广东省广州市2020届高三物理4月综合测试（二模）试题（含解析）

广东省广州市2020届高三物理4月综合测试（二模）试题（含解析）

广东省广州市2020届高三4月综合测试（二） ‎ 物理 二、选择题：‎ ‎1.利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开。欲使指针张开，可 A. 增大该光束强度 B. 增加该光束的照射时间 C. 改用频率更大的入射光束 D. 改用逸出功更大的金属板材料 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】验电器指针没有张开，说明没有发生光电效应，则要发生光电效应必须改用频率更大的入射光束，或者改用逸出功更小的金属板材料；只增大光强和光照射的时间都不能发生光电效应，故选C.‎ ‎2.如图，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐于观光球舱中的某游客 A. 动量不变 B. 线速度不变 C. 合外力不变 D. 机械能不守恒 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】坐于观光球舱中的某游客线速度的大小不变，但方向不断改变，可知动量也不断变化，线速度不断改变；由于向心加速度方向不断变化，可知合外力大小不变，但方向不断改变，选项ABC错误；由于动能不变，重力势能不断变化，可知机械能不守恒，选项D正确.‎ ‎3.如图，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后开始向下运动，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态分别为 A. 失重、失重 B. 超重、超重 C. 失重、超重 D. 超重、失重 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】运动员在空中的过程中，加速度总是竖直向下的g，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态都是完全失重状态，故选A.‎ ‎4.李大妈买完菜后乘电梯上楼回家，其乘坐的电梯运行情况如图所示，可知 A. 李大妈家所在楼层离地高度约40m B. 0～3s内电梯的加速度大小为0.5m/s2‎ C. 0～17s内电梯的平均速度大小为0.75m/s D. 电梯加速运动的距离等于减速运动的距离 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．李大妈家所在楼层离地高度约，选项A错误；‎ B．0～3s内电梯的加速度大小为，选项B正确；‎ C．0～17s内电梯的平均速度大小为，选项C错误；‎ D．因图像与坐标轴围成的面积等于位移，由图像可知，电梯加速运动的距离小于减速运动的距离，选项D错误.‎ ‎5.如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电量均为+q，c带电量为-q，则 A. ab连线中点场强为零 B. 三角形中心处场强为零 C. a所受库仑力方向垂直于ab连线 D. a、b、c所受库仑力大小之比为1:1:‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在ab连线的中点处，ab两电荷在该点的合场强为零，则该点的场强等于c在该点形成的场强，大小不为零，选项A错误；‎ B．在三角形的中心处，ab两电荷在该点的场强大小相等，方向夹120°角，则合场强竖直向下，电荷c在该点的场强也是竖直向下，则三角形中心处场强不为零，选项B错误；‎ C．a受到b排斥力沿ba方向，受到c的吸引力沿ac方向，则其合力方向斜向左下方与ab连线成60°角，选项C错误；‎ D．ab受库仑力大小相等，均为；c受库仑力：，则 a、b、c所受库仑力大小之比为1:1:，选项D正确.‎ ‎6.如图，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B，A以速度v1斜向上抛出，B以速度v2竖直向上抛出，当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力，A、B质量相等且均可视为质点，重力加速度为g，以下判断正确的是 A. 相遇时A的速度一定为零 B. 