2020-2021学年吉林省长春市普通高中高三下学期第三次模拟考试理综物理试卷及答案解析

2020-2021学年吉林省长春市普通高中高三下学期第三次模拟考试理综物理试卷及答案解析

吉林省 长 春市普通高中高三下 学期第三次模 拟 考 试 理科综合物理试题 二、选择题：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， 全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 14．下列说法正确的是 A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在的原子核 C．一束光照射某种金属，其频率低于该金属的截止频率时不能发生光电效应 D．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，核外电子的动能增大 15．比邻星时离太阳系最近（距离太阳 4.2 光年）的一颗恒星，根据报道： 2016 年天文 学家在比邻星的宜居带发现了一颗岩石行星，比邻星 b，理论上在的表面可以维持水的 存在， 甚至有可能拥有大气层。 若比邻星绕 b 绕比邻星的公转半径是地球绕太阳公转半 径的 p 倍，比邻星 b 绕比邻星的公转周期是地球绕太阳公转周期的 q 倍， A． 3 2p q B． 3 2p q C． 3 2p q D． 2 3p q 16．一物体沿直线运动， 用 x 表示运动位移，用 t 表示运动时间。 从 t=0 时刻开始计时， 物体运动的 x t 与 t 的图像如图所示，图线斜率为 k，则以下说法正确的是 A．物体做匀速直线运动，速度等于 k B．物体做变减速直线运动，加速度均匀减小 C．物体做匀减速直线运动，加速度等于 k D．物体做匀减速直线运动，加速度等于 2k 17．如图所示，一个理想变压器的原线圈的匝数为 50 匝，副线圈的匝数为 100 匝，原 线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨的间距为 0.4m，导轨上垂直于导轨由一长 度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻 1 5R ， 2 15R ，图中交流电压为理想电压表， 导轨所在空间由垂直于导轨平面， 磁感应强度大小为 1T 的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变 化的关系式为 5sin10 ( / )v t m s ，则下列说法中正确的是 A． 1R 的功率为 0.2W B．电压表的示数为 5 2V C．水平外力为恒力 D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为 0.04Wb/s 18．如图所示，真空中有一边长为 a 的等边三角形 ABC，P 点是三角形的中心，在 A 点 固定一电荷量为 q 的负点电荷，在 B 点固定一电荷量为 q 的正点电荷，已知静电力常 量为 k，则以下说法正确的是 A．C 点的电场强度大小为 2 2kq a B．某一试探电荷在 C 点与 P 点所受静电力方向相同 C．C 点的电势高于 P 点电势 D．将某一试探电荷从 C 点沿 CP 连线方向移动到 P 点的过程中静电力不做功 19．如图所示，空间存在有界的匀强磁场，磁场的上下边界水平，方向垂直纸面向里， 宽度为 L，一边长为 L，的正方形线框自磁场边界上方某处自由下落，线框自开始进入 磁场区域到全部离开磁场区域的过程中， 下列关于线框速度和感应电流随时间变化的图 线可能正确的是 （线框下落过程中始终保持在同一竖直平面内， 且底边保持与磁场边界 平行） 20．某装置如图所示，两根长度均为 l 的轻杆 OA、OB 与小球以及一小滑块通过铰链连 接，杆 OA的 A 端与固定在竖直光滑杆上的铰链相连。原长也为 l 的轻质弹簧一端固定 在 A 点， 另一端连接小滑块， 弹簧与小滑块都套在该杆上， 装置静止时， 弹簧长为 1.6 l ， 重力加速度为 g，以下说法正确的是 A．轻杆 OA 对小球的作用力方向与竖直杆的夹角为 53° B．轻杆 OB 对小滑块的作用力方向沿 OB 杆向下，大小为 5 8 mg C．轻杆 OA 与 OB 对小球的作用力大小之比是 4 3 D．弹簧的劲度系数 5 2 mg l 21．某质点在 3s 内一直竖直向上运动，其加速度与时间（ a-t ）图像如图所示，若取竖 直向下为正方向，重力加速度 210 /g m s ，则下列说法正确的是 A．质点在第 1s 内发生的位移为 5m B．质点的初速度不小于 29m/s C．质点在第 2s 内处于失重状态 D．质点在第 3s 末的机械能大于在第 1s 末的机械能 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分 （一）必考题 22．某活动小组利用图（ a）所示装置探究机械能守恒定律，实验开始时，直径为 d 的 钢球被电磁铁吸住， 断开开关， 钢球由静止开始下落， 测得钢球静止时球心到光电门中 心的距离为 h，由数字计时器测出钢球通过光电门的时间为 t ，已知当地的重力加速 度大小为 g，试完成如下实验内容 （1）利用螺旋测微器测出钢球的直径，读数如图（ b）所示，则 d=_________mm （2）钢球通过光电门的速度表达式为 ______（用题中所给物理量的符号表示） ； （3）要验证机械能守恒， 需要比较 _________和 __________在误差允许范围内是否相等 （用题中所给物理量的符合表示） 23．