【物理】山西省应县第一中学2020届高三上学期二轮模拟考试试题（解析版）

【物理】山西省应县第一中学2020届高三上学期二轮模拟考试试题（解析版）

山西省应县第一中学2020届高三上学期 二轮模拟考试 一、选择题（本题共8小题，其中第19、20、21小题为多选题，其余为单选题。多选题至少有两个选项符合题意）‎ ‎1.某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射密封管真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光、乙光、丙光），如图所示，则以下说法正确的是（ ）‎ A. 甲光的强度大于乙光的强度 B. 乙光的频率小于丙光的频率 C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D. 甲光对应的光电子最大初速度大于乙光的光电子的最大初动能 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知甲光和乙光对应的反向截止电压相等，且小于丙光的反向截止电压，因此甲乙光频率相等，小于丙光的频率，B正确；在频率相等时，光的强度越大，则饱和光电流越大，A正确；截止频率由金属决定，与照射光无关，C错误；由光电效应方程可知甲光对应的光电子的最大初动能与乙光的光电子最大初动能相等，D错误．‎ ‎2.如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，闭合开关S，增大可交电阻R的阻值，电压表示数的变化量用表示ΔU表示，电流表示数的变化量用表示ΔI表示．下列判断正确的是 A. 电阻R两端的电压增大，增加量为ΔU B. 电容器的带电量减小，减小量为CΔU C. 变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变 D. 电压表的示数U和电流表的示数I的比值不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R1两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R1两端的电压减小量小于△U．电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为C△U．故AB错误．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-I（R1+r），由数学知识得知，=R1+r，保持不变．故C正确．由图，=R，R增大，则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大．故D错误．故选C.‎ ‎3.如图甲所示是一台发电机的模型，线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。图乙是线框产生的电动势随时间变化的图象。已知线圈电阻为2.0Ω，外接灯泡的电阻恒为8.0Ω，灯泡正常发光。则 A. 灯泡中的电流方向3秒钟改变50次 B. 交流电压表V的示数为24V C. 灯泡消耗的电功率为45W D. 若从图甲所示的时刻开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式可能为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查交变电流的产生和描素交变电流的物理量。‎ ‎【详解】A．从图乙可知，周期T=0.06s，每个周期电流方向改变2次，故电路中的电流方向3秒内改变100次，选项A错误；‎ B．从图乙可知，电动势最大值Emax=30V，则电动势有效值，故电路电流，故电压表V的示数，选项B错误；‎ C．灯泡消耗的电功率，选项C错误；‎ D．从图乙可知，电动势最大值，周期T=0.06s，角速度，故电动势u的瞬时值表达式为，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.中国探月工程嫦娥四号任务计划于2019年执行两次发射：上半年发射嫦娥四号中继星，下半年发射嫦娥四号探测器，她将实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察，如图所示，设月球半径为R，假设“嫦娥四号”探测器在距月球表面高度为3R圆形轨道I上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道III绕月做匀速圆周运动，引力常量为G，则下列说法正确的是 A. 月球的质量可表示为 B. 在轨道III上B点速率大于在轨道II上B点的速率 C. “嫦娥四号”探测器沿椭圆轨道从A点向B点运动过程中，机械能逐渐增大 D. “嫦娥四号”探测器从远月点A向近月点B运动的过程中，加速度变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查卫星变轨问题。‎ ‎【详解】A．在轨道I上运动过程中，万有引力充当向心力，故有 ，解得 ，故A正确；‎ B．在轨道II的B点需要减速做近心运动才能进入轨道III做圆周运动，所以在在轨道III上B点速率小于在轨道II上B点的速率，B错误；‎ C．探测器沿椭圆轨道从A运动到B的过程中只受到月球引力作用，飞船的机械能保持不变，C错误；‎ D．根据公式 可得 ，所以轨道半径越大，向心加速度越小，故从远月点到近月点运动过程中，轨道变小，加速度变大，D错误．‎ 故选A。‎ ‎5.一滑块静止在水平面上，t＝0时刻在滑块上施加一水平力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 滑块的质量为2 kg B. 力F在第3 s内做的功为1.5 J C. 