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四川省泸县第二中学2020届高三物理下学期三诊模拟考试试题

四川省泸县第二中学2020届高三物理下学期三诊模拟考试试题

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四川省泸县第二中学2020届高三物理下学期三诊模拟考试试题（含解析）
第Ⅰ卷 非选择题
一、选择题
1. 已知氢原子的激发态能量，其中E1为基态能量，n=1，2，3……。若氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级放出光子的频率为ν，能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知：
；
能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足：
，
解得：
，
故C正确，ABD错误。
故选：C。
2. 如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。对于这一过程，下列说法正确的是( )

A. 在轨道1上P点机械能等于在轨道2上P点的机械能
B. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度相同
C. 卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D. 卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．卫星由椭圆轨道1变轨到圆轨道2，必须在P点加速，因此，在轨道1上P点的机械能小于在轨道2上P点的机械能，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，有

得

P点到地心的距离r是一定的，可知，不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度相同，故B正确；
C．卫星在轨道1上不同位置，加速度方向不同，则加速度不同，故C错误；
D．卫星在轨道2上不同位置，加速度大小相等，但方向不同，则加速度不同，故D错误。
故选B。
3. 在一斜面顶端，将两个小球A、B分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在斜面上，A球落至斜面的速率是B球落至斜面的速率的（　　）

A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍
【答案】A
【解析】
【详解】两小球都落在斜面上，有

解得

则落在斜面上时的竖直分速度

根据平行四边形定则知

两球的初速度之比为2：1，则落在斜面上的速度之比为2：1，故A正确。
故选A。
4. 如图所示，一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登．由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总质量为80kg，此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°，则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为（设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）（ ）

A. 640N 480N B. 480N 800N
C. 480N 640N D. 800N 480N
【答案】C
【解析】
【详解】以运动员和行囊整体为研究对象，分析受力情况：重力Mg、岩壁对手臂拉力F1和岩壁对脚的弹力F2，作出力图，如图所示．

设运动员和行囊的质量分别为M．根据平衡条件得：
F1=Mgcos53°=800×0.6N=480N
F2=Mgsin53°=800×0.8N=640N
A. 640N 480N与分析不符，故A错误．
B. 480N 800N与分析不符，故B错误．
C. 480N 640N与分析相符，故C正确．
D. 800N 480N与分析不符，故D错误．
5. 如图所示，边界OM与ON之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界ON上有一粒子源S．某一时刻，从离子源S沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间有大量粒子从边界OM射出磁场．已知∠MON＝30°，从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为（　　）

A. T B. T C. T D. T
【答案】A
【解析】
【详解】粒子在磁场中运动做匀速圆周运动，入射点是S，出射点在OM直线上，出射点与S点的连线为轨迹的一条弦．当从边界OM射出的粒子在磁场中运动的时间最短时，轨迹的弦最短，根据几何知识，作ES⊥OM，则ES为最短的弦，粒子从S到E的时间即最短．

由题意可知，粒子运动的最长时间等于，设OS＝d，则DS＝OStan30°＝，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为：
，
由几何知识有：
ES＝OSsin30°＝d，cosθ＝＝，则：θ＝120°，
粒子在磁场中运动的最长时间为：
tmin＝，故A正确，BCD错误．
6. 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为，那么在他减速下降高度为的过程中，为当地的重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A. 他的动能减少了 B. 他的重力势能减少了
C. 他的机械能减少了 D. 他的机械能减少了
【答案】BD
【解析】
【详解】A．运动员在减速过程中，根据动能定理，可知动能减少量为

A错误；
B．运动员重力做正功，重力势能减少，即

B正确；
CD．阻力做负功，机械能减少，所以机械能减少量为，C错误，D正确。
故选BD。
7. 某电视节目做了如下实验：用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺线管，将螺线管放在水平桌面上，用一节干电池和两个磁铁制成一个“小车”，两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上，只要将这辆小车推入螺线管中，小车就会加速运动起来，如图所示.关于小车的运动，以下说法正确的是（ ）

A. 将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连，小车仍能加速运动
B. 将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连，小车的加速度方向将发生改变
C. 图中小车加速度方向向右
D. 图中小车加速度方向向左
【答案】BD
【解析】
两磁极间的电场线如图甲所示：

