湘赣皖十五校2020届高三下学期联考试题（5月） 物理

湘赣皖十五校2020届高三下学期联考试题（5月） 物理

绝密★启用前 ‎2020届湘赣皖·长郡十五校高三联考 第二次考试 理科综合能力测试 物理部分 时量：150分钟 总分：300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，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。‎ ‎3.回答第II卷时，将答案写在答题卡上后写在本试卷上无效。‎ ‎4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。‎ 第I卷(选择题，共126分)‎ 二、选择题：本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求。第19～21题有多个选项符合题目要求。全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14.如图a为氢原子的能级图，大量处于n＝2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。当用这些辐射出的光子去照射如图b，所示光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压最大值为8V。则 A.该光电管阴极K的逸出功为7.06 eV B.吸收的光子能量为2.86 eV C.跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的 D.辐射出来的10种光子中只有3种能使该光电管发生光电效应 ‎15.某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，‎ 测量得到比赛成绩是2.4m，目测空中脚离地最大高度约0.8m，假设该同学的质量为60kg。忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功为(g＝10m/s2)‎ A.750J B.480J C.270J D.1470J ‎16.2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前的预言，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两颗星的距离为l，a、b两颗星的轨道半径之差为△r(a的轨道半径小于b的轨道半径)，则 A.b星公转的周期为 B.a星公转的线速度大小为 C.a.b两颗星的质量之比为 D.a、b两颗星的半径之比为 ‎17.一电流表的原理如图所示。质量为m＝20g的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k＝2.0N/m。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.20T，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于且＝0.20m，当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度，不计通电时电流产生的磁场的作用(g＝10m/s2)‎ A.若要电流表正常工作，N端应接电源正极 B.若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为B'＝0.40T C.若＝0.050m，此电流表的量程为Im＝2.0A D.当电流表示数为零时，弹簧伸长10cm ‎18.如图所示的装置中，在A端用外力F把一个质量为m的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动，已知在小球匀速运动的过程中，‎ 拴在小球上的绳子与水平固定杆之间的夹角从45°变为90°，斜面体与水平地面之间是粗糙的，并且斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦。则在小球匀速运动的过程中，下列说法正确的是 A.地面对斜面体的静摩擦力始终为零 B.外力F一直增大 C.绳子对水平杆上的滑轮的合力一定大于绳子的拉力 D.绳子A端移动的速度大小等于小球沿斜面运动的速度大小 ‎19.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同一方向做直线运动，两车速度的平方v2随x的变化图象如图所示，下列说法正确的是 A.汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时，甲车的位移为6m B.汽车甲的加速度大小为2m/s2‎ C.汽车甲、乙在t＝4s时相遇 D.汽车甲、乙在x＝6m处的速度大小为2m/s ‎20.质量为m的带电小球由空中某点A无初速度地自由下落，在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过2t秒小球又回到A点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，则 A.从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了mg2t2‎ B.匀强电场的大小为E＝‎ C.整个过程中小球电势能减少了mg2t2‎ D.从A点到最低点的过程中，小球重力势能减少了mg2t2‎ ‎21.如图所示，固定轨道由倾角为θ的斜导轨与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成，轨道所在空间存在方向竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场，两导轨间距为L，‎ 上端用阻值为R的电阻连接。在沿斜导轨向下的拉力(图中未画出)作用下，一质量为m、接入电路的有效电阻为R的金属杆MN从斜导轨上某一高度处由静止开始(t＝0)沿斜导轨匀加速下滑，经过时间t0杆MN滑至斜轨道的最底端P2Q2处，此时速度大小为v并撤去拉力，杆MN在水平导轨上减速运动直至停止，杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，导轨的电阻以及一切摩擦均不计。则下列说法正确的是 A.杆MN中通过的最大感应电流Im ‎ B.杆MN沿斜导轨下滑的过程中，通过电阻R的电荷量q＝‎ C.撤去拉力后，杆MN在水平导轨上运动的路程s＝ ‎ D.撤去拉力后，回路中产生的焦耳热为mv2‎ 第II卷(非选择题，共174分)‎ 三、非选择题：本卷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作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎(一)必考题：共129分。