陕西省咸阳市2020届高三下学期高考模拟检测（三）物理试题 Word版含解析

陕西省咸阳市2020届高三下学期高考模拟检测（三）物理试题 Word版含解析

咸阳市2020年高考模拟检测（三）‎ 理综物理 一、选择题 ‎1.下列说法中符合物理学史实的是（　　）‎ A. 查德威克通过研究阴极射线发现电子，从而打开了原子物理大门 B. 勒纳等人通过实验得出光电效应的四个特征 C. 玻尔首先提出了原子的核式结构学说，第一次将量子化引入到原子领域 D. 卢瑟福用粒子轰击金箔实验证明原子是由其它粒子组成的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而打开了原子物理大门，故A错误；‎ B．德国物理学家勒纳等人通过实验得出光电效应的四个特征，并试图在经典电磁理论的框架内解释光电效应，故B正确；‎ C．普朗克第一次将量子化引入到原子领域，卢瑟福首先提出了原子核式结构学说，故C错误；‎ D．卢瑟福等人通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.如图所示，某健身爱好者手拉着轻绳，在粗糙的斜面上缓慢地移动，移动过程保持绳索始终平行于水平地面。为了锻炼自己的臂力和腿部力量，可以在O点悬挂不同的重物C，则（　　）‎ A. 若健身者缓慢向右上移动，绳OA的拉力变小 B. 若健身者缓慢向左下移动，绳OB的拉力变大 C. 若健身者缓慢向右上移动，绳OA、OB拉力的合力变大 D. 若健身者缓慢向左下移动，健身者与地面间的摩擦力变小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ - 21 -‎ ‎【详解】对节点O进行受力分析，如图所示，根据平衡条件 ‎，‎ A．若健身者缓慢向右上移动，增大，增大，绳OA的拉力增大，故A错误；‎ B．若健身者缓慢向左下移动，减小，增大，绳OB的拉力变小，故B错误；‎ C．根据力的平衡条件，绳OA、OB拉力的合力大小始终等于C的重力，故C错误；‎ D．若健身者缓慢向左下移动，减小，减小，对健身者进行受力分析，运动员受到的摩擦力为静摩擦力，沿斜面方向，根据平衡条件有 因为减小，健身者与地面间的摩擦力f变小，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.电子束熔炼是指高真空下，将高速电子束的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼的一种熔炼方法。如图所示，阴极灯丝被加热后产生初速度为0的电子，在V加速电压的作用下，以极高的速度向阳极运动；穿过阳极后，在金属电极A1、A2间V电压形成的聚焦电场作用下，轰击到物料上，其动能全部转换为热能，使物料不断熔炼。已知某电子在熔炼炉中的轨迹如图中虚线OPO'所示，P是轨迹上的一点，聚焦电场过P点的一条电场线如图中所示，则（　　）‎ - 21 -‎ A. 电极A1的电势高于电极A2的电势 B. 电子在P点时速度方向与聚焦电场强度方向夹角小于90°‎ C. 聚焦电场只改变电子速度的方向，不改变电子速度的大小 D. 电子轰击到物料上时的动能小于eV ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在P点电子受电场力指向轨迹弯曲内侧，又要与电场线相切，可判断电场线的方向是从A1指向A2，所以电极A1的电势高于电极A2的电势，A正确；‎ B．轨迹的切线方向即电子的运动方向，由图可知运动方向与电场方向夹角大于90°，B错误；‎ C．聚焦电场一方面使电子向中央靠拢，另一方面使电子加速，所以既改变电子速度的方向，又改变电子速度的大小，C错误；‎ D．聚焦电场对电子做功，且总功是正功W，所以改变电子速度大小，从O到O'，根据动能定理 ‎，‎ 电子轰击到物料上时的动能大于，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.为估算伞面（近似平面）承受暴雨撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得0.5小时内杯中水位上升了18mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为10m/s，据此估算该压强约为（设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为kg/m3）（　　）‎ - 21 -‎ A. 0.10Pa B. 180Pa C. 1.0Pa D. 3600Pa ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为F。设在时间内有质量为的雨水的速度由v=10m/s减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理有 得到 设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在时间内水面上升，则有 所以有压强 即睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强为0.10Pa，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎5.如图为某款电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数，该电吹风的各项参数如表所示。下列说法正确的有（　　）‎ 热风时输入功率 ‎1000W - 21 -‎ 冷风时输入功率 ‎100W 小风扇额定电压 ‎100V 正常工作时小风扇输出功率 ‎88W A. 吹热风时触片P与触点b、c接触 B. 可由表格中数据计算出小风扇的内阻为100‎ C. 变压器两线圈的匝数比 D. 换用更长的电热丝（材料、粗细均不变），则吹的热风温度更高 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当电吹风机送出来的是冷风时，电路中只有电动机自己工作，触片P与触点b、c接触；当电吹风机送出来的是热风时，触片P与触点a、b接触，故A错误；‎ B．