河南省开封市铁路中学2020高三下学期模拟考试物理试卷

开封市铁路中学5月高三物理模拟试卷

14.物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。许多科学家大胆猜想。勇于质疑，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列叙述符合物理史实的是(   )

A.汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量
B.玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型
C.光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说
D.康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性

15.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高处由静止开始下滑。下列说法正确的是(   )

A.物块沿槽下滑的过程中，物块的机械能守恒
B.物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒
C.从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零
D.物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高处

16.如图所示，是竖直平面内的光滑直角支架，小球和通过一根轻绳连接且它们都套在支架上。对球施加一个沿杆水平向右的拉力，使球缓慢上升，则此过程中(   )

A.力增大  B.力减小
C.球受到的支持力增大 D.球受到的支持力减小

17.已知长直导线中电流产生磁场的磁感应强度分布规律是(为常数，r为某点到直导线的距离)。如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为和且方向相反的电流，点到两导线的距离相等。现测得点的磁感应强度的大小为，则甲导线单位长度受到的安培力大小为(   )

A. B. C. D.

18.半径为r的小球，在黏滞液体中下落时所受阻力(为比例系数，v为其运动速率)。如果时，表示小球在该液体中由静止开始下落，小球的加速度用a表示，小球半径用r表示，小球最终做匀速运动的速率用表示。则下列对小球运动描述的图象中正确的是(   )

A. B.C.  D.

19.2019年9月11日，《自然天文学》杂志登载了英国伦敦大学一个研究小组的报告：他们成功通过开普勒望远镜发现，一颗代号为的类地行星的大气中有水汽，含量可能在至之间。如果和地球均视为均匀球体，其半径与地球半径之比为，其质量与地球质量之比为，则和地球(   )

A.表面的重力加速度之比为 B.表面的重力加速度之比为
C.第一宇宙速度之比为 D.第一宇宙速度之比为

20.已知均匀带电球体在其内部某点产生的电场强度与该点到球心的距离成正比，在其外部产生的电场与一个位于球心、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，在球的内外表面，电场强度是连续的，均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零。现有一半径为、电荷量为的均匀带正电绝缘球体圆心与点在一条直线上且，，静电力常量为，则(   )

A.三点电势相比较，点电势最高
B.三点电势相比较，点电势最高
C.点的电场强度是点的电场强度的两倍
D.点的电场强度大小均为

21.如图所示，一个匝数匝、边长、电阻的正方形线圈，在线圈内存在面积的匀强磁场区域，磁场方向垂直于线圈所在平面向里，磁感应强度大小随时间t变化的规律是。电阻与电容器并联后接在线圈两端，电阻，电容下列说法正确的是(   )

A.线圈中产生的感应电动势为
B.若端电势为0，则a端电势为
C.电容器所带电荷量为
D.稳定状态下电阻的发热功率为

二、实验题

22.某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，气垫导轨上安装了两个光电门，气垫导轨左端装一个弹射装置，滑块可被弹射装置向右弹出，质量为的滑块甲和质量为的滑块乙上装有宽度相同的挡光片。开始时，滑块甲靠在已被锁定的弹射装置处，滑块乙静置于两个光电门之间，滑块甲弹出后通过光电门1再与滑块乙发生碰撞，碰撞后要使两个滑块能够通过光电门2。

(1)如图乙所示是用游标卡尺测量遮光条宽度的情况，由此可知遮光条宽度______。
(2)下列选项中不属于本实验要求的是______(请填写选项前对应字母)。
A.气垫导轨应调节水平
B.滑块甲的质量一定要等于滑块乙的质量
C.滑块甲的质量应大于滑块乙的质量
(3)某次实验时，该同学记录下滑块甲通过光电门1的时间为，滑块乙通过光电门2的时间为，滑块甲通过光电门2的时间为。如果等式______(用对应物理量的符号表示)成立，则可说明碰撞过程中系统动量守恒。

23.图甲为一个简单的多用电表的电路图，其中电源的电动势、内阻，电流表内阻、满偏电流该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，为上排刻度线的中间刻度。

(1)选择开关接“1”，指针指在图乙所示位置时示数为______。(结果保留三位有效数字)
(2)如果选择开关接“3”，图甲中电阻，则此状态下多用电表为量程______的电压表。
(3)如果选择开关接“2”，该多用电表可用来测电阻，刻度应标为______。
(4)如果选择开关接“2”，红、黑表笔短接，调节的阻值使电表指针刚好满偏，再测量某一电阻，指针指在图乙所示位置，则该电阻的测量阻值为______。(保留两位有效数字)
(5)如果将该多用电表的电池换成一个电动势为、内阻为的电池，正确调零后测量某电阻的阻值，其测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。

