湖北省荆门市2020年高三上学期1月调考理综物理试题（解析版）.doc

1、 荆门市荆门市 2020 年高三年级元月调考试卷年高三年级元月调考试卷 理科综合理科综合 二、选择题：本题共二、选择题：本题共 8 小题小题 1.下列说法正确的是 A. 衰变所释放的电子来源于原子的最内层 B. 结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定 C. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关 D. 根据波尔理论，氢原子核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动 能减小，电势能增大 【答案】C 【详解】A 衰变所释放的电子来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故 A 错误； B比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定，故 B

2、错误； C放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故 C 正确； D根据波尔理论，氢原子核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动 能增大，电势能减小，故 D错误； 故选 C. 2.如图所示，某中学新校区装修时，工人用质量为 m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加方向竖直向上、 大小为 F 的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为 ，则磨石受到的 摩擦力大小为 A. (F - mg)cos B. (F - mg)sin C. (F - mg)cos D. (F - mg) 【答案】C 【详解】磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩

3、擦力而处于平衡状态，由图可知，F 一定大于重力； 先将重力及向上的推力合力后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得：在沿斜面方向有： f=（F-mg）cos； 在垂直斜面方向上有： FN=（F-mg）sin 则 f=（F-mg）cos=（F-mg）sin A(F - mg)cos，与结论不相符，故 A 错误； B(F - mg)sin，与结论不相符，故 B错误； C(F - mg)cos，与结论相符，故 C正确； D(F - mg) ，与结论不相符，故 D错误。 故选 C。 3.有 a、b、c、d 四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b 在地球的近地圆轨道上

4、正常运行；c是地球同步卫星；d 是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是 A. a的向心加速度大于 b的向心加速度 B. 四颗卫星的速度大小关系是：vavbvcvd C. 在相同时间内 d转过的弧长最长 D. d的运动周期可能是 30h 【答案】D 【详解】因为 ac 的角速度相同，根据： a=2r 因 a离地心的距离小于 c离地心的距离，所以 a的向心加速度小于 c； b、c是围绕地球公转的卫星，根万用引力提供向心力： 2 Mm Gma r 得： 2 GM a r 因 b的轨道半径小于 c的轨道半径，所以 b的向心加速度大于 c，综上分析可知，a 的向心加速度小于 b的 向心加

5、速度，故 A 错误； B因为 ac的角速度相同，根据： v=r 因 a离地心的距离小于 c离地心的距离，所以 a的速度小于 c； b、c、d是围绕地球公转的卫星，根万用引力提供向心力： 2 2 Mmv Gm rr 得： GM v r 因 b的轨道半径最小，d 的轨道半径最大，所以 b的速度大于 c，c的速度大于 d，则 vbvcvd，vbvcva， 故 B 错误； C因 b的速度最大，则在相同时间内 b转过的弧长最长，故 C错误； Dc、d 是围绕地球公转的卫星，根万用引力提供向心力： 2 22 4Mm Gmr rT 得： 3 2 r T GM 因 d的轨道半径大于 c的轨道半径，d的周期大于

6、 c，而 c 的周期是 24h，则 d的运动周期可能是 30h，故 D 正确。 故选 D. 4.如图所示，在 x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，在 xOy平面内，从原点 O处沿 与 x轴正方向成 角（0）以速率 v发射一个带正电的粒子（重力不计） 则下列说法正确的是（ ） A. 若 一定，v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B. 若 一定，v 越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 C. 若 v 一定， 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 D. 若 v一定， 越大，则粒子在离开磁场的位置距 O点越远 【答案】C 【详解】ABC粒子运动周期 T 2 m Bq ，当 一定时

7、，粒子在磁场中运动时间： t 22 2 T T 2 T 由于 t、 均与 v 无关，故 AB 错误，C正确； D当 v 一定时，由 r mv Bq 知，r一定；当 从 0变至 2 的过程中， 越大，粒子离开磁场的位置距 O点越 远；当 大于 2 时，越大，粒子离开磁场的位置距 O点越近，故 D 错误. 故选 C 5.A、B两小车在同一直线上运动，它们运动的位移 s 随时间 t变化的关系如图所示，已知 A 车的 s-t图象为 抛物线的一部分，第 7s末图象处于最高点，B 车的图象为直线，则下列说法正确的是（ ） A. A 车的初速度为 7m/s B. A 车的加速度大小为 2m/s2 C. A

