【物理】安徽省肥东县高级中学2020届高三6月调研考试（解析版）

【物理】安徽省肥东县高级中学2020届高三6月调研考试（解析版）

安徽省肥东县高级中学2020届高三6月调研考试试卷 ‎14.用如右图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知 A. 单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大 B. 单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大 C. 单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小 D. 单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小 ‎15.如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳水平，拉力大小为，绳与绳成，拉力大小为。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角始终不变，且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是 A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 ‎16.航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机，被喻为“舰载机生命线”。如图所示为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合。某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索的合力大小为F。不考虑阻拦索、滑轮的质量及摩擦，则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为 A. B. C.F D.F ‎17.如图所示，、、是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c点无初速释放，下列关于它们下滑到d过程的说法中正确的是 A.沿细杆下滑的滑环用时最长 B.重力对各环的冲量中a的最小 C.弹力对各环的冲量中c的最大 D.合力对各环的冲量大小相等 ‎18.北京时间2019年4月10日，人类历史上首张黑洞“照片”（如图）被正式披露，引起世界轰动；2020年4月7日“事件视界望远镜（EHT）”项目组公布了第二张黑洞“照片”，呈现了更多有关黑洞的信息。黑洞是质量极大的天体，引力极强。一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为视界。例如，发生在黑洞里的事件不会被黑洞外的人所观察到，因此我们可以把黑洞的视界作为黑洞的“边界”。在黑洞视界范围内，连光也不能逃逸。由于黑洞质量极大，其周围时空严重变形。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，有一部分光会落入黑洞中，但还有另一部分离黑洞较远的光线会绕过黑洞，通过弯曲的路径到达地球。根据上述材料，结合所学知识判断下列说法正确的是 A.黑洞“照片”明亮部分是地球上的观测者捕捉到的黑洞自身所发出的光 B.地球观测者看到的黑洞“正后方”的几个恒星之间的距离比实际的远 C.视界是真实的物质面，只是外部观测者对它一无所知 D.黑洞的第二宇宙速度小于光速c ‎19.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足 (其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离)。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是 A. 电流的大小关系为I1=2I2‎ B. 四根导线所受的磁场力均为零 C. 正方形中心O处的磁感应强度为零 D. 若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向 ‎20.如图所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，处于原长状态。现有一小球以初速度 落在弹簀上端，某同学以初始时弹簧上端的位置为坐标原点，向下为坐标轴的正方向，作出了小球下落过程中所受合力F与下落位移x的关系图像，其中小球下落至最低点时x=12cm，重力加速度g取10m/s2。根据图像可知 A.小球的质量m=2 kg ‎ B.小球的初速度m/s C.小球下落过程中的最大速度m/s ‎ D.最低点时，弹簧的弹性势能Ep=0.36J ‎21.如图所示为一种质谱仪的示意图，其由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射的电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是 ‎ A. 极板M比极板N的电势高 B. 加速电场的电压U＝ER C. 直径 D. 若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷 ‎22. （6分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。‎ 根据所学的知识回答下列问题：‎ ‎(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；‎ ‎(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；‎ ‎(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；‎ ‎(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。‎ ‎23. （9分）某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻。‎ ‎(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)。将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差。‎ ‎(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V。‎ ‎(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为RA=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω。‎ ‎24. （12分）如图所示，水平地面放置A和B两个物块，A的质量m1＝2kg，B的质量m2＝lkg，物块A、B与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.5。