【物理】安徽省肥东县高级中学2020届高三6月调研考试(解析版)

安徽省肥东县高级中学2020届高三6月调研考试试卷
14.用如右图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。

图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知
A. 单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大
B. 单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大
C. 单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小
D. 单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小
15.如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为1F，绳OB与绳OA成α=，拉力大小为2F。

将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角α始120
终不变，且物体始终保持静止状态。

则在旋转过程中，下列说法正确的是
A.1F逐渐增大
B.1F先增大后减小
C.2F先增大后减小
D.2F先减小后增大
16.航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机，被喻为“舰载机生命线”。

如图所示为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合。

某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索的合力大小为F。

不考虑阻拦索、滑轮的质量及摩擦，则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为
A.3F
B.33F
C.F
D.3F
17.如图所示，ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，a 、b 、c 、d 位于同一圆周上，a 点为圆周的最高点，d 点为最低点。

每根杆上都套着一个完全相同的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a 、b 、c 点无初速释放，下列关于它们下滑到d 过程的说法中正确的是
A.沿cd 细杆下滑的滑环用时最长
B.重力对各环的冲量中a 的最小
C.弹力对各环的冲量中c 的最大
D.合力对各环的冲量大小相等
18.北京时间2019年4月10日，人类历史上首张黑洞“照片”（如图）被正式披露，引起世界轰动；2020年4月7日“事件视界望远镜（EHT ）”项目组公布了第二张黑洞“照片”，呈现了更多有关黑洞的信息。

黑洞是质量极大的天体，引力极强。

一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为视界。

例如，发生在黑洞里的事件不会被黑洞外的人所观察到，因此我们可以把黑洞的视界作为黑洞的“边界”。

在黑洞视界范围内，连光也不能逃逸。

由于黑洞质量极大，其周围时空严重变形。

这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，有一部分光会落入黑洞中，但还有另一部分离黑洞较远的光线会绕过黑洞，通过弯曲的路径到达地球。

根据上述材料，结合所学知识判断下列说法正确的是
A.黑洞“照片”明亮部分是地球上的观测者捕捉到的黑洞自身所发出的光
B.地球观测者看到的黑洞“正后方”的几个恒星之间的距离比实际的远
C.视界是真实的物质面，只是外部观测者对它一无所知
D.黑洞的第二宇宙速度小于光速c
19.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足
I
B k
r
=(其中k为比例系数，I
为电流强度，r为该点到直导线的距离)。

现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。

已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是
A. 电流的大小关系为I1=2I2
B. 四根导线所受的磁场力均为零
C. 正方形中心O处的磁感应强度为零
D. 若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向
20.如图所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，处于原长状态。

现有一小球以初速度
v落在弹簀上端，某同学以初始时弹簧上端的位置为坐标原点，向下为坐标轴的正方向，作出了小球下落过程中所受合力F与下落位移x的关系图像，其中小球下落至最低点时x=12cm，重力加速度g取10m/s2。

根据图像可知
A.小球的质量m=2 kg
B.小球的初速度
01.2
v=
C.小球下落过程中的最大速度 1.4
m
v m/s D.最低点时，弹簧的弹性势能E p=0.36J
21.如图所示为一种质谱仪的示意图，其由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射的电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是
A. 极板M比极板N的电势高
B. 加速电场的电压U＝ER
C. 直径
D. 若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷
22. （6分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。

经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。

根据所学的知识回答下列问题：
(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；
(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；
(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；
(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为1t∆、2t∆，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。

23. （9分）某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻。

(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)。

将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差。

(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V。

(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为R A=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω。

24. （12分）如图所示，水平地面放置A和B两个物块，A的质量m1＝2kg，B的质量m2＝lkg，物块A、B与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.5。

现对物块A施加一个与水平成37°角的外力F，F＝10N，使A由静止开始运动，经过12s物块A刚好运动到物块B处，A物块与B物块碰前瞬间撤掉外力F，A与B碰撞过程没有能量损失，设碰撞时间很短，A、B 均可视为质点，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

求：
（1）计算A与B碰撞前瞬间A的速度大小；
（2）若在B的正前方放置一个弹性挡板，物块B与挡板碰撞时没有能量损失，要保证物块A和B能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过多大？
25. （20分）如图甲是一种利用磁场偏转的粒子收集装置原理图。