8、车减速过程运动位移大小为 50m D. 10s 末两车相遇时，B车的速度较大 【答案】B 【详解】ABA 车做匀变速直线运动，设 A车的初速度为 0 v，加速度大小为a，由图可知 7st 时，速度 为零，由运动学公式可得： 70 70vva 根据图象和运动学公式可知10st 时的位移为： 10 40m040mx 2 1000 1 1050 2 xv tatva 联立解得 2 2m/sa ， 0 14m/sv ，故选项 B 正确，A错误； CA车减速过程运动的位移大小为 0 7 00 14 7m49m 22 v xt ，故选项 C错误； D位移时间图象的斜率等于速度，10s末两车相遇时 B 车的

9、速度大小为： B 4m/s x v t A 车的速度为： A0 6m/svvat 两车的速度大小相等，故选项 D错误。 故选 B。 6.如图所示，固定平行的长直导轨 M、N 放置于匀强磁场中，导轨间距 L=1m，磁感应强度 B=5T,方向垂直 于导轨平面向下，导体棒与导轨接触良好，驱动导体棒使其在磁场区域运动，速度随时间的变化规律为 v=2sin10t(m/s)， 导轨与阻值为 R=9的外电阻相连， 已知导体棒的电阻为 r=1， 不计导轨与电流表的电阻， 则下列说法正确的是 A. 导体棒做切割磁感线运动，产生频率为 5Hz的正弦交流电 B. 导体棒产生的感应电动势的有效值为 10V C. 交流

10、电流表的示数为 0.5A D. 0 2 T 时间内 R产生的热量为 0.45J 【答案】AD 【详解】AB据题意，速度变化规律为 v=2sin10t（m/s） ，则产生的电动势为 E=BLv=10sin10t（V） 即产生频率 10 5Hz 22 f 的正弦交流电；电动势峰值为 Em=10V，则导体棒电动势的有效值 5V 2 2 m E E D 故 A正确，B 错误； C电流表示数 5 22 AA 21 9 E I rR 故 C 错误； D交流电的周期： 1 T f =0.2s 在0 2 T 内电阻 R上产生热量 22 2 () 2 9 0.1J0.45J 2 T QI R 故 D 正确。 故

11、选 AD 7.如图(a)所示，A、B表示真空中水平放置的相距为 d 的平行金属板，板长为 L，两板加电压后板间的电场 可视为匀强电场 现在 A、B 两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压，在 t=0 时恰有一质量为 m、 电量 为 q的粒子在板间中央沿水平方向以速度 0 v射入电场，忽略粒子的重力，则下列关于粒子运动状况的表述 中正确的是( ) A. 粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动 B. 粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动 C. 只要周期 T 和电压 0 U的值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出 D. 粒子不可能沿与板平行的方向飞出 【答案】BC 【详解】如果板

12、间距离足够大，粒子在垂直于板的方向上的分运动在前半个周期做匀加速，后半个周期做 匀减速，如此循环，向同一方向运动，如果周期 T和电压 U0的值满足一定条件，粒子就可在到达极板之前 传出极板，当传出时垂直于极板的速度恰好见到零时，将沿与板平行的方向飞出答案选 BC 8.如图所示， 光滑斜面 PMNQ的倾角为 =30 ，斜面上放置一矩形导体线框 abcd，其中 ab边长 L1=0.5m，bc 边长为 L2，线框质量 m=1kg、电阻 R=0.4，有界匀强磁场的磁感应强度为 B=2T，方向垂直于斜面向上， ef 为磁场的边界，且 ef/MN导体框在沿斜面向上且与斜面平行的恒力 F=10N作用下从静止

