河北省承德市围场卉原中学2020届高三模拟自测联考物理试题
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理科综合能力测试物理部分
二、选择题：本题共8小题，每小题6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．摩天轮是游乐园中常见的一种游乐设施。如图所示，乘客坐在摩天轮里随其在竖直面内做匀速圆周运动，可以从高处俯瞰四周景色。在摩天轮转动半周过程中，下列叙述正确的是
A．乘客所受合外力为零 B．乘客机械能守恒
C．乘客所受合外力做功为零 D．乘客动量变化量为零
15．在某种有生命的动物体内，每克动物活体大约有500亿个碳 14原子，其中每小时有600个碳14发生β 衰 变。在 某 次 考 古 中 发 现 了 该 种 动 物 的 遗 骸，取 该 遗 骸 样 本 2g， 利用粒子计数器测量出该遗骸样本中每小时碳14的衰变个数为300个，已知碳14的半衰期为5730年，则下列说法正确的是
A．碳14衰变方程为
B．碳14发生β 衰变产生的电子与光电效应逸出的光电子本质一样，都来源于核外电子 C．该遗骸距今大约5730年
D．伴随碳14衰变释放的 γ 光子是处于高能级的碳14核向低能级跃迁时产生的
16．如图所示，理想变压器a、b 两端接一正弦交变电源，原副线圈（匝数分别为n1、n2）
分别与电阻R1、R2并联，且电阻R1＝2R2。若闭合开关S，测得电源输出功率是电阻R2消耗功率的9倍，则是
A．3∶1 B．1∶3
C．4∶1 D．1∶4
17．黑洞是一种密度极大的天体，以至包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力的作用。2019年4月10日，人类发布了首张黑洞照片，如图所示。该黑洞位于室女座一个巨 椭圆星系 M87的中心，据观测有一距此黑洞中心狉 的星体，以周期 犜 绕其做匀速圆周运动。光在真空中传播速度为犮。由此可推断，此黑洞的半径至多为
A． B． C． D．
18．如图，倾角θ ＝60° 的固定木板AB与水平板BC 连接，AB、BC长度均为L。将小物块从木板AB顶端A处由静止释放，恰好滑到C处停下 来。若 调 整BC使 其 向 上 倾斜，倾角不超过90° ，再将小物块从A处由静止滑下再沿BC上滑，上滑的距离与BC倾角有关，不计B处机械能损失，物块与各接 触 面 间 动 摩 擦 因 数 相 同。则 小 物 块 沿BC上滑的最小距离狓 为
A． B．
C． D．
19．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧处于原长状态，空间存在场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为－q的物块从弹簧上端由静止释放，经过时间t运动至最低点。在此过程中，重力做功为W1，电场力做功为W2。对于物块从开始运动至最低点过程中，下列说法正确的是
A、重力势能变化量为－W1
B、弹性势能变化量为W1＋W2
C、物块受到轻弹簧的平均作用力（相对时间）大小为
D、物块受到轻弹簧的平均作用力（相对时间）大小为
20．两个固定的等量同种正电荷所形成的电场的电场线如图实线所示，其中A与A′ 、B
与B′ 、C与C′ 均关于两点电荷连线中点O对称。则以下说法正确的是
A．A点与B点电场强度有可能相同
B．C与C′ 两点一定在同一等势面上
C．电子在B点获得沿BO方向的初速度后，将在BB′间做往复运动
D．电子在B点获得一个合适初速度，将可能做匀速圆周运动
21．如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ 角，M、P两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t＝0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒ab由静止开始沿导轨向上运动，导轨电阻忽略不计。已知通过电阻R的感应电流I 随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于金属棒运动速度v、外力F、流过R的电荷量q、以及闭合回路中磁通量的变化率随时间t变化的图像正确的是
三、非选择题：共174分，第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～38
题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
22．（5分）某实验小组利用图示装置 来 测 定 滑 块 与 桌 面 间 的 动 摩 擦 因 数，具 体 实 验 步 骤如下：
① 首先用游标卡尺测量出遮光片宽度为d；然后将遮光片固定在滑块上；
② 如图所示，将滑块置于桌面上左端A处，与桌面平行的细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物连接，保持滑块静止，测量重物离地面的高度h；
③ 在距滑块h处固定一个光电门，滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的C点（未与滑轮碰撞），记下数字毫秒计测出遮光片经过光电门所用的时间；并用毫米刻
度尺测量出C、A间的距离S；（已知重力加速度为g）。请完成以下问题：
（1）若游标卡尺读数如图所示，则遮光片宽度d＝_______cm；
（2）某次实验中数字毫秒计的示数为 Δt，则滑块和桌面的动摩擦因数为_________（用
d，S，h，Δt、g 表示）
（3）本实验在获得小车 通 过 光 电 门 的 瞬 时 速 度 时 存 在 误 差，测 量 的 速 度 值______（填 “大于” “等于” 或 “小于” ）遮光片中心通过光电门时的瞬时速度的真实值。
