辽宁省辽河油田第二高级中学2020届高三物理下学期4月模拟考试试题.doc

辽宁省辽河油田第二高级中学2020届高三物理下学期4月模拟考试试题

辽宁省辽河油田第二高级中学2020届高三物理下学期4月模拟考试试题

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辽宁省辽河油田第二高级中学2020届高三物理下学期4月模拟考试试题（含解析）
二、选择题
1.如图所示，高速公路收费站都设有“ETC”通道（即不停车收 费通道）,设ETC车道是笔直的，由于有限速，汽车通过时一般是先减速至某一限定速度，然后匀速通过电子收费区，再加速驶离（将减速和加速过程都看作加速度大小相等的匀变速直线运动）．设汽车开始减速的时刻t=0，下列四幅图能与汽车通过ETC的运动情况大致吻合的是：

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】汽车先做匀减速运动，然后做匀速运动，最后做匀加速运动；图像A反映物体先负向匀速后静止，再正向匀速，选项A错误；图像B反映物体先正向匀速后静止，再正向匀速，选项B错误；图像C反映物体先正向加速，后静止，再正向加速，选项C错误；图像D反映物体先减速后匀速，再加速，符合题意，则选项D正确；故选D.
【点睛】此题关键是搞清不同的图像反映的运动规律；x-t图像的斜率等于速度；v-t图像的斜率等于加速度.
2.幼儿园小朋友搭积木时，将重为G的玩具汽车静置在薄板上，薄板发生了明显弯曲，如图所示。关于玩具汽车受到的作用力，不考虑摩擦力的影响，下列说法正确的是（　　）

A. 玩具汽车每个车轮受到薄板的弹力大小均为
B. 玩具汽车每个车轮受到薄板的弹力方向均为竖直向上
C. 薄板弯曲程度越大，每个车轮受到的弹力越大
D. 玩具汽车受到的合力大小为G
【答案】C
【解析】
【详解】汽车静置在薄板上，所受合力为零，因为薄板发生了明显弯曲，每个轮子所受弹力大小相等都为F，方向垂直薄板向上，设与水平方向的夹角为θ，由平衡条件可知

解得

当薄板弯曲程度越大，θ越小，sinθ越小，F越大，故ABD错误，C正确。
故选C。
3.氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子，若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是（　　）

A. 这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应
B. 如果辐射进来能量为0.32 eV的光子，可以使氢原子从n＝4能级向n＝5能级跃迁
C. 如果辐射进来能量为1.32 eV的光子，不可以使处于n＝4能级的氢原子发生电离
D. 用氢原子从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2 eV
【答案】D
【解析】
【详解】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子，其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量，不能使金属A发生光电效应，故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应，故A错误；
B．因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为

不等于光子能量为0.32eV，故B错误；
C．因为要使处于n=4能级的氢原子发生电离，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C错误；
D．由题意可知，金属A的逸出功为2.55eV， 氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为

由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能

故D正确。
故选D。
4.2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（　　）
A. 行星的质量 B. 恒星的质量
C. 恒星与行星的质量之和 D. 恒星与行星圆周运动的半径之比
【答案】C
【解析】
【详解】恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为

得到行星的质量

以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为

得到恒星的质量

则有

故ABD错误，C正确
故选C。
5.电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通勤的交通工具。平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是（　　）
电池输出电压
36 V
电池总容量
50000 mA·h
电机额定功率
900 W
最大速度
15 km/h
充电时间
2~3小时
百公里标准耗电量
6 kW·h

A. 电池最多输出的电能约为1800 J
B. 充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间约为2 h
C. 该平衡车以最大速度行驶时牵引力约为60 N
D. 该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程约为3 km
【答案】B
【解析】
【详解】A．电池最多储存的电能为

故A错误；
B．由储存的电能除以额定功率可求得时间为

故B正确；
C．根据功率公式则有

故C错误；
D．由电池总电量除以百公里标准耗电量即可求出

故D错误。
故选B。
6.在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于顶点c的对称点，则下列说法中正确的是（　　）

