届天一大联考皖豫联盟体高三联考物理试题及答案解析.docx
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届天一大联考皖豫联盟体高三联考物理试题及答案解析
2020届天一大联考皖豫联盟体高三12月联考
物理试题
题号
一
二
三
四
总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡上。
第I卷(选择题)
评卷人
得分
1.可控热核反应是指在高温下使较轻元素的原子核发生的可控制的聚变反应过程,有望在未来给人类提供洁净的能源。
以23He(氦3)为核聚变燃料的一种核聚变反应的方
33143
程式为32He32Hex11H42He,则下列关于32He聚变的说法正确的是()
A.x1
43
B.24He的比结合能比32He的比结合能大
C.聚变反应中没有质量亏损
3
D.目前,各国核电站都采用32He聚变反应发电2.如图所示,质量为m的物块受水平恒力的作用在光滑的水平面上做曲线运动强过时
间t从M点运动到N点,速度大小由v变为3v,速度方向恰好改变了90°。
则()
A.恒力的大小为t
B.从M点到N点的运动或程中,恒力先做正功后做负功
C.从M点到N点的运动过程中,物块的机械能增加了mv2
D.从M点到N点的运动过程中,物块的机械能一直增大
3.平直公路上同向行驶的A、B两辆汽车相距x0100m,A车在前,B车在后。
行驶过程中因公路前方出现突发状况,A车紧急刹车。
以A车刹车时作为计时起点,A、B两车运动的vt图象如图所示,则()
L1、L2和L3,其中L1上标有“6V6W”的字样,在L2、L3两个灯泡的铭牌上只能看到“6V”的字样,但知道L2、L3是完全相同的灯泡。
变压器的输入端连接有效值恒定的交流电
源,当开关S断开时,灯泡L1、L2正常发光,假设灯泡的电阻不随温度变化,则(
5.如图所示,a、b、c为地球的三颗卫星,它们均沿逆时针方向绕地球做匀速圆周运动,其中a、b的轨道半径为r1,c是地球同步卫星,轨道半径为r2。
图示时刻b、c恰好相距最近,已知地球半径为R,自转周期为T,则下列说法正确的是(
A.卫星a加速可以追上卫星b
B.卫星a、b的运行周期为rr12rr21T
D.从图示位置到b、c再次距离最近,需要的时间为是
6.从同一竖直线上的不同高度处以大小不同的初速度水平抛出一个质量为m的小球,并且使小球都能落在水平地面上的同一点。
已知落点到竖直线的水平距离为L0,重力速
度为g,若不计空气阻力,则小球落地时的最小动能为()
1
A.2mgL0B.mgl0C.2mgL0D.4mgl0
7.如图所示,在绝缘水平面的P点有一固定带正电小球Q(可视为点电荷),另一带正
电小球q(可视为点电荷)从O点以初速度v0向P点运动,已知运动过程中两小球没有接触且q返回时仍能经过O点,小球所受摩擦力恒定。
若以O点为坐标原点建立坐标
轴Ox,则在小球q往返运动的过程中,下列图象能反映小球q的动能随其位移变化关
系的是()
L的轻质细线连接一个质
B,系统稳定运动时的加
力加速度为g,sin370.6,cos37
0.8,若不考虑空气的阻力,则系统沿水平横杆
评卷人
得分
8.如图所示,物块A套在光滑的水平横杆上,其下方用长为量为m的小球B,系统处于静止状态。
现用水平恒力拉动小球
1
速度a4g,细线与竖直方向的夹角为37;如果把物块A套在粗糙的水平横杆上,用同样大小的水平恒力作用在小球B上,系统恰好能沿水平杆做匀速运动。
已知重
做匀速运动时()
小球乙(可视为质点),另一质量为m1的小球甲(可视为质点)从圆弧轨道的最高点由
静止释放,在轨道的最低点与小球乙发生弹性碰撞。
已知半圆弧轨道的半径为R,直径
AC水平,则下列说法正确的是()
A.要使碰撞后小球乙不离开轨道,小球甲的质量不得大于球乙的质量
B.无论小球甲的质量多大,小球乙都不能离开轨道
C.若两小球的质量相等,则小球乙恰好不能离开圆弧轨道
D.若小球甲的质量足够大,碰撞后小球乙上升的高度可以超过4R
