【物理】湖南省常德市第二中学2020届高三临考冲刺试题

【物理】湖南省常德市第二中学2020届高三临考冲刺试题

湖南省常德市第二中学2020届高三临考冲刺 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎14．如图所示，在粗糙的水平面上，固定一个半径为R的半圆柱体M，挡板PQ固定在半圆柱体M上，挡板PQ的反向延长线过半圆柱截面圆心O，且与水平面成30°角．在M和PQ之间有一个质量为m的光滑均匀球体N，其半径也为R.整个装置处于静止状态，则下列说法正确的是(　　)‎ A．N对PQ的压力大小为mg B．N对PQ的压力大小为mg C．N对M的压力大小为mg D．N对M的压力大小为mg ‎15．如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则(　　)‎ A．运动员落到雪坡时的速度大小是 B．运动员在空中经历的时间是 C．如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同 D．不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向的夹角α＝2θ ‎16．如图所示，倾角θ＝37°的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数μ＝.现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设F的方向与斜面的夹角为α，在α从0°逐渐增大到60°的过程中，木箱的速度保持不变，则(　　)‎ A．F先减小后增大 B．F先增大后减小 C．F一直增大 D．F一直减小 ‎17．在空间某区域存在一电场，x轴上各点电势随位置变化情况如图所示．－x1～x1 之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称．下列关于该电场的论述正确的是(　　)‎ A．图中A点对应的场强大于B点对应场强 B．图中A点对应的电势大于B点对应电势 C．一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在－x1点的电势能 D．一个带正电的粒子在－x1点的电势能大于在－x2点的电势能 ‎18．如图是发射的一颗人造卫星在绕地球轨道上的几次变轨图，轨道Ⅰ是圆轨道，轨道Ⅱ和轨道Ⅲ是依次在P点变轨后的椭圆轨道．下列说法正确的是(　　)‎ A．卫星在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9 km/s B．卫星在轨道Ⅱ上运行时，在P点和Q点的速度大小相等 C．卫星在轨道Ⅰ上运行到P点时的加速度等于卫星在轨道Ⅱ上运行到P点时的加速度 D．卫星从轨道Ⅰ的P点加速进入轨道Ⅱ后机械能减少 ‎19．如图所示，在倾角为θ＝37°的固定斜面体的底端附近固定一挡板，一质量不计的弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜面体上的O点处．质量分别为mA＝4.0 kg、mB＝1.0 kg的物块A和B用一质量不计的细绳连接，跨过固定在斜面体顶端的光滑轻质定滑轮，开始时物块A位于斜面体上的M处，物块B悬空，现将物块A和B由静止释放，物块A沿斜面下滑，当物块A将弹簧压缩到N点时，物块A、B的速度减为零．已知MO＝1.0 m，ON＝0.5 m，物块A与斜面体之间的动摩擦因数为μ＝0.25，重力加速度取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，整个过程中细绳始终没有松弛，与A连接的细绳与斜面平行，与B连接的细绳竖直．则下列说法正确的是(　　)‎ A．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.2 m/s2‎ B．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.5 m/s2‎ C．物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为9 J D．物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为21 J ‎20．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a＝1 m、b＝0.2 m、c＝0.2 m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B＝1.25 T的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水以某一速度从左向右匀速流经该装置时，用电压表测得两个电极间的电压U＝1 V，且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力Ff＝kLv，其中比例系数k＝15 N·s/m2，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速．下列说法中正确的是(　　)‎ A．