A. D点的电场强度为零
B. E、F两点的电场强度等大反向、电势相等
C. E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D. 若释放c处的电荷，电荷在电场力作用下将做加速运动（不计空气阻力）
【答案】AD
【解析】
【详解】A．D点到a、b、c三点距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0，故A正确；
B．由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在DF位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故EF两点的电场强度大小不同，方向相反，故B错误；
C．E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；
D．若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，故D正确。
故选AD。
7.如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度向右运动并压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现将弹簧一端连接另一质量为m的物体B，静止于光滑水平面上（如图乙所示），物体A以2v0的速度向右运动并压缩弹簧（如图乙所示），测得弹簧的最大压缩量仍为x，AB运动始终在一条直线上，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（　　）

A. A 物体的质量为 3m
B. A 物体的质量为 2m
C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩量最大时弹性势能为
【答案】AC
【解析】
【详解】当弹簧固定时，当弹簧压缩量最大时，弹性势能最大，A的动能转化为弹簧的弹性势能，设A的质量为，最大的弹性势能为，根据系统的机械能守恒

当弹簧一端连接另一质量为m的物体B时，A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大，设A、B速度为v，由动量定理得

由机械能守恒定理得

联立解得

选项A、C正确，B、D错误。
故选A、C。
8.如图所示，x轴上方有两条曲线均为正弦曲线的半个周期，其高和底的长度均为l，在x轴与曲线所围的两区域内存在大小均为B，方向如图所示的匀强磁场，MNPQ为一边长为l的正方形导线框，其电阻为R，MN与x轴重合，在外力的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速向右穿越磁场区域，则下列说法中正确的是（　　）

A. 线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大
B. 线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大
C. 穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为
D. 穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．电流和切割长度成正比，所以线框的PN边到达x坐标为处时，相当于长度为l的边框来切割磁感线，线框的PN边到达x坐标为处时， 相当于两个长度为l的边框来切割磁感线，两个电动势叠加，所以线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大为

故A错误，B正确；
C．因为电流的变化符合交流电的特征，所以线框的PN边到达x坐标为处时，产生的焦耳热为

线框的PN边从到2l处时，产生的焦耳热为

线框的PN边从2l到处时，产生的焦耳热为

所以产生的总焦耳热为

又因为外力所做的功就等于焦耳热，所以C正确，D错误。
故选BC。
第Ⅱ 卷（非选择题　共174分）
三、非选择题（包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答）
（一）必考题（11题，共129分）
9.某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数，让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，纸带连在滑块上，打出的纸带如图所示，图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，测得相邻计数点间距离标在图中，重力加速度g取10m/s2。
(1)滑块与纸带的_______端相连；（填“左”或“右”）
(2)滑块与木板间的动摩擦因数为____________。（结果保留三位有效数字）
(3)各步操作均正确的情况下，考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦，会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比会__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

【答案】 (1). 右 (2). 0.237 (3). 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，所以滑块与纸带的速度较大的一端相连，所以滑块与纸带的右端相连。
（2）[2]根据逐差法求得加速度为

由牛顿第二定律得

解得。
（3）[3]由于其他阻力的存在，导致摩擦力变大，测量的动摩擦因数与真实值相比偏大。
10.某同学要测定一电源电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。

(1)该同学设计实验的原理表达式是E=________（用r、I、R表示）。
(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________（选填“最大值”“最小值”或“任意值”），实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω。
(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的－R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E=______V，内阻r=________Ω。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 (1). I（R＋r） (2). 最大值 (3). 21 (4). 6.3（6.1~6.4） (5). 2.5（2.4~2.6）
【解析】
【详解】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E=I(R＋r)
(2)[2]根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值
[3]根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω=21Ω
(3)[4][5]由E=I（R＋r）可得