‎ ‎22.(6分)用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1、t2…，计算出t02、t12…‎ ‎(1)挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0。从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai。则＝ (结果用t0和ti表示)。‎ ‎(2)作出－i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M＝ (结果用n、k、m0表示)。‎ ‎(3)若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量m0比较恰当的取值是 。‎ A.1g B.5g C.40g D.100g ‎23.(9分)用DIS测电源电动势和内电阻电路如图a所示，R0为定值电阻。‎ ‎(1)调节电阻箱R，记录电阻箱的阻值R和相应的电压值U，通过变换坐标，经计算机拟合得到图线b，则该图线选取了 为纵坐标，由该图线可得该电源电动势为 V(结果保留两位有效数字)。‎ ‎(2)现有三个标有“2.5V 0.6A”相同规格的小灯泡，其I－U特性曲线如图c所示，将它们与图a中电源按图d所示电路相连，A灯恰好正常发光，则电源内阻r＝ Ω，图a中定值电阻R0＝ Ω。(结果均保留两位有效数字)‎ ‎(3)若将图a中定值电阻R0换成图d中小灯泡A，调节电阻箱R的阻值，使电阻箱R消耗的电功率是小灯泡A的两倍，则此时电阻箱阻值应调到 Ω。(结果保留两位有效数字)‎ ‎24.(12分)如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第I象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的带电粒子从电场中的Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第I象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场。已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h，2h)，不计粒子的重力。求：‎ ‎(1)电场强度E和磁感应强度B的大小之比；‎ ‎(2)带电粒子由Q点运动到出磁场的总时间。‎ ‎25.(20分)如图所示为过山车简易模型，它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成，A点为圆形轨道最低点，B点为最高点，水平轨道PN右侧的光滑水平地面上并排放置两块木板c、d，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平轨道PN平齐，小滑块b放置在轨道AN上。现将小滑块a从P点以某一水平初速度v0向右运动，沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后a沿原路返回到B点时，对轨道压力恰好为0，碰后滑块b最终恰好没有离开木板d。已知：小滑块a的质量为m＝1kg，c、d两木板质量均为M＝3kg，小滑块b的质量也为M＝3kg，c木板长为L1＝2m，圆形轨道半径为R＝0.32m，滑块b与两木板间动摩擦因数均为μ1＝0.2，重力加速度g＝10m/s2。求：‎ ‎(1)小滑块a与小滑块b碰后，滑块b的速度大小；‎ ‎(2)小滑块b刚离开长木板c时b的速度大小以及木板d的长度；‎ ‎(3)当木板d的长度为(2)中所求的值时，小滑块b刚滑上木板d时，本板d与地面间的动摩擦因数突然变为μ2＝0.05，试分析小滑块b能否与木板d保持相对静止。若能，求出小滑块b距木板d右端的距离。若不能，求出小滑块b滑离木板d时，小滑块b和木板d的速度大小。‎ ‎(二)选考题(共45分。请考生在给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并将所选题目题号写在相应位置上。注意所做题目的题号必须与所选题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做第一题计分)‎ ‎33.[物理——选修3－3](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.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大 B.布朗运动并不是分子的运动，但间接证明了分子在永不停息地做无规则运动 C.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则气体对外界做功，气体分子的平均动能减小 D.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 E.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律 ‎(2)(10分)如图所示，左右两个容器的侧壁都是绝热的，底部都是导热的且截面积均为S。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热的轻活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0，两个活塞质量可忽略不计。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，第二次平衡时A上升了一定的高度。接着在A上缓慢加入一定质量的细沙，使活塞A回到第一次平衡的位置，此时氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求：‎ ‎(i)第二次平衡时氮气的气柱总长；‎ ‎(ii)恒温热水槽中热水的温度。‎ ‎34.[物理——选修3－4](15分)‎ ‎(1)(5分)如图所示，一束截面为圆形(半径R＝m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。屏幕S至球心距离D＝3m。不考虑光的干涉和衍射，若玻璃半球对紫色光的折射率n＝，则圆形亮区的面积为 m2(保留两位小数)；若将紫光改为白光，在屏幕S.上形成的圆形亮区的边缘是 (填单色光的种类)色的光。‎ ‎(2)(10分)已知一列简谐横波在t＝0时刻的波形图象如图所示，波沿x轴正方向传播，再经过0.9s，B点第3次出现波峰。求：‎ ‎(i)求该简谐横波的波速v及由图示时刻起，Q点第一次出现波峰所需要的时间；‎ ‎(ii)从图示时刻开始计时，试写出坐标为x＝2m的质点的位移与时间的关系式。‎ 答案