10.如图所示,竖直面MN的两侧分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B1、B2(范围足
够大),B1B2。
从MN上的S点向左侧磁场沿垂直MN及磁场的方向发射一个带电粒子,不考虑粒子重力的影响,经过一段时间后粒子又回到了S点。
则下列有关说法正确的是()
A.如果只在纸面内改变带电粒子的速度方向,粒子一定可以回到S点
B.如果只改变带电粒子的速度大小,粒子一定不能回到S点
C.任意比荷的粒子以任意大小的速度从S点向左射出都能回到S点
D.只要磁感应强度满足B1B2,那么粒子一定能够回到S点
11.下列关于分子的热运动和热力学定律的说法正确的是()
A.生产半导体元件是在高温条件下通过分子扩散来完成的B.从微观意义上讲,气体的压强大小与气体分子热运动的平均动能有关C.凡是与热运动有关的宏观自然过程都是熵减少的过程D.热力学第二定律实质是反映宏观自然过程方向性的规律,是一个统计规律E.一定质量的理想气体膨胀对外做功,则分子平均动能一定减少
12.如图1所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波动图象,P、Q是介质中两质点的平衡位置,xP3m,xQ10m;如图2所示为质点P的振动图象,则下列关于该简谐横波的说法正确的是()
E.经过时间t=11s,质点Q恰好处在波峰处
第II卷(非选择题)
2)如图2所示是某同学在实验中得到的一条纸带,打点计时器工作电压的频率为
50Hz,0、1、2、3、4是计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个计时点(图中未
标出),计数点间的距s1=1.40cm、s2=1.89cm、s3=2.88cm、s4=3.39cm、s5=3.88cm、s6=4.37cm。
①上图纸带中相邻的两个计数点之间的时间间隔Ts;
请完成下列问题:
(以下计算结果保留两位有效数字)
②根据图中数据计算打下点4时的瞬时速度v4=m/s。
③根据测得的各点的瞬时速度,作出速度随时间变化的图象如图3所示,由图象可知,
小车的速度随时间(填“是”或“不是”)线性变化;该纸带运动的平均加速度为
m/s2。
14.某实验小组要准确地测量一段阻值约为
15、粗细均匀的金属丝的电阻率,实验
室提供了以下器材:
A.电流表A1(量程为6.0mA,内阻r110)
B.电流表A2(量程为1.0mA,内阻r245)
C.电压表V(量程为3V,内阻r3约为3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值为100,允许通过的最大电流为1A)
E.定值电阻R1100、定值电阻R2500)
F..直流电源(电动势E3.0V,内阻很小)
G.开关一个、导线若干
H.螺旋测微器、刻度尺
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图1所示,则金属丝直径的读数为D=mm。
2)为了尽可能精确地测量金属丝的电阻率,应选用图2中的电路(填
3)根据你所选择的电路图,用笔画线代替导线把所需的器材连接成实物图电路。
评卷人
得分
15.如图1所示,固定在同一竖直平面内的光滑轨道ABC由半径为R1的半圆弧和半径
1
为R2的圆弧组成,已知R2>R1,R1固定不变,R2的大小可以调节。
一个可看成质
4
点的小球自A点由静止释放后,能够沿轨道运动到C点,在轨道的C点放有一个压力传感器,可测得小球对轨道的压力;改变半径R2的大小,测得小球运动到C点时对轨
道的压力F随R2变化的图象如图2所示。
不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)小球的质量和轨道半径R1的值;
(2)小球能够通过最高点C时,R1的最大值。
