湖南省永州市2020届高三物理第一次模拟考试试题（含解析）

1 湖南省永州市湖南省永州市 20202020 届高三物理第一次模拟考试试题 含解析 届高三物理第一次模拟考试试题 含解析 一 选择题 本题共一 选择题 本题共 1212 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 4848 分 第分 第 1 81 8 小题给出的四个选项中 只有小题给出的四个选项中 只有 一个选项正确 第一个选项正确 第 9 129 12 小题给出的四个选项中 有多个选项正确 全部选对的得小题给出的四个选项中 有多个选项正确 全部选对的得 4 4 分 选分 选 对但不全的得对但不全的得 2 2 分 有选错的得分 有选错的得 0 0 分 1 如图所示 小芳同学利用体重计研究超重和失重现象 她首先蹲在体重计上 然后突然起 立 她从开始起立到最终静止的过程中 体重计示数变化情况是 a 先小于体重 后等于体重 b 先大于体重 后等于体重 c 先小于体重 后大于体重 最后等于体重 d 先大于体重 后小于体重 最后等于体重 答案 d 解析 详解 人从下蹲状态站起来的过程中 先向上做加速运动 后向上做减速运动 最后回到 静止状态 人先处于超重状态后处于失重状态 故体重计示数先大于体重 后小于体重 最 后等于体重 a 先小于体重 后等于体重 与结论不相符 选项 a 错误 b 先大于体重 后等于体重 与结论不相符 选项 b 错误 c 先小于体重 后大于体重 最后等于体重 与结论不相符 选项 c 错误 d 先大于体重 后小于体重 最后等于体重 与结论相符 选项 d 正确 2 如图甲所示 线圈ab中通有如图乙所示的电流 电流从a到b为正方向 那么在 0 t0这 段时间内 用丝线悬挂的铝环m中产生感应电流 则 a 从左向右看感应电流的方向为顺时针 2 b 从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针 c 感应电流的大小先减小后增加 d 感应电流的大小一直减小 答案 a 解析 详解 ab 根据题意可知 由于电流从a到b为正方向 当电流是从a流向b 由右手螺 旋定则可知 线圈b的磁场水平向右 由于电流的减小 所以磁通量变小 根据楞次定律可 得 线圈b的感应电流顺时针 从左向右看 当电流是从b流向a 由右手螺旋定则可知 线圈b的磁场水平向左 当电流增大 则磁通量变大 根据楞次定律可得 所以感应电流顺 时针 从左向右看 故电流方向不变 故 a 正确 b 错误 cd 由图乙可知 ab内的电流的变化率不变 则产生的磁场的变化率不变 根据法拉第电磁 感应定律可知 产生的电动势的大小不变 所以感应电流的大小也不变 故 c d 错误 3 从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球 不计空气阻力 在小球下落的过程中 其加速度a 速度变化量 v 重力的功率p和重力的功w与时间t的关系图像 正确的是 a b c d 答案 b 解析 详解 a 小球做平抛运动 加速度恒定不变 为重力加速度g 故 a 错误 b 由 v at gt分析可知 v t图象是过原点的直线 故 b 正确 c 重力的功率p mgvy mg gt mg2t p与t成正比 p t图象是过原点的直线 故 c 错误 d 重力的功 w mgh mggt2 w t是过原点的开口向上的抛物线 故 d 错误 1 2 4 如图甲所示 不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动 输 3 出交流电的电动势图像如图乙所示 经原 副线圈匝数比为 1 10 的理想变压器给一灯泡供 电 灯泡上标有 220 v 22 w 字样 如图丙所示 则 a t 0 01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零 b 灯泡中的电流方向每秒钟改变 50 次 c 灯泡不能正常发光 d 电流表示数为 1 a 答案 d 解析 详解 a 由图乙可知 当 0 01s 时 感应电动势为零 则此时穿过线框回路的磁通量最 大 故 a 错误 b 由图可知 交流电的周期为 0 02s 在一个周期内电流改变 2 次 故每秒钟电流改变的次 数为 故 b 错误 1 2100 0 02 n 次次 c 原线圈输入电压为有效值为 22v 则副线圈的电压为 22 10 220v 灯泡正常发光 故 c 错误 d 由 p ui 可知 副线圈电流为 则由求得 i1 1a 故 d 正确 2 0 1a p i u 12 21 in in 5 