两块磁铁前后平行垂直水平面放置，收集板位于两块磁铁之间，平行于上下底面从高到低依次放置，所有收集板的右端在同一竖直面上，收集板长度从高到低依次变大，因而左端位置不同。

已知两磁铁之间的长方体空间内存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B =0.1T 。

一个粒子源被固定在其底面上，粒子源竖直向上发射出质量为263.210m -=⨯kg 、电荷量绝对值为191.610q -=⨯C 、动能不同的粒子，这些粒子进入磁场后，在磁场的作用下运动，并打到右侧的多片收集板上（如图乙中D 1、D 2、D 3所示）。

收集板D 1刚好与粒子出射点在同一高度，已知收集板D 1、D 2、D 3收集的最小粒子动能分别为31 1.010D E =⨯eV 、3
2 4.010D E =⨯eV 、339.010D E =⨯eV 。

粒子击中收集板后有一定比例反射，反射前后粒子速度方向与收集板平面的夹角大小不变，反射速度最大值为撞击前速度的k =0．6倍。

重力及粒子间的相互作用忽略不计。

（1）试判断粒子的电性，并写出粒子在磁场中运动的半径r 与动能E k 的关系式（用q ，m ，B 表示）；
（2）计算D 1板左端到粒子源的水平距离s 1，并讨论要使得能量在E D1与E D2之间的粒子最终全部被D 1吸收，D 1板至少多长（左端到右端的距离）；
（3）为了使粒子在撞击收集板反弹后不会碰到其他收集板，D 2、D 3到D 1竖直距离的最小值分别为多少？并算出此时D 2的左端到粒子源的水平距离s 2。

(1)(5分) 热学中有很多图像，对下列一定质量的理想气体图像的分析，下列说法中正确的是________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分)
A．甲图中理想气体的体积一定不变
B．乙图中理想气体的温度一定不变
C．丙图中理想气体的温度一定不变
D．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程
E．戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度
（2）（10分）.如图所示，U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，外界大气压为76cmHg。

若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30cm，则此时左管内气体的温度为多少？
(1) (5分)如图所示，O为一上下振动的波源，振幅为2cm，振动频率为10Hz，产生的简谐横波以4m/s的速度同时向左、右方向传播。

已知A、B两质点到O点的水平距离分别为OP=1.9m、OQ=2.2m，下列说法正确的是________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分)
A.这列波的波长是20cm
B.A、B两质点不可能同时到达平衡位置；
C.当A质点处于波峰时，B质点恰好处于波谷
D.A、B均开始振动后，0.2s内两质点的路程均为16cm
E.当O质点刚过平衡位置时，A、B两质点振动方向一定相同
(2) (10分).如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°。

一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。

（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。

求此时AB边上入射角的正弦。

【参考答案】
14.B
【解析】a 、c 两光照射后遏止电压相同，根据，可知产生的光电子最大初动能相等，可知a 、c 两光的频率相等，光子能量相等，由于a 光的饱和电流较大，则a 光的强度较大，单色光b 照射后遏止电压较大，根据
，可知b 光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程
得，b 光的频率大于a 光的频率，故ACD 错误，B 正确；
故选B.
15.A
【解析】对结点O 受力分析，并合成三角形如图
根据图示可知顺时针转动前（实线）到转动后（虚线）过程中，1F 一直增大，2F 一直减小，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

16.B
【解析】设绳子拉力为T ，根据合力与分力的关系可知
o 2cos30T F =
可得绳子拉力大小
33T F = 每个活塞受力相同，对活塞进行受力分析，可知
o 32cos 60F T F ==合 B 正确，ACD 错误。

故选B 。

17.C
【解析】A ．物体从同一竖直圆上各点沿不同的光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等，如图
即等时圆模型，小球下滑过程均满足
212cos cos 2
R g t θθ=
⋅ 解得 2R t g
=根据等时圆模型可知三个滑环下滑的时间均相等，A 错误；
B ．三个滑环重力相等，根据冲量I Ft =可知重力对各环的冲量大小相等，B 错误；
C ．假设光滑细杆与ad 的夹角为θ，受力分析可知滑环所受弹力为
sin N mg θ=
cd 杆与ad 的夹角最大，所以弹力最大，根据冲量的定义可知弹力对各环的冲量中c 的最大，C 正确；
D ．根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量，根据机械能守恒定律
212
mgh mv = 解得
2v gh 可知从a 滑到底端的滑环速度最大，合外力的冲量最大，D 错误。