某研究小组要测量电压表 1V 的内阻 1r ，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度， 并能测得多组数据，现提供如下器材。 A．电压表 1V ：量程 3V，内阻 1r 待测（约 2000Ω）； B．电压表 2V ：量程 6V，内阻 2 4000r ； C．电压表 3V ：量程 4V，内阻 3 10000r ； D．电压表 1A ：量程 0.5A，内阻 4 0.05r ； E．滑动变阻器 0R ：总电阻约 50Ω； F．电源 E：电动势 15V，内阻很小 G．电键一个（ S），导线若干。 （1）请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在虚线方框中画出电路图；并标明 所用器材的符号； （2）根据你所设计的电路图，写出测量电压表 1V 的内阻 1r 的表达式，即 1r =_____________。式中各符号的物理意义是： ______________________________________________________________ 。 24．如图所示，在纸面内有一个边长为 L 的等边三角形 abc，有一个质量为 m，电量为 q 的带正电的粒子从 a 点以速度 0v 沿平行于纸面且垂直于 bc 边的方向进入该区域，若 在该区域内只存在垂直于纸面的匀强磁场， 该粒子恰能从 c 点离开； 若该区域内只存在 平行于 bc 边的匀强电场，该粒子恰好从 b 点离开（不计粒子重力） 。 （1）判断匀强磁场，匀强电场的方向； （2）计算电场强度与磁感应强度的大小之比。 25．如图所示，水平地面上固定一个半径为 R=0.8m 的四分之一光滑圆轨道，圆轨道末 端水平并与一个足够长的匀质薄木板的左端等高接触但不连接，薄木板的质量为 M=2kg，其左端有一个静止状态的小物块 a，质量为 1am kg ，现将一质量为 3bm kg 的小物块 b 有圆轨道最高点无初速度释放， 并与物块 a 在圆轨道最低点发生碰撞， 碰撞 时间极短且碰撞过程中无机械能损失 （物块 a、b可视为质点， 重力加速度 210 /g m s ）。 （1）求碰后瞬间两小物块的速度大小； （2）若两个小物块 a、b 与木板间的动摩擦因数均为 1 0.3 ，木板与地面间的动摩擦 因数为 2 0.1 ，求最终两个小物块 a、b 的距离。 （二）选考题 33．【物理选修 3-3 】 （1）下列说法中正确的是 ______________（选对 1 个给 2 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 5 分，没选错一个扣 3 分，最低得分为 0） A．物体从外界吸热，其内能不一定增大 B．液晶显示器是利用液晶对光具有各向同性的特点 C．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不相同 D．用气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可以估算气体分子的体积 E．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 （2）如图所示，两竖直且正对放置的导热汽缸底部由细管道（体积忽略不计）连通， 两活塞 a、b 用刚性轻杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动，上下两活塞（厚度不计） 的横截面积分别为 2 1 10S cm ， 2 2 20S cm ，两活塞总质量为 M=5kg，两气缸高度均 为 H=10cm，气缸内封闭有一定质量的理想气体， 系统平衡时活塞 a、b 到气缸底部距离 均为 l =5cm（图中未标出） ，已知大气压强为 3 0 1.0 10p Pa ，环境温度为 0T =300K， 重力加速度 210 /g m s ，则 （1）若缓慢升高环境温度，使活塞缓慢移到一侧气缸的底部且恰好不接触，求此时环 境温度； （2）若保持温度不变，用竖直向下的力缓慢推活塞 b，在活塞 b 由开始运动到气缸底 部的过程中，求向下推力的最大值。 34．【物理选修 3-4 】（1）下列说法中正确的是 ______________（选对 1 个给 2 分，选 对 2 个给 4 分，选对 3 个给 5 分，没选错一个扣 3 分，最低得分为 0） A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 B．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程一定是一倍振幅 C．根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大 E．声波从空气传入水中时频率不变，波长变长。 （2）如图所示，横截面为半圆形的某种透明柱体介质，截面 ABC的半径 R=10cm，直 径 AB 与水平屏幕 MN 垂直并与 A 点接触，由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半 径方向射向圆心 O，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为 1 2 2 3 2 3 n n， ， 则 （i）求红光和紫光在介质中传播的速度之比； （ii）若逐渐增大复色光在 O 点的入射角，使 AB面上刚好只有一种色光射出，求此时 入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离； 物理参考答案 14． C 15． B 16． D 17． D 18．BD 19． AD 20． BD 21． BCD 三、必考题（本题共 5 小题，共 47 分） 22．（6 分）（1）2.707～2.709（2） t d （3）gh； 2)( 2 1 t d 23．（9 分）（1）(4 分)（2） 1 1 2 2 Ur r U ；(3 分) U1 表示电压表 V1 的电压， U2 表示电 压表 V2 的电压， r2 表示电压表 V2 的内阻。 (2 分) 24．（14 分）解析： （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由 a 点射入 c 点射出，由左手 定则判断匀强磁场方向垂直纸面向外（ 2 分）；粒子在电场中做类平抛运动，由 a 点射 入 b 点射出，可知匀强电场方向平行于 bc 边由 c 指向 b （ 2 分）； （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知： Lr (1 分）洛伦兹力充当向 心力， r vmBqv 2 0 0 (2 分）解得 qL mvB 0 (1 分）粒子在电场中做类平抛运 动， （3） m Eqa (2 分） tvL 02 3 (1 分） 2 2 1 2 atL (1 分） Lq mvE 3 4 2 0 (1 分） 所以： 3 4 0v B E (1 分） 25．（18 分） （1）对物块 b 由机械能守恒 : 2 02 1 mvmgR (1 分） 可得 m/s420 gRv (1 分） 由动量守恒 : aabbb vmvmvm 0 (1 分）由能量关系 : 222 0 2 1 2 1 2 1 aabbb vmvmvm (1 分） 解得 : m/s2bv (1 分） m/s6av (1 分） （2）物块 a、b 做匀减速运动的加速度大小分别为 21 m/s3 a a a m gma (1 分） 21 m/s3 b b b m gma (1 分）木板做匀加速的加速度大小为 2211 m/s3)( M gMmmgmgma baba M (1 分） 设物块 b 与木板共速的速度为 1v ，时间为 1t , 111 tatavv Mbb (1 分） 解得 1m/s1v s 3 1 1t (1 分）此后物块 b 与板相对静止一起减速到静止的时间为 2t ， 加速度大小为 共a ， 212 共 m/s 5 3）（ b aba mM gmgMmma (1 分） 0- 21 tav 共 解得 s 3 5 2t (1 分） 此过程中，物块 a 的加速度不发生变化，共需 2s 将速度减为零，所以 a 与 b 和板同时 停（ 1 分） 综上， m 2 1 2 1 1 tvvx b b (1 分） m 6 5 2 2 1' tvx b (1 分） m6 2 2 a a a a vx (1 分）所以，距离 4.67mm 3 14)( ' bba xxxx (1 分） 注：计算题用其他方法得到正确结果，可按步骤酌情给分。 33．［物理 —— 选修 3-3 ］（ 15 分） (1)（ 5 分） ACE (2)（10 分） 【解析】 （1）由于气缸内气体压强不变，温度升高，气体体积变大，故 活塞向上移动，由盖 - 吕萨克定律得： T HS T lSlS 2 0 21 （2 分） K400T （1 分） （2）设初始气体压强为 1p ，由平衡条件有 11202110 SpSpMgSpSp （2 分） 代入数据得 Pa10×1.5 5 1p （1 分）活塞 b 刚要到达气缸底部时， 向下的推力最大， 此时气体的体积为 1HS ，压强为 2p 由玻意耳定律得： 12211 )( HSplSlSp （1 分） 代入数据得 Pa10×2.25 5 2p （1 分）由平衡条件有： FSpSpMgSpSp 12202210 （1 分）代入数据得： N57F （1 分） 34．［物理 —— 选修 3-4 ］（ 15 分）（1）（5 分） ACE （2）【解析】 （1）由折射率 v cn (2 分) 故红光和紫光在介质中传播的速度比 2 6 1 2 2 1 n n v v (1 分) （2）增加入射角，紫光先发生全反射，其折射光线消失， 设紫光的临界角 C， 有： 2 21sin 2n C (1 分) 所以 45C (1 分) 此时入射角 45Ci (1 分) 光路如图 红光入射角 i ，有 i rn sin sin 1 (1 分) 可得 3 6sinr (1 分 ) 两斑点 PQ的间距： r RRd tan (1 分) 带入数值得 2510d cm 或 17.1cm (1 分) 注：计算题用其他方法得到正确结果，可按步骤酌情给分。