2020届高三物理二轮 三轮总复习重点突破 综合模拟测试3

2020届高三物理二轮 三轮总复习重点突破 综合模拟测试3

综合模拟测试(三)第Ⅰ卷 ‎ 一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)‎ ‎1．英国《星期日泰晤士报》2020年11月23日报道，英国多座教堂正利用名为“聪明水”纳米技术对抗在教堂屋顶偷盗金属饰品的“飞贼”．“聪明水”在特殊的紫外线仪器下可见，在教堂顶部涂抹“聪明水”就好比给教堂屋顶涂上一层“纳米油漆”，警方借助这层肉眼看不见的油漆，将“飞贼”捕获．若已知n滴“纳米水”的总体积为V，每滴形成的单分子膜面积为S，这种“纳米水”的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个纳米水分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(　　)‎ A．d＝，NA＝　　 B．d＝，NA＝ C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝ 解析：本题考查阿伏加德罗常数的应用和油膜法测分子直径的方法，意在考查考生分析推理和估算能力．每滴单分子膜的面积S与分子直径d的乘积即为一滴纳米水的体积，即纳米水分子的直径d＝；纳米水的摩尔体积Vm＝，每个纳米分子的体积为V0＝πd3，阿伏加德罗常数NA＝，解以上各式可得NA＝，A项正确．‎ 答案：A ‎2．中国第四个航天发射场——海南航天发射场，2020年9月14日在海南省文昌市开始动工建设．海南航天发射场建成后，我国将实验登月工程，我国宇航员将登上月球．若已知月球质量为m月，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是(　　)‎ A．如果在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为 B．如果在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为 C．如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为 D．如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为2πR 解析：月球表面的重力加速度g＝Gm月/R2，如果在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，由v＝2gh解得物体上升的最大高度为h＝＝，选项A正确．由v0＝gt得物体落回到抛出点所用时间为t＝＝，选项B错误；由mg＝得最大运行速度v＝，C错误；由mg＝mR()2得最小周期为T＝2πR，选项D正确．‎ 答案：AD ‎3．2020年英国伦敦科学博物馆举办了一项评选活动，通过投票方式选出过去百年内最具意义、能够改变世界的十项发明，X射线技术居榜首．关于X射线和γ射线的比较，以下说法正确的是(　　)‎ A．X射线比γ射线更容易发生衍射现象 B．X射线与γ射线照射同一种金属，前者所产生的光电子初动能一定小于后者 C．X射线是原子外层电子受激发产生的，而γ射线是原子内层电子受激发产生的 D．γ射线穿透能力比X射线穿透能力强 解析：本题考查X射线、γ射线的产生机理和特性、光电效应规律、光的衍射等知识点，考查学生的理解与记忆能力、分析与综合能力．X射线比γ射线波长长，故易发生衍射现象，A项正确；而X射线比γ射线频率低，故照射同种金属产生的光电子最大初动能前者小于后者，但并不是每个光电子的初动能都小于后者，故B项错；X射线是原子外层电子受激发产生的，而γ射线是原子核受激发产生的，C项错；γ射线穿透能力比X射线穿透能力强，D项正确．‎ 答案：AD ‎4．据中新社2020年9月28日电，美国新罕布什尔州一个老太太以跳伞庆祝自己92岁的生日．她和教练绑在一起，从‎4000米 的高度一跃而下．假设空气阻力与降落伞的速度平方成正比，两人所受空气阻力可忽略不计，则(　　)‎ A．两人从高空落下，未打开降落伞下落时，处于完全失重状态 B．打开降落伞加速下降过程中，教练对老太太的拉力一定是竖直向上的 C．两人下落过程中，加速度不断减小，减小到零时，速度达到最小 D．两人下降过程中，任意相等时间内动量的变化相同 解析：本题考查的知识点有：失重、连接体问题、动量定理等．意在考查学生对基本概念、定理的理解应用能力和对典型问题的分析能力．