24.如图所示，光滑斜面倾角，一个质量的物块在大小为的恒力作用下，在时刻从斜面底端由静止开始上滑。在时撤去力，物块在时恰好回到斜面的底端。已知重力加速度求：

(1)恒力的大小。
(2)物块沿斜面上升的最大距离。

25.如图所示的直角坐标系，在其第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场和沿y轴负方向的匀强电场。虚线位于第一象限，与y轴正半轴的夹角，在此角范围内有垂直纸面向外的匀强磁场；与y轴负半轴所夹空间里存在与平行的匀强电场，电场强度大小一比荷的带电粒子从第二象限内点以速度沿x轴正方向射出，点到x轴距离，粒子在第二象限内做直线运动；粒子进入第一象限后从直线上的点(点图中末画出)离开磁场，且。不计粒子重力。

(1)求第二象限中电场强度和磁感应强度的比值。
(2)求第一象限内磁场的磁感应强度大小。
(3)粒子离开磁场后在电场中运动是否通过x轴？如果通过x轴，求其坐标；如果不通过x轴，求粒子到x轴的最小距离。

33.<1>关于物体的内能，下列说法正确的是(   )

A.物体吸收热量，内能可能减少
B.水的内能等于水蒸气的内能
C.物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能
D.电阻通电时发热，其内能是通过“热传递”方式增加的
E.气体向真空的自由膨胀是不可逆的

<2>如图所示，一个高、内壁光滑的绝热汽缸，汽缸内部横截面积，缸口上部有卡环，一绝热轻质活塞封闭一定质量的气体，活塞与汽缸底部距离。开始时缸内气体温度为，现通过汽缸底部电阻丝给气体缓慢加热。已知大气压强，活塞厚度不计，活塞与汽缸壁封闭良好且无摩擦。

（1）封闭气体温度从升高到的过程中，气体吸收热量，

（2）求此过程封闭气体内能的改变量。
(2)当封闭气体温度达到时，求此时封闭气体的压强。

34.<1>如图所示，一个直角三棱镜放置在空气中，，一束含有两种光的复色光垂直边射入三棱镜，a光恰好在边发生全反射，光的折射角为，则两种光在棱镜中传播速度之比为______；用两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样中，______(选填“a”或“b”)光条纹间距较大。

<2>一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，时刻的波动图象如图甲所示，其中处于处的质点c的振动图象如图乙

(1)质点a的运动状态传到质点所用的时间。(2)从时刻开始，内质点运动的路程和时质点的位移。
参考答案

1.答案：C

解析：A、汤姆孙发现电子，是美国物理学家密立根精确测出电子的电量，故A错误；
B、玻尔引入量子化理论，提出玻尔原子理论，并没有完全否定了原子的核式结构，而是在核式结构的基础之上，再结合量子化规律提出的，故B错误；
C、光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说，故C正确；
D、德布罗意受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性，故D错误；
故选：C。

2.答案：D

解析：A、物块沿槽下滑过程中，重力与槽的支持力对物块做功，物块的机械能不守恒，故A错误。
B、物块沿槽下滑过程中，物块在竖直方向有加速度，系统的合外力不为零，不符合动量守恒的条件，故系统的量不守恒，故B错误。
C、从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块始终有弹力作用且弹力方向始终向左，弹簧对物块的冲量不等于零，故C错误。
D、物块压槽下滑过程槽向左运动，物块与槽分离后槽的速度向左，物块的速度向右，物块被弹簧反弹后速度向左，如果物块的速度小于槽的速度，物块不能追上槽，物块不能回到槽上h高处，如果物块的速度大于槽的速度，物块可以追上槽，物块与槽组成的系统动量守恒，当两者速度相等时物块上升到最大高度，由于此时两者速度相等且不为零，此时系统动能不为零，整个过程系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，物块不能上升到槽上高h处，故D正确。
故选：D。

3.答案：A

解析：对p和q整体分析，p球受到的支持力等于整体重力，拉力F等于OM杆对q球的弹力；对q球分析，设轻绳与O杆的夹角为，则，q球上升过程中角变大、变变大，F也随之变大，故A正确，BCD错误。
故选：A。

4.答案：C

解析：设两导线间距为2d，据安培定则知，甲、乙导线在O点的磁感应强度方向均垂直于纸面向里，根据矢量叠加有，
则乙导线在甲导线处产生的磁感应强度为，则加到西安单位长度受到的安培力大小，故C正确，ABD错误；
故选：C。

5.答案：C

解析：AB、时，雨滴由静止开始下落，，所受空气阻力，此时雨滴只受重力，加速度为g，随着雨滴速度增大，所受的空气阻力增大，根据牛顿第二定律，解得，雨滴的加速度逐渐减小，即雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，但加速度与是线性变化关系，故AB错误；
CD、当最后匀速运动时有，即有：，可得最大速率与成正比，，故C正确、D错误。
故选：C。

6.答案：AD

解析：AB、根据星球表面物体受到的万有引力等于物体的重力有，得球表面重力加速度，与质量成正比，与半径的平方成反比，所以表面的重力加速度之比为，故A正确，B错误。
CD、根据万有引力提供向心力有，得第一宇宙速度，可知第一宇宙速度与根号下质量成正比，与根号下半径成反比，第一宇宙速度之比为，故D正确，C错误。
故选：AD。

