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辽宁省辽阳市2020届高三物理下学期二模考试试题

辽宁省辽阳市2020届高三物理下学期二模考试试题

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辽宁省辽阳市2020届高三物理下学期二模考试试题（含解析）
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
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1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项，每小题6分每小题给出的四个选项中，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.在平直公路上行驶的甲车和乙车，它们沿同一方向运动的图像如图所示。已知时刻乙车在甲车前方处，下列说法正确的是（　　）

A. 时，甲、乙两车相遇
B. 内，甲、乙两车位移相等
C. 甲、乙两车之间的最小距离为
D. 相遇前甲、乙两车之间的最大距离为18m
【答案】B
【解析】
【详解】AD．0时刻，乙车在甲车前处，前内乙车的速度大于甲车的速度，所以两车的距离逐渐变大，在时刻速度相等，距离最远，图线和时间轴围成的面积为位移

AD错误；
B．图线和时间轴围成的面积为位移，前内，根据几何关系可知甲乙两车的图线和时间轴围成的面积相等，所以二者位移相等，B正确；
C．甲车速度大于乙车速度，二者最终可以相遇，最小距离为0m，C错误。
故选B。
2.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当副线电流增加0.1A时，原线圈电流（　　）
A. 减小0.01A B. 增加0.01A C. 减小1A D. 增加1A
【答案】D
【解析】
【详解】根据，则

即当副线电流增加0.1A时，原线圈电流增加1A。
故选D。
3.用轰击产生了m个某种粒子，核反应方程为，则（　　）
A. 方程式中的m=3
B. 方程式中的X是α粒子
C. 的比结合能一定小于的比结合能
D. 该反应需要吸收热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程式中的m=3，选项A正确；
B．方程式中的X是中子，选项B错误；
C．根据比结合能曲线可知，中等质量的原子核比结合能大，轻核和重核的比结合能小，即的比结合能一定大于的比结合能，选项C错误；
D．该反应放出热量，选项D错误。
故选A。
4.如图所示，粗糙固定斜面的倾角为θ，整个斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场（大小未知）中，在斜面上有一根有效长度为L、质量为m水平放置的导体棒，当导线中电流为I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动已知电流I1、I2的方向相同且I1<I2，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 电流方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 导体棒与斜面间的动摩擦因数为
D. 可能存在一个与I1，I2大小不同的电流，使导体棒沿斜面做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．由题意可知通电流I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动且I1＜I2，故通I1时导体棒沿斜面向下运动，通I2时导体棒沿斜面向上运动，导体棒受到的安培力沿着斜面向上，由左手定则知电流方向垂直纸面向外，根据平衡条件有
mgsinθ=BI1L+μmgcosθ
mgsinθ+μmgcosθ=BI2L
联立解得

故B正确，AC错误；
D．因I1和I2可分别使导体棒向上或向下匀速运动，而根据磁场方向又知安培力在沿斜面方向，摩擦力大小不变，重力沿斜面分力不变，故不存在其它电流让导体棒匀速运动，故D错误。
故选B。
5.某空间存在的静电场方向平行于x轴，其电势随x坐标变化情况如图所示，图中的0和d为已知量。一质量为m、电荷量为-q的带电粒子在电场中以x=0为中心，x轴做周期性运动。已知该粒子的动能与电势能之和为-0.5q0，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A. 该静电场的电场强度大小为
B. 带电粒子运动的区间为-d≤x≤d
C. 带电粒子运动的最大速度为
D. 带电粒子运动的周期为
【答案】C
【解析】
【详解】A．φ-x图象的斜率表示电场强度，沿电场方向电势降低，因而在x=0的左侧，电场向左，且为匀强电场，在x=0的右侧，电场向右，且为匀强电场，故该静电场的电场强度大小为

