甘肃省武威第六中学2020届高三下学期第三次诊断物理试题

武威六中2020届高三第三次诊断考试理科综合试题（物理）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14~17题只有一项符合题目要求，第18~21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。1.某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙，如图所示。则下列说法正确的是（　　）A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 乙光的波长大于丙光的波长C. 甲光的光强大于丙光的光强D. 甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等【答案】C【解析】【详解】A．根据eUc=Ek=hv-W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大。甲光的遏止电压小于乙光，所以甲光频率小于乙光的频率，故A错误；
B．丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，所以丙光的频率小于乙光的频率，则乙光的波长小于丙光的波长，故B错误；
C．由于甲光的饱和光电流大于丙光饱和光电流，两光频率相等，所以甲光的强度高于丙光的强度，故C正确；
D．甲光的遏止电压等于丙光的遏止电压，由Ekm=e•U遏可知，甲光对应的光电子最大初动能等于丙光的光电子最大初动能。故D错误；
故选C。2.如图所示，定滑轮通过细绳OO 连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球A、B，其质量分别为m1 、 m2 （ m1  m2 ）。调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时OA、OB 段绳长分别为l1、l2 ，与竖直方向的夹角分别为、 。已知细绳绝缘且不可伸长， 不计滑轮大小和摩擦。则下列说法正确的是（　　）A.   B. l1∶l2  m2∶ m1C. 若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变长D. 若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变短【答案】B【解析】【详解】A. 因滑轮两边绳子的拉力相等，可知 = ，选项A错误；B画出两球的受力图，由三角形关系可知其中T1=T2则选项B正确；CD. 由关系式可知，l1和l2的大小由两球的质量关系决定，与两球电量关系无关，则若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段不变，选项CD错误。故选B。3.仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分钟内完成 55 个以上仰卧起坐记为满分。若某女生一分钟内做了 50 个仰卧起坐，其质量为 50kg，上半身质量为总质量的 0.6 倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g 取10m/s2 。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为（　　）A. 10W B. 40W C. 100W D. 200W【答案】C【解析】【详解】该同学身高约1.6m，则每次上半身重心上升的距离约为×1.6m=0.4m，则她每一次克服重力做的功W=0.6mgh=0.6×50×10×0.4=120 J1min内她克服重力所做的总功W总=50W=50×120=6000 J她克服重力做功的平均功率为故C正确，ABD错误。
故选C。4.如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为 B 、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻 R 及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO  以恒定的角速度 匀速转动，t=0 时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n 、面积为S 、阻值为r 。则下列说法正确的是（　　）A. t=0 时刻流过电阻 R 的电流方向向左B. 线圈中感应电动势的瞬时表达式为e  nBS sintC. 线圈转动的过程中，电阻 R 两端的电压为D. 从 t=0 时刻起，线圈转过 60°时电阻 R 两端的电压为【答案】D【解析】【详解】A．t=0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻 R 的电流方向向右，故A错误；
B．从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt（V）故B错误；
C．线圈转过的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝nBSω因此电阻 R 两端的电压为故C错误；
D．线圈从t=0开始转过60°时，电阻 R 两端的电压为故D正确。