16.如图所示,间距为L、足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨的左端接有阻值为R的定值电阻,导轨自身电阻不计。
导轨所在的区域内存在着与轨道平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向上。
一根长为L、电阻为r、质量为m的导体棒MN垂直导轨放置在轨道的左端,且与导轨接触良好。
现用水平向右的恒力F拉动导体棒,一段时间后导体棒的运动状态保持稳定,速度不再增加;之后在某时刻撤
去拉力F,已知从开始运动到撤去拉力,导体棒运动的位移为s,导体棒运动的过程中
3
17.如图所示,质量m=4kg、带电量q2.4103C的小物块(可看作质点)沿粗糙绝缘的水平面向右做直线运动,以v0=6m/s的速度经过边界MN进入一水平匀强电场区域。
若以小物块经过MN时作为计时起点,经过t1=0.5s小物块向右运动了x=2.5m;若t2时刻匀强电场消失,则小物块最后停在MN右方△x=3.75m处。
已知小物块与水平地面间的动察擦因数μ=0.1,重力加速度g取10m/s2,求:
1)电场强度的方向和大小;
2)电场消失的时刻t2。
18.如图所示,右端开口、左端封闭的U形玻璃管竖直放置,下部有一个开关K,右端上部有一光滑的轻活塞,玻璃管内封闭有两段空气柱(均可看做理想气体),各部分长度如图所示。
打开开关K,等到稳定后,左右两端的水银面恰好平齐。
现在用力向下缓慢推活塞,再次使得U形玻璃管左端气柱恢复到打开开关前的状态。
已知玻璃管的横截面积处处相同,向下推动活塞的过程中,没有发生气体泄漏且环境温度不变,大气压强取p0=75cmHg。
求:
(1)开关打开前左端封困气体的压强;
(2)活塞向下推动的距离。
A30,B60。
一细
19.如图所示,三角形ABC是一直角三棱镜的横截面,
束单色光从AB面上的P点射入三棱镜,经棱镜折射后恰好能垂直于AC面射出棱镜,
已知入射光线和PB的夹角为30。
求:
(1)三棱镜对该光束的折射率;
(2)让光束绕入射点P沿顺时针方向转过120°,则光线射出棱镜时和棱镜表面的夹角。
(不考虑光线在棱镜内的第二次反射)
2020届天一大联考皖豫联盟体高三12月联考
物理参考答案
A.以M点为坐标原点,沿vM方向建立y轴,沿N点速度方向建立x轴,则物块沿y方向做匀减速运动,沿x方向做匀加速运动,有:
3va
0v
v
ax,ay
t
t
t
物块的实际加速度大小为:
av2
3v2
2v
a
t
t
t
方向与v方向夹角为钝角,所以恒力的大小为2mv,选项A错误;
6
BD.在M点物块受恒为的方向与vM方向夹角为钝角,因此物块从M点到N点的运动过程中,恒力先做负功后做正功,选项B、D错误;
C.在水平面上物块机械能的增量为动能的增量,有E1m(3v)21mv2mv2,选
22
项C正确;
故选C。
3.C
解析】
A.由图象可得,在0~3s内A车通过的位移为:
B车通过的位移为:
x2330m90m,
此时x2x1x0,B车没有追上A车,选项A错误;
BCD.在3~9s内,由图象可知,A车的加速度为:
B车的加速度为:
a2v25m/s2
t2
设3s后再经过t时间两车速度相等时,有:
a1tv0a2t,
可得:
t3s,
则A车的总位移为:
1
2
67.5m,
x1
x1
a1t2
2
B车的总位移为:
x2x2
v0
t1
1
a2
2
t2157.5m,
2
因为,
x
x1
x0
x2
10m0,
所以A、B两车不会相遇,并且在t6s时相距最近,最近距离为10m,选项B、D错误,C正确;
故选C。
4.D
【解析】
A.设交流电源电压的有效值为U,则:
可得:
选项A错误;
B.设原线圈中的电流为
I1,则:
可得:
选项B错误;
CD.当开关S闭合时,
的额定电流,所以选项
故选D。
5.D
解析】
UULI9
UL21,
n1I1
P2U2I2
60V,
n2I2,
9U1I154W,
变压器的负载电阻变小,
C错误,
D正确;
电流变大,原线圈的电流变大,
超过灯泡L1
A.卫星a加速将会做离心运动,