滑块与水平面间的动摩擦因数为0.3‎ D. 力F在第2 s内做功的功率为2 W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查功和功率。‎ ‎【详解】A．由速度图象可知，第1s、2s、3s内的加速度大小分别为1m/s2、0、1m/s2‎ ‎，设第1s、2s、3s内的水平拉力分别为F1、F2、F3，则 解得， A错误；‎ B．第3s内的位移为x3=0.5m，由 B错误。‎ C．由 解得 ，C正确；‎ D．第2s内的位移分别为x2=1m，由 D错误。故选C。‎ ‎6.如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是( )‎ A. 回路中的最大电流为 B. 铜棒b的最大加速度为 C. 铜棒b获得的最大速度为 D. 回路中产生的总焦耳热为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】当给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，a棒切割磁感线产生感应电流，a、b受安培力作用，a棒在安培力作用下做减速运动，b棒在安培力作用下做加速运动，当两棒速度相等时，达到稳定状态，根据动量守恒 可知，两棒稳定时的速度为；‎ A项：a刚开始时，速度最大，产生的感应电流为，故A错误；‎ B项：a刚开始时，速度最大，回路中的电流最大，b棒所受安培力最大，加速度最大即为，故B正确；‎ C项：由开始分析可知，b棒的最大速度为，故C错误；‎ D项：根据能量守恒可得：，故D正确．‎ ‎【点晴】解决本题关键通过运动学知识分析，当给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，a棒切割磁感线产生感应电流，a、b受安培力作用，a棒在安培力作用下做减速运动，b棒在安培力作用下做加速运动，当两棒速度相等时，达到稳定状态时的速度．‎ ‎7.如图(a)所示，在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场，其变化规律如图(b)所示．薄挡板MN两端点恰在圆周上，且MN所对的圆心角为120 °。在t=0时，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以初速度v从A点沿直径AOB射入场区，运动到圆心O后，做一次半径为的完整的圆周运动，再沿直线运动到B点，在B点与挡板碰撞后原速率返回（碰撞时间不计，电荷量不变），运动轨迹如图(a)所示，粒子的重力不计，不考虑变化的磁场所产生的电场，下列说法正确的是（ ）‎ A. 磁场方向垂直纸面向外 B. 图(b)中 C. 图(b)中 D. 若t=0时，质量为m、电荷量为-q的带电粒子，以初速度v从A点沿AO入射，偏转、碰撞后，仍可返回A点 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据轨迹可知，带正电的粒子从O点向上偏转做圆周运动，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，选项A错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB0=m，解得磁感应强度：B0=，选项B正确；虚线区域不加磁场时粒子做匀速直线运动，粒子做匀速直线运动的时间：，虚线区域加速磁场后粒子做匀速圆周运动，粒子做匀速圆周运动的时间：，磁场变化的周期：T0=t1+t2=，选项C正确；若t=0时，质量为m、电荷量为-q的带电粒子，以初速度v从A点沿AO入射，到达O点后向下，与板碰撞后，到达B板，与B碰撞后向上偏转900然后从磁场中飞出，则不能返回A点，选项D错误；故选BC.‎ ‎【点睛】此题关键是要搞清粒子在磁场中的运动情况即轨迹，结合圆周运动的知识求解运动时间；注意用左手定则判断洛伦兹力的方向时要注意四指的指向.‎ ‎8.如图所示，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连．球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间始终保持30°角．已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为l0/2，重力加速度为g．则下列说法正确的是 A. 弹簧为原长时，杆的角速度为 B. 当杆的角速度为时，弹簧处于压缩状态 C. 在杆的角速度增大的过程中，小球与弹簧所组成的系统机械能不守恒 D. 在杆的角速度由0缓慢增大到过程中，小球机械能增加了5mgl0/4‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．弹簧为原长时，杆受重力和杆的弹力，合力为mgtan30°= ，杆的角速度为，故A错误；‎ B．当杆的角速度为>时，弹簧处于伸长状态，故B错误；‎ C．在杆的角速度增大的过程中，小球的动能增大，重力势能增大，弹簧的弹性势能增大，小球与弹簧所组成的系统机械能不守恒，故C正确；‎ D．设角速度等于时速度为v，弹簧伸长l，杆的支持为N．则 ‎ ‎ 联立解得k= ，初末状态的弹性势能相等，则 ‎ 小球增加的机械能为 ‎ ‎，‎ 故 ，故D正确．故选：CD ‎【点睛】根据合力提供向心力，可求角速度等于时弹簧伸长的量，求出速度，进而求初动能，和重力势能的增量，求出小球机械能的增加量．‎ ‎9.某同学设计了一个探究保持物体所受的合外力不变，加速度a与物体质量m关系的实验，图甲为实验装置简图．设沙和沙桶的总质量为m,改变小车的质量M,研究小车的加速度a和质量M之间的关系．