安徽省定远中学东校区2020届上学期高三综合能力测试物理部分

定远中学东校区2019届高三综合能力测试物理部分二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第14-17题只有一项符合题目要求，第18-21题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。

14．伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至0，如图所示。

伽利略设计这个实验的目的是说明()
A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒
C．维持物体做匀速直线运动并不需要力
D．如果物体不受到力，就不会运动
15．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是()
16．如图所示，
1210
R R
==Ω，R为可变电阻，C为电容器，V为理想电压表，增大R的阻值时，（）
A．C所带电荷量减小B．C所带电荷量始终为0
C．V的示数增大D．V的示数不变
17．过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序
幕。

“51peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1
20，该中心恒星
与太阳的质量比约为()
A.1
10B．1
C．5 D．10
18．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。

将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是()
A．绳对人的冲量始终竖直向上
B．人的动量先增大后减小
C．绳对人的拉力始终做负功
D．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大
19．两带电油滴在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B正交的空间被竖直平面内的匀速圆周运动，如图所示，则两油滴一定相同的是()
A．带电性质B．运动周期
C．运动半径D．运动速率
20．如图，均匀带负电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，若环a绕中心点O在其所在平面内顺时针加速旋转，下列说法正确的是()
A．环b中产生顺时针方向的感应电流
B．环b中产生逆时针方向的感应电流
C．环b有收缩趋势
D．环b有扩张趋势
21．关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是()
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第22-25题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33-34题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共47分）
22．（6分）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。

弹簧测力计固定在一合适的木块上，水平桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接。

在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出间距d。

开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。

再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F，
然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t。

(1)木块的加速度可以用d、t表示为a＝________。

(2)改变瓶中水的质量，重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F的关系。

下列图象能表示该同学实验结果的是________。

(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________。

A．可以改变滑动摩擦力的大小
B．可以更方便地获取更多组实验数据
C．可以更精确地测出摩擦力的大小
D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
24．（9分）某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱。

干电池的工作电流不宜超过0.5 A。

实验室提供的器材如下：电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)；开关、导线若干。

甲
(1)请根据图甲的电路在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路。

乙
(2)实验时，改变电阻箱R 的值，记录电压表的示数U ，得到若干组R 、U 的数据。

根据实验数据绘出如图丙所示的1U -1
R
图线。

由图象得出电池组的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω。

丙
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是( ) A ．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差 B ．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差 C ．本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差
D ．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差。

24．（14分）如图所示，质量M ＝2 kg 的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m ＝1 kg 的小球通过长L ＝0.5 m 的轻质细杆与滑块上的光滑轴O 连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O 轴自由转动，开始轻杆处于水平状态。

现给小球一个竖直向上的初速度v 0＝4 m/s ，g 取10 m/s 2。

(1)若锁定滑块，试求小球通过最高点P 时对轻杆的作用力大小及方向。

(2)若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。

(3)在满足(2)的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。

25．（18分）．某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。

在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为4
9π，磁场均沿半径方向。

匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝l 、bc ＝ad ＝2l 。

线圈以角速度ω绕中心轴
匀速转动，bc 和ad 边同时进入磁场。

在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直。

线圈的总电阻为r ，外接电阻为R 。

求：
(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m ； (2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F ； (3)外接电阻上电流的有效值I 。

选考题：共15分。

请考生从给出的2道题中任选一题作答。

如多做，则按所做的第一题计分。

33．[选修3-3](15分)（1）(5分)下列说法正确的是( )
A ．影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
B ．有些与热现象有关的宏观自然过程是可逆过程
C ．在油膜法估测分子直径的实验中，在水面上撒痱子粉，是为了可以清楚看出油膜的轮廓
D ．液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体具有各向异性
E ．温度高的物体分子平均动能和内能一定大
(2) (10分)某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热汽缸，把它放在大气压强为P 0＝1 atm 、温度为t 0＝27 ℃的环境中自然冷却。

该汽缸内壁光滑，容积为V ＝1 m 3，开口端有一厚度可忽略的活塞。

开始时，汽缸内密封有温度为t ＝447 ℃、压强为p ＝1.2 atm 的理想气体，将汽缸开口向右固定在水平面上，假设汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。

(ⅰ)求活塞刚要向左移动时，汽缸内气体的温度t 1； (ⅱ)求最终汽缸内气体的体积V 1；
(ⅲ)在整个过程中，汽缸内气体对外界做功还是外界对气体做功？汽缸内气体与外界传递的热量和气体内能的减少量的大小关系是怎样的？
34．[选修3-4](15分)（1）(5分)如图所示，真空中有一个半径为R 、质量分布均匀的玻璃球。