金属板M电势不一定高于金属板N的电势，因为污水中负离子较多 B．污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响 C．污水的流量(单位时间内流出的污水体积)Q＝0.16 m3/s D．为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压强差为Δp＝1 500 Pa ‎21．如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨弯成“∠”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成θ角，导轨上端与阻值为R的固定电阻相连，整个装置处于磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场中，导体棒ab和cd均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好．两导体棒的电阻值均为R，其余部分电阻不计．当导体棒cd沿底部导轨向右以速度v 匀速滑动时，导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒ab的重力为mg，则(　　)‎ A．导体棒cd两端电压为BLv B．t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量为 C．导体棒ab所受安培力为mgtan θ D．cd棒克服安培力做功的功率为 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分．第22～25为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题为选考题，考生根据要求作答．)‎ ‎(一)必考题： ‎ ‎22．(5分)某实验小组在测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图9所示的装置，图中长木板水平固定，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．‎ ‎(1)实验过程中，电火花计时器应接在________(选填“直流”或“交流”)电源上．‎ ‎(2)已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________.‎ ‎(3)图10为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1＝2.10 cm，x2＝3.62 cm，x5＝8.12 cm，x6＝9.60 cm，已知电火花计时器的工作频率为50 Hz，则木块加速度大小a＝________ m/s2(保留两位有效数字)．‎ ‎23．(10分)某实验探究小组利用半偏法测量电压表内阻，实验室提供了下列实验器材：‎ A．待测电压表V(量程为3 V，内阻约为3 000 Ω)‎ B．电阻箱R1(最大阻值为9 999.9 Ω)‎ C．滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω，额定电流为2 A)‎ D．电源E(电动势为6 V，内阻不计)‎ E．开关两个，导线若干 ‎(1)图11虚线框内为探究小组设计的部分测量电路，请你补画完整；‎ ‎(2)根据设计的电路图，连接好实验电路，进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤．首先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持________不变，断开开关________(选填“S1”或“S2”)，调节______的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；‎ ‎(3)实验测出的电压表内阻R测＝________，它与电压表内阻的真实值RV相比，R测________RV (选填“>”“＝”或“<”)．‎ ‎24.(12分)如图12所示，一质量为M＝6 kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A的质量m＝6 kg，停在B的左端．质量为m0＝1 kg的小球用长为L＝0.8 m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为h＝0.2 m，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力．已知A、B间的动摩擦因数μ＝0.1(g＝10 m/s2)，求：‎ ‎(1)小球运动到最低点与A碰撞前瞬间小球的速度大小；‎ ‎(2)小球与A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；‎ ‎(3)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板B至少多长．‎ ‎25．