7.答案：BC

解析：AB、O点的场强为零，则MO间场强方向向左，NO间场强方向向右，所以O点的电势最高，N点的电势最低，故A错误，B正确；
CD、根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零，知M点的场强等于以O圆心半径的均匀球体在M点产生的场强，这个球体之外的球壳在M点产生的场强为零，这个球体所带电荷量为
M点的电场强度大小为，
N点的电场强度大小为，故C正确，D错误；
故选：BC。

8.答案：AD

解析：A、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：，故A正确；
B、由闭合电路欧姆定律，则电流为：，那么电容器两端电势差为：，由楞次定律，可知，感应电流方向为逆时针方向，即a端的电势高，故B错误；
C、电容器带电量为：，故C错误；
D、电阻的发热功率为：，故D正确；
故选：AD。

9.答案：(1)0.360

(2)B

(3)

解析：(1)游标卡尺的主尺读数为3mm，游标尺读数为，所以挡光片的宽度为：。
(2)为了保证系统在水平方向动量守恒定律，气垫导轨应调节水平；碰撞后要使两个滑块能够通过光电门2，需要满足甲的质量大于乙的质量，否则碰撞后甲会静止或被反弹，如果滑块甲的质量等于滑块乙的质量，碰撞后甲会静止，不符合本实验的要求，故选B。
(3)碰撞前甲的速度：，碰撞后乙的速度：，甲的速度：，如果满足能量守恒定律，碰撞前后动量守恒定律：。

10.答案：(1)

(2)

(3)150

(4)51

(5)准确

解析：(1)选择开关解“1”时测电流，电流表盘刻度的最小值为，指针只在指在两最小刻度之间进行估读，故示数为；
(2)根据串联电路有分压作用可知，当电流表满偏时有：，所以开关解“3”时量程为的电压表；
(3)欧姆表内阻为：，由于欧姆表的中值电阻等于内阻，故C处刻度为；
(4)根据闭合电路欧姆定律得：，其中，
解得：
(5)因为电源内阻的变化，可以通过调零电阻阻值变化来抵消，所以调零后测量某电阻阻值的测量结果是准确的；

11.答案：(1)由于在时撤去力，物块在时恰好回到斜面的底端，所以在拉力作用下的时间与去掉拉力后回到底端的时间相等，均为。
设物体在拉力作用下的位移为x，物体受拉力作用时的加速度为，取沿斜面向上为正；
根据位移时间关系可得：，
根据速度时间关系可得撤去拉力时的速度为：
不受拉力作用时的加速度为，则有：
联立解得，由以上五式可解得：
由牛顿第二定律，受拉力时有：
不受拉力时有：
解得：，，，；
(2)加速上升的距离为：
去掉拉力后上升的距离为：
物块沿斜面上升的最大距离为：。

解析：

12.答案：(1)粒子在第二象限内做直线运动，说明电场力和洛伦兹力平衡，则有：，
解得：
(2)由于点到x轴距离，，所以为粒子做圆周运动的圆心，轨迹半径；
根据洛伦兹力提供向心力可得：
解得：
代入数据解得：
(3)在点进行速度的分解，同时进行力的分解，如图所示；

沿方向的速度为：
沿y方向的电场力分力，有：
则粒子沿方向的加速度大小为：
粒子在方向运动的最大距离为y，则有：
解得：

点到x轴的距离为：
所以粒子离开磁场后在电场中运动不能通过x轴，粒子到x轴的最小距离为：

解析：

13.答案：(1)以封闭气体为研究对象，初状态压强，体积，温度
假设刚好达到顶端，此时压强，体积，温度？
根据盖-吕萨克定律可得：，解得，即。封闭气体温度从升高到的过程中，活塞没有达到顶端，气体做等压变化；
设温度时的体积为，
根据理盖-吕萨克定律可得：，
解得：
此过程中气体对外做的功为
根据热力学第一定律可得
所以内能增加；
(2)当封闭气体温度达到时，活塞达到顶端。
此时的温度，体积
根据理想气体的状态方程可得：
解得：。

解析：

14.答案：(1)由图甲可知，简谐波的波长，
根据图乙可知，简谐波的周期，
根据波长、周期和波速的关系可知，，
质点的距离，
质点a的运动状态传到质点所用的时间。

(2)周期，，质点运动的路程：

。
时，质点位于波峰，位移。

解析：

15.答案：ACE

解析：A、根据热力学第一定律可知，做功和热传递均可以改变内能，故物体吸收热量，对外做功，内能可能减少，故A正确。
B、水吸收热量转变为水蒸气，故水的内能小于水蒸气的内能，故B错误。
C、物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能，故C正确。
D、电阻通电时发热，其内能是通过“做功”方式增加的，故D错误。
E、根据热力学第二定律可知，宏观现象具有方向性，即气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故E正确。
故选：ACE。

16.答案：;b

解析：由几何关系可知，光在AC界面处的入射角都是，则a的临界角恰好为，则a的折射率：
由折射定律可知，b的折射率：
由公式，可知：
由于b的折射率小，则b的波长大，由：可知，用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样中，b光条纹间距较大。
故答案为：，b