小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率，因未说明小风扇的效率，所以不能计算小风扇的内阻。故B错误；‎ C．根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系 故C正确；‎ D．根据公式 可知电源电压不变，电阻越小，电功率越大；换用更长的电热丝（材料、粗细均不变），根据电阻定律可知 电阻变大，故电吹风吹热风时的功率将变小，吹的热风温度降低。故D错误。‎ 故选C。‎ - 21 -‎ ‎6.2019年10月5日2时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“高分十号”地球同步卫星发射升空。一般发射地球同步卫星要经过两次变轨才能进入地球同步轨道。如图所示，先将卫星送入较低的圆轨道Ⅰ，经椭圆轨道Ⅲ进入地球同步轨道Ⅱ。已知“高分十号”卫星质量为m卫，地球质量为m地，轨道Ⅰ半径为r1，轨道Ⅱ半径为r2，A、B为两轨道的切点，则下列说法正确的是（ ）‎ A. “高分十号”在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9km/s B. 若”高分十号”在轨道I上的速率为v1：则在轨道II上的速率v2=v1‎ C. 在椭圆轨道上通过B点时“高分十号”所受万有引力小于向心力 D. 假设距地球球心r处引力势能为Ep=－则“高分十号”从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ，其机械能增加了－‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A ．第一宇宙速度为7.9km/s，绕地球做圆周运动的轨道半径等于地球的半径，根据万有引力提供向心力则有 可得 知轨道半径越大，线速度越小，所以“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的运行速度小于7.9km/s，故A错误；‎ - 21 -‎ B．根据 可得“高分十号”卫星在轨道I上的速率为 在轨道II上的速率为 联立解得 故B正确；‎ C．由于“高分十号”卫星需要在点从椭圆轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，卫星在点需加速，所以“高分十号”卫星在椭圆轨道Ⅲ上通过B点时，万有引力大于向心力，故C错误；‎ D．“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的机械能 在轨道Ⅱ上的机械能 则机械能增加量 故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎7.蹦极是一项考验体力、智力和心理承受能力的空中极限运动．跳跃者站在约50m高的塔台上，把一根原长为L的弹性绳的一端绑在双腿的踝关节处，另一端固定在塔台上，跳跃者头朝下跳下去．若弹性绳的弹力遵守胡克定律，不计空气阻力，则在跳跃者从起跳到第一次下落到最低点的过程中，跳跃者的动能Ek(图线①)和弹性绳的弹性势能Ep(图线②)随下落高度的变化图象中，大致正确的是 - 21 -‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在弹性绳到达原长之前，由动能定理可知，动能随下降的高度均匀变大，即Ek-h图像为直线；当弹性绳被拉直后，弹力逐渐变大，则加速度逐渐减小，速度仍然变大，即动能继续变大，当弹力等于重力式速度最大，此时的动能最大；之后随着人的下降弹力变大大于重力，加速度变为向上，人做变减速运动，最后动能减到0时到达最低点；综上所述，图像B正确，ACD错误；故选B.‎ ‎8.如图所示是选择密度相同、大小不同纳米粒子的一种装置．待选粒子带正电且电量与其表面积成正比．待选粒子从O1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域Ⅰ的板间电压为U，粒子通过小孔O2射入正交的匀强电场磁场区域Ⅱ，其中磁场的磁感应强度大小为B，左右两极板间距为d．区域Ⅱ出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上．若半径为r0，质量为m0、电量为q0的纳米粒子刚好能沿直线通过，不计纳米粒子重力，则(　　)‎ A. 区域Ⅱ中电场与磁场的强度的比值为 - 21 -‎ B. 区域Ⅱ左右两极板的电势差为 C. 若纳米粒子的半径r＞r0，则刚进入区域Ⅱ的粒子仍将沿直线通过 D. 若纳米粒子的半径r＞r0，仍沿直线通过，则区域Ⅱ的电场与原电场强度的比值为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设半径为r0的纳米粒子加速后的速度为v，则：‎ 设区域Ⅱ内电场强度为E，洛伦兹力等于电场力，即：‎ 解得：‎ 则区域Ⅱ的电场与磁场的强度的比值为，故A正确．‎ B．区域Ⅱ左右两极板的电势差为：‎ 故B错误；‎ C．若纳米粒子的半径r＞r0，设半径为r的粒子的质量为m、带电量为q、被加速后的速度为v，则:‎ 而 由，解得：‎ - 21 -‎ 故洛伦兹力变小，粒子带正电，故粒子向左偏转，故C错误；‎ D．由于，故洛伦兹力与原来的洛伦兹力的比值为，电场力与洛伦兹力平衡，故电场力与原来的电场力的比值为，根据F＝qE，区域Ⅱ的电场与原电场的电场强度之比为，故D正确．‎ 二、实验题 ‎9.为了测量木块与木板间动摩擦因数m，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置，让木块从倾斜木板上A点由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律，取g=10m/s2，sin37°=0.6，如图所示：‎ ‎(1)根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为v =（ ）m/s；‎ ‎(2)根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a =（ ）m/s2；‎ ‎(3)现测得斜面倾角为37°，则m=（ ）。（所有结果均保留2位小数）‎ ‎【答案】 (1). 0.40 (2). 1.00 (3). 