2020届湖南省衡阳市高三下学期第二次联考（二模） 物理 （含答案）

绝密★启用前 2020 届高中毕业班联考(二) 理科综合能力测试 物理部分 注意事项： 1.本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分。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.回答第 I 卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。 3.回答第 II 卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 第 I 卷 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.用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中 A、K 两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用 a、b、c 三束单色光照射， 调节 A、K 间的电压 U，得到光电流 I 与电压 U 的关系如图乙所示，由图可知 A.由欧姆定律可知，甲图中电压表的示数为零时，电流表的示数也为零 B.由能量守恒定律可知，光电子的最大初动能等于入射光子的能量 C.单色光 a 和 c 的频率相同，a 光强度比 c 光的大，b 光的频率最大 D.若用 a、b、c 三束单色光分别照射某种金属，若 b 光能使该金属发生光电效应，则 a 光也一 定能使该金属发生光电效应 15.2019 年“山东舰”正式服役，标志着我国进入双航母时代，如图，“山东舰”正在沿直线 航行，其质量为 m，发动机的输出功率恒为 P，所受阻力大小恒为 f，某时刻速度为 v1、加速度为 a1，一段时间 t 后速度变为 v2(v2>v1)，在这段时间内位移为 x。下列关系式正确的是 A.x＝ B. C. D. 16.为了阻止宇宙中的小行星撞击地球，科学家们提出在大气层外的地球同步轨道上放一个质 量为 m 的超级核弹，当外来小行星飞近地球时将其摧毁，以减少小行星对地球造成的伤害.已 知地球半径为 R，自转周期为 T，万有引力常量为 C，地球同步轨道离地面高度为 h。下列说 法正确的是 A.核弹从地面发射到地球同步轨道过程中，速度不断减小，机械能将不断减小 B.为了提高拦截的有效性，若将核弹送到比地球同步轨道更高的轨道上，则其在新轨道上的速 度会比在地球同步轨道上的速度大 C.核弹在地球同步轨道飞行时的加速度为 D.地球的平均密度为 17.如图所示，一光滑绝缘足够长的斜面与两个固定等量负点电荷连线的中垂面重合，O 为两 点电荷连线的中点 A、B 为斜面上的两点，且 BO>AO。一个带电荷量为 q、质量为 m，可视 为质点的小物块，从 A 点以初速度 v0 开始沿斜面下滑，到达 B 点速度恰好为零。(斜面对电场 无影响)以下说法正确的是 A.小物块带正电，从 A 运动到 B 点，电势能先减小后增大 B.小物块带负电，从 A 运动到 B 点，加速度先增大后减小 C.小物块运动到 O 点时具有最大速度 D.小物块能回到 A 点，且回到 A 点时的速度大小小于 v0 18.如图所示，高层住宅外安装空调外机时，常利用电机通过缆绳牵引外机，为避免外机与阳 2 1 2 v v+ 1 1 v P fa m m = − 1 Pf v > 2 2 2 1 1 1 2 2Pt mv mv= − ( )2 2 4 R ha T π += 2 3 GT πρ =台、窗户碰撞，通常还会用一根拉绳拽着外机，缆绳拉力的大小为 F1，方向与竖直方向成 α 角； 拉绳拉力大小为 F2，与竖直方向的夹角为 β。现使拉绳与竖直方向的夹角 β 保持不变，外机沿 竖直方向匀速上升，则在提升外机过程中，下列说法正确的是 A.角 α 可能等于角 β B.角 α 可能大于角 β C.拉力 F1、F2 大小都不变 D.拉力 F1、F2 大小都增大 19.如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势为 e＝26 sin100πt(V)。 并与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数比为 4：1，降 压变压器副线圈接入一只“12V 12W”的灯泡，且灯泡正常发光，输电线路总电阻 r＝16Ω， 导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则 A.电流表的示数为 0.5A B.原线圈中交变电压的频率为 100Hz C.升压变压器的原副线圈匝数之比为 1：2 D.当降压变压器刷线圈再并联一只同样灯泡时，输电线上损失的功率增大 20.在某高空杂技类节目现场下方地面上放置一弹簧垫，此弹簧垫可视为质量为 m 的木板与两 相同直立轻弹货的上端相连，静止时弹簧的压缩量为 h，如图所示。