23．某实验小组用如图甲所示的电路图来测量电流表G1的内阻。器材如下：
A．待测电流表G1：量程0～5mA，内阻约为300Ω
B．灵敏电流计G（内阻很小可忽略）
C．定值电阻R1 D．定值电阻R2
E．滑动变阻器R3 （最大阻值为20Ω ）
F．滑动变阻器R4（最大阻值为1000Ω ）
G．电阻箱Rx（最大阻值为999．9Ω ）
（1）①电源电动 势 是 1．5Ｖ，为 实 验 过 程 中 便 于 调 节，滑 动 变 阻 器 应 选 用____________（填写器材前对应的字母）。
②在闭合开关前滑片应掷 （填 “a” 或 “b” ）端，然后移动滑动变阻器的滑片使待测表的示数适当后再不移动滑片，只调节Rx，发现当Rx＝100Ω 时灵敏电流计的示数正好为零；将电阻箱和待测电流表位置互换，其他不动，再次调节Rx，当Rx＝841Ω时灵敏电流计的示数又正好为零，由此可知待测电流表的内阻为_________ Ω 。
（2）若将G1表改装成如图乙所示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程（或分度值）不同的档位。1、2两个档位为电流表档位，其中的大量程是小量程的10倍。
① 关于此多用电表，下列说法正确的是_____________。
A．当转换开关S 旋到位置4时，是电阻档
B．当转换开关S旋到位置6时，是电流档
C．转换开关S旋到5的量程比旋到6的量程大
D．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔
② 图中的电源E′ 的电动势为9．0Ｖ，当把转换开关S 旋到位置4，在A、B之间接900Ω
电阻时，G1刚好半偏。已知操作顺序和步骤都正确，则R1＝_____Ω，R2＝_____ Ω。
24．（12分）据悉，2019年底，我国要基本取消全国高速公路省界收费站。取消省界收费站，并不是取消高速公路收费，而是通过技术手段实现不停车快捷收费，保证整个路网运行通 畅。如 图 所 示，某 车 以108km／h的 速 度 靠 近 某 一 省 界 收 费 站 时，开 始 以5m／s2的加速度大小匀减速至 21．6km／h通过 ETC收 费 站 口，然 后 立 即 以 3m／s2 的加速度大小加速至原来速度继续行驶。求：
（1）驾驶员应在距收费站多远处开始减速？
（2）若取消该省界高速收费站后，该车仍以108km／h的速度通过此路段时，可节省
多长时间？
25．（20分）如图所示，一对长为 L的平行金属板放置在xoy平面的第一象限内，其左端
及下极板分别与y轴、x 轴重合。在第四象限存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为M、电荷量为狇的带负电粒子从两板正中间A处沿x轴正方向以初速度v0进入两板间，恰好贴着下极板边缘进入磁场，而后从y轴负半轴上距坐标原点为的C点进入Y轴左侧的电场中（图中未画出），经过一段时间后粒子回到了A点，速度大小等于v0（方向沿x轴正方向）。已知平行金属板两板间电压，
求：
（1）平行金属板间电场的电场强度E；
（2）y轴左侧电场方向与y轴正向夹角α 的正切值；
（3）粒子从开始运动至再次回到A点所用时间。
33．［物理———选修33］（15分）
（1）（5分）如图所示，对于图片中所描述的物理现象，下列分析中正确的是
A．图1：水中悬浮的细微粉笔末的运动。图中折线表明水分子在短时间内运动是无规则的
B．图2：把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变钝了。出现这一现 象的原因是：玻璃是非晶体，熔化再凝固后变成晶体
C．图3：分子间作用力犳 和分子势能犈狆 随分子间距离狉 变化关系的图线。当
r＝r0时，分子间引力大小等于斥力，分子势能Ep 最小
D．图4：汽缸做功冲程。汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能减小
E．图5：油膜法估测分子的大小实验。用一滴油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径
（2）（10分）如图所示，一固定密闭导热性良好的气缸竖直开口向上放置，气缸上部有一质量为m的活塞，活塞距气缸底部高为h0，活塞与气缸壁的摩擦不计，现在活塞上加一质量为m 犿 的小物块。
已知大气压强为p0，温度为 T0，气缸横截面积为S，重力加速度为g。求：
① 活塞上加上质量为m 的小物块后，活塞静止时距离气缸底部的距离；
② 现对气缸加热让活塞上升至距离气缸底部为 处 （活塞未滑出气缸），则此时气缸内气体的温度为多少？
34．［物理———选修34］（15分）
（1）（5分）5G，即第五代移动通信技术，采用3300－5000MHz频段，相比于现有的 4G （即第四代移动通信技术，1880－2635 MHz频段）技术而言，具有极大的带宽。关于5G信号，下列说法正确的是
A．5G信号既可以实现无线通信，也可以通过光缆、电缆传输
B．5G信号在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直
C．5G信号可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的5G信号随即消失
D．5G信号与4G信号相比在真空中传播速度更快
E．5G信号与4G信号相比更不容易越过障碍物发生明显衍射现象
（2）（10分）如图所示，空气中有一个横截面为直角的三棱镜，AB边长为a，折射率
。一束光从侧面AB上的中点D射入棱镜，调整入射光的方向，当入射光与AB界面的夹角为θ 时，折射到AC边上的光线恰好不能从AC边上的E 点 （图中未画出）射出。求：
① 夹角θ 是多少；
② 光在棱镜中从D点传播E点所用的时间。
