＝280 K， A 触地时，p1＝p2，V2＝(l1＋h1)S， 气体做等压变化，l1S T1 ＝ （l1＋h1）S T2 ， 代入数据，得 T2＝392 K， 即 t2＝119 ℃。 (2)活塞恰好到汽缸顶部时，p3＝p0＋mg S ＝1.05×105 Pa，V3＝l0S，根据理想气体状态方程，p1l1S T1 ＝p3l0S T3 ， 代入数据得 T3＝551.25 K， 即 t3＝278.25 ℃。 答案　(1)119 ℃　(2)278.25 ℃ 34．［物理——选修 3–4］（15 分） （1）（5 分）BDE (2)设此透明体的临界角为 C，依题意 sin C＝1 n＝ 3 3 ， 当入射角为 60°时，由 n＝sin 60° sin α ，得折射角 α＝30°， 此时光线折射后射到圆弧上的 C 点，在 C 点入射角为 60°，比较可得入射角大于临界角，发 生全反射，同理在 D 点也发生全反射，从 B 点射出． 在透明体中运动的路程为 s＝3R 在透明体中的速度为 v＝c n 传播的时间为 t＝s v ＝3nR c ＝3.0×10－10 s.