0.63‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则木块在0.4s时的速度大小 ‎(2)[2]木块在0.2s时速度大小 - 21 -‎ 木块的加速度大小 ‎(3)[3]斜面倾角为37°，则对木块受力分析，由牛顿第二定律可得 解得 ‎10.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻：‎ ‎①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：‎ 电压表：V（量程3V，内阻Rv=10kΩ）‎ 电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）‎ 电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）‎ 滑动变阻器：R1（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）‎ R2（阻值范围0-1000Ω，额定电流1A）‎ 定值电阻：R3=0.5Ω 该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________；‎ ‎②该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A；‎ ‎③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______（填写器材的符号）；‎ - 21 -‎ ‎④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=_______Ω （结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 量程与被测电流值相比较太大 (2). 0.603 (3). R1 (4). 1.48 (5). 0.84（0.70-0.90之间都给分）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1] 一节干电池电动势约E=1．5V，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，它的阻值范围是0-10Ω，电路中最小电流约为 电流表A的量程是3A，被测电流值与电流表量程相比差距太大，因此不能用电流表A。‎ ‎②[2] 改装后电流表量程：‎ ‎③[3]根据以上分析可知，选用的滑动变阻器是R1。‎ ‎④[4][5] 由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：‎ E=1．48V 图线的斜率大小k=r，由数学知识知：‎ 则电源的内阻为：‎ r=k=0.84Ω 三、解答题 ‎11.如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像．平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，左侧倾斜导轨平面与水平方向夹角，与右侧水平导轨平滑连接，轨道上端连接一阻值R=0.5Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.5Ω，质量m=1kg，杆长L=1m跨接在两导轨上．左侧倾斜导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，右侧水平导轨区域也加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小都为B=1.0T，闭合开关S，让金属杆MN - 21 -‎ 从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直且接触良好，此后计算机屏幕上显示出金属杆在倾斜导轨上滑行过程中的I-t图像，如图（b）所示，（g取）‎ ‎ ‎ ‎（1）求金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率；‎ ‎（2）根据计算机显示出的I-t图像可知，当t=0.5s时I=2A，0-0.5s内通过电阻R的电荷量为0.5C，求0-0.5s内在电阻R上产生的焦耳热；‎ ‎【答案】（1）5m/s（2）0.25J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由I-t图象可知，当金属杆达到最大速率时已经匀速下滑， 由平衡条件得：‎ mgsinθ=BIL 感应电动势：‎ E=BLvm=I（R+r）‎ 代入数据解得：‎ vm=5m/s；‎ ‎（2）0.5s末的电流I=2A时，依据闭合电路欧姆定律，有：‎ ‎ ‎ 则有：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：‎ v=2m/s 而0～0.5s内通过电阻R的电荷量为q=0.5C，依据 - 21 -‎ 则有：‎ 代入数据解得：‎ x=0.5m；‎ 根据能量守恒定律，则有：‎ ‎ ‎ 则有：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：‎ Q=0.5J 那么 ‎ ‎ 代入数据解得：‎ QR=0.25J ‎12.如图1所示，装置的左边是高度为3 m的弧形轨道，轨道末端水平，右边接有逆时针转动速度大小为3m/s且足够长的水平传送带，二者等高并能平滑对接。质量m＝1kg的小物块A（可看作质点），置于弧形轨道右端水平处，质量M＝2kg的小物块B（可看作质点），从轨道h＝2m高处由静止滑下，A、B发生对心碰撞，已知碰撞后瞬间物块B的速度3m/s，碰后1s时间内物块A的v－t图线如图2所示，并且在碰后2s二者再次相碰。重力加速度大小g＝10m/s2。求：‎ ‎（1）第一次碰撞前物块B的速度，物块B从开始下滑到第一次碰撞结束后系统损失了多少机械能？‎ ‎（2）第二次碰撞位置与第一次位置间的距离及第二次碰撞前物块A、B的速度；‎ ‎（3）第一次碰撞后到第二次碰撞前，物块与传送带间产生的热量。‎ - 21 -‎ ‎【答案】（1）v0=6 m/s；13 J；（2），，；（3）60J。