动能转为势能,
速度变小,不能追上卫星b,
选项A错误;
B.根据开普第三定律,有:
T2
3
r1
T112,
所以卫星a、b的运行周期为:
rr12T,
r1
r2
选项B错误;
C.地球表面的重力加速度为
GM,
R2,
对卫星c有:
GMm
2
r22
m4T22r2,
g
23
4r2,
22,
R2T2
c再次距离最近,
则有:
t
Tt1,
T1
由以上可得:
选项C错误;
D.设经过时间t,卫星b、
可解得:
选项D正确;
故选D。
6.B
【解析】
设从高度为h处以初速度v0抛出小球,则落地时的速度为:
222
vv0vy,
又由平抛运动的规律有:
L0v0Lt0
,h1gt2,vy
2
gt,
所以,
2L20gy20h
2gh,当L0g
2h
2gh,
即hL0时,小球落地时的动能最小,为:
2
Ek1mv2mgL0,
2
B正确,ACD错误;
故选B。
7.A
【解析】
动能应该减小,
由于摩擦力的存在,小球再次回到O点,根据能量守恒定律,电势能不变,又摩擦力恒定,根据库仑定律,离电荷Q越近,电场力越大,动能随位移变化越快,所以A正确,BCD错误;故选A。
8.BD
【解析】
A.以小球B为研究对象,设水平恒力为F,则:
Fmgtan37ma,
以A、B整体为研究对象,则:
F(mM)a,
可解得:
M3m,Fmg,
选项A错误;
B.当系统沿水平杆匀速运动时,对A,B整体分析,A受到的支持力
FN(Mm)g4mg,
A受到的摩擦力
fFmg,
选项B正确;
C.A和粗糙横杆间的动摩擦因数:
f0.25,
FN,
选项C错误;
D.对小球B由共点力的平衡条件有:
Fmgtan,
解得:
tan1,
所以45,选项D正确;故选BD。
9.AC
解析】
v2。
两小球发生弹性碰撞,由动量守恒有:
m1v0m1v1m2v2,
由机械能守恒定律有:
121212
m1v0m1v1m1v2,
222
解得:
2m1
v2v0,
m1m2
要使小球乙不能脱离轨道,由机械能守恒定律可知,必有:
v2,v0,
所以,
m1
m2
故选项A正确,B错误;
C.当两小球的质量相等时,有v2v0,小球乙恰好能到达圆弧轨道右端最高点,选项C
正确;
D.当小球甲的质量趋于无穷大时,小球乙的速度趋于2v0,设碰后小球乙能上升的高度为h,根据机械能守恒有:
1212
mgRmv0,mv2mgh,
22
解得:
h,4R,
故选项D错误;
故选AC。
10.AC
【解析】
BC.设带电粒子的质量为m,电量为q,从S点以速度v射出,粒子在左侧磁场中运动的
轨道半径为r1,则:
v
qvB1m,
r1
解得:
mvr1
qB1
同理,粒子在右侧运动时的轨道半径为:
mvqB2
因为当速度垂直边界射出时粒子能够回到S点,则存在如图所示的关系:
2n(r2r1)2r1(其中n1,2,3L),
即:
mv
mv
mv
2n
2,
qB2
qB1
qB1
因此只要满足关系:
1
1
1,
n
B2
B1
B1
粒子就能再次到S点;此关系式与速度大小以及比荷无关,故选项B错误,C正确。
A.改变粒子初速度的方向,设速度方向与边界MN的夹角为时,则由几何关系有:
2nr2sinr1sin2r1sin,
仍然有:
11n
B2B1
1
B1
成立,粒子能够回到
S点,故选项
A正确;
D.由上式可求得:
B1
n1
(其中n
1,2,3L),
B2
n
故选项D错误;
故选AC。
11.ABD
【解析】
A.生产半导体元件时,需要在纯净半导体元件中掺入其他元素,就是在高温条件下通过分子扩散来完成的,选项A正确;
B.从微观意义上讲,气体的压强是大量的分子频繁地碰撞器壁产生的,所以气体的压强大小与气体分子热运动的平均动能有关,选项B正确;
C.凡是与热运动有关的宏观自发过程都是熵增加的过程,选项C错误;
D.热力学第二定律的实质是反映宏观自然过程方向性的规律,是宏观的统计规律,选项D
正确;
E.根据热力学第一定律,一定质量的理想气体膨胀对外做功,分子平均动能不一定减少,选项E错误;