在平衡了摩擦力之后，打点计时器打出的某一条纸带如图乙所示，若打点计时器所用的交流电的频率为f,试解答下列问题：‎ ‎（1）该实验中小车所受的合外力F一定_____(填“大于”、“等于”或“小于”)沙和沙桶的总重力mg．‎ ‎（2）该实验可用图象法处理数据，应作a和________(填“M”或“”)的图象进行分析研究．‎ ‎（3）根据图乙纸带的数据计算小车的加速度时，为了减少实验误差，一般采用________来处理数据．该方法是把所有的实验数据都用上，从而减少实验误差．‎ ‎（4）若实验中测得的加速度大小为a0,结合给定的纸带数据，可算出交流电的源率为f=_____．‎ ‎【答案】(1). 小于 (2). (3). 逐差法 (4). ‎ ‎【解析】（1）平衡了小车的摩擦力之后，设绳子的拉力为T，由和解得：，．故小车所受的合外力F等于，小于．‎ ‎（2）如果满足时，可以把沙和沙桶的总重量当成是小车所受的合外力．要用图象法处理数据研究a-M之间的关系，最好要作线性图象，故由可得，当T恒定时，a和1/M在理论上是线性关系，故应作a-的图象．‎ ‎（3、4）根据纸带数据求加速度时，为了减少误差，充分利用已有数据，应该采用逐差法求解加速度，如纸带的数据，应用公式求解加速度，这样就把每个数据都利用起来了从而减少实验误差．由，，可得．‎ ‎10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V，2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：‎ A．直流电源（电动势约为5 V，内阻可不计）‎ B．直流电流表（量程0~3 A，内阻约为0.1 Ω）‎ C．直流电流表（量程0~600 mA，内阻约为5 Ω）‎ D．直流电压表（量程0~15 V，内阻约为15 kΩ）‎ E．直流电压表（量程0~5 V，内阻约为10 kΩ）‎ F．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A）‎ G．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）‎ 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．‎ ‎(1)实验中电流表应选用__，电压表应选用__，滑动变阻器应选用____（均用序号字母表示）；‎ ‎(2)请设计实验电路并在图1的方框中画出实验电路图；‎ ‎(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为____W．（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1）C E F； （2） （3）0.84‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 灯泡的额定电压为5V，因此电压表选择大于等于5V的即可，故选E；而灯泡的额定电流，故电流表应选择C；因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选小电阻；故滑动变阻器选择F；‎ ‎(2) 描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法；灯泡的电阻较小，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，所以电路图如图：‎ ‎；‎ ‎(3) 把定值电阻与电源整体看做等效电源，根据闭合电路欧姆定律得：U=6-10I，作出电源的U-I图象如图所示：‎ 由图示图象可知，灯泡两端电压U=0.38V，灯泡电流I=0.22A，灯泡实际功率P=UI=0.84W.‎ ‎11.如图所示，在xOy直角坐标系中，第一象限内的等腰直角三角形ABO区域内有水平向左的匀强电场（电场强度大小未知），在第二象限边长为L的正方形CBOM区域内有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E0，现有一带正电粒子（重力不计）从AB边上的A点由静止释放，恰好能通过M点．‎ ‎(1)求ABO区域内的匀强电场的电场强度大小E1；‎ ‎(2)若ABO区域内的匀强电场的电场强度为3E0，要使从AO线上某点由静止释放题述相同的带电粒子，通过坐标为（－2L，0）的点，求释放点的坐标．‎ ‎【答案】(1) (2)坐标为（，）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)先应用动能定理求出粒子射出第一象限的速度大小，再利用类平抛运动规律求解电场；‎ ‎(2)综合动能定理和类平抛运动规律求解坐标．‎ ‎【详解】(1) 设粒子的质量为m，电荷量为q．射出第一象限时的速度大小为v．在第一象限的电场中加速时，根据动能定理有，‎ ‎ ‎ 要使粒子过M点．在第二象限电场中偏转时，竖直方向和水平方向位移大小均为L ‎ ，解得：；‎ ‎(2) 设从OA上坐标为（x，y）出发的带电粒子．通过第一象限电场过程中．出电场时速度为v1．其在第一象限电场中加速时．根据动能定理有：‎ ‎ ‎ 要使粒子过坐标为（－2L，0）点．在第二象限电场中偏转时，竖直方向位移为y1，水平方向位移为L，则 ‎ 转电粒子运动轨迹如图所示 由图可知：得： ‎ 得： ‎ 其中y＝x 解得： ‎ 即释放点坐标为 ．‎ ‎12.如图所示，质量m=1kg的小滑块，轻质弹簧的一端与滑块相连，弹簧的另一端固定在挡板上，光滑斜面和光滑圆筒形轨道平滑连接，开始时弹簧处于压缩状态，滑块和小球均处于锁定状态，圆弧的轨道半径R和斜面的顶端C离地面的高度均为1m，斜面与水平面夹角θ=60°，现将滑块解除锁定，滑块运动到C点与小球M相碰时弹簧刚好恢复原长，相碰瞬间小球的锁定被解除，碰后滑块和小球以大小相等的速度向相反的方向运动，碰后小球沿光滑圆筒轨道运动到最高点D水平抛出时对圆筒壁刚好无压力，若滑块与小球碰撞过程时间极短且碰撞过程没有能量损失．