相遇时B的速度一定为零 C. A从抛出到最高点的时间为 D. 从抛出到相遇A、B动量的变化量相同 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．相遇时A还具有水平速度，则此时的速度不为零，选项A错误；‎ B．因A在最高点的竖直速度为零，可知B的速度也一定为零，选项B正确；‎ C．两球运动的时间相等，即，选项C正确；‎ D．根据可知从抛出到相遇A、B动量的变化量相同，选项D正确。‎ ‎7.如图，两条水平光滑金属导轨固定在电磁铁两磁极之间，导轨两端a、b断开，金属杆L垂直导轨放置。闭合开关S，下列判断正确的是 A. 电磁铁两磁极之间的磁场方向向下 B. 若给金属杆向左的初速度，则a点电势高于b点 C. 若a、b间接导线，向下移动滑片p，则金属杆向左运动 D. 若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，则金属杆向左运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．闭合开关S，根据右手螺旋法则可知，电磁铁两磁极之间的磁场方向向下，选项A正确；‎ B．根据右手定则可知，若给金属杆向左的初速度，则a点电势低于b点，选项B错误；‎ C．若a、b间接导线，向下移动滑片p，则螺线管中的电流变大，磁场增强，由于穿过闭合回路的磁通量增加，由楞次定律可知，金属杆向左运动，选项C正确；‎ D．若a、b间接直流电源，a接正极、b接负极，由左手定则可知，金属杆向右运动，选项D错误。‎ ‎8.水平放置的平行板电容器与电源相连，下极板接地。带负电的液滴静止在两极板间P点，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势。若电容器与电源断开，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则 A. U变大，E不变，φ不变 B. U不变，E变小，φ降低 C. 液滴将向下运动 D. 液滴仍保持静止 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源断开，则带电量Q不变，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则d变大，根据可知C变小，根据Q=CU可知U变大，由与上述式子联立可得：,则E不变；因P点与下极板的距离不变，根据U=Ed可知P点与下极板的电势差不变，即P点的电势φ不变，选项A正确，B错误；由于E不变，则液滴受的电场力不变，则液滴仍保持静止，选项C错误，D正确.‎ 三、非选择题：‎ ‎（一）必考题：‎ ‎9.测金属丝的电阻率实验。‎ ‎(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图(a)，其示数为_______mm；‎ ‎(2)实验电路如图(b)，请用笔画线代替导线，完成图(c)的实物连线______；‎ ‎(3)开启电源，合上开关，记录ap的长度L和电流表A的示数I；移动线夹改变ap的长度L，测得多组L和I值，做出—L的图线，求得图线斜率为k；‎ ‎(4)若稳压电源输出电压为U，金属丝的横截面积为S，则该金属丝的电阻率ρ=___________（用k、U、S表示）。‎ ‎【答案】 (1). (1)0.360； (2). (2)如图； (3). (4) kUS；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）金属丝的直径为：0.01mm×36.0=0.360mm；‎ ‎（2）实物连线如图：‎ ‎（4）由闭合电路的欧姆定律：U=I(Rx+R0)，而；联立解得：，则，解得.‎ ‎10.某兴趣小组用如图甲所示实验装置完成探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系后做拓展研究。‎ ‎ ‎ 请根据如下实验过程，完成相关实验内容：‎ ‎(1)将轻质弹簧悬挂于铁架台，测得弹簧原长L0；‎ ‎(2)在弹簧下端拴挂质量为m的钩码，待系统静止时，测得弹簧长度L；‎ ‎(3)当地重力加速度为g，弹簧的劲度系数k=___________（用m、g、L0、L表示）；‎ ‎(4)托起钩码使弹簧恢复原长，并由静止释放，测得弹簧拉伸的最大长度L＇。