故选D。5.“嫦娥五号”是我国首个实施无人月面取样且返回探测器，它由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成，由长征五号运载火箭从文昌航天发射场发射。若“嫦娥五号” 探测器环月工作轨道为圆形，其离月球表面高度为h、运行周期为 T，月球半径为 R。由以上数据可求的物理量有（　　）A. 月球表面飞船所受的重力B. “嫦娥五号”探测器绕月球运行的加速度C. “嫦娥五号”探测器绕月球运行的速度D. 月球对“嫦娥五号”探测器的吸引力【答案】BC【解析】【详解】A．探测器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有可得月球的质量不考虑天体自转，在月球表面，万有引力等于飞船所受的重力，则有可得月球表面飞船所受的重力为由于飞船质量未知，所以无法求出月球表面飞船所受的重力，故A错误；B．探测器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有解得探测器绕月球运行的加速度则探测器绕月球运行加速度可求出，故B正确；C．根据周期和线速度的关系可知探测器绕月球运行的速度可求出，故C正确；D．月球对探测器的吸引力探测器的质量未知，无法确定月球对其的吸引力，故D错误；故选BC。6.如图所示，平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。若不改变电容器的带电量，下列操作可能使静电计指针的偏转角度变小的是（　　）A. 将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入电介质B. 将左极板向左移动少许，同时取出两极板之间的金属板C. 将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入金属板D. 将左极板向下移动少许，同时取出两极板之间的电介质【答案】AC【解析】【详解】A．将左极板向左移动少许，则d变大，同时在两极板之间插入电介质，则ε变大，根据可知C可能变大，根据Q=CU可知，U可能减小，即静电计指针的偏转角度可能变小 ，选项A正确；B．将左极板向左移动少许，则d变大，同时取出两极板之间的金属板，则也相当于d变大，根据可知C一定变小，根据Q=CU可知，U变大，即静电计指针的偏转角度变大 ，选项B错误；C．将左极板向左移动少许，则d变大，同时在两极板之间插入金属板，则相当于d又变小，则总体来说可能d减小，根据可知C可能变大，根据Q=CU可知，U变小，即静电计指针的偏转角度可能变小 ，选项C正确；D．将左极板向下移动少许，则S减小，同时取出两极板之间的电介质，则ε变小，根据可知C一定减小，根据Q=CU可知，U变大，即静电计指针的偏转角度一定变大 ，选项D错误；故选AC。7.如图所示，质量均为 m 的a 、b 两小球在光滑半球形碗内做圆周运动，碗的球心为 O、半径为 0.1m， Oa 、Ob 与竖直方向夹角分别为53°、37° ，两球运动过程中，碗始终静止在水平地面上，已知sin 37° 0.6 ，g 取10m/s2 。则下列说法正确的是（　　）A. a 、b 两球做圆周运动的线速度之比为B. a 、b 两球做圆周运动的角速度之比为C. a 、b 两球相邻两次相距最近的时间间隔为sD. a 、b 两球运动过程中，碗对地面始终有摩擦力作用【答案】BD【解析】【详解】AB．小球做匀速圆周运动，由重力和支持力的合力提供向心力，则θ是半径与竖直方向的夹角，解得则线速度之比为 则故A错误，B正确。C．a的角速度 b的角速度相距最近时满足解得选项C错误；D．a 、b 两球运动过程中，两球对碗的压力的水平分量为mgtanθ，因θ不同，则两球对碗的压力的水平分量不相等，对碗来说两球对碗的水平方向的作用力不为零，则碗对地面始终有摩擦力作用，选项D正确。故选BD。8.如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为 0.01C、质量为 0.1kg 的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中，电场强度 E 随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为 0.5。t=0 时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g 取10m/s2 。则下列说法正确的是（　　）A. 环先做加速运动再做匀速运动B. 0~2s 内环的位移大于 2.5mC. 2s 时环的加速度为5m/s2D. 环的最大动能为 20J【答案】CD【解析】【详解】A．在t=0时刻环受的摩擦力为，则开始时物体静止；随着场强的减小，电场力减小，则当摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，此时满足即E=200N/C即t=1s时刻开始运动；且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时，加速度最大；当场强反向且增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当E=-200N/C时，加速度减为零，此时速度最大，此时刻为t=5s时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项A错误；BC．环在t=1s时刻开始运动，在t=2s时E=100N/C，此时的加速度为解得a=5m/s2因环以当加速度为5m/s2匀加速下滑1s时的位移为而在t=1s到t=2s的时间内加速度最大值为5m/s2，可知0~2s 内环的位移小于 2.5m，选项B错误，C正确；D．由以上分析可知，在t=3s时刻环的加速度最大，最大值为g，环从t=1s开始运动，到t=5s时刻速度最大，结合a-t图像的面积可知，最大速度为则环的最大动能选项D正确故选CD。9.图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门 A、B 固定在气垫导轨上，细线两端分别与钩码和滑块相连，重力加速度为 g。