故A错误；
B．如果粒子恰好能够到达d位置，则粒子到达d位置时动能和势能都为零，即动能和势能之和为零，这和该粒子的动能与电势能之和为-0.5qφ0矛盾，所以带电粒子运动的区间为-d≤x≤d不成立，故B错误；
C．粒子在x=0的右侧向右或者向左都做匀减速运动，所以粒子在O点速度增大，设带电粒子在O点的速度为v0，根据功能关系

解得

故C正确；
D．粒子运动在右侧运动，从O点开始回到O点，根据动量定理

解得

根据运动的对称性，粒子在左侧运动的时间和右侧相等，故带电粒子运动的周期为

故D错误。
故选C。
6.2020年3月9日，我国成功发射北斗系统第54颗导航卫星，这是“北斗三号”中的第2颗地球静止轨道卫星。该卫星在短报文通信、精密单点定位等特色服务上发挥着关键作用。下列对该星的分析正确的是（　　）
A. 该卫星在轨道上运行时一定经过辽阳的正上空
B. 若只已知地球半径、地球表面的重力加速度和地球自转周期则可以求出该卫星距地面的高度
C. 若只已知地球自转周期，则可以求出该卫星的角速度大小
D. 若只已知地球第一宇宙速度和地球表面的重力加速度，则可以求出该卫星的线速度大小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．地球静止轨道卫星即地球同步卫星，轨道平面位于赤道平面，运行时不会通过辽阳的上空，故A错误；
B．同步卫星的周期为地球自转周期，已知地球表面的重力加速度和地球自转周期

根据黄金代换式
GM=gR2
解得同步卫星轨道半径

若已知地球半径、地球表面的重力加速度和地球自转周期则可以求出该卫星距地面的高度，故B正确；
C．根据角速度与周期的关系可知

已知地球的自转周期，可以求出同步卫星的角速度大小，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力

解得线速度

若只已知地球第一宇宙速度和地球表面的重力加速度，由可求解地球的半径，但卫星的距离地面的高度未知，无法确定该卫星的线速度，故D错误。
故选BC。
7.如图所示，a、b两小球（均可视为质点）分别从直径在水平线上的半圆轨道顶端和足够长的斜面轨道顶端O点以大小相等的初速度同时水平抛m，且同时落到各自轨道上。已知半圆轨道的半径为10m，斜面轨道的倾角。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则（　　）

A. 两小球抛出时的速度大小为10m/s
B. 两小球抛出时的速度大小为15m/s
C. 两小球在空中的运动时间为s
D. 两小球在空中的运动时间为1.5s
【答案】BC
【解析】
【详解】可把左侧半圆对称到右侧，由题意可知，小球的落点为斜面与右侧半圆的交点。由几何关系可知，小球在竖直方向的位移

小球落到斜面轨道上时有

解得
v0=15m/s，
故BC正确，AD错误。
故选BC。

8.如图所示，一匀强磁场区域边界为MN，方向竖直向下，光滑水平桌面上有一边长为L的正方形线框（线框左右两边与MN平行），以大小为v0的速度沿垂直磁场边界方向进入磁场，当线框全部进入磁场时速度恰好为零。用v表示线框的速度大小，x表示线框的位移（以线框右边与MN重合时的位置为初位置），t表示线框运动的时间（从线框右边与MN重合开始计时），则下列图像可能正确的是（　　）

A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设线框质量为m，总电阻为R。线框在运动过程中，只受安培力作用，根据牛顿第二定律可得

减速过程中v在减小，所以加速度在减小，故图像的斜率在减小，做加速度减小的减速运动，A错误，B正确；
CD．根据动量定理可得

而

故

即

化简可得

即为一次函数，C错误，D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题 共48分）
二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每道试题考生都必须作答。第13-16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题
9.用图甲所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系。实验前已经调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，已经平衡了摩擦力。g=9.8m/s2。
（1）实验时保持小车(含车中砝码)的质量M不变，用打点计时器测出小车运动的加速度a。