发现L＇＞L，于是进一步探究弹簧两次伸长量x0 = L -L0和 x = L＇-L0之间的关系；‎ ‎(5)改变钩码个数，重复实验，得到多组x0、x数据，作出x—x0图象如图乙所示；‎ ‎(6)由图乙可知 = ______，该小组换用不同弹簧进行同样实验，发现的值相同。‎ ‎(7)通过分析，该小组得出了弹簧弹性势能表达式：‎ ‎①步骤(2)中，系统静止时，钩码受力平衡有mg =_____（用k、x0表示）；‎ ‎②步骤(4)中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能______（用m、g、x表示）；‎ ‎③结合步骤(6)，劲度系数为k的弹簧伸长x时，对应的弹性势能Ep=______（用k、x表示）。‎ ‎【答案】 (1). (3)； (2). (6) 2 (3). (7)①kx0； (4). ②mgx； (5). ③kx2；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由平衡可得：，解得：；‎ ‎（6）由图乙可知；‎ ‎（7）①步骤(2)中，系统静止时，钩码受力平衡有mg = kx0‎ ‎②步骤(4)中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能等于物体重力势能的减小量，即mgx；‎ ‎③劲度系数为k的弹簧伸长x时，对应的弹性势能Ep=mgx=kxx0=kx2.‎ ‎11.高速列车的运营缩短了城际间的往来时间，给人们的出行带来了极大的便捷。质量为5.0×105kg的高速列车从车站出发，由静止开始做匀加速直线运动，匀加速阶段的第3min内通过的位移为1800m。该列车受到阻力为5.0×104N，求 ‎（1）列车出站的加速度大小；‎ ‎（2）第3min末列车的牵引力功率。‎ ‎【答案】（1）0.2m/s2 （2）5.4×106W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设列车出站的加速度大小为a，‎ t1=2min=120s内列车通过的位移 ①‎ t2=3min=180s内列车通过的位移 ②‎ 第3min内通过的位移 ③‎ ‎①~③联立，得a=0.2m/s2‎ 另解一：t1=2min=120s末列车的速度大小 ①‎ t1=3min=180s末列车的速度大小 ②‎ 第3min内通过的位移 （其中t=1min=60s） ③‎ ‎①~③联立，得a=0.2m/s2‎ 另解二：t1=2min=120s末列车的速度大小 ①‎ 第3min内通过的位移 （其中t=1min=60s）②‎ ‎①②联立，得a=02m/s2‎ 另解三：列车t1=2.5min=150s末的速度等于第3min内的平均速度 ‎ ①‎ 又 ②‎ ‎①②联立，得a=0.2m/s2‎ ‎（2）设列车的质量为m，受到的牵引力为F，阻力为f，由牛顿第二定律，得 ‎ ④ （解得F=1.5×105N）‎ 第3min末列车的速度大小 ⑤‎ 第3min末列车的牵引功率 ⑥‎ ‎④~⑤联立，得P=5.4×106W ‎12.如图，光滑水平桌面上有一个矩形区域abcd，bc长度为2L，cd长度为1.5L，e、f分别为ad、bc的中点。efcd区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B；质量为m、电荷量为+q的绝缘小球A静止在磁场中f点。abfe区域存在沿bf方向的匀强电场，电场强度为；质量为km的不带电绝缘小球P，以大小为的初速度沿bf方向运动。P与A发生弹性碰撞，A的电量保持不变，P、A均可视为质点。‎ ‎（1）若A从ed边离开磁场，求k的最大值；‎ ‎（2）若A从ed边中点离开磁场，求k的可能值和A在磁场中运动的最长时间。‎ ‎【答案】（1）1（2）或 ；A球在磁场中运动的最长时间 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）令P初速度，设P、A碰后的速度分别为vP和vA，‎ 由动量守恒定律：‎ 由机械能守恒定律：‎ 可得：，可知k值越大，vA越大；‎ 设A在磁场中运动轨迹半径为R， 由牛顿第二定律：‎ 可得：，可知vA越大，R越大；即，k值越大，R越大；‎ 如图1，当A的轨迹与cd相切时，R为最大值，‎ 可得：，求得k的最大值为 ‎ ‎ ‎（2）令z点为ed边的中点，分类讨论如下：‎ ‎（I）A球在磁场中偏转一次从z点就离开磁场，如图2有 解得： 可得：‎ ‎（II）由图可知A球能从z点离开磁场要满足，则A球在磁场中还可能经历一次半圆运动后回到电场，再被电场加速后又进入磁场，最终从z点离开。