宁夏中卫市2020届高三下学期第三次模拟考试物理试题 Word版含解析

2020年中卫市高考第三次模拟考试理科综合能力测试

二、选择题

1.国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事．据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为，方程中X表示某种粒子，是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　）

A. X粒子是

B. 若使的温度降低，其半衰期会减小

C. 经过2T，一定质量的占开始时的

D. “核燃烧”的核反应是裂变反应

【答案】A

【解析】

【详解】根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为 ，选项A正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2T，一定质量的占开始时的，选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误；故选A.

2.能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景，其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图是自行车靠惯性冲上斜坡，丙图是托球动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程（虚线表示水平方向），丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球，各图中的θ角均相等，忽略空气阻力和一切摩擦，对四个情景的物理规律分析正确的是

A. 甲图和乙图中自行车的加速度不相同

B. 甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等

C. 丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动

D. 丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．甲图中自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图中自行车靠惯性冲上斜坡，两个图中自行车受力情况相同：重力、垂直于斜面向上的支持力，根据

mgsinθ=ma

得

a=gsinθ

知加速度一定相同，故A错误；
B．甲图的自行车加速度沿斜面向下，丙图中的乒乓球加速度沿水平方向，则两者加速度不可能相同，故B错误；
C．丙图中球拍和乒乓球受到竖直向下的重力和垂直于球拍向上的支持力，二力不在同一直线上，二力的合力水平向左，不可能做匀速直线运动，故C错误；
D．丙图中，对乒乓球，由竖直方向受力平衡有

FN丙cosθ=mg

丁图中，乒乓球受到重力、斜面的弹力和挡板水平向右的弹力，竖直方向有

FN丁cosθ=mg

可知

FN丙=FN丁

即丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等，故D正确。
故选D。

3.图甲所示变压器原，副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2，L3，L4为四只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是(　　)

A. ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin 100πt(V)

B. 电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光

C. 流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次

D. ab输入端输入功率Pab＝18 W

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由题知，cd的电压瞬时值表达式为

有效值为， 由得副线圈，则均能正常发光，每只灯泡的电流

副线圈电流

由得原线圈的电流

也能正常发光，ab输入电压的表达式为

选项A错，选项B对；

C．由图象知交流电的周期为0.02s，交流电的频率为50Hz，流过灯L2的电流每秒钟方向改变100次，C错；

D．ab输如果气体端输入功率

选项D错；

故选B．

【点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时运用闭合电路殴姆定律来分析随着电阻变化时电流、电压如何变化．分析思路先干路后支路，以不变应万变．最后值得注意的是变压器的原线圈与灯泡串联后接入交流中，所以图象的有效值不是原线圈的有效值．

【考点】交变电流，变压器

4.某科学家估测一个密度约为kg/m3的液态星球是否存在，他的主要根据之一就是它自转的周期，假若它存在，其自转周期的最小值约为（ ）（万有引力恒量G=6.67×10-11Nm2/kg2）

A. 104s B. 105s C. 2×104s D. 3×104s

【答案】A

【解析】

【详解】取表面上的一小部分m，则由要所需要的向心力小于或等于万有引力：

①

又M＝ρπr3②

由①②解得T≥=104s，则A正确，BCD错误．

5.如图所示，直线MN是一匀强磁场的边界，三个相同的带正电粒子分别沿图示1、2、3三个方向以相同的速率从O点射入磁场，沿箭头1、3两个方向的粒子分别经t1、t3时间均从p点离开磁场，沿箭头2方向(垂直于MN)的粒子经t2时间从q点离开磁场，p是Oq的中点，则t1、t2、t3之比为

A. 1：2：3 B. 2：3：4 C. 1：3：5 D. 2：3：10

【答案】C

【解析】

【详解】各个粒子的圆心所在位置如图所示：
 

由于粒子运动的速度相等，所以三个粒子的轨道半径也相等，粒子2在磁场中运动了半个周期，所用时间 ，根据几何关系知粒子1转过的圆心角为 ，所用时间为 ,粒子3运动转过的圆心角为 所用时间为 ，所以

故C正确；

故选C

6.如图所示，竖直平面内有水平方向的匀强电场E，A点与B点的连线垂直电场线，两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度v0分别从A和B点沿不同方向开始运动，之后都能到达电场中的N点，粒子的重力不计，下列说法正确的是（　　）

A. 两粒子到达N点所用的时间可能相等

B. 两粒子到达N点时的速度大小一定相等

C. 两粒子在N点时的动能可能小于各自初始点的动能

D. 两粒子整个运动过程机械能的增加量一定相等

【答案】BD

【解析】

【详解】A．因为两粒子完全相同，故产生的水平方向的加速度相同，而A点粒子水平初速度为零，而B点粒子水平初速度不为零向左，故根据匀变速方程可知，运动时间不同，故A错误；