干电池与磁体及中间部分线圈组成了闭合回路，在两磁极间的线圈中产生电流，左端磁极的左侧线圈和右端磁极的右侧线圈中没有电流．其中线圈中电流方向的左视图如图乙所示，由左手定则可知中间线圈所受的安培力向右，根据牛顿第三定律有“小车”向左加速，故D正确，C错误；如果改变某一磁铁S极与电源粘连，则磁感线不会向外发散，两部分受到方向相反的力，合力为零，不会产生加速度，故A错误，B正确．所以BD正确AC错误．
8. 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v0向右运动压缩弹簧测得弹簧的最大压缩量为x．现让该弹簧一端连接另一质量为2m的物体B（如图乙所示），静止在水平面上．物体A以2v0的速度向右压缩弹簧测得弹簧的最大压缩量仍为x．则

A. A物体的质量为6m
B. A物体的质量为4m
C. 弹簧压缩最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩最大时B的动量为
【答案】ACD
【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，根据系统的机械能守恒得：弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于A的初动能，设A的质量为mA，即有：      ①
当弹簧一端连接另一质量为m的物体B时，A与弹簧相互作用的过程中B将向右运动，A、B速度相等时，弹簧的弹性势能最大，选取A的初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得：mA•2v0=（2m+mA）v，②
由机械能守恒定律得：③
联立得：mA=6m  ④
联立①④得：Epm=3mv02
弹簧压缩最大时B的动量为2mv=3mv0
故ACD正确，B错误．
第II卷 非选择题
二、非选择题：共62分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选题，考生根据要求作答。
(一)必考题
9. 某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器工作频率为50 Hz．

（1）为了消除运动过程中所受摩擦影响，调整时应将木板____（选填“左”或“右”）端适当垫高以平衡摩擦力．
（2）实验中，某同学打出一段纸带如图乙所示，相邻两计时点距离依次为：AB=3.50cm、BC=3.80cm、CD=DE=EF=FG=GH=4.00cm，则匀速运动的速度v=______m/s．
（3）根据多次测量的数据，画出橡皮筋对小车做功W与小车匀速运动速度v草图如图丙所示，根据图线形状猜想，W与v的关系可能为________．
A．W∝ B．W∝v-1     C．W∝v-2   D．W∝v2
【答案】 (1). （1）左； (2). (2) 2； (3). (3)D；
【解析】
（1）平衡摩擦力时，将左端垫高形成斜面，使重力的下滑分力与摩擦力平衡；
（2）由题给条件可知，小车自C点开始匀速运动，则匀速运动的速度：；
（3）根据图象结合数学知识可知，该图象形式和,形式相符合，故选D．
10. 为测定待测电阻Rx的阻值(约为9000Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3 V，内阻不计；
电压表V：量程6.0V，内阻很大；
电流表A1：量程0～15 mA，内阻约为100 Ω；
电流表A2：量程0～300 μA，内阻为1 000 Ω；
滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A；
定值电阻R2：阻值2000Ω，额定电流10 mA；
定值电阻R3：阻值为200 Ω，额定电流0.1 A；
开关S、导线若干．
（1）为了准确地测量Rx的阻值，某同学已经设计出了大致的电路，但电表和电阻代号还未填入，请你帮他将正确的电表代号填入_________ 内，并将正确的电阻代号填在对应电阻的下方：

(2) 调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，则待测电阻Rx的阻值是________×103Ω(计算结果保留一位小数)．
【答案】 (1). (2). 8.0 (3). 150 (4). 9.5
【解析】
【详解】(1) 由于， ，电流表A2的阻值是知道的，所以为了准确地测量Rx的阻值，可以将电流表A2与测定待测电阻串联，电流表A1接在干路上，滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，电路图为

(2)由图示可知，电流表A1的分度值是0.5mA，所以示数为8.0mA，电流表A2的分度值是10μA，所以示数是150μA；待测电阻Rx的阻值是。
11. 在滑冰场上有一初中生质量为m=40kg，站在质量为M=20kg的长木板的左端，该学生与木板在水平光滑冰面上一起以v0=2 m/s的速度向右运动．若学生匀加速跑向另一端，并从木板右端水平跑离木板时，木板恰好静止．
（1）学生脱离木板时的速度．
（2）若学生的的加速度a0=1m/s2，求木板的加速度．
（3）学生对木板做的功．
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】（1）人和木板系统动量守恒，得
（M+m）v0=mv
代入数据解得：v=3m/s
(2)对学生根据牛顿运动定律
F=ma0
可得：F=40N
对木板根据牛顿运动定律
F=Ma
解得：

