宁夏六盘山高级中学2020届高三下学期模拟物理试题

宁夏六盘山高级中学2020届高三第二次模拟考试

理科综合试卷（物理）

一、选择题

1.引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖．对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力场，当物体加速运动时，会辐射出引力波．爱因斯坦的观点的提出，采取了哪种研究方法（　　）

A. 控制变量法 B. 对比法 C. 类比法 D. 观察法

【答案】C

【解析】

【详解】爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法，C正确．

2.太阳能是一种清洁的能源，现在太阳能已广泛应用于科技和生活中．太阳能是由太阳内部激烈进行的多种核聚变反应而产生的，其中一种聚变反应是一个氘核(H)和一个氚核(H)聚变产生一个氦核(He)，下列关于太阳内部的这种核聚变反应的叙述正确的是（  ）

A. 该核聚变反应的方程为H+H→He+e

B. 若氘核(H)的结合能为E1，氚核(H)的结合能为E2，氦核(He)的结合能为E3，则这个反应中释放出的核能为△E=E3－E1－E2

C. 原子核聚变反应过程中释放出了核能，所以反应后原子核的质量数一定减少

D. 聚变反应是核子间距离很小时，这些核子在强大的库仑力和万有引力作用下紧密结合在一起的过程

【答案】B

【解析】

【分析】

（1）核反应的过程质量数守恒，电荷数守恒；

（2）核聚变属于热核反应，反应过程中质量数、电荷数均守恒；

（3）原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把他们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能；

（4）要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m之内，核力才会发挥作用，才能克服巨大的库伦斥力而撞击发生反应，办法就是依靠加热到很高的温度，加剧热运动，增加原子核间的撞击机会．

【详解】AC、核反应中的过程质量数守恒，电荷数守恒，和发生核反应，产物应该是中子，核反应方程为；原子核聚变反应过程中释放出了核能，但反应前后原子核的质量数依然守恒．A、C均错误；

B、据爱因斯坦质能方程，释放的核能，B正确；

D、在核反应中，核子结合在一起靠的是强大的核力克服库仑力结合在一起，D错误．

故本题选B．

【点睛】本题考查核聚变反应的条件和特点，并会根据结合能计算核反应释放的能量．

3.如图所示，质量为m的小球用两根细线OA，OB连接，细线OA的另一端连接在车厢顶，细线OB另一端连接于侧壁，细线OA与竖直方向的夹角为，OB保持水平，重力加速度大小为g，车向左做加速运动，当OB段细线拉力为OA段拉力的两倍时，小车的加速度大小为（　　）

A. g B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】小球受力如图所示，在竖直方向，由平衡条件得

在水平方向，由牛顿第二定律得

解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

4.下列图中，a、b、c是匀强电场中三个点，各点电势φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】据题，a、b、c三点的电势分别φa=10V，φb=2V，φc=6V，因为匀强电场中沿电场线方向相同距离电势差相等，则得ab两点连线的中点的电势为φ==6V，因此该中点与C点的连线为等势面，那么与连线垂直的直线即为电场线，由于φa=10V，φb=2V，又因为电势沿着电场线降低，故D正确．

5.字宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动，称之为双星系统．由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．已知它们的运行周期为T，恒星A的质量为M，恒星B的质量为3M，引力常量为G，则下列判断正确的是（   ）

A. 两颗恒星相距

B. 恒星A与恒星B的向心力之比为3︰1

C. 恒星A与恒星B的线速度之比为1︰3

D. 恒星A与恒星B的轨道半径之比为︰1

【答案】A

【解析】

【分析】

两恒星体做匀速圆周运动的向心力来源于两恒星之间的万有引力，所以向心力大小相等，列式可得半径之比；根据牛顿第二定律列式可求解两颗恒星相距的距离；恒星A与恒星B的角速度相等，从而可求解线速度之比.

【详解】两恒星体做匀速圆周运动的向心力来源于两恒星之间的万有引力，所以向心力大小相等，即 ，解得恒星A与恒星B的轨道半径之比为rA:rB=3:1，故选项BD错误；设两恒星相距为L，则rA+rB=L，根据牛顿第二定律：，解得，选项A正确；由可得恒星A与恒星B的线速度之比为3:1,选项D错误；故选A.