13、开始运动，其 ab 边始终保持与底边 MN平行已知导线框刚进入磁场时做匀速运动，且进入过程中通过导线框某一截面 的电荷量 q=0.5C，则下列判断正确的是 A. 导线框进入磁场时的速度为 2m/s B. 导线框 bc边长为 L2=0.1m C. 导线框开始运动时 ab边到磁场边界 ef的距离为 0.4m D. 导线框进入磁场的过程中产生的热量为 1J 【答案】ACD 【解析】 导线框刚进入磁场时做匀速运动，则 22 0 1 sin30 B L v Fmg R ，解得 v=2m/s；根据 12 BL L q RR ，解 得 L2=0.2m，选项 B 错误；线圈在磁场外运动的加速度： 0 2 si

14、n30 5/ Fmg am s m ，则导线框开始运 动时 ab 边到磁场边界 ef 的距离为 22 2 0.4 22 5 v xmm a ， 选项 C 正确； 导线框进入磁场的过程中产生的 热量为 0 22sin30 10 0.2 10 0.5 0.21QFLmgLJ，选项 D正确；故选 ACD. 点睛：此题关键是搞清线圈进入磁场的过程的受力情况以及能量转化情况；并且要记住一些经验公式，例 如安培力的公式 22 = B L v F R 安 以及电量的公式q R 总 等. 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题题第第 32 题为必考题，每

15、个试题考生都必题为必考题，每个试题考生都必 须做答。第须做答。第 33 题第题第 38 题为选考题，考生根据要求做答。题为选考题，考生根据要求做答。 9.用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验 桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 f50 Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小 车运动的加速度为a；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次 （1） 在验证“质量一定， 加速度a与合外力F的关系”时， 某学生根据实验数据作出了如图乙所示的aF

16、图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有_ A木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C砂桶和沙子总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即mM ） D砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M （2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点， 相邻两计数点间还有 4个点未画出，则小车运动的加速度a_ 2 m s.（结果保留 3位有效数字） （3）小车质量M一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车 加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间

17、的 11 am 关系图象如图丁所示，则小车的质量 M _Kg.（g=10m/s2） 【答案】 (1). BD (2). 2.00 (3). 0.4 【解析】 (1)图线不过原点且力为零时小车加速度不为零；所以木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） 图线末端发生了弯曲现象，是因为当砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M后，绳上拉力 小于砂桶和沙子的总重力 故答案为 BD (2) 相邻两计数点间还有 4 个点未画出，则两计数点间时间间隔0.10Ts 小车运动的加速度 2 22 22 11.99 10.01 7.986.023.962.0010 /2.00/ (3 )0.30 CFOC

18、 xx am sm s T (3) 设绳子拉力为T，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：mg Tma 对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：TMa 联立解得： mg a mM ，整理得： 111M aggm 由 11 am 关系图象可得： 0.50.1 100 M g ，解得：0.40Mkg 10.某实验小组为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验室备选了如下器材： A.电流表 A1，量程为 10mA，内阻 r1=50 B.电流表 A2，量程为 0.6A，内阻 r2=0.2 C.电压表 V，量程为 6V，内阻 r3约为 15k D.滑动变阻器 R，最大阻值为 15，最大允许电流为 2

19、A E.定值电阻 R1=5 F.定值电阻 R2=100 G.直流电源 E，电动势为 6V，内阻很小 H.开关一个，导线若干 I.多用电表一个 J.螺旋测微器、刻度尺 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，则金属丝的直径 D=_mm。 （2）实验小组首先利用多用电表粗测金属丝的电阻，如图乙所示，则金属丝的电阻为_。 （3）在如图丙所示的方框内画出实验电路的原理图。且图中所用器材必须标明对应的符号_。 （4）电压表的示数记为 U，所选用电流表的示数记为 I，则该金属丝电阻的表达式 x R _，(用 字母表示)。用刻度尺测得待测金属丝的长度为 L，则由电阻率公式便可得出该金属丝的电阻率。

20、【 答 案】 (1). 1.700 （ 1.698 1.702 均 算对 ） (2). 60 （58 62 均算 正确 ） (3). (4). 11 11 UIr R I rR 【详解】 （1）1金属丝的直径 D=1.5mm+0.01mm 20.0=1.700mm。 （2）2金属丝的电阻为 610=60； （3）3电路中可能达到的最大电流为: 6 0.1A 60 x E I R 则 A2量程过大，可以用已知内阻的电流表 A1与定值电阻 R1并联作为安培表；滑动变阻器用分压电路；因 电流表内阻已知，则采用安培表内接；电路如图； （4）4由电路图可知，通过 x R的电流为 1 1 () Ir I