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器电容的因素 如图 设两极板正对面积为s 极板间的距离为d 静电计指针偏角为 实验中 极板所带电荷量不变 若 a 保持d不变 减小s 则 变小 4 b 保持d不变 减小s 则 不变 c 保持s不变 增大d 则 变大 d 保持s不变 增大d 则 变小 答案 c 解析 保持d不变 减小s 根据可得电容器电容减小 因为q不变 根据可知 4 s c kd q c u u增大 故增大 ab 错误 保持s不变 增大d 根据可得电容器电容减小 4 s c kd 因为q不变 根据可知 u 增大 故增大 c 正确 d 错误 q c u 6 如图所示为氢原子的能级图 用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子 受到激发后的 氢原子只辐射出三种不同频率的光a b c 频率 a b c 下列说法正确的是 a 照射氢原子的光子能量为 12 75ev b 从n 3 能级跃迁到n 2 能级辐射出的光频率为 a c 从n 3 能级跃迁到n 1 能级辐射出的光频率为 c d 光a能使逸出功为 10 2ev 的某金属发生光电效应 答案 d 解析 详解 根据公式 可知 n 3 因此受到激发后的氢原子处于第n 3 能级 2 3 n c a 根据氢原子由n 3 跃迁到n 1 产生的光子能量与从n 1 跃迁到n 3 所吸收的光子能量相 等可知 照射氢原子的光子能量为 e31 e3 e1 1 51 13 6 12 09ev 故 a 错误 b 频率大小关系为va vb vc 从n 3 跃迁到n 2 辐射出的能量最小 即其对应的光频率为 vc 故 b 错误 5 c 氢原子由n 3 跃迁到n 1 产生的光的能量最大 辐射出的光频率为 va 故 c 错误 d 氢由n 3 跃迁到n 1 产生的光的能量 12 09ev 依据光电效应方程 所以能使逸出功为 10 2ev 的金属能发生光电效应 故 d 正确 7 如图所示 质量为m 长为l的铜棒ab 用长度也为l的两根轻导线水平悬吊在竖直向上 的匀强磁场中 磁感应强度为b 未通电时 轻导线静止在竖直方向 通入恒定电流后 棒 向外偏转的最大角度为 则 a 棒中电流的方向为b a b 棒中电流的大小为 tanmg bl c 棒中电流的大小为 1 cos sin mg bl d 若只增大轻导线的长度 则角变大 答案 cd 解析 详解 根据导体棒受到的安培力方向可知 电流的方向由 a 到 b 故 a 错误 根据动能定 理可知 bil2sin mgl 1 cos 0 0 解得 i 故 b 错误 c 正确 由 1 mg cos blsin 可得 因此长度增加角度增大 d 正确 1 cos sin tan 2 mgmg bl bl tan 2 mg bli 8 如图所示 水平面内有a b c d e f六个点 它们均匀分布在半径为r 2 cm 的同 一圆周上 空间有一方向与圆平面平行的匀强电场 已知a c e三点的电势分别为 a 4 v c 4 v e 4 v 下列说法正确的是 33 6 a 电场强度的方向由a指向d b 电场强度的大小为 100 v m c 该圆周上的点电势最高为 8 v d 将电子从d点沿def移到f点 电场力一直做正功 答案 b 解析 详解 a 令ae中点为g 则g点电势 所以gc线所在的与圆平面垂 4v 2 ae g 直的面是一个等势面 电场线与等势面垂直 且由电势高的等势面指向电势低的等势面 所 以电场强度的方向由e指向a 故 a 错误 b ea两点间的电势差为 ae两点间的距离d 2rsin60 43432 3vu 2cm 电场强度的大小 3 2 2 3 100v m 2 3 10 u e d 故 b 正确 c 顺着电场线电势降低 故由几何关系知 圆弧ed的中点h处 h在圆上 电势最高 因为u de 所以 60 hoeg uu rr sin 代入数据 4434 3 2 h r r 解锝 h 6v 故 c 错误 d 从d到f点 电势先升高后降低 电子带负电 电势能先减小后增加 静电力先做负功 后做正功 故 d 错误 7 9 为检测某新能源动力车的刹车性能 现在平直公路上做刹车实验 如图所示是动力车在刹 车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像 下列说法正确的是 x t a 动力车的初速度为 20 m s b 刹车过程动力车的加速度大小为 2 5 m s2 c 刹车过程持续的时间为 8 s d 从开始刹车时计时 经过 8 s 动力车的位移为 40 m 答案 ad 解析 详解 ab 由图可得 m s 根据匀变速直线运动的位移时间公式 