6.图（甲）是研究光电效应的实验原理图，在研究光电效应的实验中，光电流与电压的关系可用图（乙）所示的曲线表示，图中横轴U表示光电管阳极和阴极间的所加电压，纵轴I表示光电流的强度，下面关于曲线a、b、c对应色光的相关说法中正确的是

A. b的遏止电压低，a和c的遏止电压高

B. 遏止电压与入射光的强度无关

C. a和c是同种色光，且a比c光的强度要强

D. b和c是同种色光，且b比c光的强度要强

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．根据，入射光的频率越高，对应的截止电压越大，截止电压与入射光的强度无关．a光、c光的截止电压相等，小于b的截止电压，A错误B正确；

CD．从图中可知a光、c光的截止电压相等，故ac光的截止频率相同，即为同种色光，又从图中可知a的饱和电流较大，即所以a光强度比c光强度大，C正确D错误．

故选BC。

7.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　）

A. 两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B. a、b线圈中感应电动势之比为9：1

C. a、b线圈中感应电流之比为3：1

D. a、b线圈中电功率之比为3：1

【答案】BC

【解析】

【详解】A．磁感应强度随时间均匀增大，则穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，应为垂直纸面向外，根据安培定则可以判断感应电流方向为逆时针，故A错误；

B．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为

因为两个线圈在同一个磁场中，所以磁感应强度的变化率相同，匝数也相同，所以两线圈中的感应电动势之比为它们的面积之比，即

故B正确；

C．根据电阻定律可知两线圈的电阻之比为

所以根据欧姆定律可知，线圈中的电流之比为

故C正确；

D．线圈中的电功率P=EI，所以两线圈中的电功率之比为

故D错误。

故选BC。

8.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取重力加速度g=10m/s2，则以下说法正确的是（　　）

A. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N

B. 0~t0时间内汽车牵引力做功为

C. 汽车的额定功率为50kW

D. 汽车的最大速度为30m/s

【答案】AD

【解析】

【详解】A．汽车受到的阻力

f=0.1×2×103×10N=2×103N

前5s内，由图知加速度

a=2m/s2

由牛顿第二定律

F-f=ma

求得牵引力

F=f+ma=(0.1×2×103×10+2×103×2）N=6×103N

故A正确；

B．在0~t0时间内，根据动能定理

故牵引力做的功大于mvm2，故B错误；

C．t=5s末汽车达到额定功率

P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kW

故C错误；

D．当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度

故D正确。

故选AD。

二、非选择题：共62分。包括必考题和选考题两部分。第8题~第12题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13题~第16题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题

9.某同学用如图甲的装置来测定滑块与导轨间的动摩擦因数。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线跨过定滑轮与钩码相连。

(1)用游标卡尺测光电门遮光条的宽度d，图乙中游标卡尺读数为________cm。滑块在轨道上做匀加速运动时，先后通过光电门1、2所用的时间分别为、，两光电门间的距离为L，用d、、、L表示滑块运动的加速度___________；

(2)实验时保持钩码质量远小于滑块的质量，其目的是________选填选项前的字母

A.滑块所受的拉力近似等于小车所受的合力

B.滑块所受的拉力近似等于钩码的总重力

C.保证滑块运动的加速度不超过当地重力加速度

D.减小空气阻力对实验的影响

【答案】    (1). 0.225    (2).     (3). B

【解析】

【详解】(1)[1]由图示游标卡尺可知，主尺示数为0.2cm，游标尺示数为5×0.05mm=0.25mm=0.025cm，则游标卡尺读数为0.2cm+0.025cm=0.225cm；

[2]滑块经过光电门时的速度

，

由匀变速直线运动的速度位移公式得，联立得

(2)[3]根据牛顿第二定律可知

得

保持钩码质量远小于滑块的质量才能保证滑块所受的拉力近似等于钩码的总重力，故B正确，ACD错误。

故选B。

10.实验室中有一块内阻未知，量程为的电流计，现要把它改装为一块电压表。在改装前首先设计了如图所示的电路测量该电流计的内阻，已知电源为内阻可忽略不计的学生电源，R1的实际阻值很大。

(1)在测量电流计的内阻时，进行了如下的操作：将可调电阻、的阻值调至最大，仅闭合电键s1，调节电阻箱，同时观察电流计直到读数为为止；然后________；填序号

A.保持电键s1闭合，闭合电键s2，同时调节电阻箱、，直到电流计读数为为止，记下电阻箱的阻值

B.保持电键s1闭合，闭合电键s2，仅调节电阻箱，直到电流计读数为为止，记下电阻箱的阻值

(2)通过(1)操作，若r2=200，则测得电流计的内阻为________；（填序号）

A. B. C. D.

(3)根据以上测量的数据，如果将该电流计改装成量程为3V的电压表，则应将该电流计________联一定值电阻，该定值电阻的阻值为________。

【答案】    (1). B    (2). C    (3). 串    (4). 14800

【解析】

【详解】(1)[1]应用半偏法测电流计内阻，应先闭合电键S1，调节电阻箱R1，使电流计满偏，然后保持电键S1闭合，闭合电键S2，仅调节电阻箱R2，直到电流计读数为100μA为止，记下电阻箱R2的阻值，故B正确，A错误。