(20分)如图13所示，直线y＝x与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B1，直线x＝d与y＝x间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度E＝1.0×104 V/m，另有一半径R＝1.0 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B2＝0.20 T，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B1，且第一次进入磁场B1时的速度方向与直线y＝x垂直．粒子速度大小v0＝1.0×105 m/s，粒子的比荷为＝5.0×105 C/kg，粒子重力不计．求：‎ ‎(1)坐标d的值；‎ ‎(2)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B1应满足的条件；‎ ‎(3)在第(2)问的基础上，粒子从开始进入圆形磁场至第二次到达直线y＝x上的最长时间．(结果保留两位有效数字)‎ ‎33．【物理——选修3–3】（15分）‎ ‎（1）（5分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）‎ A．估测油酸分子直径大小d时，可把油酸分子简化为球形处理 B．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的 C．外界对物体做功，物体的内能一定增加 D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 E．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 ‎（2）（10分）如图所示，一质量为m的气缸，用质量为的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸开口向上且通过活塞悬挂在升降机中，升降机静止不动时，空气柱长度为L。现升降机以加速度加速下降，求：（已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，气缸与活塞之间不漏气且无摩擦，整个过程封闭气体温度不变，重力加速度为g）‎ ‎①升降机加速下降过程空气柱的长度；‎ ‎②升降机从静止到加速下降过程中，气体吸热还是放热，并说明理由。‎ ‎【参考答案】‎ ‎14.答案　D 解析　对球N受力分析，设M对N的支持力为F1，PQ对N的支持力为F2，由几何关系可知，F1和F2与竖直方向的夹角相等，均为30°，则F1＝F2＝＝mg，由牛顿第三定律得，N对M的压力F1′＝F1＝mg，N对PQ的压力F2′＝F2＝mg，则选项D正确，A、B、C错误．‎ ‎15.答案　B 解析　设在空中飞行时间为t，运动员竖直位移与水平位移之比：＝＝＝tan θ，则有飞行的时间t＝，故B正确；竖直方向的速度大小为：vy＝gt＝2v0tan θ，运动员落到雪坡时的速度大小为：v＝＝v0，故A错误；设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则tan α＝＝＝2tan θ，由此可知，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故C、D错误．‎ ‎16.答案　A 解析　对木箱受力分析如图所示 据正交分解得：FN＋Fsin α＝mgcos θ，Fcos α＝mgsin θ＋Ff，Ff＝μFN 联立解得：F＝，‎ cos α＋μsin α＝cos α＋sin α＝(cos 30°cos α＋sin 30°sin α)＝cos(30°－α)，在α从0°逐渐增大到60°的过程中，当α＝30°时，cos α＋μsin α最大，F最小．‎ 则在α从0°逐渐增大到60°的过程中，F先减小后增大，故选A.‎ ‎17.答案　C 解析　φ－x图象的斜率大小等于电场强度大小，所以B点对应的场强大小等于A点对应场强大小，故A错误；由题图可知A点对应的电势小于B点对应电势，故B错误；由题图可知，x1点处的电势等于－x1点处的电势，由Ep＝qφ可知一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在－x1点的电势能，故C正确；电场线指向O点，则正电荷由－x1到－x2的过程中电场力做负功，故电势能增加，故带正电的粒子在－x1点的电势能小于在－x2点的电势能，故D错误．‎ ‎18.答案　C 解析　第一宇宙速度v1＝7.9 km/s是近地卫星的最大速度，是圆轨道卫星最大的环绕速度，根据轨道半径越大，线速度越小，故卫星在轨道Ⅰ上运行时的速度一定小于或等于7.9 km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道Ⅱ上运动时，P点为近地点，则在P点的速度大小大于在Q点速度的大小，选项B错误；根据a＝可知，卫星在轨道Ⅰ上运行到P点时的加速度等于卫星在轨道Ⅱ上运行到P点时的加速度，选项C正确；卫星从轨道Ⅰ的P点加速进入轨道Ⅱ后机械能增加，选项D错误．‎ ‎19.答案　AC 解析　对A、B整体，由牛顿第二定律可得：mAgsin θ－mBg－μmAgcos θ＝(mA＋mB)a，解得a＝1.2 m/s2，选项A正确，B错误；由能量守恒可知，物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为Ep＝mAg·MNsin θ－mBg·MN－μmAgcos θ·MN，解得Ep＝9 J，选项C正确，D错误．