未打开降落伞下落时，两人只受重力，故处于完全失重状态，A项正确；打开降落伞后，两人减速运动，加速度向上，故老太太受到竖直向上的拉力作用，B项正确；两人下降过程中，阻力随下降速度的减小而减小，故加速度不断减小，减到零时，速度减小到最小，C项正确；由动量定理可知，相等时间内的动量变化与两人所受合外力成正比，两人所受重力不变，但阻力发生了变化，故相等时间内动量变化不同，D项错．‎ 答案：ABC ‎5．沿x轴正方向传播的简谐横波在t1＝0时的波形如图所示，此时波传播到x＝‎2 m处的质点B，质点A恰好位于波谷位置，C、D两个质点的平衡位置分别位于x＝‎3 m和x＝‎5 m处．当t2＝0.6 s时，质点A恰好第二次(从计时后算起)处于波峰位置，则下列判断中正确的是(　　)‎ A．该波的波速等于‎10 m/s B．在0～1.0 s过程中，质点C通过的路程为‎8 cm C．当t＝0.9 s时，质点D的位移为－‎‎2 cm D．当质点D第一次位于波峰位置时，质点B的位移为‎2 cm 解析：本题考查简谐运动的周期性、波传播过程中波长、波速和频率的关系以及波形图等知识点，意在考查学生对简谐波的传播、质点的简谐运动等基本规律的理解能力、综合分析能力等.0.6 s内质点A运动1 个周期第二次到达波峰，所以波的周期为0.4 s，由波形图知波长为2 m，所以波速v＝＝5 m/s，A项错；B、C两点相距1 m，故经0.2 s波传到C点，0.8 s内质点振动两个周期，故C点通过的路程为16 cm，B项错；0.9 s后波向右传播4.5 m，此时质点D位于波谷位置，即位移为－2 cm，C项对；因为质点D与质点B平衡位置间距离为3 m，即1λ，所以D在波峰时，B质点一定在波谷位置，D项错．‎ 答案：C ‎6．真空中两点电荷Q1、Q2在如图所示的一条直线上，A、B是这条直线上的两点，一质量为m，电荷量为e的电子以速度vA经过点A向点B运动，经过一段时间后，电子以速度vB经过点B，且vA与vB的方向相反，则(　　)‎ A．一定是Q1带正电，Q2带负电，且点A的电势一定高于点B的电势 B．根据题给条件可以确定A、B两点的电势差 C．电子在点A的电势能可能等于在点B的电势能 D．电子在点A的速率一定大于在点B的速率 解析：本题考查两个同种、异种电荷所产生的电场的特点、电势、电势差、电势能、动能定理等知识点，意在考查学生对基本概念的理解能力、对多种电场的综合分析、推理能力．若两点电荷为等量负电荷，则电子可发生题述的运动情况，A项错；整个过程中只有电场力做功，已知电子在A、B两点的速度(初末动能)，根据动能定理及电场力做功与电势差的关系可求出电势差，B项正确；若电子经过A、B两点时速度相等，则电子在A、B两点的电势能相等，C项正确，D项错．‎ 答案：BC ‎7．在如图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个用特殊材料制成的同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合稳定后(　　)‎ A．通过L1的电流大小为通过L2电流的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75 W C．L2消耗的电功率约为0.19 W D．L2的电阻为6 Ω 解析：本题考查伏安特性曲线、电功率、欧姆定律等知识点．意在考查学生对基本概念的理解和应用能力，对图象的分析推理能力等．设L1的电阻为R1，L2和L3的规格相同，都设为R2，因为电源内阻不计，R1两端的电压为U1＝3 V，根据伏安特性曲线可知通过L1的电流为I1＝0.25 A，则功率P1＝U1I1＝0.75 W，B项正确；L2、L3串联，它们两端的电压均为U2＝1.5 V，根据伏安特性曲线可知通过L2的电流约为I2＝0.2 A，L2消耗的功率P2＝U2I2＝0.3 W, C项错；根据欧姆定律可知，R2＝＝7.5 Ω，D项错；又I1I2＝0.250.2＝1.25，A项错．‎ 答案：B ‎8．如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L‎1L2之间、L‎3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝‎0.5 m，质量为‎0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．(重力加速度g取‎10 m/s2)则(　　)‎ A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为‎0.5 C B．线圈匀速运动的速度大小为‎8 m/s C．线圈的长度为‎1 m D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、感应电动势、能量守恒定律等知识点，意在考查分析与综合能力．