频率为f 的激光束在真空中沿直线BC 传播，在C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D 点经折射进入真空中，已知∠COD ＝120°，玻璃球对该激光的折射率为3，则下列说法中正确的是(设c 为真空中的光速)( )
A ．激光束的入射角i ＝60°
B ．改变入射角i 的大小，激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C ．光子在射入玻璃球后，频率变小
D ．此激光束在玻璃中的波长为
3c
3f
E ．从C 点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为23R
c
（2）(10分)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播，波速均为v ＝25 cm/s 。

两列波在t ＝0时的波形曲线如图所示。

求：
(1)t ＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm 的所有质点的x 坐标；
(2)从t ＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的质点的时间。

物理部分答案
二、选择题
14．C 15．B 16．D 17．B 18． ABC 19． AB 20． AD 21． ABC 22． (1)2d
t 2 (2)C (3)BC
24． (1)如图
(2)2.86(2.85～2.87均可) 6.07(6.06～6.08均可) (3)CD 24． 解： (1)设小球到达最高点速度为v P ，由机械能守恒知
12mv 20＝mgL ＋12mv 2P
，代入数据解得v P ＝ 6 m/s 设小球在最高点时杆对球的作用力大小为F ，方向竖直向下，则F ＋mg ＝m v 2P L
代入数据得F ＝2 N 。

由牛顿第三定律知小球对轻杆的作用力大小为2 N ，方向竖直向上。

(2)若解除锁定，小球和滑块构成的系统水平方向动量守恒。

设小球通过最高点时速度为v m ，滑块速度为v M ，由动量守恒得
mv m ＝Mv M ①
由机械能守恒得 12mv 20＝12mv 2m ＋12Mv 2
M ＋mgL ② ①②式联立代入数据解得v m ＝2 m/s 。

(3)设小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离为x m ，滑块运动的距离为x M ，由系统水平方向动量守恒得，m v m －M v M ＝0③
③式两边同乘运动时间t
m v m t －M v M t ＝0④ 即mx m ＝Mx M ⑤ 又x m ＋x M ＝2L ⑥
⑤⑥联立代入数据求解得：x m ＝2
3 m 。

25． 解： (1)bc 、ad 边的运动速度v ＝ωl
2
，
感应电动势E m ＝4NBlv 解得E m ＝2NBl 2ω。

(2)电流I m ＝
E m
r ＋R
，安培力F ＝2NBI m l 解得F ＝4N 2B 2l 3ω
r ＋R。

(3)一个周期内，通电时间t ＝4
9
T
R 上消耗的电能W ＝I 2m Rt 且W ＝I 2
RT
解得I ＝4NBl 2ωr ＋R。

答案： (1)2NBl 2
ω (2)4N 2B 2l 3ω
r ＋R (3)4NBl 2ω
r ＋R
33．（1）ACD
(2) 解： (2)(ⅰ)气体做等容变化，由查理定律得： p T ＝p 0
T 1
，而T ＝(447＋273) K 得T 1＝600 K ，故t 1＝327 ℃。

(ⅱ)由理想气体状态方程得： pV T ＝p 0V 1
T 0
所以V 1＝0.5 m 3
(ⅲ)气体体积减小，外界对气体做的功W >0；理想气体温度降低，其内能减小，内能的增量ΔU <0，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得Q ＝ΔU －W ，即汽缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量。

34．（1）ADE
（2）解： (1)两列波的振幅均为8 cm ，故偏离平衡位置位移为16 cm 的质点应为两列波的波峰相遇处的质点。

根据波形图可知，甲、乙的波长分别为 λ乙＝60 cm ，λ甲＝50 cm
则甲、乙两列波的波峰坐标分别为
x 甲＝(50＋k 1×50 cm) (k 1＝0、±1、±2、±3、…) x 乙＝(50＋k 2×60 cm) (k 2＝0、±1、±2、±3、…) 综上分析，所有波峰和波峰相遇的质点x 坐标应为
x ＝(50＋300n ) cm (n ＝0、±1、±2、±3、…)
(2)偏离平衡位置位移为－16 cm 对应为两列波的波谷相遇。

t ＝0时，波谷之差Δx ＝⎝⎛⎭
⎫50＋2n 1＋12×60－
⎝⎛⎭
⎫50＋2n 2＋12×50
整理可得Δx ＝10(6n 1－5n 2)＋5 波谷之间最小的距离为Δx ′＝5 cm 两列波相向传播，相对速度为2v ＝50 cm/s 所以出现偏离平衡位置位移为－16 cm 的最短时间 t ＝Δx ′
2v
＝0.1 s。