(3)由动能定理得

12. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点．试求：

（1）弹簧开始时的弹性势能；
（2）物体从B点运动至C点克服阻力做的功；
（3）物体离开C点后落回水平面时的速度大小和方向．
【答案】（1）4mgR (2) (3) ，速度与水平方向夹角的正切为4
【解析】
【详解】解析：(1)物块在B点时，
由牛顿第二定律得：
FN-mg=m，FN=7mg
EkB=mvB2="3mgR "
在物体从A点至B点的过程中，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能EP=EkB=3mgR．
(2)物体到达C点仅受重力mg，根据牛顿第二定律有
mg=m
EkC=mvC2=mgR
物体从B点到C点只有重力和阻力做功，根据动能定理有：
W阻-mg·2R=EkC-EkB
解得W阻=-0．5mgR
所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为W=0．5mgR．
（3）物体离开轨道后做平抛运动，因此有

C点的速度大小为
联立解得
速度方向和水平方向的夹角为

13. 下列说法正确的是( )
A. 气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果
B. 足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量
D. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E. 饱和汽压与分子密度有关与温度无关
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据气体的压强的微观意义可知，气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果．故A正确．
B．足球充足气后很难压缩是由于足球内外有压强差的原因，与气体分子之间的作用力无关．故B错误．
C．根据热力学第一定律知，一定质量的理想气体等压膨胀过程，温度升高，对外做功而内能增加，所以气体一定从外界吸收热量．故C正确．

D．根据热力学第二定律知，自然界中自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确．
E．饱和汽压与分子密度有关，与温度也有关，故E错误．
故选ACD．
【点睛】该题考查到气体压强的微观意义、热力学第一定律、热力学第二定律等，加强对基本概念的记忆，正确理解热力学第二定律的几种不同的说法，是学好3-3的基本方法．
14. 如图所示，内壁光滑、截面积不相等的圆柱形汽缸竖直放置，汽缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S．在汽缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体，两活塞用一根长为l的细轻杆连接，两活塞导热性能良好，并能在汽缸内无摩擦地移动．已知活塞A的质量是2m，活塞B的质量是m．当外界大气压强为p0、温度为T0时，两活塞静止于如图所示位置．重力加速度为g．

①求此时汽缸内气体的压强．
②若用一竖直向下的拉力作用在B上，使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动l/2的距离，又处于静止状态，求这时汽缸内气体的压强及拉力F的大小．设整个过程中气体温度不变．
【答案】（1） （2）
【解析】
【详解】①以两活塞整体为研究对象，设此时气缸内气体压强为，根据平衡条件则有：

解得：

②初态：
，
末态：
，
根据玻意耳定律有

解得

以两活塞整体为研究对象，根据平衡条件有

解得

15. 下列说法正确的是（　　）
A. 太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
B. 两列机械波在同一介质中相遇，波长相同一定能获得稳定的干涉图案
C. 狭义相对论的第一个基本假设：力学规律在任何惯性系中都是相同的
D. 分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽
E. 电视机显像管里的电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制
【答案】ABE
【解析】
【详解】A．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，故A正确；
B．两列机械波在同一介质中传播速度相同，波长相同则频率相同，则一定能获得稳定的干涉图案，故B正确；
C．狭义相对论的第一个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故Ｃ错误；
D．由于紫光的波长比绿光的短，则用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，绿光的中央亮纹较宽，故D错误；
E．图像信号越强，电视机显像管里的电子枪发射电子束越强，故E正确。
故选ABE。
16. 如图所示，棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内，一条光线以的入射角从AC边的中点M左侧射入棱镜。（不考虑光线沿原路返回的情况，已知光速为c）
(1)画出光在棱镜中传播的光路图；
(2)求光在棱镜中传播的时间。

【答案】(1)；(2)a
【解析】
【详解】(1)根据光的折射和反射定律画出光路如图

(2)设入射角为i，折射角为，由折射定律：得

设全反射的临界角为，由，得

由几何关系，所以在D点的入射角等于>，故在D点发生全反射，由几何关系
，
设光在棱镜中传播距离为s，传播时间为t，则

得

由得