2020届陕西省周至县第五中学高三物理二模试题及答案

此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 高三第二次模拟考试卷物 理注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、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1417只有一项是符合题目要求，第1821题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是A饱和光电流B遏止电压C光电子的最大初动能D逸出功【答案】A【解析】饱和光电流和光的强度有关，这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和光电流相同，A正确；不同的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：EkhvW，用同种频率的单色光，光子能量hv相同，光电子的最大初动能Ek不同，CD错误；根据遏止电压和最大初动能关系，可知光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B错误。15一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下列判断正确的是A质点沿x方向可能做匀速运动B质点沿y方向一定做匀速运动C若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速D若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后反向加速【答案】D【解析】物体做曲线运动，合力大致指向轨迹凹的一侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧，由图可知：x轴方向有分加速度，所以x轴方向不可能匀速，y方向可能有分加速度，故质点沿y方向可能做变速运动，也可能做匀速运动，故A、B错误；物体在y方向匀速，则合力在水平方向，合力指向轨迹的凹侧可知合力水平向左，因此物体在水平方向先加速度后减速，C错误，D正确。16如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为12，正弦交流电源电压为U12 V，电阻R11 ，R22 ，滑动变阻器R3最大阻值为20 ，滑片P处于中间位置，则AR1与R2消耗的电功率相等B通过R1的电流为3 AC若向上移动P，电压表读数将变大D若向上移动P，电源输出功率将不变【答案】B【解析】理想变压器原副线圈匝数之比为12，可知原副线圈的电流之比为21，根据PI2R可知R1与R2消耗的电功率之比为21，故A错误。设通过R1的电流为I，则副线圈电流为0.5I，初级电压为UIR112I，根据匝数比可知次级电压为2(12I)，则，解得I3 A，故B正确。若向上移动P，则R3电阻减小，次级电流变大，初级电流也变大，根据PIU可知电源输出功率将变大；电阻R1的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小，故CD错误。17如图所示，aefc和befd是垂直于纸面向里的匀强磁场I、II的边界，磁场I、的磁感应强度分别为B1、B2，且B22B1，一质量为m、电荷量为q的带电粒子垂直边界ae从P点射入磁场I，后经f点进入磁场II，并最终从fc边界射出磁场区域。不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为A BC D【答案】B【解析】粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有qvBm，则有R，粒子垂直边界ae从P点射入磁场，后经f点进入磁场，故根据几何关系可得：粒子在磁场中做圆周运动的半径为磁场宽度d；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场中做圆周运动的半径为磁场宽度，那么，根据几何关系可得：粒子从P到f转过的中心角为90，粒子在f点沿fd方向进入磁场；然后粒子在磁场中转过180，在e点沿ea方向进入磁场；最后，粒子在磁场中转过90后从fc边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过180，根据周期T可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为，故选B。18歼15飞机是我国研制的多用途舰载战斗机。某飞行训练中，第一次舰保持静止，飞机从静止开始沿甲板运动，当飞机的速度为v时通过的距离为x1，经历的时间为t1；第二次舰以速度v0匀速运动，飞机相对甲板由静止开始沿舰运动的同方向加速，当飞机相对海面的速度为v时沿甲板通过的距离为x2，经历的时间为t2。设两次飞机均做匀加速运动且加速度大小相等。则A BC D【答案】BC【解析】当舰静止时，根据运动学公式有：vat1，v22ax1；当舰运动时，有vv0at2，v0t2at22v0t2x2，整理得：，故BC正确，AD错误。19如左图所示，假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面，一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动，其速度时间图象如下图所示。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为，该星球半径为R6104 km。引力常量G6.671011 Nm2/kg2，则下列正确的是A该星球的第一宇宙速度v13.0104 m/sB该星球的质量M8.11026 kgC该星球的自转周期T1.3104 sD该星球的密度895 kg/m3【答案】ABD【解析】上滑过程中，根据牛顿第二定律，在沿斜面方向上有mgcos mgsin ma1，下滑过程中，在沿斜面方向上有mgsin mgcos ma2，又知vt图象的斜率表示加速度，则上滑和下滑过程中的加速度大小分别为：a110 m/s2，a25 m/s2，联立解得g15 m/s2，故该星球的第一宇宙速度v13.0104 m/s，A正确；根据黄金替代公式GMgR2可得该星球的质量M8.11026 kg，B正确；根据所给条件无法计算自转周期，C错误；该星球的密度M/V895 kg/m3，D正确。20静电场方向平行于x轴，其电势随x轴分布的x图象如图所示，0和x0均为已知量，某处由静止释放一个电子，电子沿x轴往返运动。已知电子质量为m，带电荷量为e，运动过程中的最大动能为Ek，则A电场强度大小为B在往返过程中电子速度最大时的电势能为0eC释放电子处与原点的距离为D电子从释放点返回需要的时间为【答案】ABD【解析】在0xx0区间内，场强大小，方向沿x方向；在x0x0区间内，场强大小，场强方向沿x方向，故A正确；根据能量守恒可知，电子速度最大即动能最大时，电势能最小，根据负电荷在电势高处电势能小，则此时电势能Ep0e，故B正确；已知电子质量为m、带电荷量为e，在运动过程中电子的最大功能为Ek，根据动能定理得eEx1Ek，得，故C错误；根据牛顿第二定律知，粒子从静止到动能最大的时间为四分之一周期，匀加速直线运动的时间，电子从释放点返回需要的时间为，故D正确。21将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek，重力势能Ep与其上升高度h间的关系分别如图中两直线所示，取g10 m/s2，下列说法正确的是A小球的质量为0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.25 NC小球动能与重力势能相等时的高度为mD小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5 J【答案】BD【解析】由图知，小球上升的最大高度为h4 m，在最高点时，小球的重力势能Epmgh4 J，得m0.1 kg，故A错误；根据除重力以外其他力做的功WE，则有fhE高E低，由图知E高4 J，E低5 J，又h4 m，解得f0.25 N，故B正确；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mghmv2，由动能定理有fHmgHmv2mv02，由图知mv025 J，联立解得m，故C错误；由图可知，在h2 m处，小球的重力势能是2 J，动能是2.5 J，所以小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 J，故D正确。