t2～t3时间ab在L3L4内做匀速直线运动，故F＝mg，E＝BLv2，F＝BL，解得：v2＝＝8 m/s，B项正确；在t1～t2时间内，线圈做加速度为g的匀加速直线运动，由运动学公式可知：v2＝v1＋gt⇒v1＝2 m/s，从cd边出L2到ab边刚进入L3一直是匀加速，因而ab刚进磁场时，cd也应刚进磁场，线圈位移大小等于三倍的磁场宽度，即：3d＝·t＝3 m⇒d＝1 m，ad＝2d＝2 m，所以线圈长度为2 m，C项错；0～t3时间内，线圈机械能的减少量等于产生的焦耳热，即：Q＝mg·5d－mv＝1.8 J，D项错误；在0～t1时间内，通过线圈的电荷量q＝＝＝0.25 C，A项错误．‎ 答案：B 第Ⅱ卷(非选择题，共72分)‎ 二、非选择题(本大题包括2个实验题，3个计算题，共72分)‎ ‎9．(8分)如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合．一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上．使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(θ<90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动．‎ ‎(1)在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是________．‎ A．折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动 B．折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移动 C．折射角一定小于反射角 D．反射光线转过的角度为θ ‎(2)当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线．则此玻璃砖的折射率n＝__________.‎ 解析：(1)玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(θ<90°)，折射光斑在弧形屏上沿C→D方向移动．‎ ‎(2)当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线说明已经发生全反射，临界角C＝θ＝45°，sinC＝，n＝.‎ 答案：(1)B　(2) ‎10．(10分)图甲为粗略测量某机器转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在机器的转轴上，在机器的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．‎ ‎(1)请将下列实验步骤按先后排序：______________.‎ A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触 B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来 C．启动机器，使圆形卡纸转动起来 D．关闭机器，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值 ‎(2)要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是下面的______________．‎ A．秒表　　　　　　　　B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器 ‎(3)写出角速度ω的表达式：______________.‎ ‎(4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果有影响吗？______________.‎ 解析：本题考查对打点计时器计时原理的理解、圆周运动角速度的定义和运动的分解．(1)实验步骤，应该先安装好装置，再让纸盘转动起来，然后启动打点计时器，实验结束后，根据纸盘上记录的点求角速度．‎ ‎(2)用量角器量出n个点之间的夹角，因此需要量角器．‎ ‎(3)设n个点之间的夹角为θ，则ω＝.‎ ‎(4)根据运动的分解知，可以将这时的运动分解为圆周运动和沿径向的直线运动，两个分运动相互不影响．则这样做对测量结果没有影响．‎ 答案：(1)ACBD ‎(2)D ‎(3)ω＝(n指n个点，θ为n个点之间的夹角)‎ ‎(4)没有影响 ‎11．(16分)某汽车开发商成功研发了一种新型轿车，该轿车有一特制的气流通道，当轿车高速行驶时，气流通道会自动打开，使轿车对地面的压力增加，从而达到低速省油，高速平稳舒适的目的．