某同学为了测试弹簧垫的 性能，将一质量为 2m 的物体从距木板上方 2h 的 O 点由静止释放，物体与木板碰撞后，粘在 一起向下运动，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到 A 点，空气阻力、木板厚度、物体 大小忽略不计，正力加速度大小为 g，则下列说法正确的是 2A.物体与木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小 B.整个过程中，物体、木板和两弹簧组成的系统机械能守恒 C.物体与木板碰后瞬间加速度大小为 ，物体与木板恰好回到 A 点时加速度大小为 g D.物体与木板碰撞之前，两弹簧的弹性势能总和为 mgh 21.如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围 足够大，磁感应强度的大小左边为 2B，右边为 3B，一个竖直放置的宽为 L。长为 3L、单位 长度的质量为 m、单位长度的电阻为 r 的矩形金属线框，以初速度 v 垂直磁场方向从图中实线 位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置(在左边磁场中的长度为 L。在右边磁场中的长度 为 2L)时，线框的速度为 v，则下列判断正确的是 A.此时线框中电流方向为逆时针，电功率为 B.此过程中通过线框截面的电量为 C.此过程中线框克服安培力做的功为 D.此时线框的加速度大小为 第 II 卷 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分，第 22 题～第 32 题为必考题，每个试题考生都 必须做答。第 33 题～第 38 题为选考题，考生根据要求做答。 (－)必考题(共 129 分) 22.(6 分)用半径均为 r 的小球 1 和小球 2 碰撞来验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，斜 3 g 1 3 1 3 2 2 225 72 B L v r 25 4 BL r 232 9 Lmv 225 192 vB mr槽与水平槽圆滑连接.安装固定好实验装置，竖直挡板上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，用 夹子固定，小球球心与 O 点位置等高，实验步骤如下： 步骤 1：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A 点由静止滚下，并落在竖直挡板上。重复多次，确 定小球落点的平均位置 P； 步骤 2：把小球 2 放在斜槽前端边缘位置 B，让小球 1 从 A 点由静止滚下，使它们碰撞。重复 多次，确定碰撞后两小球落点的平均位置 M、N； 步骤 3：用毫米刻度尺测得 O 点与 M、P、N 三点的竖直方向的距离分别为 h1、h2、h3。 (1)两小球的直径用螺旋测微器核准相等，测量结果如图乙，则两小球的直径均为 mm。 (2)设球 1 和球 2 的质量分别为 m1、m2，若满足 ，则说明碰撞过程动量守恒，若 还满足 ，则说明两球发生的碰撞为弹性碰撞。(用“m1、m2、h1、h2、h3 表示) 23.(9 分)测定某种特殊电池的电动势和内阻。其电动势 E 约为 12V，内阻 r 约为 3Ω。实验室 提供的器材有 A.量程为 10mA、内阻未知的电流表 G； B.电阻箱 R1(0～9999.9Ω)； C.电阻箱 R2(0～999.9Ω)； D.滑动变阻器 R3(0～100Ω)； E.滑动变阻器 R4(0～2000Ω)； F.开关 2 只，导线若干。 (1)先用如图所示甲的电路来测定电流表 G 内阻。补充完成实验： ①为确保实验仪器安全，滑动变阻器 R 应该选取 (选填“R3”或“R4”)； ②连接好电路，断开 S1、S2，将 R'的滑片滑到 (选填“a”或“b”)端；③闭合 S1，调节 R'，使电流表 G 满偏； ④保持 R'不变，再闭合 S2，调节电阻箱电阻 R1＝20.0Ω 时，电流表 G 的读数为 5mA； ⑤调节电阻箱时，干路上电流几乎不变，则测定的电流表 G 内阻 Rg＝ 。 (2)按图乙连接电路，将电阻箱 R1 的阻值调为 R0＝1180.0Ω。再闭合开关 S1、S2 多次调节电阻 箱 R2，记录每次电阻箱的阻值 R2 及对应的电流表的示数 I。作出 图象如图丙所示，由 两次操作测得的数据求得电池的电动势为 V，内阻为 Ω(保留一位小 数)。 24.(14 分)如图所示，传送带 A、B 之间的距离为 L＝5.8m，与水平面间的夹角为 θ＝37°，传 送带沿顺时针方向转动，速度恒为 v＝4m/s，在上端 A 点处无初速度地放置一个质量 m＝1kg、 大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为 µ＝0.5，金属块滑离传送带后，经过 弯道，沿半径 R＝0.9m 的光滑圆轨道做圆周运动，刚好能通过最高点 E，已知 B、D 两点的竖 直高度差为 h＝1.0m，DE 为竖直方向圆轨道的直径(g 取 10m/s2)。