二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题第25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题第34题为选考题，考生根据要求做答)(一)必考题(共47分)22(5分)在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA0.5 kg，金属板B的质量mB1 kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的动摩擦因数_（g取10 m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F_N。【答案】0.50 4.50【解析】A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数，FfF2.50 N，根据FfmAg，得0.50。由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据xaT2，其中x2 cm0.02 m，T0.1 s，解得a2.0 m/s2。根据牛顿第二定律得：FFfmBa，代入数据解得F4.50 N。23(10分)实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5 V，可用的实验器材有：待测电源；电压表V1（量程03 V；内阻约为3 k）；电压表V2（量程06 V；内阻约为6 k）；定值电阻R1（阻值2.0 ）；滑动变阻器R2（阻值020.0 ）；开关S一个，导线若干。(1)实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R1或滑动变阻器R2，则P应是_（选填“R1”或“R2”）。(2)按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数UM、UN。(3)根据UM、UN数据作出如图乙所示的关系图象，由图象得到电源的电动势E_V，内阻r_。（均保留2位有效数字）(4)由图象得到的电源的电动势值_（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。【答案】(1)R2 (3)4.9 0.94(0.901.0) (4)小于【解析】(1)由电路图可知，电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。(3)设电压表M的示数为UM，电压表N的示数为UN，由图示电路图可知，电源电动势，整理得，由UMUN图象可知，电源电动势E4.9 V，由图可知图线的斜率，又从UMUN的关系可知，则电源内阻rkR10.94 。(4)根据题意可知：，变形得，所以图象的纵截距，则电源电动势b，所以根据图象得到的电源电动势值小于实际值。24(12分)如图所示，在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点，O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置，绳与竖直方向夹角60，由静止释放，运动到最低点B时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。(2)若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。已知小球乙的质量是甲质量的3倍，重力加速度为g。 (1) 求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小；(2)若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。【解析】(1)甲球下摆过程，由机械能守恒有：MgL(1cos 60)mv02设甲乙碰撞后速度分别为v1和v2，根据动量守恒定律有：mv0mv13mv2根据能量守恒定律有：mv02mv123mv22解得。(2)乙球恰能做圆周运动，则在最高点，根据牛顿第二定律有：3mg3m从最低到最高点，根据动能定理有：6mgR3mv223mv2由得。25(20分)如图（a），一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨，导轨间距为L；两根相同的导体棒M、N置于导轨上并与导轨垂直，长度均为L；棒与导轨间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。从t0时开始，对导体棒M施加一平行于导轨的外力F，F随时间变化的规律如图（b）所示。已知在t0时刻导体棒M的加速度大小为g时，导体棒N开始运动。运动过程中两棒均与导轨接触良好，重力加速度大小为g，两棒的质量均为m，电阻均为R，导轨的电阻不计。求：(1)t0时刻导体棒M的速度vM；(2)0t0时间内外力F的冲量大小；(3)0t0时间内导体棒M与导轨因摩擦产生的内能。【解析】(1)设t0时刻棒中的感应电流为i0，由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E0BLvM根据闭合电路欧姆定律导体棒受到的安培力大小为F安BLi0对导体棒N，由平衡条件得F安mg整理得t0时刻导体棒M的速度。(2)设t0时刻导体棒M受到的拉力大小为F0，根据牛顿第二定律得F0F安mgma解得F03mg0t0时间内外力F的冲量大小为；(3)设导体棒M开始运动的时刻是t1，此时导体棒M受到拉力大小等于摩擦力：F1mg由Ft图象可知设t1t0时间内的平均电流为I，导体棒M的位移为x。则t1t0时间内的平均电流为在tt0t1过程中，根据动量定理，有整理得此过程导体棒M与导轨因摩擦产生的内能。(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分)33【选修33】(1)(5分)下列说法中正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积B第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律C一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减小D1 kg的0的冰比1 kg的0的水的内能小些E干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越大，相对湿度越小【答案】CDE【解析】摩尔体积除以阿伏伽德罗常数算出的是气体分子占据的空间，气体分子间的空隙很大，所以气体分子占据的空间不等于气体分子的体积，故A错误；第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，即自发的热现象具有方向性，故B错误；因气体绝热膨胀，故气体对外做功，没有热交换，由热力学第一定律可知，气体内能减小，故C正确；1 kg的0 的冰熔化成1 kg的0 的水的内能时，要吸收热量，则知1 kg的0 的冰比1 kg的0 的水的内能小些，故D正确；干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，故E正确。(2)(10分)如图，内壁光滑的绝热气缸竖直放置，内有厚度不计的绝热活塞密封，活塞质量m10 kg。初始时，整个装置静止且处于平衡状态，活塞与底部的距离为l0，温度T0300 K。现用电阻丝（体积不计）为气体加热，同时在活塞上添加细砂保持活塞的位置始终不变直到T600 K。已知大气压强p01105 Pa，活塞截面积S1.0103 m2，取g10 m/s2，求：(i)温度为T时，气体的压强；(ii)活塞上添加细砂的总质量m。【解析】(i)初状态时，设气体的压强为p1，以活塞为研究对象，由平衡条件知末状态时，设气体的压强为p2，由查理定律有解得：p24105 Pa。(ii)末状态时，以活塞为研究对