‎ ‎20.答案　CD 解析　根据左手定则，知负离子所受的洛伦兹力方向向下，则负离子向下偏转，N板带负电，M板带正电，则N板的电势比M板电势低，故A错误；最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有qvB＝q，解得U＝vBc，与离子浓度无关，故B错误；污水的流速v＝，则流量Q＝vbc＝＝ m3/s＝0.16 m3/s，故C正确；污水的流速v＝＝ m/s＝4 m/s，污水流过该装置时受到的阻力Ff＝kLv＝kav＝15×1×4 N＝60 N，为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压力差是60 N，则压强差为Δp＝＝ Pa＝1 500 Pa，故D正确．‎ ‎21.答案　BC 解析　根据题意画出等效电路如图甲所示：‎ 导体棒cd以速度v匀速滑动时，产生的感应电动势E＝BLv，根据闭合电路欧姆定律可知，cd两端电压U＝·＝，故A项错误．通过导体棒cd的电流I＝＝，则t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量q＝It＝，故B项正确．导体棒ab受重力、支持力和水平方向的安培力处于平衡状态，如图乙所示，则安培力Fab＝mgtan θ，故C项正确．导体棒cd克服安培力做功的功率P＝IE＝，故D项错误．‎ ‎22.答案　(1)交流　(2)　(3)1.5‎ 解析　(1)电火花计时器应接在交流电源上；‎ ‎(2)对砝码盘和砝码：mg－FT＝ma；‎ 对木块：FT－μMg＝Ma，解得μ＝；‎ ‎(3)因T＝0.1 s，则x46－x02＝2a(2T)2，‎ 解得a＝＝×10－2 m/s2＝1.5 m/s2.‎ ‎23.答案　(1)如图所示 ‎(2)R2的滑片位置　S2　R1　(3)R0　>‎ 解析　(1)根据半偏法测电压表内阻的原理，滑动变阻器应接成分压式电路，所以电路如图所示．‎ ‎(2)闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持R2的滑片位置不变，使R2左半部分的电压不变，断开开关S2，使电压表和电阻箱串联，调节电阻箱接入电路的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；‎ ‎(3)依据上述操作，被测电压表和电阻箱分得电压相等，即电压表内阻和此时电阻箱接入电路部分的电阻相等，可通过读取电阻箱接入电路部分的电阻，得到被测电压表内阻，R测＝R0；因为断开开关S2后总电阻增大，使R2左边部分的电压增大，即R0两端电压大于被测电压表两端电压，R0的阻值大于被测电压表的内阻，则R测>RV.‎ ‎24.答案　(1)4 m/s　(2)1 m/s　(3)0.25 m 解析　(1)小球下摆过程，由机械能守恒定律得：‎ m0gL＝m0v，‎ 代入数据解得：v0＝4 m/s ‎(2)小球反弹过程，由机械能守恒定律得：m0gh＝m0v 解得：v1＝2 m/s 小球与A碰撞过程系统水平方向动量守恒，以碰撞前瞬间小球的速度方向为正方向 由动量守恒定律得：m0v0＝－m0v1＋mvA 代入数据得vA ＝1 m/s ‎(3)物块A与木板B相互作用过程中，系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向 由动量守恒定律得：mvA＝(m＋M)v 代入数据解得：v＝0.5 m/s 由能量守恒定律得：μmgx＝mv－(m＋M)v2‎ 代入数据解得x＝0.25 m ‎25.答案　见解析 解析　(1)带负电粒子在匀强磁场B2和匀强电场中运动的轨迹如图甲所示，‎ 粒子在匀强磁场B2中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得qv0B2＝m 解得r＝1.0 m 粒子进入匀强电场以后，做类平抛运动，设水平方向的位移为x0，竖直方向的位移为y0.‎ 水平方向：x0＝v0t 竖直方向：y0＝at2，vy＝at a＝ ＝tan 45°‎ ＝tan 45°‎ 联立解得：x0＝2.0 m，y0＝1.0 m 由图甲中几何关系可得d＝x0＋y0＋r＝4.0 m.‎ ‎(2)设当匀强磁场的磁感应强度为B1′时，粒子垂直打在y轴上，此时粒子无法运动到x轴的负半轴，粒子在磁场中运动半径为r1，如图乙所示，‎ 由几何关系得：r1＝d－x0‎ 又r1＝ 联立解得B1′＝0.10 T 故0＜B1≤0.10 T.‎ 设当匀强磁场的磁感应强度为B1″时，粒子从电场垂直边界进入匀强磁场后，轨迹与y轴相切，此时粒子也无法运动到x轴负半轴，设粒子在磁场中运动半径为r2，如图乙所示，由几何关系可得r2＋r2cos 45°＋x0＝d 又r2＝ 联立解得B1″≈0.24 T 故B1≥0.24 T.‎ 即要使粒子无法运动到x轴的负半轴，磁感应强度0＜B1≤0.10 T或B1≥0.24 T.‎ ‎(3)设粒子在磁场B2中运动时间为t1，在电场中运动时间为t2，在磁场B1中运动时间为t3，则tmax＝t1＋t2＋t3max＝＋＋＝×＋＋×≈6.2×10－5 s.‎