图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点间的距离如图乙所示。已知所用电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小a=_______m/s2。若悬挂钩码的质量为50g，把悬挂的钩码和小车(含车中砝码)看成一个整体，则小车(含车中砝码)的质量M=_______kg。(结果均保留两位有效数字)
（2）实验时保持悬挂钩码的质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车的质量，得到对应的加速度，若用加速度作为纵轴，小车(含车中砝码)的质量用M表示，为得到线性图象，则横轴代表的物理量为______
A.小车(含车中砝码)的质量M
B.小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和m＋M
C.小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和的倒数
D.悬挂钩码质量的倒数
【答案】 (1). 0.93 (2). 0.48 (3). C
【解析】
【详解】（1）[1]已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为

根据可得

小车运动的加速度为

即小车加速度大小为。
[2]根据牛顿第二定律可得

解得

即小车的质量为0.48kg。
（2）[3]根据牛顿第二定律可得

解得

故为了得到线性图象应作图像，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10.在实验室，物理兴趣小组同学首先采用了伏安法测量了一电源的电动势和内阻。
（1）在伏安法测电源电动势和内阻的实验中，若电流表内阻为1Ω，按如图甲所示电路进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的U-I图象，则电源的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。（结果均保留两位有效数字）

（2）将该电源和滑动变阻器R（阻值范围为0～20Ω）连接成如图丙所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值。在R的变化范围内，电源的最大输出电功率为_________W，此时滑动变阻器R接入电路的电阻为_________Ω。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 (1). 5.0 (2). 9.0 (3). 0.69 (4). 9.0
【解析】
【详解】（1）[1][2]．由图可知，电源电动势为E=5.0V；
内阻

（2）[3][4]．当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即当R=r=9.0Ω时电源输出功率最大，最大输出功率为

11.如图所示，半径为r的圆形区域内有平行于纸面的匀强电场，电场方向与水平方向成60°角斜向右下方，同心大圆半径为3r，两圆间有垂直于纸面向里的匀强磁场（内、外边界上均有磁场）。一比荷为k的带电粒子由静止经电压为U0的加速电场加速后恰好沿磁场边界的切线进入磁场，并恰好从内圆的最高点A处垂直电场方向进入偏转电场，并从最低点C处离开电场。不计粒子重力。
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）求偏转电场的电场强度的大小。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设带电粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系得

解得

由公式

解得

（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，由几何关系知

解得

12.如图所示，水平面上有A、B两个小物块（均视为质点），质量均为，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（未与A、B连接）。距离物块A为L处有一半径为L的固定光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于C点，物块B的左边静置着一个三面均光滑的斜面体（底部与水平面平滑连接）。某一时刻将压缩的弹簧释放，物块A、B瞬间分离，A向右运动恰好能过半圆形轨道的最高点D（物块A过D点后立即撤去），B向左平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为L（L小于斜面体的高度）。已知A与右侧水平面的动摩擦因数，B左侧水平面光滑，重力加速度为，求：
(1)物块A通过C点时对半圆形轨道的压力大小；
(2)斜面体的质量；
(3)物块B与斜面体相互作用的过程中，物块B对斜面体做的功。

