湖南省株洲市高三第二次诊断性检测新高考物理试卷及答案解析

湖南省株洲市高三第二次诊断性检测新高考物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、下列关于行星运动定律和万有引力定律的发现历程，符合史实的是（）A．哥白尼通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律B．牛顿通过多年的研究发现了万有引力定律，并测量出了地球的质量C．牛顿指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力D．卡文迪许通过实验比较准确地测量出了万有引力常量，并间接测量出了太阳的质量2、某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器（如图甲），当有烟雾进入探测器时（如图乙），来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于10-8A时，便会触发报警系统报警。已知钠的极限频率为6.0×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，则下列说法正确的是（）A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10-7mB．若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度C．光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象D．当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N=6.25×1010个3、如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当电梯在竖直方向匀速运动时，压力传感器有一定的示数。现发现压力传感器的示数逐渐减小，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是（）A．升降机正在匀加速上升 B．升降机正在匀减速上升C．升降机正在加速下降，且加速度越来越大 D．升降机正在加速上升，且加速度越来越大4、“月亮正加速远离地球！后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年38cm的速度远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是（）A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大C．地球同步定点卫星的高度增大D．地球同步定点卫星的角速度增大5、下列四个选项中哪个不等于磁感应强度的单位特斯拉（）A． B． C． D．6、如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、4月20日深夜，“长征三号乙”运载火箭成功发射第44颗“北斗”导航卫星。这是“北斗”导航卫星在2019年的首次发射，“北斗”卫星导航系统今年继续高密度全球组网。若某颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，运动周期为。已知地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（）A．卫星的线速度大小 B．地球的质量C．地球的平均密度 D．地球表面重力加速度大小8、一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）A．m/sB．1m/sC．13m/sD．17m/s9、如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R。先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（）A．闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动B．闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流为零C．断开开关时，a点电势低于b点电势D．断开开关后，流过电阻R上的电流方向与原电流方向相反10、如图所示，是不带电的球，质量，是金属小球，带电量为，质量为，两个小球大小相同且均可视为质点。绝缘细线长，一端固定于点，另一端和小球相连接，细线能承受的最大拉力为。整个装置处于竖直向下的匀强电场中，场强大小，小球静止于最低点，小球以水平速度和小球瞬间正碰并粘在一起，不计空气阻力。和整体能够做完整的圆周运动且绳不被拉断，。则小球碰前速度的可能值为（）A． B． C． D．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学现要利用气垫导轨来研究匀变速直线运动规律，其实验装置如图甲所示，其实验步骤如下：①用游标卡尺测出挡光片的宽度d。按图甲安装好器材，并调节好气垫导轨，使气垫导轨处于水平位置。然后用跨过轻质定滑轮的轻绳一端与钩码相连，另一端与滑块相连，再将滑块置于气垫导轨的左端，并用手按住滑块不动；②调整轻质滑轮，使轻绳处于水平位置；从气垫导轨上的刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离s（钩码到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离），同时记下滑块的初始位置；③由静止释放滑块，用光电门测出挡光片经过光电门的时间t；④将滑块重新置于初始位置，保持滑块所挂的钩码个数不变，改变光电门的位置从而改变滑块与光电门之间的距离s，多次重复步骤③再次实验，重物到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离；⑤整理好多次实验中得到的实验数据。回答下列问题：(1)挡光片的宽度测量结果，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为d=_______cm；(2)滑块在运动过程中的加速度a可根据匀变速运动的规律__________来求；(3)据实验数据最后得到了如图丙所示的图像，由图像可求得滑块运动时的加速度a=______m/s2。（取g=10m/s2，结果保留三位有效数字）12．（12分）(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）(2)用“油膜法”来粗略估测分子的大小，是通过一些科学的近似处理，这些处理有：___________。(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于（_____）A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，ABO是一半径为R的圆形玻璃砖的横截面，O是圆心，AB弧形面镀银。现位于AO轴线上的点光源S发出一束光线射向玻璃砖的OB边，入射角i=60°，OS=。已知玻璃的折射率为，光在空气中传播的速度为c，每条边只考虑一次反射。求：（i）光线射入玻璃砖时的折射角；（ii）光线从S传播到离开玻璃砖所用的时间。14．（16分）如图所示，半径为R的光滑轨道竖直放置，质量为m的球1在恒力F（力F未知，且未画出）的作用下静止在P点，OP连线与竖直方向夹角为，质量也为m的球2静止在Q点。若某时刻撤去恒力F，同时给小球1一个沿轨道切向方向的瞬时冲量I（未知），恰能使球1在轨道内侧沿逆时针方向做圆周运动且与球2发生弹性正碰。小球均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)恒力F的最小值为多大？(2)瞬时冲量I大小为多大？(3)球2碰撞前后对轨道Q点的压力差为多大？15．（12分）如图，水平面上有一条长直固定轨道，P为轨道上的一个标记点，竖直线PQ表示一个与长直轨道垂直的竖直平面，PQ的右边区域内可根据需要增加一个方向与轨道平行的水平匀强电场。在轨道上，一辆平板小车以速度v0=4m/s沿轨道从左向右匀速运动，当小车一半通过PQ平面时，一质量为m=1kg的绝缘金属小滑块（可视为质点）被轻放到小车的中点上，已知小滑块带电荷量为+2C且始终不变，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2，整个过程中小车速度保持不变，g=10m/s2。求：(1)若PQ右侧没有电场，木板足够长，在滑块与小车恰好共速时小滑块相对P点水平位移和摩擦力对小车做的功；(2)当PQ右侧电场强度取方向水平向右，且板长L=2m时，为保证小滑块不从车上掉下，则电场存在的时间满足什么条件？（附加：若PQ右侧加一个向右的匀强电场，且木板长L=2m，为确保小滑块不从小车左端掉下来，电场强度大小应满足什么条件？）（此附加问为思考题，无需作答）