故选B；

(2)[2]闭合电键S2时，电流计与R2并联，它们两端电压相等、通过它们的电流相等，由欧姆定律可知，它们的电阻相等，则

故C正确，ABD错误。

故选C；

(3)[3][4]把电流计改装成3V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值

11.如图所示，光滑水平面上的木板右端，有一根轻质弹簧沿水平方向与粗糙木板相连，木板质量。质量为的铁块以水平速度从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端。

(1)求整个过程摩擦生成的热量Q。

(2)求弹簧的最大弹性势能EP。

【答案】（1）6J；（2）3J

【解析】

【详解】(1)根据系统动量守恒有

得

铁块相对于木板运动整个过程有

解得

(2)铁块相对于木板向右运动过程当铁块速度与木板速度相等时，弹簧的弹性势能最大，则有

解得

12.如图所示，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L．矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a指向O．电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切．

（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；

（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;

（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值．

【答案】（1）

（2）

（3）,其中n=2、3、4、5、6、7、8

【解析】

试题分析：（1）由题意可知aO=L,粒子在aO加速过程中有

由动能定理：

解得粒子经过O点时速度大小：

（2）粒子在磁场区域Ⅲ中的运动轨迹如图，设粒子轨迹圆半径为R0，

由几何关系可得：

由洛伦兹力提供向心力得：

联立以上解得：

（3）若粒子在磁场中一共经历n次偏转到达P，设粒子轨迹圆半径为R,

由几何关系可得：

依题意得:

联立解得：，且n取正整数

设粒子在磁场中运动速率为v，则有：

在电场中的加速过程，由动能定理：

联立解得：,其中n=2、3、4、5、6、7、8

考点：带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动

【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动．电场对粒子做正功，由动能定理求出粒子经过O点时速度大小；作出粒子运动轨迹，找到圆心、找出半径与磁场宽度的关系即可解题．

【物理—选修3-3】

13.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（    ）

A. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B. 外界对物体做功，物体内能一定增加

C. 悬浮颗粒越小布朗运动越显著，温度越高布朗运动越剧烈

D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小

E. 夏天荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故

【答案】ACE

【解析】

内能取决于物体温度、体积和物质的量；温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故A正确；外界对物体做功的同时如果向外界放出热量，则物体的内能就不一定增大，故B错误；悬浮颗粒越小布朗运动越显著，温度越高布朗运动越剧烈，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，当分子间距离的减小时，分子力做负功，分子势能增大，选项D错误；夏天荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，选项E正确；故选ACE.

14.如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2求：

(a)缸内气体的压强p1；

(b)缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？

【答案】(a)3×105Pa；(b)327

【解析】

【详解】(a)以气缸对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程

p1S=Mg+p0S

解之得

p1=3×105Pa

(b)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为T2，压强为p2，此时仍有

p2S=Mg+p0S

由题意知缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由状态方程得

所以

T2=2T1=600K

故

t2=(600－273)=327

【物理—选修3-4】

15.旅行者1号(英语:Voyager1)是一艘无人外太阳系空间探测器。于1977年9月5日发射。它是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。2012年8月25日，“旅行者1号”成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。截至现在，旅行者1号正处于离太阳211亿公里的距离，仍有足够的能源支持星际飞行，并且可以和地球保持联络。若旅行者1号正以速度u高速飞离地球的同时发出频率为ν的电磁波向地球传递信号，则________

A. 该电磁波相对地球的速度为c+u

B. 该电磁波相对地球的速度为c

C. 地球上接收到的旅行者1号所发射的电磁波的频率小于ν

D. 地球上接收到的旅行者1号所发射的电磁波的频率等于ν

E. 该电磁波传播到地球大气层时，能绕过空气分子和微小尘埃继续传播

【答案】BCE

【解析】

【详解】AB．根据光速不变原理可知，该电磁波相对地球的速度为光速即为c，故A错误，B正确；

CD．根据多普勒效应可知，当旅行者1号远离观察者时，观察者接收到的旅行者1号所发射的电磁波的频率小于ν，故C正确，D错误；

E．该电磁波用于通信，说明此电磁波的波长较长，则该电磁波传播到地球大气层时，能绕过空气分子和微小尘埃继续传播，故E正确。

故选BCE。

16.如图，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。

(1)在到的时间内。如果M通过的路程为，求波的传播波速；

(2)若波速为，判断波的传播方向方向。

【答案】(1)25m/s；(2)波向左传播

【解析】

【详解】(1)由图可得振幅A=20cm=0.2m，t1时刻质点M在平衡位置，那么，根据在t1到t2的时间内，如果M通过的路程为1m=5A可得

则周期

由图根据两波形关系，根据波的传播时间和周期关系可得波向右传播，则波速为

(2)由图可得波长λ=4m；若波速v=55m/s，那么在t1到t2的时间内，波的传播距离

由图像可知，波向左传播