2020届天一大联考皖豫联盟体高三12月联考物理试题及答案解析

2020届天一大联考皖豫联盟体高三12月联考物理试题题号 一 二 三 四 总分 得分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息； 2．请将答案正确填写在答题卡上。

第I 卷（选择题）评卷人 得分一、单选题1．可控热核反应是指在高温下使较轻元素的原子核发生的可控制的聚变反应过程，有望在未来给人类提供洁净的能源。

以32He （氦3）为核聚变燃料的一种核聚变反应的方程式为33142212He He H He x +→+，则下列关于32He 聚变的说法正确的是（ ）A ．1x =B ．42He 的比结合能比32He 的比结合能大 C ．聚变反应中没有质量亏损D ．目前，各国核电站都采用32He 聚变反应发电2．如图所示，质量为m 的物块受水平恒力的作用在光滑的水平面上做曲线运动强过时间t 从M 点运动到N 点，速度大小由v 变为3v ，速度方向恰好改变了90°。

则（ ） A ．恒力的大小为mvtB ．从M 点到N 点的运动或程中，恒力先做正功后做负功C ．从M 点到N 点的运动过程中，物块的机械能增加了2mvD ．从M 点到N 点的运动过程中，物块的机械能一直增大3．平直公路上同向行驶的A 、B 两辆汽车相距0100m x =，A 车在前，B 车在后。

行驶过程中因公路前方出现突发状况，A 车紧急刹车。

以A 车刹车时作为计时起点，A 、B 两车运动的v t -图象如图所示，则（ ）A ．运动过程中A 、B 两车会在3s 末相遇 B ．运动过程中A 、B 两车会在9s 末相遇C ．运动过程中A 、B 两车不会相遇，且两车间的最短距离为10mD ．运动过程中A 、B 两车不会相遇，且两车间的最短距离为55m4．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为9:1，原、副线圈分别接有灯泡L 1、L 2和L 3，其中L 1上标有“6V 6W ”的字样，在L 2、L 3两个灯泡的铭牌上只能看到“6V ”的字样，但知道L 2、L 3是完全相同的灯泡。

变压器的输入端连接有效值恒定的交流电源，当开关S 断开时，灯泡L 1、L 2正常发光，假设灯泡的电阻不随温度变化，则（ ）A ．交流电源电压的有效值为6VB ．灯泡L 2、L 3的额定功率也为6WC ．开关S 闭合，L 1将变暗D ．开关S 闭合，L 1可能被烧坏5．如图所示，a 、b 、c 为地球的三颗卫星，它们均沿逆时针方向绕地球做匀速圆周运动，其中a 、b 的轨道半径为1r ，c 是地球同步卫星，轨道半径为2r 。

图示时刻b 、c 恰好相距最近，已知地球半径为R ，自转周期为T ，则下列说法正确的是（ ） A ．卫星a 加速可以追上卫星b B ．卫星a 、b的运行周期为2211r r T r r C ．地球表面的重力加速度为2224r T πD ．从图示位置到b 、c 再次距离最近，需要的时间为是112211r r T r r r r -6．从同一竖直线上的不同高度处以大小不同的初速度水平抛出一个质量为m 的小球，并且使小球都能落在水平地面上的同一点。

已知落点到竖直线的水平距离为L 0，重力速度为g ，若不计空气阻力，则小球落地时的最小动能为（ ） A ．012mgL B ．0mgl C ．02mgL D ．04mgl7．如图所示，在绝缘水平面的P 点有一固定带正电小球Q （可视为点电荷），另一带正电小球q （可视为点电荷）从O 点以初速度0v 向P 点运动，已知运动过程中两小球没有接触且q 返回时仍能经过O 点，小球所受摩擦力恒定。

若以O 点为坐标原点建立坐标轴Ox ，则在小球q 往返运动的过程中，下列图象能反映小球q 的动能随其位移变化关系的是（ ）A ．B ．C ．D ．二、多选题8．如图所示，物块A 套在光滑的水平横杆上，其下方用长为L 的轻质细线连接一个质量为m 的小球B ，系统处于静止状态。

现用水平恒力拉动小球B ，系统稳定运动时的加速度14a g =，细线与竖直方向的夹角为37α︒=；如果把物块A 套在粗糙的水平横杆上，用同样大小的水平恒力作用在小球B 上，系统恰好能沿水平杆做匀速运动。

已知重力加速度为g ，sin370.6︒=，cos370.8︒=，若不考虑空气的阻力，则系统沿水平横杆做匀速运动时（ ）A ．物块A 的质量大小也等于mB ．物块A 受到的摩擦力大小为mgC ．物块A 和粗糙横杆间的动摩擦因数为0.5D ．细线和竖直方向夹角为45° 9．如图所示，固定在竖直平面内的光滑半圆弧轨道ABC ，其最低点静止有质量为2m 的小球乙（可视为质点），另一质量为1m 的小球甲（可视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止释放，在轨道的最低点与小球乙发生弹性碰撞。

已知半圆弧轨道的半径为R ，直径AC 水平，则下列说法正确的是（ ）A ．要使碰撞后小球乙不离开轨道，小球甲的质量不得大于球乙的质量B ．无论小球甲的质量多大，小球乙都不能离开轨道C ．若两小球的质量相等，则小球乙恰好不能离开圆弧轨道D ．若小球甲的质量足够大，碰撞后小球乙上升的高度可以超过4R10．如图所示，竖直面MN 的两侧分别存在垂直纸面向里的匀强磁场1B 、2B （范围足够大），12B B >。