21、R ，两端的电压为 1 UIr，则 11 1 1 11 1 () x UIr RUIr R Ir I rR I R 11.一质量为 B M 6kg的木板 B静止于光滑水平面上，质量为 A M 6kg的物块 A 放在 B的左端，另一质量 为 m=1kg的小球用长为 L=0.8m的轻绳悬挂在固定点 O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球， 小球在最低点与 A 发生正碰，碰后 A在 B 上滑动，恰好未从 B的右端滑出，在此过程中，由于摩擦 A、B 组成的系统产生的内能 E=1.5J，不计空气阻力，物块与小球可视为质点，g取 10m/s2，求： （1）小球与物块 A 碰撞前瞬间轻绳上的拉力 F的

22、大小。 （2）木板 B的最终速度 v是多大？ （3）若 AB之间的动摩擦因数 =0.1，则 A 从 B的左端滑到右端所用时间 t是多少？ 【答案】(1)30N (2) 0.5m/s (3) 0.5s 【详解】 （1）设小球下摆至最低点时，速度的大小为 v0,则小球下摆的过程根据动能定理有 2 0 1 2 mgLmv 到达最低点时有 2 0 v Fmgm L 解得 30F N （2）木块 A在木板 B 上滑行的过程,A、B组成的系统动量守恒,设 A 与小球碰后的瞬时速度为 v1，AB最终 共同运动的速度为 v ,由动量守恒定律得 1 () AAB M vMMv 由能量守恒守恒有 22 1 11

23、() 22 AAB EM vMMv 解得 v =0.5m/s，v1=1m/s （3）对 A 由动量定理有 1 AAA M gtM vM v 解得： t=0.5s 12.如图所示，倾角 =37 的绝缘斜面底端与粗糙程度相同的绝缘水平面平滑连接。整个装置处于场强大小 为 E,方向水平向右的匀强电场之中。今让一个可视为质点的带电金属块，从斜面顶端由静止开始下滑，已 知在金属块下滑到斜面底端的过程中动能增加了6 k EJ，金属块克服摩擦力做功 Wf =14J，重力做功 WG=24J，设在整个运动过程中金属块的带电量保持不变。 （取 g=10m/s2；sin37 =0.6,cos37 =0.8）求： （

24、1）在上述过程中电场力所做的功 W电； （2）滑块与斜面之间的动摩擦因数 ； （3）若已知匀强电场的场强 E=5 105V/m，金属块所带的电量 q= 1 7 105C。则金属块在水平面上滑行的距 离 L2为多长？ 【答案】(1)-4J (2) =0.4 (3) 2m 【详解】 （1）滑块从斜面顶端下滑到斜面底端的过程中，由动能定理： Gf WW W电 k E 解得： W电=-4J 电场力做负功，说明金属块带正电。 （2）设斜面长度为 L1，滑块从斜面顶端下滑到斜面底端的过程中受力如图。 其中重力做功 G W mgL1sin37 =24 摩擦力做功为： f W （mgcos37 +Eqsin3

25、7 ）L1=14 电场力做功为： W电=-EqL1cos37 =-4 将联立解得： =0.4 （3）滑块从斜面底端向左滑行的过程中，有： 2 ( k mgEqLE ） 由联立解得： mg=8Eq 联立解得： L2=2m 13.下列说法正确的是（ ） A 物体吸收热量，其温度一定升高 B. 一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关 C. 做功和热传递是改变物体内能的两种方式 D. 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 E. 能量耗散是从能量转化角度反映出自然界中宏观过程具有方向性 【答案】BCE 【详解】A物体吸收热量，其温度不一定升高，例如 100的水吸收热量会变成 10

26、0的水蒸气，故 A错 误； B一定质量的理想气体，分子势能为零，则内能只与温度有关与体积无关，故 B 正确； C做功和热传递是改变物体内能的两种方式，故 C正确； D布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，故 D错误； E能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性，故 E正确； 故选 BCE. 14.如图所示，一水平放置的气缸，由截面积不同的两圆筒联接而成活塞 A、B用一长为 3l的刚性细杆连 接，B 与两圆筒联接处相距 l1.0 m，它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动A、B的截面积分别为 2 30 A Scm、 2 15 B Scm.A、B 之间