(1)实验的主要操作如下： ①按图组装好实验器材； ②让滑块从气垫导轨上光电门A 的右侧某位置由静止释放；③记录遮光条通过光电门 A、B 所用的时间分别为t1、t2；④改变光电门 B 的位置，进行多次实验。为完成该实验，还缺少的主要操作是_____；(2)实验中还需要测量物理量有_____；①滑块的长度 D；②遮光条的宽度 d；③两个光电门之间的距离 L；④滑块（含遮光条）的质量 M；⑤钩码的质量 m。(3)对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=_______；动能的增加量Ek=_____；（用上述所给的字母表示）(4)实验小组处理采集的多组数据并在坐标系Ep-Ek中描点作图，如图乙所示，若两轴的标度相同，造成该实验结果的原因是_______。【答案】    (1). 将气垫导轨调节水平    (2). ②③④⑤    (3). mgL    (4).     (5). 气垫导轨没有调水平且B端偏低【解析】【详解】(1)[1]．为完成该实验，还缺少的主要操作是将气垫导轨调节水平；(2)[2]．滑块经过两个光电门时的速度分别为 则要验证的关系为 则要测量的物理量是：②遮光条的宽度 d；③两个光电门之间的距离 L；④滑块（含遮光条）的质量 M；⑤钩码的质量 m。(3)[3]．对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=mgL；[4]．动能的增加量Ek=；(4)[5]．根据 Ep-Ek图像，若Ep=Ek则直线倾角为45°，而现在图中直线倾角为42°，可知Ep<Ek可知原因可能是滑块的重力做正功造成的，即气垫导轨没有调水平且B端偏低。10.某实验小组欲将电流表 G1 的量程由3mA改装为 0.6A。实验器材如下：A．待测电流表G1（内阻约为10）；B．标准电流表G2（满偏电流为6mA ）；C．滑动变阻器R（最大阻值为3kΩ ）；D．电阻箱R'（阻值范围为0~999.9 ）；E．电池组、导线、开关。(1)实验小组根据图甲所示的电路测电流表G1的内阻，请完成以下实验内容：①将滑动变阻器R调至最大，闭合S1；②调节滑动变阻器R，使电流表 G1 满偏；③再闭合 S2，保持滑动变阻器 R 不变，调节电阻箱 R，电流表 G1指针的位置如图乙所示，此时电阻箱 R的示数为4.5 。可知电流表 G1内阻的测量值为_______，与真实值相比______（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）；(2)为了更加准确地测量电流表 G1 的内阻，实验小组利用上述实验器材重新设计实验，请完成以下实验内容：①完善图丙的实物图连接________；②实验小组根据图丙进行实验，采集到电流表G1、G2 的示数分别为3.0mA 、5.0mA ，电阻箱的读数为15.0 ，则电流表 G1 内阻为________ ；③实验小组将电流表 G1 改装成量程为 0.6A 的电流表，要_____（选填“串联”或“并联”） 一个阻值 Rx=____________ 的电阻（结果保留一位有效数字）。【答案】    (1). 9.0    (2). 偏小    (3).     (4). 10.0    (5). 并联    (6). 0.05【解析】【详解】(1)③[1][2]．调节滑动变阻器R，使电流表 G1 满偏，即3mA；再闭合 S2，保持滑动变阻器 R 不变，，则可认为总电流不变，调节电阻箱 R，电流表 G1读数为1mA，可知通过电阻箱的电流为2mA，此时电阻箱 R的示数为4.5 。可知电流表 G1内阻的测量值为9.0Ω；实际上，当闭合 S2后回路电阻减小，则总电流变大，即大于3mA，则电流计读数为1mA，则电阻箱R的电流大于2mA，则此时实际上电流表阻值大于9.0Ω，即测量值比真实值偏小；(2)①[3]．图丙的实物图连接如图： ②[4]．由电路图可知，电流计G1的阻值③[5][6]．实验小组将电流表 G1 改装成量程为 0.6A 的电流表，要并联一个电阻，阻值为11.如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l，导轨上端接有电阻R和一个理想电流表，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界，磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN，从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落，金属杆进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)磁感应强度B的大小；(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小；(3)金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压大小。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有解得磁感应强度为(2)设电流稳定后导体棒做匀速运动的速度为，则有感应电动势感应电流解得(3)金属杆在进入磁场前，机械能守恒，设进入磁场时的速度为，则由机械能守恒定律，则有此时的电动势感应电流、两端的电压解得12.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示，某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为，释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取，A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；(2)物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？