故选ABD。
12.BDE
【解析】
A.图1可知,每个质点第一次振动的方向都沿y轴负方向,选项A错误;
BC.由图2可知质点的振幅
A2cm,振动周期为T4s,圆频率为:
2
T2,
初相位:
1T,
42
质点P的振动方程为:
y2sint1,
22
选项B正确,C错误;
D.简谐波的波长4m,所以波传播的速度为:
v1m/s,T
选项D正确;中n0,1,2,3K)质点Q均处在波峰,当n1时,t11s,选项E正确;故选BDE。
13.BE0.100.31是0.50
【解析】
(1)[1]A.打点计时器是一种使用交流电的计时仪器,选项A错误;
B正
B.实验时应先接通电源再释放小车,纸带通过打点计时器后,要及时关闭电源,选项确;
C.本实验不需要平衡摩擦力,选项C错误;
D.处理纸带时应舍去开始比较密集的点,任选后面较清晰的一点作为第一个计数点,选项
D错误;
E.在数据处理时,常用表格法和图象法,选项E正确;
0.10s;
故选BE。
(2)[2]由于每相邻两计数东间还有4个计时点,所以两个相邻计数点之间的时间间隔为
[3]
[4]速度随时间变化的图象是一条直线,因此速度随时间是线性变化的,根据图象斜率可得
v2
a0.50m/s。
t
14.1.700(1.699~1.701均可)C
解析】
(1)[1]根据螺旋测微器读数规则,金属丝直径:
D1.5mm20.00.01mm1.700mm;
(2)实验的根本是对电阻丝电阻的测量,对于实验电路部分,分析器材发现电源电动势为3.0V,电压表的量程为3V可用,但是电路中的最大可能电流等于:
E3V
ImRx15200mA,
对于A、B两电路,因电流表A1量程太小,要保证电流表的安全使用,电压表根本无法读数,所以A、B两电路不可行;对于C、D两电路,考虑到电流表的内阻已知,电流表A1
可当做电压表使用,量程为:
uI1r16mA1060mV,
电流表A2和被测电阻支路的最大电压约为:
C、D两实验
uI2Rxr21mA6060mV,
所以实验过程中两电表都可以有较大角度的偏转,保证了测量的精确度,所以电路部分可行;接下来判断保护电阻选择,因为:
IEI429,所以保护电阻选择定值电阻R2;由于滑动变阻器的总阻值为100,
I1mI2m
(3)
根据所选择的电路图连接的实物图见答案。
解析】
2
v
Fmgm
R1
解得:
F2mgR25mg
R1
由图象可知,斜率:
2mg
k2,
R1,
横截距R20.5m时,
2mg
R25mg0
R1
解得:
R10.2m,m0.02kg
(2)小球恰好能够通过最高点
R1
C时,小球通过最高点的速度最小,则轨道半径R2最小,即1
最大。
此时小球对轨道的压力恰好为
解析】
(1)导体棒的运动状态保持稳定时受力平衡有
BIL
设此时导体棒的速度为vm,由欧姆定律得
BLvmrR
联立以上两式可得
(2)根据能量守恒定律,在导体棒运动的整个过程中产生的总热量为
Q总FS
内,根据动量定理,取向左的方向为正方向,则:
BiLtmv
即:
BLqmv
等式两边求和有:
BLqmv
设从撤去拉力F到导体棒停止的过程中,通过导体棒的截面的电荷量为q,可解得:
BLqmvm
x,时间为t,在此过程中平均电动势:
设导体棒从撤去拉力F到停止的过程中通过的位移为
BIx
平均电流:
E
Rr
通过导体样的电荷量:
qIt
联立以上各式可得:
mF(rR)2
xB4L4。
F,小物块进入电场后的加速度
解析】
(1)设电场强度的方向向左,小物块受到的电场力的大小为大小为a1,则有:
mgma1
小物块经过t10.5s的位移为2.5m,有:
xv0t11a1t12
01211
联立以上两式可得:
a14m/s2,F12N
加速度a1和电场力F均为正值,说明电场强度的方向向左。
电场强度大小:
F3E5.0103N/Cq
(2)设小物块向右运动的过程中电场没有消失,经过时间t速度减
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