令电场强度；如图3和如图4，由几何关系有：‎ ‎ ‎ 解得：或 可得：或 当时，，由于 当时，，由于 此类情形取符合题意要求，即 综合（I）、（II）可得A球能从z点离开的k的可能值为： 或 A球在磁场中运动周期为 当k=时，如图4，A球在磁场中运动的最长时间 ‎（二）选考题：‎ ‎[物理——选修3-3]‎ ‎13.下列说法中正确的是_____________‎ A. 热量能自发地从低温物体传给高温物体 B. 所有晶体的物理性质都有各向异性 C. 一些昆虫能停在水面上，主要原因是液体存在表面张力 D. 悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显 E. 分子间的距离由平衡位置开始增大，分子势能增大 ‎【答案】CDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传给高温物体而不引起其他的变化，选项A错误；‎ B．单晶体的物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性，选项B错误；‎ C．一些昆虫能停在水面上，主要原因是液体存在表面张力，选项C正确；‎ D．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越明显，选项D正确；‎ E．分子间的距离由平衡位置开始增大，分子之间的吸引力做负功，则分子势能增大，选项E正确.‎ ‎14.如图，上端带卡环、底部有加热装置的圆柱形气缸竖直放置在水平地面上，质量为m、横截面积为S、厚度不计的活塞到气缸底部的距离为气缸高度的一半，活塞下部封闭有温度为T的理想气体。已知重力加速度为g，外界大气压强恒为，忽略一切摩擦。‎ ‎(1)现对封闭气体缓慢加热，求活塞恰好到达气缸上端卡口时气体温度T1；‎ ‎(2)保持封闭气体的温度T1不变，在活塞上表面缓慢倒入沙子，使活塞到气缸底部的距离为气缸高度的三分之一，求倒入沙子的总质量m1。‎ ‎【答案】（1）2T0（2）4m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设气缸高度为h，则初始时封闭气体的体积， 活塞恰好到达气缸上端卡口时封闭气体的体积。由题设知，封闭气体做等压变化，有：‎ 解得：T1=2T0‎ ‎（2）当活塞恰好到达气缸上端时，封闭气体的压强；‎ 倒入质量为m1的沙子后，封闭气体的体积，压强。‎ 此过程封闭气体做等温变化，有 解得：m1=4m ‎[物理——选修3-4]‎ ‎15.波速相等的两列简谐波在x轴上相遇，一列波（虚线）沿x轴正向传播，另一列波（实线）沿x轴负向传播。某一时刻两列波的波形如图所示，两列波引起的振动在x=8m处相互__________（填“加强”或“减弱”）， 在x=10m处相互__________（填“加强”或“减弱”）；在x=14m处质点的振幅为________cm。‎ ‎【答案】 (1). 加强 (2). 减弱 (3). 2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】两列波在x=8m处引起的振动都是方向向下，可知此位置的振动是加强的；在x=10m处是峰谷相遇，可知此位置振动减弱；在x=14m处也是峰谷相遇，振动减弱，则质点的振幅为。‎ ‎16.如图，某三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC，BC长度为d，O为BC中点。在ABC所在平面内，光线PO垂直BC边入射，恰好在AB边界发生全反射。‎ ‎(1)求该三棱镜的折射率；‎ ‎(2)保持光线PO入射点O不变，入射方向逐渐向CO方向偏转，求AB边有光线射出的区域宽度。‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）光线PO恰好在AB边界发生全反射，临界角C=45°，‎ 设三棱镜折射率为n，根据折射定律有： ；‎ 解得折射率 ‎ ‎（2）光线PO垂直BC边入射的光线，进入棱镜后在AB边上的E点发生全反射。光线PO入射方向逐渐转向CO方向时，光线从棱镜的出射点对应由E点逐渐向B点移动。当光线几乎沿CO方向入射时，光线折射后沿OD方向，由折射定律有 解得 由几何关系得：OE=OB=‎ 光线出射区域的宽度 解得区域宽度DE=‎