现对物块A施加一个与水平成37°角的外力F，F＝10N，使A由静止开始运动，经过12s物块A刚好运动到物块B处，A物块与B物块碰前瞬间撤掉外力F，A与B碰撞过程没有能量损失，设碰撞时间很短，A、B均可视为质点，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：‎ ‎（1）计算A与B碰撞前瞬间A的速度大小；‎ ‎（2）若在B的正前方放置一个弹性挡板，物块B与挡板碰撞时没有能量损失，要保证物块A和B能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过多大？‎ ‎25. （20分）如图甲是一种利用磁场偏转的粒子收集装置原理图。两块磁铁前后平行垂直水平面放置，收集板位于两块磁铁之间，平行于上下底面从高到低依次放置，所有收集板的右端在同一竖直面上，收集板长度从高到低依次变大，因而左端位置不同。已知两磁铁之间的长方体空间内存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T。一个粒子源被固定在其底面上，粒子源竖直向上发射出质量为kg、电荷量绝对值为C、动能不同的粒子，这些粒子进入磁场后，在磁场的作用下运动，并打到右侧的多片收集板上（如图乙中D1、D2、D3所示）。收集板D1刚好与粒子出射点在同一高度，已知收集板D1、D2、D3收集的最小粒子动能分别为eV、eV、eV。粒子击中收集板后有一定比例反射，反射前后粒子速度方向与收集板平面的夹角大小不变，反射速度最大值为撞击前速度的k=0．6倍。重力及粒子间的相互作用忽略不计。‎ ‎（1）试判断粒子的电性，并写出粒子在磁场中运动的半径r与动能Ek的关系式（用q，m，B表示）；‎ ‎（2）计算D1板左端到粒子源的水平距离s1，并讨论要使得能量在ED1与ED2之间的粒子最终全部被D1吸收，D1板至少多长（左端到右端的距离）；‎ ‎（3）为了使粒子在撞击收集板反弹后不会碰到其他收集板，D2、D3到D1竖直距离的最小值分别为多少？并算出此时D2的左端到粒子源的水平距离s2。‎ ‎33. [物理---选修3-3]（15分）‎ ‎(1)(5分) 热学中有很多图像，对下列一定质量的理想气体图像的分析，下列说法中正确的是________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分)‎ A．甲图中理想气体的体积一定不变 B．乙图中理想气体的温度一定不变 C．丙图中理想气体的温度一定不变 D．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程 E．戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度 ‎（2）（10分）.如图所示，U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，外界大气压为76cmHg。若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30cm，则此时左管内气体的温度为多少？‎ ‎34. [物理---选修3-4]（15分）‎ ‎(1) (5分)如图所示，O为一上下振动的波源，振幅为2cm，振动频率为10Hz，产生的简谐横波以4m/s的速度同时向左、右方向传播。已知A、B两质点到O点的水平距离分别为OP=1.9m、OQ=2.2m，下列说法正确的是________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分)‎ A.这列波的波长是20cm B.A、B两质点不可能同时到达平衡位置；‎ C.当A质点处于波峰时，B质点恰好处于波谷 D.A、B均开始振动后，0.2s内两质点的路程均为16cm E.当O质点刚过平衡位置时，A、B两质点振动方向一定相同 ‎(2) (10分).如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。‎ ‎（1）求棱镜的折射率；‎ ‎（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。‎ ‎【参考答案】‎ ‎14.B ‎【解析】a、c两光照射后遏止电压相同，根据，可知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等，由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大，单色光b照射后遏止电压较大，根据，可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程得，b光的频率大于a光的频率，故ACD错误，B正确；故选B.‎ ‎15.A ‎【解析】对结点受力分析，并合成三角形如图 根据图示可知顺时针转动前（实线）到转动后（虚线）过程中，一直增大，一直减小，A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎16.B ‎【解析】设绳子拉力为T，根据合力与分力的关系可知 可得绳子拉力大小 每个活塞受力相同，对活塞进行受力分析，可知 B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎17.C ‎【解析】A．物体从同一竖直圆上各点沿不同的光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等，如图 即等时圆模型，小球下滑过程均满足 解得 根据等时圆模型可知三个滑环下滑的时间均相等，A错误；‎ B．三个滑环重力相等，根据冲量可知重力对各环的冲量大小相等，B错误；‎ C．假设光滑细杆与的夹角为，受力分析可知滑环所受弹力为 杆与的夹角最大，所以弹力最大，根据冲量的定义可知弹力对各环的冲量中c的最大，C正确；‎ D．根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量，根据机械能守恒定律 解得 可知从滑到底端的滑环速度最大，合外力的冲量最大，D错误。故选C。‎ ‎18.B ‎【解析】A.由于黑洞是质量极大的天体，引力极强，因此其第一宇宙速度大于光速，所以黑洞自身发的光不能向外传输，黑洞“照片”明亮部分是被黑洞挡着的恒星发出的部分光，故选项A错误；‎ B.由于部分离黑洞较远的光线会绕过黑洞，通过弯曲的路径到达地球，所以地球观测者看到的黑洞“正后方”的几个恒星之间的距离比实际的远，故选项B正确；‎ C.一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为视界，因此对于视界的内容可以通过外部观测，故选项C错误；‎ D.因为黑洞的第一宇宙速度大于光速，所以第二宇宙速度一定大于光速，故选项D错误。