g=10m／s2求：‎ ‎(1)小球从D点抛出后运动水平距离；‎ ‎(2)小球的质量；‎ ‎(3)已知弹簧的弹性势能表达式为EP=k△x2为弹簧的劲度系数，△x为弹簧的形变量)，求滑块碰后返回过程中滑块的最大动能．‎ ‎【答案】（1） （2）（3）‎ ‎【详解】（1）小球在D点做平抛运动，设小球的质量为M，则：x1=vDt ‎ ‎ ‎ ‎ 联立解得： ‎ ‎（2）滑块与小球相碰时动量守恒，机械能守恒：‎ ‎ ‎ 小球从C点到D点的过程中机械能守恒：‎ 联立解得： M=3m=3kg ‎（3）滑块由B到C过程，弹簧和滑块组成的系统机械能守恒 ‎ 设碰后滑块距C点距离为x2时动能最大 mgsin600=kx2‎ 滑块返回过程中弹簧和滑块组成的系统的机械能守恒；‎ ‎ 联立解得：Ek≈10.14J ‎13.下列说法正确的是（ ）‎ A. 气体温度越高，每个分子的速度一定越大 B. 理想气体向外界放出热量时，温度可能不变 C. 布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动 D. 一定量的理想气体，温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 E. 热量可能从低温物体传到高温物体 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查分子平均动能，热力学第一定律，布朗运动，热力学第二定律。‎ ‎【详解】A．温度是分子平均动能的宏观体现，温度越高，分子的平均速率越大,但每个分子的速率不一定都大，A错误；‎ B．理想气体向外界放出热量时，若外界对气体做功，则温度可能不变B正确；‎ C．布朗运动是指在显微镜下观察到的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，C错误；‎ D．一定量的理想气体，温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关，D正确；‎ E．由热力学第一定律可知，E正确。‎ 故选BDE ‎14.如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用劲度系数为的轻质弹簧相连，两活塞横截面积的大小满足S1＝2S2，其中．两气缸均用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动．初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为，环境温度为T0＝300 K，外界大气压强为，弹簧处于原长．现只给气缸Ⅰ缓慢加热，使气缸Ⅱ的活塞缓慢移动了5cm．已知活塞没有到达气缸口，弹簧能保持水平，气缸内气体可视为理想气体．求此时：‎ ‎(a)弹簧的形变量；‎ ‎(b)气缸Ⅰ内气体的温度．‎ ‎【答案】(a) （b）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(a)初始时弹簧处于原长说明两气缸内气体压强均 加热后，对气缸Ⅱ的活塞受力分析得 ‎ …………① ‎ 对气缸Ⅱ内气体，由玻意耳定律 ‎ …………② ‎ 联立解得 ‎（b）对气缸Ⅰ内气体，由理想气体状态方程 ‎ …………③‎ 对气缸Ⅰ的活塞受力分析得 ‎ …………④ ‎ 由几何关系 ‎ …………⑤ ‎ 联立解得 ‎15.2019年1月31日，天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏，这次月全食历时近5小时．最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色，下列有关月食的说法，其中正确的是______．‎ A. 当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象 B. 当月亮处于太附和地球中间时才会出现月食现象 C. 月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的 D. 出现月食现象，是因为月亮处于地球的“影子”中 E. “红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月球时形成的 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查光的传播，光的折射。‎ ‎【详解】当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，月亮处于地球的“影子”中,在地球上完全看不到月球的现象就是月全食。看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球；选项ADE正确，BC错误。‎ 故选ADE.‎ ‎16.如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2＝(t1＋0.2) s时刻的波形图．‎ ‎(1)在t1到t2的时间内，如果M通过的路程为1 m，求波的传播方向和波速的大小；‎ ‎(2)若波速为55 m/s，求质点在t1时刻的振动方向．‎ ‎【答案】(1) 沿x轴正方向传播 ； 25 m/s (2) 向下振动 ‎【解析】‎ 解：①波的图像可以看出质点的振幅为，如果M通过的路程为，则经历的时间与周期的比值为，说明波沿x轴正方向传播，波速为 ‎②从波的图像可以看出，波长为，若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为 波传播的速度为：，波速不可能等于，说明波沿x轴负方向传播，质点M向下振动