故选C 。

18.B
【解析】A.由于黑洞是质量极大的天体，引力极强，因此其第一宇宙速度大于光速，所以黑洞自身发的光不能向外传输，黑洞“照片”明亮部分是被黑洞挡着的恒星发出的部分光，故选项A 错误；
B.由于部分离黑洞较远的光线会绕过黑洞，通过弯曲的路径到达地球，所以地球观测者看到的黑洞“正后方”的几个恒星之间的距离比实际的远，故选项B 正确；
C.一个事件刚好能被观察到的那个时空界面称为视界，因此对于视界的内容可以通过外部观测，故选项C 错误；
D.因为黑洞的第一宇宙速度大于光速，所以第二宇宙速度一定大于光速，故选项D 错误。

19.ACD
【解析】A 、将导线BCD 在导线A 处的磁场，如图所示：
根据题意A 导线的磁场力为零，则A 处的合磁场为零，即： 2122I k
k L L
=，则： 122I I =，故选项A 正确；
B 、同理将各点的磁场都画出了，可以判断B 、D 导线处的合磁场不为零，故磁场力不为零，故选项B 错误；
C 、将各导线在O 点的磁场画出，如图所示：
由于A 、C 导线电流相等而且距离O 点距离相等，则'1A C B B =
同理： ''B D B B =，即正方形中心O 处的磁感应强度为零，故选项C 正确；
D 、若移走A 导线，则磁场'A B 不存在，由于''B D B B =，则此时在O 点的磁场只剩下导线C
的磁场，而且导线C 点磁场方向沿OB 方向，即中心O 处的磁场将沿OB 方向，故选项D
正确。

20.BD 【解析】A ．初始位置时，弹簧的弹力为零，合力就是小球重力，因此小球质量为0.2kg ，A 错误； BD ．弹簧压缩4cm 时，弹簧的弹力等于小球重力，根据
kx mg =
可得弹簧的劲度系数
50N/m k =
在压缩x =12cm 时小球速度减为零，这个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒 2201122
kx mv mgx =+ 整理得，初速度
0 1.2m/s v =
此时最大弹性势能最大，为
210.36J 2
kx = BD 正确；
C ．弹簧压缩x 1=4cm 时，加速度减小到零，速度达到最大值，根据机械能守恒定律 222011m 111222
mv mgx kx mv +=+ 代入数据，解得
1.6m/s m v =
C 错误。

故选B
D 。

21.AD
【解析】试题带电粒子要打到胶片Q 上，根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电，在加速电场能够得到加速，则极板M 比极板N 电势高，A 对；在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即，再根据可知，B 错；带电粒子垂直进入磁分析器，直径PQ=2R ，C 错；若一群离子从静止开始经过上述过程都
落在胶片上同一点，即半径相同，根据和可知，，即只与带电粒子的比荷有关。

22.取下 左 远大于 0.555 222211112mgL Md t t ⎛⎫=- ⎪∆∆⎝⎭
【解析】 (1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。

(2)[3]只有当M 远大于m 时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M 远大于m 时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。

(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm ，游标尺示数为
11×0.05mm=0.55mm
则挡光片的宽度
d =5mm+0.55mm=5.55mm
即为0.555cm 。

(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即 W =mgL
小车通过光电门1时的速度
11
d v t =∆ 小车通过光电门2时的速度
22
d v t =∆ 小车通过两光电门的过程中动能的变化量
222k 21222111111222E Mv Mv Md t t ⎛⎫∆=-=- ⎪∆∆⎝⎭ 验证动能定理的关系式应为
222211112mgL Md t t ⎛⎫=- ⎪∆∆⎝⎭
23.A b B 1.5 B 4
【解析】 (1)单刀双掷开关合向a 时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比
真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测得的内阻比真实值大，因此单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象是A；(2)图线B测得的电动势没有系统误差，更准确，其值为1.5V，由于图线B测得的内阻值实际为电源内阻与电流表的内阻之和，因此误差较大，因此由图线A求得的电源内阻值更准确；
(3)若测出电流表的内阻，则利用图B测得的内阻更准确，由此求得电源的内阻为。