‎ ‎19.ACD ‎【解析】A、将导线BCD在导线A处的磁场，如图所示：‎ 根据题意A导线的磁场力为零，则A处的合磁场为零，即： ，则： ，故选项A正确；‎ B、同理将各点的磁场都画出了，可以判断B、D导线处的合磁场不为零，故磁场力不为零，故选项B错误；‎ C、将各导线在O点的磁场画出，如图所示：‎ ‎ ‎ 由于A、C导线电流相等而且距离O点距离相等，则 同理： ，即正方形中心O处的磁感应强度为零，故选项C正确；‎ D、若移走A导线，则磁场不存在，由于，则此时在O点的磁场只剩下导线C的磁场，而且导线C点磁场方向沿OB方向，即中心O处的磁场将沿OB方向，故选项D正确。‎ ‎20.BD ‎【解析】A．初始位置时，弹簧的弹力为零，合力就是小球重力，因此小球质量为0.2kg，A错误；‎ BD．弹簧压缩4cm时，弹簧的弹力等于小球重力，根据 可得弹簧的劲度系数 在压缩x=12cm时小球速度减为零，这个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒 整理得，初速度 此时最大弹性势能最大，为 BD正确；‎ C．弹簧压缩x1=4cm时，加速度减小到零，速度达到最大值，根据机械能守恒定律 代入数据，解得 C错误。故选BD。‎ ‎21.AD ‎【解析】试题带电粒子要打到胶片Q上，根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电，在加速电场能够得到加速，则极板M比极板N电势高，A对；在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即，再根据可知 ‎，B错；带电粒子垂直进入磁分析器，直径PQ=2R，C错；若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，即半径相同，根据和可知，，即只与带电粒子的比荷有关。‎ ‎22.取下 左 远大于 0.555 ‎ ‎【解析】 (1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。‎ ‎(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。‎ ‎(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为 ‎11×0.05mm=0.55mm 则挡光片的宽度 d=5mm+0.55mm=5.55mm 即为0.555cm。‎ ‎(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即 W=mgL 小车通过光电门1时的速度 小车通过光电门2时的速度 小车通过两光电门的过程中动能的变化量 验证动能定理的关系式应为 ‎23.A b B 1.5 B 4 ‎ ‎【解析】‎ ‎ (1)单刀双掷开关合向a时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测得的内阻比真实值大，因此单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象是A；‎ ‎(2)图线B测得的电动势没有系统误差，更准确，其值为1.5V，由于图线B测得的内阻值实际为电源内阻与电流表的内阻之和，因此误差较大，因此由图线A求得的电源内阻值更准确；‎ ‎(3)若测出电流表的内阻，则利用图B测得的内阻更准确，由此求得电源的内阻为。‎ ‎24.(1) 6m/s (2) L不得超过3.4m ‎【解析】（1）设A与B碰前速度为，由牛顿第二定律得：‎ 解得： ‎ 则速度 ③‎ ‎（2）AB相碰，碰后A的速度，B的速度 ‎ 由动量守恒定律得： ‎ 由机械能守恒定律得：‎ 联立解得：、‎ 对A用动能定理得：‎ 解得：‎ 对B用动能定理得：‎ 解得：‎ 物块A和B能发生第二次碰撞的条件是，解得 即要保证物块A和B能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过3.4m ‎25.【解析】（1）粒子在垂直纸面向内的磁场中向右偏，由左手定则判断，粒子带负电,洛伦兹力提供向心力 动能，得 ‎（2）由上小题知 代入数据得 m 打到D1的最大动能的临界是eV，其对应的半径m 因此其第一次在D1上的落点到粒子源的距离为 这些粒子中反弹的粒子速度最大为原来的k倍，故半径为原来的k倍 因此这些反射的粒子不断的向右以半圆的轨迹运动，半径按k倍减小，经无穷多次碰撞后，粒子到粒子源的距离 因此D1的板长至少为 ‎（3）粒子在D1板中碰撞后反弹，到达的最大高度为 此即D2板距D1板的最短距离。如图所示，由三角形知，底边长为0.32m，D2左端点到粒子源的距离 打在D2板上速度最大的粒子，恰好经过D3板左边缘，其半径为 打在D2板上反射后，其半径变为 其轨迹最高点到向上最大距离d2可由两相似三角形关系表示，即 解得；‎ 故D3板到D1板的距离至少为 ‎33.（1）ACE ‎【解析】根据理想气体状态方程可知，甲图中理想气体做等容变化，所以体积一定不变，故A正确；若温度不变，P-V图象应该是双曲线的一支，B图不一定是双曲线，故B错误；根据理想气体状态方程可知，丙图中理想气体做等温变化，所以温度一定不变，故C正确；丁图中理想气体从P到Q，经历了温度先升高后降低的过程，故D错误；温度升高分子平均动能增大，平均速率增大，所以图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，故E正确。所以ACE正确，BD错误。‎ ‎（2）.420K ‎【解析】以封闭气体为研究对象，设左管横截面积为2S，当左管封闭的气柱长度变为30cm时，左管水银柱下降4cm，右管水银柱上升8cm，即两端水银柱高度差为 根据题意得 由理想气体状态方程 代入数据解得 即左管内气体的温度为。‎ ‎34.（1）BDE ‎【解析】A．这列波的波长是 选项A错误；‎ BC．因为OP=1.9m=4λ、OQ=2.2m=5λ，则A、B两质点不可能同时到达平衡位置，且当A质点处于波峰时，B质点恰好处于平衡位置，选项B正确，C错误；‎ D．因T=0.1s，则A、B均开始振动后，0.2s内两质点的路程均为8A=16cm，选项D正确；‎ E．若当O质点刚过平衡位置时向上振动时，则A质点从波峰位置向下振动，B质点从平衡位置向下振动；若当O质点刚过平衡位置时向下振动时，则A质点从波谷位置向上振动，B 质点从平衡位置向上振动；则A、B两质点振动方向一定相同，选项E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎（2）.（1）；（2）sin=‎ ‎【解析】（1）光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射，由折射定律得 ‎①‎ 式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知 α+β=60°②‎ 由几何关系和反射定律得 ‎③‎ 联立①②③式，并代入i=60°得 n=④‎ ‎（2）设改变后的入射角为，折射角为，由折射定律得 ‎=n⑤‎ 依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角，且 sin=⑥‎ 由几何关系得 ‎=α'+30° ⑦‎ 由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为 sin=⑧‎ 为：y=-5cm