图像斜率等于

得

由于误差(6.1~6.4)V均正确，图像的截距

得

由于误差(2.4~2.6)均正确

11.如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy面向里，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，磁场与电场图中均未画出。一质量为m、带电荷量为+q的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为（0，-l），Q点坐标为（2l，0），不计粒子重力。
(1)求粒子经过Q点时速度的大小和方向；
(2)若粒子在第一象限的磁场中运动一段时间后以垂直y轴的方向进入第二象限，求磁感应强度B的大小。

【答案】（1），速度方向与水平方向的夹角为45°；（2）
【解析】
【详解】（1）设粒子在电场中运动的时间为t0，加速度的大小为a，粒子的初速度为v0， 过Q点时速度的大小为v，沿y轴方向分速度的大小为vy，由牛顿第二定律得

由运动学公式得

竖直方向速度为

合速度为

解得

因为水平和竖直方向速度相等，所以速度方向与水平方向的夹角为45°。
（2）粒子在第一象限内做匀速圆周运动，设粒子做圆周运动的半径为R ，由几何关系可得

由牛顿第二定律得

解得

12.如图所示，光滑水平桌面边缘处固定一轻质定滑轮，A为质量为2m的足够长的木板，B、C、D为三个质量均为m的可视为质点的物块，B放在A上，B通过水平且不可伸长的轻绳跨过定滑轮与D连接，D悬在空中。C静止在水平桌面上A的右方某处（A、C和滑轮在同一直线上）。A、B间存在摩擦力，且认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，在D的牵引下，A和B由静止开始一起向右加速运动，一段时间后A与C发生时间极短的弹性碰撞，设A和C到定滑轮的距离足够远，D离地面足够高，不计滑轮摩擦，已知重力加速度为g。
(1)为使A与C碰前A和B能相对静止一起加速运动，求A与B间的动摩擦因数μ应满足的条件；
(2)若A与B间的动摩擦因数μ=0.75，A与C碰撞前A速度大小为v0，求A与C碰后，当A与B刚好相对静止时，C与A右端的距离。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）B对A的最大静摩擦来提供A向前加速运动，加速度为

对ABC整体受力分析，根据牛顿第二定律可知

联立解得

所以μ应满足。
（2）设A与C碰撞后，A和C的速度分别为vA和vC，则

解得

设A与C碰后，绳的拉力为F'T ，B和D加速的加速度大小为a2，则

解得

A的加速度大小为a3，则

解得

设碰后，经时间t，A和B的速度相同，则

时间t内A的位移

时间t内C的位移

所求距离为

解得

【物理选修3–3】
13.如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为p0，经历从状态A→B→C→A的过程。则气体在状态C时压强为________；从状态C到状态A的过程中，气体的内能增加ΔU，则气体_______（填“吸收”或“放出”）的热量为________。

【答案】 (1). p0 (2). 吸收 (3).
【解析】
【详解】[1]根据理想气体状态方程

可得

所以V-T图中过原点的直线表示等压变化，即气体从C到A过程是等压变化，

[2][3]气体从状态C到状态A的过程中，温度升高内能增加，体积增加，外界对气体做功

根据热力学第一定律

得气体吸收的热量

14.如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为1000 cm3，上方汽缸的长度为40 cm，横截面积为50 cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变化，环境温度保持不变，汽缸内薄活塞、连杆及手柄的质量忽略不计，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2。
①若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸皮吸底部时，求皮吸中气体的压强；
②若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止，求此时小明作用力的大小。

【答案】①3×105 Pa　②250 N
【解析】
【详解】①以汽缸和皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为p0，
体积：
V1＝1000 cm3＋40×50 cm3＝3000 cm3
当活塞下压到汽缸底部时，设封闭气体的压强为p，体积为V2＝1000 cm3，
由玻意耳定律：p0V1＝p2V2
解得：
p2＝3p0＝3×105 Pa
②以皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为p0，体积为V2＝1000 cm3，活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止时，设小明作用力的大小为F，封闭气体的压强为p3，体积为：
V3＝1000 cm3＋20×50 cm3＝2000 cm3
由玻意耳定律有：p0V2＝p3V3
又有：F＋p3S＝p0S
解得：
F＝250 N