求： (1)金属块经过 D 点时对轨道的压力； (2)金属块在 BCD 弯道上克服摩擦力做的功。 25.(18 分)如图所示，MN 长为 3L，NP 长为 4L 的矩形 MNPQ 区域内，存在以对角线 MP 为分 界线的两个匀强磁场区域 I 和 II，方向均垂直纸面向外，区域 I 的磁感应强度大小可调，区域 II 的磁感应强度大小为 B。一质量为 m、电量为 q 的带正电粒子从 M 点以平行于 MN 边的方 向射入磁场 I 区域中，速度大小为 v＝ ，不计粒子所受重力，矩形外边线上均存在磁场。 (sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)若粒子无法进入区域 II 中，求区域 I 磁感应强度大小范围； 2 1 1 I R − 2 qBL m(2)若区域 I 的磁感应强度大小 B1＝ ，求粒子在磁场中的运动时间； (3)若粒子能到达对角线 MP 的中点 O 点，求区域 I 磁场的磁感应强度大小的所有可能值。 (二)选考题：共 45 分。请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题 作答，并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目 的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。 33.[物理——选修 3－3](15 分) (1)(5 分。其中①②每空 1 分，③空 3 分)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学 按如下操作： A.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积； B.在装有水、水面撒有适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，待薄膜形状稳定； C.将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上； D.将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径。 ①其中操作不合理的步骤是 ； ②实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是 ； A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B.有助于测量一滴油酸的体积 C.对油酸溶液起到稀释作用 D.有助于油酸的颜色更透明便于识别 ③已知油酸酒精溶液中油酸体积占比例为 k，n 滴油酸溶液体积为 V，一滴油酸溶液形成油膜 的面积为 S，则油酸分子的直径为 。 (2)(10 分)用打气简给篮球打气时，每次提起活塞，篮球充气孔处的橡胶垫立即封闭充气孔， 外界大气自由进入打气筒内；然后向下压活塞，打气简进气口立即封闭，当打气简内气压超 过篮球内气压时，篮球充气孔打开，打气筒内气体被压入篮球内。设某个篮球用了一段时间 后，其内气压为 P，现用内横截面积为 S 的打气筒给篮球打气，每次拉出活塞的长度为 h，再 将活塞压下 h 长度时都能将吸入打气筒的气体全部压入篮球内。已知外界大气气压为 P0，设 整个打气过程中气体温度均不变、篮球内胆容积 V 已知且不变。 ①求第 n 次打气完成后，篮球内气体的压强。 ②试求第(n＋1)次压下活塞长度△h 至少为多大时，篮球充气孔才能打开? 2 B34.[物理——选修 3－4](15 分) (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.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短 B.电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的 X 射线的波长要短 C.声源向静止的观察者靠近，观察者接收到的频率小于声源的频率 D.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 E 分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距 大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距 (2)(10 分)一质点 A 做简谐运动，某时刻开始计时，其位移和时间关系如图甲所示。由于 A 质 点振动形成的简谐横波沿 x 正方向传播，在波的传播方向所在的直线上有一质点 B，它距 A 的距离为 0.5m，如图乙所示。在波动过程中，开始计时时 B 质点正经过平衡位置向上运动， 求： ①从开始计时，t＝0.75×10－2s 时质点 A 相对平稳的位置的位移； ②在 t＝0 到 t＝9×10－2s 时间内，质点 A 通过的路程； ③该简谐横波传播的速度。