24.(1) 6m/s (2) L不得超过3.4m
【解析】（1）设A与B碰前速度为，由牛顿第二定律得：
解得：
则速度③
（2）AB相碰，碰后A的速度，B的速度
由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
联立解得：、
对A用动能定理得：
解得：
对B用动能定理得：
解得：
物块A和B能发生第二次碰撞的条件是，解得
即要保证物块A和B能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过3.4m 25.【解析】（1）粒子在垂直纸面向内的磁场中向右偏，由左手定则判断，粒子带负电,洛伦
兹力提供向心力
2
mv qvB r
= 动能212
k E mv =，得
r =（2）由上小题知
1r =112s r =
代入数据得
10.4s =m
打到D 1的最大动能的临界是32 4.010D E =⨯eV ，其对应的半径20.4r =m
因此其第一次在D 1上的落点到粒子源的距离为
1
220.8m s r '== 这些粒子中反弹的粒子速度最大为原来的k 倍，故半径为原来的k 倍
因此这些反射的粒子不断的向右以半圆的轨迹运动，半径按k 倍减小，经无穷多次碰撞后，粒子到粒子源的距离
21
11112m 1S s ks k s s k
''''=+++⋯==- 因此D 1的板长至少为 11 1.6m L S s =-=
（3）粒子在D 1板中碰撞后反弹，到达的最大高度为
120.24m r d k ==
此即D 2板距D 1板的最短距离。

如图所示，由三角形知，底边长为0.32m ，D 2左端点到粒子源的距离
20.40.320.72m s =+=
打在D2板上速度最大的粒子，恰好经过D3板左边缘，其半径为30.36m
r=
打在D2板上反射后，其半径变为230.36m
r kr
'==
其轨迹最高点到向上最大距离d2可由两相似三角形关系表示，即
31
222
r d
r r d
=
''-
解得20.216m
d=；
故D3板到D1板的距离至少为
12
0.456m
d d
+=
33.（1）ACE
【解析】根据理想气体状态方程可知，甲图中理想气体做等容变化，所以体积一定不变，故A正确；若温度不变，P-V图象应该是双曲线的一支，B图不一定是双曲线，故B
错误；根据理想气体状态方程可知，丙图中理想气体做等温变化，所以温度一定不变，故C正确；丁图中理想气体从P到Q，经历了温度先升高后降低的过程，故D错误；温度升高分子平均动能增大，平均速率增大，所以图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，故E正确。

所以ACE正确，BD错误。

（2）.420K
【解析】以封闭气体为研究对象，设左管横截面积为2S ，当左管封闭的气柱长度变为30cm 时，左管水银柱下降4cm ，右管水银柱上升8cm ，即两端水银柱高度差为
24cm h '=
根据题意得
1126252V L S S S ==⨯=
10176cmHg 36cmHg 40cmHg p p h =-=-=
1280K T =
2076cmHg 24cmHg 52cmHg p p h =-'=-=
2230260V L S S S ==⨯=
由理想气体状态方程
112212
p V p V T T = 代入数据解得
2420K T =
即左管内气体的温度为420K 。

34.（1）BDE
【解析】A ．这列波的波长是
4=m=0.4m 10
v f λ= 选项A 错误；
BC ．因为OP =1.9m=434
λ、OQ =2.2m=512λ，则A 、B 两质点不可能同时到达平衡位置，且当A 质点处于波峰时，B 质点恰好处于平衡位置，选项B 正确，C 错误；
D ．因T =0.1s ，则A 、B 均开始振动后，0.2s 内两质点的路程均为8A =16cm ，选项D 正确；
E ．若当O 质点刚过平衡位置时向上振动时，则A 质点从波峰位置向下振动，B 质点从平衡位置向下振动；若当O 质点刚过平衡位置时向下振动时，则A 质点从波谷位置向上振动，B 质点从平衡位置向上振动；则A 、B 两质点振动方向一定相同，选项E 正确。

故选BDE 。

（2）.（1）3；（2）sin i '=32- 【解析】（1）光路图及相关量如图所示。

光束在AB 边上折射，由折射定律得
sin sin i n α
=① 式中n 是棱镜的折射率。

由几何关系可知
α+β=60°②
由几何关系和反射定律得
=B ββ'+∠③
联立①②③式，并代入i =60°得
3
（2）设改变后的入射角为i '，折射角为α'，由折射定律得
sin sin i α''
=n ⑤ 依题意，光束在BC 边上的入射角为全反射的临界角c θ，且
sin c θ=1n
⑥ 由几何关系得
c θ=α'+30° ⑦
由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为
sin i '32-
为：y=-5cm。