x v0t 2 520 x t t at2 得 对比可得 v0 20m s a 5m s2 即刚刹车时动力车的速度大小 1 2 0 1 2 x atv t 为 20m s 刹车过程动力车的加速度大小为 5m s2 故 a 正确 b 错误 c 刹车过程持续的时间为 0 020 s4s 5 v t a 故 c 错误 d 整个刹车过程动力车经过的位移为 0 20 4m40m 22 v xt 故 d 正确 10 2018 年 2 月 12 日 我国以 一箭双星 方式成功发射 北斗三号公程 的两颗组网卫星 已知某北斗导航卫星在离地高度为 21500 千米的圆形轨道上运行 地球同步卫星离地的高度 约为 36000 千米 下列说法正确的是 a 此北斗导航卫星绕地球运动的周期大于 24 小时 8 b 此北斗导航卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度 c 此北斗导航卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度 d 此北斗导航卫星的加速度小于地球同步卫星的加速度 答案 b 解析 详解 根据题意可知北斗卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径 a 根据公式可得 2 22 4mm gmr rt 3 2 r t gm 可知半径越大 周期越大 所以北斗的周期小于同步卫星周期即北斗导航卫星绕地球运动的 周期小于 24 小时 a 错误 b 根据公式可得 2 2 mm gmr r 3 gm r 轨道半径越大 角速度越小 所以斗导航卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度 b 正确 c 根据公式可得 2 2 mmv gm rr gm v r 可知轨道半径越大 线速度越小 所以北斗导航卫星的线速度大于地球同步卫星的线速度 c 错误 d 根据公式可得 2 mm gma r gm a r 轨道半径越大 向心加速度越小 故此北斗导航卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度 d 错误 9 11 如图甲所示 截面为直角三角形的木块a质量为m0 放在倾角为 的固定斜面上 当 37 时 木块a恰能静止在斜面上 现将 改为 30 在a与斜面间放一质量为m的 光滑圆柱体b 如图乙所示 sin 37 0 6 cos 37 0 8 重力加速度为g 设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力 则 a a与斜面之间的动摩擦因数为 0 75 b a b仍一定静止于斜面上 c 若m0 m 则a受到的摩擦力大小为mg d 若m0 4m 则a受到斜面的摩擦力大小为 2 5mg 答案 ad 解析 详解 a 由题意可知 当 37 时 木块恰能静止在斜面上 则有 m0gcos37 m0gsin37 解得 0 75 故 a 正确 b 现将 改为 30 在a与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体b 对a受力分析 则有 f n n mgcos30 而f mgsin30 当 f mgsin30 mgsin30 则a相对斜面向下滑动 当 f mgsin30 mgsin30 则a相对斜面不滑动 因此a b是否静止在斜面上 由b对a弹力决定 故 b 错误 c 若m0 m 则 mgsin30 m0gsin30 mg 10 f n 0 75 m0gcos30 mg 3 3 8 因 f mgsin30 mgsin30 a滑动 a受到斜面的滑动摩擦力 大小为mg 故 c 错误 3 3 8 d 若m0 4m 则 mgsin30 m0gsin30 mg 5 2 而 f n 0 75 m0gcos30 mg 3 3 2 因 f mgsin30 mgsin30 a不滑动 a受到斜面的静摩擦力 大小为 mgsin30 m0gsin30 mg 5 2 故 d 正确 12 如图所示 劲度系数为k的轻弹簧 一端固定在倾角为 30 的光滑固定斜面的底部 另一端 和质量m的小物块a相连 质量也为m的物块b紧靠a一起静止 现用手缓慢沿斜面向下压 物体b使弹簧再压缩并静止 然后突然放手 a和b一起沿斜面向上运动距离l时 b达到 0 x 最大速度v 弹簧始终在弹性限度内 不计空气阻力 重力加速度为g 下列说法正确的是 a 0 lx 11 b 放手的瞬间 a对b的弹力大小为 0 22 kxmg c 从放手到a和b达到最大速度v的过程中 弹簧弹性势能减小了 2 0 m vgx