27、封闭着一定质量的理想气体两活塞外侧(A的左方和 B的右方)都是 大气， 大气压强始终保持为 0 P1.0 105 Pa.活塞B的中心连一不能伸长的细线， 细线的另一端固定在墙上 当 气缸内气体温度为 1 T540 K，活塞 A、B 的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为 1 F30 N. (1)现使气缸内气体温度由初始的 540 K缓慢下降，温度降为多少时活塞开始向右移动？ (2)继续使气缸内气体温度缓慢下降，温度降为多少时活塞 A 刚刚右移到两圆筒联接处？ 【答案】(1) 450 K (2) 270 K 【详解】(1).设气缸内气体压强为 p1，F1为细线中的张力，则活塞 A、B 及细杆这个

28、整体的平衡条件为： p0SA-p1SA+p1SB-p0SB+F1=0 解得：p1=p0+ 1 AB F SS =1.2 5 10 a p 只要气体压强 p1p0，细线就会拉直且有拉力， 活塞就不会移动.当气缸内气体等容变化， 温度下降使压强降 到 p0时，细线拉力变为零，再降温时活塞开始向右移动，设此时温度为 T 2,压强为 p2=p0，由查理定律： 1 1 p T = 2 2 p T ，代入数据得：T2=450K. (2).再降温细线松了，要平衡必有气体压强：p=p0，是等压降温过程，活塞右移，气体体积相应减少，当 A 到达两圆筒连接处时，温度为 T3，由盖-吕萨克定律： 2 2 V T =

29、 3 3 V T ， 2 2 AB S lS l T = 3 3 B S l T ，代入数据 得：T1=270K. 15.下列说法正确的是（ ） A. 光由一种介质进入另一种介质时频率不变 B. 机械波在介质中传播的速度与波的频率有关 C. 电磁波和机械波都需要通过介质传播 D. 根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波 E. 当声源和观察者背向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率 【答案】ADE 【详解】A光由一种介质进入另一种介质时频率不变，故 A正确； B机械波在介质中传播的速度与波的频率无关，故 B错误； C电磁波不需要通过介质传播，故 C错误； D根据麦

30、克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波是横波，故 D正确； E根据多普勒效应，当声源和观察者背向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，故 E 正确。 故选 ADE. 16.如图所示，直角三角形 ABC 为一玻璃三棱镜的横截面其中A=30 ，直角边 BC=a在截面所在的平面 内， 一束单色光从 AB 边的中点 O射入棱镜， 入射角为 i 如果 i=45 ， 光线经折射再反射后垂直 BC边射出， 不考虑光线沿原路返回的情况(结果可用根式表示) (i)求玻璃的折射率 n ()若入射角 i在 090 之间变化时，求从 O 点折射到 AC边上的光线射出的宽度 【答案】(i) 2 (i

31、i) 31 4 a 【分析】 正确画出光路图，根据几何关系找到入射角和折射角求出折射率，再根据全反射的条件求解从 O 点折射到 AC 边上的光线射出的宽度 【详解】(i)设光线进入棱镜是的折射角为 r，如图 1所示， 由几何关系可知30r 根据折射定律可求得 sin 2 sin i n r ()设光线进入棱镜在 AC面发生全发射时的临界角为 C， 1 sinC n 解得：45C 如图 2 所示，当0r 时，关系进入棱镜在 AC面的入射点计为 P，随着入射角的增大，光线在 AC 面的入 射点由移，入射角增大，入射角等于 C 时发生全发射，此时入射点计为 Q，所以在 AC面上 PQ之间有光线 射出 由几何关系知 2 a OP ，作 OD 垂直 AC，则 3 sin60 4 ODOPa 1 cos60 4 DPOPa 3 tan454 OD DQa 所以 AC边三有光线射出的宽度 31 4 PQDQDPa 故本题答案是：(i) 2 (ii) 31 4 a 【点睛】对于光路图的题目来说，最主要的是正确画出光路图，在借助几何关系求解