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A.开普勒通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律，故A错误；B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了万有引力常量，并间接测量出了地球的质量，故B错误，D错误；C.牛顿通过研究指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力，万有引力提供地球做曲线运动所需的向心力，故C正确。故选：C。2、D【解析】

A．根据光电效应方程有则光源S发出的光波最大波长即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm，选项A错误；B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；C．光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；D．光电流等于10-8A时，每秒产生的光电子的个数选项D正确。故选D。3、D【解析】

篮球在水平方向上受力平衡，即侧壁对篮球的弹力与倾斜天花板对篮球的弹力在水平方向的分力平衡，随着压力传感器的示数逐渐减小，篮球受到倾斜天花板在水平方向的分力减小，则其在竖直方向的分力减小，而弹簧的弹力不变，故篮球必然有竖直向上且增大的加速度，选项D项正确，ABC错误。故选D。4、C【解析】

A．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：解得：随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误；B．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：解得：随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，故B错误；CD．潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，则地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，根据可知轨道半径变大，故高度增大，故C正确，D错误；故选C。5、D【解析】

A．根据可知，，选项A不符合题意；BC．，选项BC不符合题意；D．由可知，，选项D符合题意。故选D。6、D【解析】

根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流，根据安培力公式F＝BIL求解安培力；根据楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判定安培力的方向，即可求解。【详解】0﹣2t0，感应电动势为：E1＝SS，为定值，3t0﹣5t0，感应电动势为：E2＝SS，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F＝BIL∝B，由于0﹣t0，B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab边受到安培力方向向上，即为正；同理，t0﹣2t0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t0﹣3t0，没有安培力；在3t0﹣4t0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t0﹣5t0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D正确，ABC错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

A．根据线速度的定义可知卫星的线速度大小为选项A正确；B．由，得地球的质量为选项B错误；C．根据密度公式可知地球的密度选项C正确；D．根据万有引力提供向心力有地球表面万有引力近似等于重力有联立解得地球表面的重力加速度大小选项D错误。故选AC。8、BCD【解析】

根据图象可知：AB间距离等于一个波长λ。根据波形的平移法得到时间t=1s与周期的关系式，求出周期的通项，求出波速的通项，再得到波速的特殊值。【详解】由图读出波长λ=8m，波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的最短距离为1m，根据波形的平移法得：或，n=0，1，2…则波速或当n=0时：v=1m/s或5m/s，当n=1时：v=9m/s或13m/s，当n=2时：v=17m/s或21m/s，故A正确，BCD错误。故选A。【点睛】本题的解题关键是运用波形平移法，得到时间与周期的关系式，得到波速的通项，再研究特殊值。9、BC【解析】

A．闭合开关时，铜圆盘中有电流经过，圆盘中电流方向沿半径向外，根据左手定则可知，从上往下看圆盘顺时针转动，故A错误；B．闭合开关转速稳定时，圆盘不受安培力作用，根据可知流过圆盘的电流为零，故B正确；C．断开开关时，从上往下看，圆盘顺时针转动，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，由右手定则知，圆盘中电流方向沿半径向里，所以点电势低于点电势，故C正确；D．闭合开关时，流过电阻上的电流方向从点经电阻到点；断开开关时，点电势低于点电势，流过电阻上的电流方向从点经电阻到点，所以断开开关后，流过电阻上的电流方向与原电流方向相同，故D错误；故选BC。10、BC【解析】

设AB碰撞后共同速度为，运动到最高点的速度为。小球AB碰撞过程动量守恒有在最低点时绳子受的拉力最大，有所以代入数值解得和整体恰能够做完整的圆周运动，则在最高点有所以和整体能够做完整的圆周运动，则在最高点有又从最高点到最低点，根据动能定理有代入数值解得选项BC正确，AD错误。故选BC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.5202as=v20.270【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为5mm，游标尺读数为0.05×4mm=0.20mm则读数结果为5.20mm=0.520cm(2)[2]滑块在钩码的作用下沿水平桌面做匀加速直线运动，滑块在运动过程中的加速度a可根据匀变速运动的规律来求。(3)[3]滑块在钩码的作用下沿水平桌面上做匀加速直线运动，经过光电门时的瞬时速度大小为，由匀变速直线运动规律和解得：由上式可得由此可知图像的斜率为由图像可知图像的斜率为k=2.0×104。所以滑块的加速度为12、dacb把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜，把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子A【解析】

(1)[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(c)→测量油膜面积(b)→计算分子直径；因此操作先后顺序排列应是dacb；(2)[2]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的科学的近似处理是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙；(3)[3]计算油酸分子直径的公式是V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。A.油酸未完全散开，测得的S偏小，测得的分子直径d将偏大，故A正确；B.如果测得的油酸溶液浓度低于实际值，测得的油酸的体积偏小，测得的分子直径将偏小，故B错误；C.计算油膜面积时将所有不足一格的方格计为一格，测得的S将偏大，测得的分子直径将偏小，故C错误；D.求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，一滴溶液的体积可知，测得一滴液体的体积偏小，测得纯油酸的体积将偏小，测得的分子直径将偏小，故D错误。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(i)30°；(ii)。【解析】

(i)光路如答图2，设光在C点的折射角为r由折射定律有代入数据解得r=30°(ii)进入玻璃砖中，光在AB面上D点反射，设入射角为，反射角为=90°-i=30°由三角函数关系有OC=OScot=且在ΔODC中，由正弦定理有：得=30°由于=30°，∠CDF=30°，故∠FDE=90°，所以光线DE垂直于OA射出玻璃砖在∠ODC中，由几何关系有CD=OC=又DE=Rcos=光在玻璃中的速率则光线从S传播