d 若向上运动过程a b出现了分离 则分离时弹簧的压缩量为 mg k 答案 bc 解析 详解 a 未用手压b时 设弹簧压缩量为x 整体受力分析 根据平衡条件得 sinmm gkx 压b后放手 当ab合力为零时 速度最大 即此时弹簧压缩量为x a和b一起沿斜面向上 运动距离 故 a 错误 0 lx b 放手瞬间 对整体受力分析 根据牛顿第二定律得 0 sink xxmm gmm a 对b受力分析 根据牛顿第二定律得 sinnmgma 联立解得 a对b的弹力大小 0 22 kxmg n 故 b 正确 c 从放手到b达到最大速度v的过程中 对ab整体 根据动能定理得 2 0 1 2sin20 2 mgxwmv 解得 2 0 wm vgx 弹簧弹力做正功 弹性势能减小 故 c 正确 2 0 m vgx d 若向上运动过程a b出现了分离 此时ab之间弹力为零 对b由牛顿第二定律得 sin 2 mgg a m 12 对a由牛顿第二定律得 sin mgkxma 由联立解得 故 d 错误 0 x 二 实验题 本题共二 实验题 本题共 2 2 小题 共小题 共 1515 分 把答案填在答题卡的指定位置上 分 把答案填在答题卡的指定位置上 13 某同学用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律 使质量为m 1 00 kg 的重物自由下落 打点计时器在纸带上打出一系列的点 选取一条符合实验要求的纸带 如图乙所示 o为第 一个点 a b c为从合适位置开始选取连续点中的三个点 已知打点计时器每隔 0 02 s 打 一个点 当地的重力加速度为g 9 80 m s2 那么 1 从o点到b点 重物重力势能的减少量 ep j 动能增加量 ek j 结果均保留三位有效数字 2 若测出纸带上所有各点到o点之间的距离 根据纸带算出各点的速度v及重物下落的 高度h 则以为纵轴 以h为横轴画出的图像是图丙中的 2 2 v 答案 1 1 88 2 1 84 3 a 解析 详解 1 1 减少的重力势能 ep mgh 1 9 8 19 2 10 2 1 88j 2 根据平均速度等于瞬时速度 则有 0 23230 1555 1 93m s 22 0 02 ac b x v t 13 所以增加的动能 ek mv2 1 1 932j 1 86j 1 2 1 2 2 3 本实验需要验证的方程是 mgh mv2 1 2 即v2 gh h图象是过原点的直线 故选 a 1 2 2 2 v 14 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻 他根据老师提供的以下器材 画出了如图 所示的原理图 电压表 v 量程 3v 内阻 rv 约为 l0k 电流表 g 量程 3ma 内阻 rg l00 电流表 a 量程 3a 内阻约为 0 5 滑动变阻器 r1 0 20 2a 滑动变阻器 r2 0 500 1a 定值电阻 r3 0 5 开关 s 和导线若干 1 该同学发现电流表 a 的量程太大 于是他将电流表 g 与定值电阻 r3并联 实际上是进行 了电表的改装 则他改装后的电流表对应的量程是 a 保留两位有效数字 2 为了能准确地进行测量 同时为了操作方便 实验中应选用的滑动变阻器是 填 写器材编号 3 该同学利用上述实验原理图测得数据 以电流表 g 读数为横坐标 以电压表 v 读数为纵 坐标绘出了如图所示的图线 根据图线可求出电源的电动势 v 答案 1 0 60 2 r1或 3 e 1 5v 14 解析 1 改装后电流表量程 3 0 003 100 0 0030 60 0 5 gg g i r iiaa r 2 为使电路中电流较大 并且方便调节 故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小 的 r1 3 根据 e u ir 则图象的纵截距 b 等于电源的电动势 由图读出电源的电动势为 e 1 50v 点睛 本题考查测量电源的电动势和内电阻的实验 采用改装的方式将表头改装为量程较大 的电流表 再根据原实验的研究方法进行分析研究 注意数据处理的方法 三 计算题 本题共三 计算题 本题共 4 4 小题 共小题 共 4747 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步 骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 15 如图所示 在海滨游乐场里有一种滑沙运动 某人坐在滑板上从斜坡滑道的高处a点由 静止开始滑下 滑到斜坡滑道底端b点后 沿水平滑道再滑行一段距离到c点停下来 若人 