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设B滑到曲面底部速度为，根据能量守恒有 B、A碰撞，向右为正，根据动量守恒有 BA碰撞中损失的机械能 代入数据解得 v0=6m/s ‎（2）由v-t图知 又 碰后2秒后A的位移 碰后2秒后A的速度 设碰后2秒B的速度为，由题意可知 - 21 -‎ 代入数据解得 ‎（3）碰后2秒内传送带位移 碰后2秒内A与传送带的相对路程 碰后2秒内B与传送带的相对路程 碰后2秒内B的加速度大小 解得 所以 则物块与传送带间产生的热量 四、选考题 ‎13.一定质量的理想气体经历：A→B→C的状态变化过程，其图像如图所示，A、B、C三点对应的温度分别为TA、TB、TC，用NA、NB、NC分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则TA_________TC，NA_________NB，NB_________NC。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）‎ - 21 -‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 大于 (3). 小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】[2]由可知，图像的斜率为，正比于温度T，AB直线过坐标原点，从状态A到状态B为等温变化，故；由图可知，，故状态A的分子密度程度大于状态B的分子密度程度，故；‎ ‎[1]由图可知，状态B到状态C为等压变化，根据 结合图像可知 故 ‎[3]气体压强由气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数和平均动能决定，状态B到状态C为等压过程，且，故。‎ ‎14.如图所示，一篮球内气体的压强为p0，温度为T0，体积为V0。用打气筒对篮球充入压强为p0，温度为T0的气体，已知打气筒每次压缩气体的体积为V0，一共打气 20次，假设篮球体积不变，最终使篮球内气体的压强为4p0。充气过程中气体向外放出的热量为Q，已知气 体的内能与温度的关系为U＝kT（k为常数）。求：‎ ‎(1)第一次打入气体后，篮球的压强变为多少？（可认为篮球内气体温度不变）‎ ‎(2)打气筒在篮球充气过程中对气体做的功是多少？‎ - 21 -‎ ‎【答案】(1)；(2)Q+kT0，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)第一次打入气体后，篮球内气体压强变为p1，根据玻马定律有：‎ ‎ ‎ ‎ 解得 ‎(2)设篮球内气体最终温度为T，根据气体状态变化定律知：‎ ‎ ‎ 解得 篮球内气体内能的增量为 ‎ ‎ 根据热力学第一定律可得打气过程中，对气体所做的功为 ‎15.如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从 AC 边上的D点射出．其折射角为60°，则以下说法正确的是 ．‎ - 21 -‎ A. 该玻璃对红光的折射率为 B. 若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角大于60°‎ C. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更窄 D. 电磁波和其它可见光一样，也能产生衍射现象 E. 照相机的镜头表面镀有一层增透膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．红光到达AC面的入射角为 i=30°，折射角为r=60°，则玻璃对红光的折射率为 A正确；‎ B．由于蓝光的波长小，蓝光的折射率大，所以蓝光在D点射出时的折射角大于60°，B正确；‎ C．分别用蓝光和红光进行双缝干涉实验，蓝光的波长比红光的小，根据，可知红光的间距更大，C错误；‎ D．电磁波和其他可见光一样均具有干涉、衍射等现象，D正确；‎ E．照相机的增透膜是利用了光的干涉原理，E错误．‎ ‎16.某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：‎ ‎(1)如果他测得的g值偏小，可能的原因是__________。‎ A．测摆线长时测了悬线的总长度 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将49次全振动数次数记为50次 ‎(2)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期T，从而得出一组对应的与的数据如图1所示，再以为横坐标，为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g=____________。（用k表示）‎ - 21 -‎ ‎(3)同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像（如图2），由图可知，两单摆摆长之比_____。在t=1s时，b球振动的方向是__________。‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3). (4). y轴负方向 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]A．测摆线长时测了悬线的总长度，测得摆长偏大，则根据重力加速度的表达式 可知测得的g值偏大，故A错误；‎ B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了，由 可知测得的g值偏小，故B正确；‎ C．开始计时时，秒表过迟按下，测得的时间偏小，周期偏小，则测得的g值偏大，故C错误；‎ D．实验中误将49次全振动数次数记为50次，由 求出的周期偏小，测得的g值偏大。故D错误。‎ 故选B。‎ ‎(2)[2]根据重力加速度的表达式 可知T2-l图线斜率 - 21 -‎ 则 ‎(3)[3][4]由振动图线知，两单摆的周期比为，由知，两单摆摆长之比 由公式 可得 由图象可知，在时，球振动的方向沿着轴向下运动，故方向为沿轴负方向。‎ ‎ ‎ - 21 -‎