已知增加的压力F与轿车速度v成正比，轿车质量为1 t，与地面间的动摩擦因数为μ＝0.25，g取‎10 m/s2，如图是该轿车在水平路面上进行匀加速直线运动时测得的实际功率与速度的关系图象，不计轿车行驶时受到的空气阻力，求：‎ ‎(1)轿车的加速度；‎ ‎(2)增加的压力F与速度v的关系式．‎ 解析：(1)由图象可知，轿车以较低的速度v＝40 m/s运动时，轿车的功率P＝200 kW.‎ 根据功率的公式可知，此时车的牵引力F＝＝ N＝5000 N 车所受摩擦阻力Ff＝μmg＝0.25×1×103×10 N＝2500 N.‎ 根据牛顿第二定律可知车的加速度a＝＝ m/s2＝2.5 m/s2‎ ‎(2)设增加的压力F＝kv，由图象可知，速度增大到‎80 m/s时，车的功率变为600 kW，‎ 车的牵引力F′＝＝ N＝7500 N.‎ 车受到的阻力F′f＝μ(mg＋kv)‎ 由牛顿第二定律有：F′－F′f＝ma 解之得：k＝125 N·s/m 因此，增加的压力与车的速度的关系式为F＝125v 评析：高考每年都有结合图象的问题，考查学生的读图能力，而且出现的图也不只是教材上出现的位移图象、速度图象等常规内容，而是不断推陈出新．因此在读图问题的训练上，要求考生能够在学习过程中举一反三，灵活运用．‎ ‎12．(18分)如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子，在放射源右边有一垂直于x轴放置的很薄的挡板，挡板与xOy平面交线的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形．已知带电粒子的质量为m，所带电荷量为q，速率为v，MN的长度为L.(粒子重力不计)．‎ ‎(1)若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场，要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上，则电场强度的最小值E0为多大？在电场强度为E0时，打到板上的粒子动能为多大？‎ ‎(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、v、q、L表示)？若满足此条件，放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边？‎ 解析：(1)由题意知，要使y轴右侧所有运动的粒子都能打在MN上，其临界条件为：沿y轴方向运动的粒子做类平抛运动，且落在M或N点．‎ MO′＝＝vt　a＝qE0/m　OO′＝＝at2‎ 联立解得E0＝ 由动能定理知qE0×＝Ek－mv2‎ 所以有Ek＝mv2‎ ‎(2)由题意知，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，粒子运动轨迹直径的最小值为MN板的长度L.‎ 由R＝＝得B0＝ 放射源O发射出的粒子中，打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示．‎ 由题意OM＝ON, 且OM⊥ON.‎ 得OO1⊥OO2‎ 即v1⊥v2‎ 因此，放射源O放射出的所有粒子中只有1/4打在MN板的左侧．‎ ‎13．(20分)如图所示，在光滑水平地面上停着一辆平板车，其质量为‎2m，长为L，车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块. 金属块与车间有摩擦，以中点C为界，AC段与CB段动摩擦因数不同．现给车施加一个向右的水平恒力，使车向右运动，同时金属块在车上开始滑动，当金属块滑到中点C时，即撤去这个力．已知撤去力的瞬间，金属块的速度为v0，车的速度为2v0，最后金属块恰停在车的左端(B点)．求：‎ ‎(1)拉力作用的时间和拉力F的大小？‎ ‎(2)车最后匀速时的速度？‎ 解析：(1)金属块在AC段滑动时：‎ 金属块的位移s1＝t1①‎ 小车位移s2＝t1②‎ 由题意s2－s1＝③‎ 由①②③联立解得t1＝④‎ 对金属块v0＝μ1gt1⑤‎ 由④⑤联立解得μ1＝⑥‎ 对小车：a2＝＝⑦‎ F－μ1mg＝2ma2⑧‎ 由⑥⑦⑧联立解得恒力F＝ ‎(2)从金属块滑至车中点C开始到金属块停在车的左端的过程中，系统合外力为零，动量守恒，设共同速度为v.‎ 由2m×2v0＋mv0＝(2m＋m)v，解得车最后匀速时的速度v＝v0‎ 评析：多物体、多过程问题是综合型问题的主要呈现形式，一般情况下单体多过程或多体单过程问题．在多体多过程问题中，要求考生能够建立清晰的物理情境图，将综合性问题分解为单体单过程的小问题，然后结合多体之间的联系再将其组合，最终解决问题．因其能够有效考查学生的综合分析能力而成为高考中的热点题型． ‎