【答案】(1)；(2) ；(3)
【解析】
【详解】(1)在D点，有

从C到D，由动能定理，有

在C点，有

解得

由牛顿第三定律可知，物块A通过C点时对半圆形轨道的压力

(2)弹簧释放瞬间，由动量守恒定律，有

对物块A，从弹簧释放后运动到C点的过程，有

B滑上斜面体最高点时，对B和斜面体，由动量守恒定律，有

由机械能守恒定律，有

解得

(3)物块B从滑上斜面到与斜面分离过程中，由动量守恒定律

由机械能守恒，有

解得
，
由功能关系知，物块B与斜面体相互作用的过程中，物块B对斜面体做的功

解得

（二）选考题:共15分。请考生从给出的2道物理题任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。
【物理——选修3-3】
13.下列说法正确的是 。
A. 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
B. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
C. 干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度
D. 外界对气体做功且对气体传递热量时，气体内能一定会增大
E. 悬浮在水中的花粉的运动显示了花粉分子的运动
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据熵原理，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项A正确；
B．晶体熔化时吸收热量，但是温度不变，则分子平均动能不变，选项B错误；
C．湿泡外纱布中的水蒸发吸热，使温度降低，所以干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，故C正确；
D．根据热力学第一定律可知，外界对气体做功且对气体传递热量时，气体内能一定会增大，选项D正确；
E．悬浮在水中的花粉的运动显示了水分子的无规则运动，选项E错误。
故选ACD。
14.如图所示，竖直固定在水平地面上、上端开口的绝热汽缸底部固定有一电热丝，面积为S的绝热活塞位于汽缸内，活塞质量和厚度均不计。系在绝热活塞上的细线通过两个定滑轮与一质量不计的圆锥形容器相连（容器里装有质量未知的沙子），并保持平衡。活塞下端封闭一定质量的理想气体，此时汽缸内理想气体的温度为T0，活塞距汽缸底部的高度为h。已知大气压强为p0，重力加速度为g。
（1）若让圆锥形容器内的沙子缓慢流出，同时闭合开关S，缓慢加热汽缸内的气体，当容器内的沙子全的部流出时，活塞下降了0.5h，汽缸内气体的温度升高到2T0，求开始时圆锥形容器内沙子的质量；
（2）若将活塞固定在距汽缸底部的高度为h处，闭合开关S，当电热丝产生的热量为Q时，汽缸内气体的温度升高到1.2T0，求该过程中缸内气体内能的变化及缸内气体的温度为1.2T0时的压强。

【答案】（1）；（2）；
【解析】
【详解】（1）设沙子的总质量为M，开始时刻活塞静止，根据物体的平衡条件有

给汽缸内理想气体加热，沙子全部流出时，对活塞，根据物体的平衡条件有

由理想气体状态方程可得

解得

（2）若将活塞固定在距汽缸底部的高度为h处，气体做等容变化，则

解得

由热力学第一定律可知，气体内能的变化

【物理——选修3-4】
15.如图所示，一质点在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，E、F点分别为AO和OB之间关于O点的对称点（即EO和OF的距离相等）。质点从E点向右运动经过时间t1第一次经过F点，再经过时间t2第四次经过F点，该质点的振动分别在空气中和水中传播形成两列波。下列说法正确的是 。

A. 质点经过E点和F点速度一定相同
B. 质点经过Ｅ点和F点的加速度大小相等
C. 质点从A点第一次运动到B点的时间为t1+t2
D. 该质点的振动周期为
E. 此简谐运动分别在空气中和水中传播形成的两列波的波长一定不相同
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．由对称性可知，质点经过E点和F点速度大小一定相同，但是方向不一定相同，选项A错误；
B．质点经过E点和F点时位移的大小相同，根据可知，加速度大小相等，选项B正确；
CD．质点从E点向右运动经过时间t1第一次经过F点，再经过时间t2第四次经过F点，设周期为T，则

解得

质点从A点第一次运动到B点的时间为

选项C错误，D正确；
E．此简谐运动分别在空气中和水中传播形成的两列波，周期和频率相同，但是波速不同，则波长一定不相同，选项E正确。
故选BDE。
16.一长度为L的玻璃圆柱体的截面如图所示，一单色细光束从左端某处入射后折射成与圆柱体侧面成夹角θ=53°的α光束，在圆柱体侧面形成反射光束c和折射光束b，已知折射光束b与圆柱体侧面夹角β=37°，光在真空中传播的速度为c，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求圆柱体的折射率；
（2）若改变入射角，使a光束恰好在圆柱体的侧面发生全反射，求光束从圆柱体左端面传播到右端面的时间。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由折射定律，有

解得

（2）光在玻璃圆柱体中发生全反射的临界角正弦值

该光在玻璃圆柱体中传播的速度

光在玻璃圆柱体中传播的路程

光束从圆柱体左端面传播到右端面的时间

解得