BD．因为只有电场力做功，根据题意可知，A点与B点在同一等势面上，故 ，电场力做功 相同，则到达N点的动能相同，速度大小相同，而电场力做功等与机械能增加量，故机械能的增加量一定相等，故BD正确；

C．因为A点粒子水平方向向右运动，故受力向右，则电场力做正功，动能增大，故C错误。

故选BD。

7.如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态．给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动．在此过程中(　　)

A. 水平力F的大小不变

B. 杆对小球A的支持力逐渐增大

C. 轻绳对小球B的拉力先变大后变小

D. 杆对小球A的摩擦力先变小后变大

【答案】BD

【解析】

【详解】对球受力分析，受拉力F、重力和细线的拉力T，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示：
  
随着θ的增加，拉力F和细线张力T均增加，故AC错误；再对A、B球整体分析，受重力、拉力F、支持力N和静摩擦力f，如图所示；设杆与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件，在垂直杆方向，有：N=（M+m）gcosθ+Fsinθ，随着F的增加，支持力N增加；在平行杆方向，有：Fcosθ+f=（M+m）gsinθ；故：f=（M+m）gsinθ-Fcosθ，随着F的增加，静摩擦力逐渐减小，当（M+m）gsinθ=Fcosθ时，摩擦力为零，此后静摩擦力反向增加；故BD正确；故选BD．

8.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v－t图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（　　）

A. 水平推力F1、F2大小可能相等

B. a的平均速度大于b的平均速度

C. 合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量

D. 摩擦力对a物体做的功小于摩擦力对b物体做的功

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由题图知，AB与CD平行，说明撤去推力后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。水平推力作用时，由图像可知a的加速度大于b的加速度，根据：

F－Ff=ma

可知水平推力F1大于F2，A错误；

B．设两物体的最大速度为v，加水平推力时两物体的平均速度均为，撤去水平推力后两物体的平均速度仍为，可知a的平均速度等于b的平均速度，B错误；

C．根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，即：

IF－If=0

C正确；

D．由题图可知，a的位移小于b的位移，因两物体的摩擦力相等，可知摩擦力对a物体做的功小于摩擦力对b物体做的功，D正确。

故选CD。

三、非选择题

9.某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放．小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

回答下列问题：

（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的          （填正确答案标号）．

E.弹簧原长l0

（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=           ．

（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—△x图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s—△x图线的斜率会      （填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会   （填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的        次方成正比．

【答案】（1）ABC (2)（3）减小 增大 2

【解析】

【详解】（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，故选ABC．

（2）由平抛规律可知：竖直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而动能Ek=mv2联立可得Ek= ；

（3）由题意可知如果h不变，m增加，则相同的△L对应的速度变小，物体下落的时间不变，对应的水平位移s变小，s-△L图线的斜率会减小；只有h增加，则物体下落的时间增加，则相同的△L下要对应更大的水平位移s，故s-△L图线的斜率会增大．弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能，即Ep=，可知Ep与△s的2次方成正比，而△s与△L成正比，则Ep与△L的2次方成正比．

【点睛】本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式，弹性势能转化为物体的动能，从而得出结论．根据x与△L的图线定性说明m增加或h增加时x的变化，判断斜率的变化．弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能和动能的表达式，得出弹性势能与△x的关系，△x与△L成正比，得出Ep与△L的关系．

10.在“练习使用多用电表”实验中，请回答下列问题：

（1）甲同学先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220V 100W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中合理的操作顺序为__（填写选项前的字母）．

A．将选择开关旋转到“×1k”位置

B．将选择开关旋转到“×10”的位置

C．用两表笔与白炽灯连接好并读数

D．将两表笔短接，进行欧姆调零

（2）甲同学按正确的实验操作，指针停在如图甲所示的位置，则此白炽灯电阻的测量值为_Ω．

（3）乙同学发现该多用电表“直流50V”挡损坏了，但“直流10V”挡能正常使用．打开电表外壳发现电路板上电阻R2被烧坏了，如图乙所示．若表头A的满偏电流为1mA，则应用_____kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50V”挡．

【答案】    (1). BDC    (2). 120    (3). 40

【解析】

【详解】(1) 先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220V 100W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，说明白炽灯的电阻很小，为了减小测量误差，将选择开关旋转到“×10”的位置，将两表笔短接，重新进行欧姆调零，用两表笔与白炽灯连接好并读数，故合理的操作顺序为BDC．

(2)选择开关处在“×10”挡，由图所示可知，电阻测量值为：12×10=120Ω；

(3) 电阻R2两端电压为40V，电阻R2阻值为，则应用40kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50V”挡．

11.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距L，导轨下端连接电阻R，质量为m、金属杆ab与导轨垂直并接触良好，金属杆及导轨电阻不计，在矩形区域cdfe内有垂直于纸面向里的匀强磁场，c、e距离为H，cdfe区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，在t=0时刻，将金属杆ab从到磁场上边界距离为h处由静止释放，在t1时刻进入磁场，离开磁场时的速度为进入磁场时速度的一半，已知重力加速度为g，求：