和滑板的总质量m 60 0 kg a b两点间的距离l1 16 0m 滑板与斜坡滑道和水平滑道 间的动摩擦因数均为 0 5 斜坡滑道的倾角 37 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 重力加速度g取 10 m s2 斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的 整个运动过程中空 气阻力忽略不计 求 1 bc之间的距离l2 2 该人从a到c运动的总时间t 答案 1 l2 6 4m 2 t 5 6s 解析 详解 1 从a到b有 1 sincosmgmgma 2 11 2va l 从b到c有 15 2 mgma 2 22 2va l 由 式解得 l2 6 4m 2 从a到b 2 11 1 1 2 lat 从b到c 2 22 2 1 2 la t 总时间 t t1 t2 由 式解得 t 5 6s 16 在光滑的水平面上 有一质量m 4kg 的平板车 其右端固定一轻挡板 挡板上固定一根 轻质弹簧 在平板车左端p处有一可视为质点的小滑块 其质量m 2kg 平板车表面上q处 的左侧粗糙 右侧光滑 且pq间的距离l 2m 如图所示 某时刻平板车以初速度v1 1m s 向左运动 同时小滑块以初速度v2 5m s 向右运动 一段时间后 小滑块与平板车达到相对 静止 此时小滑块与q点相距 不计空气阻力 重力加速度g取 10 m s2 求 1 4 l 1 小滑块与平板车相对静止时的速度 2 小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数 答案 1 v 1m s 速度方向水平向右 2 存在两种情况 i 0 8 ii 0 48 解析 详解 1 设水平向右为正方向 对m m系统有 16 mv2 mv1 m m v 解得 v 1m s 速度方向水平向右 2 存在两种情况 i 如果小滑块尚未越过q点就与平板车达到相对静止 根据能量守恒定律有 222 12 111 4222 l mg lmvmvmm v 由 式解得 0 8 ii 如果小滑块越过q点与弹簧相互作用后 再返回与平板车达到相对静止 有 222 12 111 4222 l mg lmvmvmm v 由 式解得 0 48 17 如图所示 有水平边界的匀强磁场的磁感应强度为b 其上 下边界间的距离为h 一个 由同种材料 粗细均匀的导线做成的质量为m 边长为l l h 总电阻为r的正方形导线 框abcd 从磁场上方的某个位置处 由静止开始下落 下落过程中 线框平面始终保持在同 一个竖直面内 ab边与磁场的水平边界线平行 当ab边刚进入磁场和ab边刚穿出磁场时 线框加速度的大小都是 方向都竖直向上 在线框运动过程中 不计空气阻力 求 2 7 g 17 1 ab边刚进入磁场时 线框cd边两端的电势差 cd u 2 cd边刚进入磁场时 线框速度的大小 3 从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中 线框中产生的热量 答案 1 2 3 mgh 9 28 cd mgr u bl 2 2 2 9 2 7 mgr g hl b l 解析 详解 1 ab刚进入磁场时 假设速度大小为 加速度为 方向竖直向上 根据牛 1 v 2 7 g 顿第二定律得 2 7 fmgmg 安 根据法拉第电磁感应定律得 11 eblv 则 1 1 e i r 又 fbil 安 由以上式子得 1 2 2 9 7 mgr v b l 根据闭合电路的欧姆定律可得 9 428 cd emgr u bl 2 假设cd边刚进入磁场时导线框速度大小为 ab边刚穿出磁场时的速度为 由题 2 v 3 v 意可知 31 2 2 9 7 mgr vv b l 在cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程中 导线框只受到重力 机械能守恒 即 22 23 11 22 mvmg hlmv 由上式可得 18 2 2 2 2 9 2 7 mgr vg hl b l 3 在曲边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程中 根据能量守恒 导线框产生的热量q 等于导线框损失的机械能 即 2222 1211 1111 2222 qmvmglmvmvmglmvmg hlmgh 18 如图所示的 xoy 平面内 以 0 r 为圆心 r 为半径的圆形区域内有垂直于 xoy 平 1 o 面向里的匀强磁场 用 b1表示 大小未知 x 轴下方有一直线 mn mn 与 x 轴相距为 y x 轴与直线 mn 间