从MN 上的S 点向左侧磁场沿垂直MN 及磁场的方向发射一个带电粒子，不考虑粒子重力的影响，经过一段时间后粒子又回到了S 点。

则下列有关说法正确的是（ ）A ．如果只在纸面内改变带电粒子的速度方向，粒子一定可以回到S 点B ．如果只改变带电粒子的速度大小，粒子一定不能回到S 点C ．任意比荷的粒子以任意大小的速度从S 点向左射出都能回到S 点D ．只要磁感应强度满足12B B >，那么粒子一定能够回到S 点 11．下列关于分子的热运动和热力学定律的说法正确的是（ ） A ．生产半导体元件是在高温条件下通过分子扩散来完成的B ．从微观意义上讲，气体的压强大小与气体分子热运动的平均动能有关C ．凡是与热运动有关的宏观自然过程都是熵减少的过程D ．热力学第二定律实质是反映宏观自然过程方向性的规律，是一个统计规律E ．一定质量的理想气体膨胀对外做功，则分子平均动能一定减少12．如图1所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在0t =时刻的波动图象，P 、Q 是介质中两质点的平衡位置，3m P x =，10m Q x =；如图2所示为质点P 的振动图象，则下列关于该简谐横波的说法正确的是（ ）A．质点P的起振方向沿y轴正方向B．质点P的振动初相位为1 2πC．质点P的振动方程为32sin cm22y tππ⎛⎫=+⎪⎝⎭D．简谐横波的传播速度为1m/sE．经过时间t=11s，质点Q恰好处在波峰处第II卷（非选择题）三、实验题13．某同学利用如图1所的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。

（1）下列有关本实验的说法正确的是__________。

（填正确答案标号）A．应选用输出电压稳定性能好的直流电源B．应先接通电源再释放小车，纸带通过打点计时器后，要及时关闭电源C．开始实验之前，要平衡小车和木板之间的摩擦力D．处理纸带上数据时必须以打点计时器打的第一个点作为第一计数点E．在数据处理时，常用表格法和图象法（2）如图2所示是某同学在实验中得到的一条纸带，打点计时器工作电压的频率为50Hz ，0、1、2、3、4是计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距s 1=1.40cm 、s 2=1.89cm 、s 3=2.88cm 、s 4=3.39cm 、s 5=3.88cm 、s 6=4.37cm 。

请完成下列问题：（以下计算结果保留两位有效数字）①上图纸带中相邻的两个计数点之间的时间间隔T =_______s ； ②根据图中数据计算打下点4时的瞬时速度4v =_______m/s 。

③根据测得的各点的瞬时速度，作出速度随时间变化的图象如图3所示，由图象可知，小车的速度随时间________（填“是”或“不是”）线性变化；该纸带运动的平均加速度为_______2m/s 。

14．某实验小组要准确地测量一段阻值约为15Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率，实验室提供了以下器材：A ．电流表A 1（量程为6.0mA ，内阻110r =Ω）B ．电流表A 2（量程为1.0mA ，内阻245r =Ω）C ．电压表V （量程为3V ，内阻3r 约为3k Ω）D ．滑动变阻器R （最大阻值为100Ω，允许通过的最大电流为1A ）E ．定值电阻1100R =Ω、定值电阻2500R =Ω）F ．.直流电源（电动势 3.0V E =，内阻很小）G ．开关一个、导线若干H ．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1所示，则金属丝直径的读数为D =______mm 。

（2）为了尽可能精确地测量金属丝的电阻率，应选用图2中的电路____________（填字母代号）；用此电路测得该金属丝电阻的表达式____________（已知电表A1的示数为I1，A2的示数为I2，V的示数为U）。

A．B．C．D．（3）根据你所选择的电路图，用笔画线代替导线把所需的器材连接成实物图电路。

四、解答题15．如图1所示，固定在同一竖直平面内的光滑轨道ABC由半径为R1的半圆弧和半径为R 2的14圆弧组成，已知R 2 ＞R 1，R 1固定不变，R 2的大小可以调节。

一个可看成质点的小球自A 点由静止释放后，能够沿轨道运动到C 点，在轨道的C 点放有一个压力传感器，可测得小球对轨道的压力；改变半径R 2的大小，测得小球运动到C 点时对轨道的压力F 随R 2变化的图象如图2所示。

不计空气阻力，g 取10m/s 2，求： （1）小球的质量和轨道半径R 1的值； （2）小球能够通过最高点C 时，12R R 的最大值。

16．如图所示，间距为L 、足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨的左端接有阻值为R 的定值电阻，导轨自身电阻不计。

导轨所在的区域内存在着与轨道平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向竖直向上。

一根长为L 、电阻为r 、质量为m 的导体棒MN 垂直导轨放置在轨道的左端，且与导轨接触良好。

现用水平向右的恒力F 拉动导体棒，一段时间后导体棒的运动状态保持稳定，速度不再增加；之后在某时刻撤去拉力F ，已知从开始运动到撤去拉力，导体棒运动的位移为s ，导体棒运动的过程中始终与导轨垂直。

求：（1）导体棒稳定运动时的速度m v ；（2）在导体棒运动过程中，电阻R 产生的热量； （3）撤去拉力后，导体棒滑行的距离。

17．如图所示，质量m =4kg 、带电量32.410C q -=+⨯的小物块（可看作质点）沿粗糙绝缘的水平面向右做直线运动，以v 0=6m/s 的速度经过边界MN 进入一水平匀强电场区域。