(3)A和B能否再次发生碰撞？若不能，说明理由；若能，试计算碰后的速度大小。【答案】(1)，；(2)B，0.50m；(3)不能，见解析【解析】【详解】(1)设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为、，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有联立并代入题给数据得(2)A、B两物块与地面间动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设加速度大小为，则有假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B，设从弹簧释放到B停止所需时间为，B向左运动的路程为，则有可得在时间内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间内的路程都可表示为这表明在时间内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25 m处，B位于出发点左边0.25 m处，两物块之间的距离为(3)时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为，由动能定理有可得故A与B将发生碰撞，设碰撞后A、B的速度分别为以和，规定以向右为正，由动量守恒定律与机械能守恒定律有联立并代入题给数据得这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动，设碰撞后A向运动距离为时停止，B向左运动距离为时停止，由动能定理可得代入数据得则有所以A和B不能再次发生碰撞13.对于热运动和热现象，下列说法正确的是（   ）A. 玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用B. 云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列C. 未饱和汽在降低温度时也不会变成饱和汽D. 物体放出热量，其分子平均动能可能增大E. 气体压强达到饱和汽压时，蒸发和液化都停止了【答案】ABD【解析】【详解】A．玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用，选项A正确；B．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列，选项B正确；C．饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则降低温度可使未饱和汽变成饱和汽，故C错误；D．物体放出热量，若外界对物体做功大于放出的热量，则物体内能增大，温度升高，则其分子平均动能会增大，选项D正确；E．气体压强达到饱和汽压时，进入液体内的和跑出液体的分子数相等，蒸发和液化都没有停止，选项E错误。故选ABD。14.如图所示，两个球形容器容积之比为V1∶V2 10∶11，由一细管（容积忽略）相连，细管的水平部分封有一段汞柱，两容器中盛有等量同种气体，并置于两个温度分别为T1和T2的热库内，已知T1300K ，位于细管中央的汞柱静止。(1)求另一个热库的温度T2；(2)若使两热库温度都升高T，汞柱是否发生移动？请通过计算说明理由。【答案】（1）330K；（2）向右移动，理由见解析。【解析】【详解】（1）两容器中盛有等量同种气体，当位于细管中央的汞柱平衡时，气体压强相等。由盖吕·萨克定律        解得K        （2）假设汞柱不移动，当两热库温度都升高△T对左容器，由查理定律有    得    同理对右容器 因为故所以汞柱向右移动.15.一列简谐横波沿 x 轴传播，t＝0 时的波形如图所示，质点 A 和 B 相距 0.5m，质点 A 速度沿 y 轴正方向；t＝0.03s 时，质点 A 第一次到达负向最大位移处。则下列说法正确的是（　　）A. 该波沿 x 轴负方向传播B. 该波的传播速度为 25m/sC. 从 t＝0 时起，经过 0.04s，质点 A 沿波传播方向迁移了 1mD. 在 t＝0.04s 时，质点 B 处在平衡位置，速度沿 y 轴负方向E. 某频率为 25Hz 的简谐横波与该波一定能发生干涉【答案】ABD【解析】【详解】A．t＝0 时质点 A 速度沿 y 轴正方向，可知该波沿 x 轴负方向传播，选项A正确；B．t＝0.03s 时，质点 A 第一次到达负向最大位移处，可知周期T=0.04s，波长λ=1m，则该波的传播速度为选项B正确；C．波传播过程中，质点只能在平衡位置附近上下振动，而不随波迁移，选项C错误；D．在 t＝0.04s=T 时，质点 B 回到平衡位置，速度沿 y 轴负方向，选项D正确；E．波的频率为则该波与频率是25Hz的简谐横波相遇时可能发生波的干涉现象，选项E错误。故选ABD。16.国内最长的梅溪湖激光音乐喷泉，采用了世界一流的灯光和音响设备，呈现出震撼人心的万千变化。喷泉的水池里某一射灯发出的一细光束射到水面的入射角  37°，从水面上出射时的折射角  53°。(1)求光在水面上发生全反射的临界角；(2)该射灯（看做点光源）位于水面下h 7m 处，求射灯照亮的水面面积（结果保留两位有效数字）。【答案】(1)；(2)28m2【解析】【详解】(1)水对光的折射率对应的临界角为C         (2)由空间对称可知，水面被照亮的部分是一圆面。设圆的半径为R，则    R=3m    m2=28m2