（1）金属杆刚进入磁场时的加速度大小；

（2）从金属杆开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）金属杆进入磁场之前有

刚进入磁场时，有：

可得：

a=

（2）进入磁场之前，有：

进入磁场之后，由能量守恒，有

12.如图所示，将某正粒子放射源置于原点，其向各方向射出的粒子速度大小均为，质量均为，电荷量均为. 在的第一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与轴正方向相同，在的第一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于平面向里.粒子离开电场上边缘时，能够到达的最右侧的位置为. 最终恰没有粒子从磁场上边界离开磁场. 若只考虑每个粒子在电场中和磁场中各运动一次，不计粒子重力以及粒子间的相互作用.求：

（1）电场强度；

（2）磁感应强度；

（3）粒子在磁场中运动的最长时间.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】(1)粒子离开电场上边缘时,能够到达最右侧位置的粒子是沿轴正方向发射的粒子,对此粒子,有,

由类平抛运动基本规律得

，

，

联立可得.

(2)沿轴正方向发射的粒子射入磁场时,有，

联立可得，

,方向与水平方向成斜向右上方,

根据题意知该粒子的运动轨迹恰与磁场上边界相切,其余粒子均不能达到边界,

由几何关系可知,

由，得，联立可得.

(3)粒子运动的最长时间对应最大的圆心角,运动轨迹经过且恰与磁场上边界相切的粒子,其轨迹对应的圆心角最大，由几何关系可知圆心角,

粒子运动的周期，

.

13.以下说法正确的是（　　）

A. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体的内部

B. 物体的温度越高，其分子的平均动能越大

C. 液晶既具有液体的流动性，又有晶体的各向异性

D. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强一定变小

E. 物体处在固态、液态、气态时均有扩散现象

【答案】BCE

【解析】

【详解】A．液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直；故A错误；

B．物体的温度越高，其分子的平均动能越大；故B正确；

C．液晶既具有液体的流动性，又有晶体的各向异性；故C正确；

D．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，若温度升高，撞击力增大的话，气体的压强不一定变小；故D错误；

E．物体处在固态、液态、气态时均有扩散现象；故E正确。

故选BCE。

14.如图所示，一绝热汽缸倒立竖放在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体。在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重力G=30N，活塞的横截面积S=3×10-3m2.活塞静止时，缸内气体温度t1=27℃，体积V1=3×10-3m3.外界的大气压强恒为p0=1×105Pa，缸内有一个电阻丝，电阻丝的电阻值恒为R=5Ω，电源电动势E=18V、内阻r=1Ω。闭合开关20s后，活塞缓慢下降高度h=0.1m，求∶

(1)20s末缸内气体的温度；

(2)20s内气体内能的变化量。

【答案】（1）330K；（2）873J

【解析】

【详解】（1）气体做等压膨胀，由盖吕萨克定律有

解得

（2）设缸内气体初态压强为p1，对活塞由受力平衡条件有：

在电热丝对气体加热20s的过程中，气体对外界做功为

由闭合电路欧姆定律得

电阻丝产生的热量为

根据热力学第一定律有

解得：

即气体的内能增加了873J。

15.(多选)如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3 s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是（    ）

A. 在t=6 s时刻波恰好传到质点d处

B. 在t=5 s时刻质点c恰好到达最高点

C. 质点b开始振动后,其振动周期为4 s

D. 在4 s<t<6 s的时间间隔内质点c向上运动

E. 当质点d向下运动时,质点b一定向上运动

【答案】ACD

【解析】

【详解】A. ad间距离为x=12m,波在同一介质中匀速传播,则波从a传到d的时间为t=x/v=12/2s=6s，即在t=6s时刻波恰好传到质点d处．故A正确；

B. 设该波的周期为T,由题可得,3T/4=3s,得T=4s.波从a传到c的时间为t=x/v=，则在t=5s时刻质点c已振动了2s，而c起振方向向下，故在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上．故B错误；

C. 质点b的振动周期等于a的振动周期，即为4s.故C正确；

D. 在4s<t<6s的时间间隔内，质点c已振动了1s<t<3s，质点c正从波谷向波峰运动，即向上运动．故D正确；

E. 波长为λ=vT=2×4m=8m,bd间距离为10m=λ，结合波形得知，当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动．故E错误．

故选ACD.

16.图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.

(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；

(2)求光线从玻璃丝AB端面传播到另一端面所需的最长时间．

【答案】(1)(2)

【解析】

(ⅰ)设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律，有



设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤中传播，应有

‚

式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足

ƒ

由几何关系得

④

由①②③④式通过三角变换得

⑤

(ⅱ)光在玻璃丝中传播速度的大小为

⑥

光速在玻璃丝轴线方向的分量为

⑦

光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为

⑧

光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一    端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得

⑨