【物理】福建省福州2020届高三下学期模考4理科综合物理试题版含答案

【关键字】物理
福州一中2016-2017学年高三下学期
理科综合模考4（物理）试题
全卷满分300分时限150分钟
可能需要的相对原子质量：H-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56
二、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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

14．在物理学的发展中，建立概念，总结规律都离不开一大批辛勤攀登科学高峰的物理学家们。

下面有关科学家的发现正确的是()
A．为了建立天体运动规律，开普勒利用自己的行星观测数据，建立了开普勒行星运动定律
B．为了描述物体的运动，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念
C．“某个量是守恒的”，把这个量叫做能量，这是牛顿有关能量的描述
D．“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容
15. 在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图象分别为图中直线a和曲线b，由图可知()
A．b车运动方向始终不变
B．在t1时刻a车与b车速度相同
C．t1到t3时间内a车与b车的平均速度相等
D．t1到t2时间内有一时刻两车的速度相同
16．如图所示，匀强磁场的磁感应强度。

单匝矩形线圈面积S=。

电阻不计，绕笔直于磁场的轴匀速转动。

线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表。

调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为1:2时，副线圈电路中标有“36V 36W”的灯泡正常发光。

以下判断正确的是()
A．电流表的示数为
B．矩形线圈产生电动势的最大值为18V
C．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为(V)
D．若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移
17．引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测。

1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。

如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动。

由于双星间的距离减
小，则()
A．两星的运动周期均逐渐减小
B．两星的运动角速度均逐渐减小
C．两星的向心加速度均逐渐减小
D．两星的运动速度均逐渐减小
18．将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好笔直击中篮板上A点，不计空气阻力。

若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球笔直击中A点，则可行的是()
A．增大抛射速度v0，同时减小抛射角θ
B．减小抛射速度v0，同时减小抛射角θ
C．增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0
D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度v0
19．如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P。

它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。

重力加速度大小为g。

设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()
A．B．C．D．
20．如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠竖直墙壁，右侧靠一质量为M2的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是( ) A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
B．小球在槽内运动的B至C过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统冲车方向动量守恒
C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
D．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒
21．如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R。

Ox轴平行于金属导轨，在0≤x≤的空间区域内存在着笔直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x（以m为单位）的分布规律为B=0.8－0.2x (T)。

金属棒ab在外力作用下从x=0处沿导轨运动，ab始终与导轨笔直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。

设在金属棒从x1=经x2=到x3=的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒( )
A．在x1与x3处的电动势之比为1∶3
B．在x1与x3处受到磁场B的作用力大小之比为3∶1
C．从x1到x2与从x2到x3的过程中通过R的电量之比为5∶3
D．从x1到x2与从x2到x3的过程中R产生的焦耳热之比为5∶3
第Ⅱ卷（非选择题共174分）
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。

第33题~第38题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（共129分）
22.（6分）某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和电源（填“交流”或“直流”)；
（2）实验主要步骤如下：
I．实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，启动电源，轻推小车，得到的纸带应该是(填“甲”或“乙”)；
II．小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程橡皮筋对小车做的功为W；
III．再分别改用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次释放小车时：除由静止释放外，还必须(填写相应实验条件），使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W；
IV．分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度vl、v2、v3……。

下图是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的部分进行测量；
V．作出W-v图象，则下列符合实际的图象是_________；
（3）若该小组实验时遗忘了上述步骤I操作的情况下也完成了整个实验，那么当小车速度最大时，橡皮筋处于状态。

（填“伸长”或“原长”）
23．(9分)
为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5V、内阻约500Ω),现提供下列器材：A．待测电源
B．电压表V(0~3 V，内阻约几千欧)
C．电流表A(10 mA，R A=10Ω)
D．电阻箱R0(0~9999.9Ω)
E．滑动变阻器R1(0~20Ω)
F．滑动变阻器R 2(0~1000Ω)
G．开关及导线
H．干电池若干节(内阻很小)
（1）实验中需要将电压表改装。

首先测定其内阻，某同学采用图甲所示的电路，电源为干电池组。

开关S闭合前，电阻箱R0的阻值应该调到_________ （选填“零”或“最大”）。

闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针满偏时，阻值为R01=2950Ω；当电压表指针半偏时，阻值为R02=8900Ω，则电压表内阻R V=_________Ω。

（2）采用图乙所示的电路测量电源电动势和内阻。

电阻箱R0与电压表串联构成量程为6V 的电压表，则R0=_________Ω；滑动变阻器应选_________ (选填“R1”或“R2”)。

（3）根据实验测得数据,作出电源路端电压U随电流I变化的图象如图丙所示，由图象可知E=_________V，r=_________Ω。

24．（12分）如图，直角坐标系xOy的y轴竖直向上，在整个空间区域内存在平行于xOy平面的匀强电场，在y < 0的区域内还存在垂直于xOy平面的匀强磁场。

现有一带正电的小颗粒，电荷量q=2×10-7 C，质量m=1.5×10-5 kg，从坐标原点O射出，射出时的初动能E0=1×10-4 J。

小颗粒先后经过P（0.5，0）、Q（0.3，0.4）两点，经过P点时动能为0.4E0，经过Q点时动能也为0.4E0。

重力加速度大小g取10 m/s2。

求
（1）O、P两点间的电势差U OP；
（2）匀强电场的场强E的大小和方向。

25．（20分）L1、L2为相互平行的足够长光
滑导轨，位于光滑水平面内．一个略长于
导轨间距，质量为M的光滑绝缘细管与导轨
垂直放置，细管可在两导轨上左右平动．细
管内有一质量为m、带电量为+q的小球，小
球与L导轨的距离为d．开始时小球相对细管速度为零，细管在外
力作用下从P1位置以速度v0向右匀速运动．垂直平面向里和向外的匀强磁场I、Ⅱ分别分布在L1轨道两侧，如图所示，磁感应强度大小均为B．小球视为质点，忽略小球电量变化．（1）当细管运动到L1轨道上P2处时，小球飞出细管，求此时小球的速度大小；
（2）小球经磁场Ⅱ第一次回到L1轨道上的位置为O，求O和P2间的距离；
（3）小球回到L1轨道上O处时，细管在外力控制下也刚好以速度v0经过O点处，小球恰好进入细管．此时撤去作用于细管的外力．以O点为坐标原点，沿L1轨道和垂直于L1轨道建立直角坐标系，如图所示，
B
d
P1 P2 O
L1
L2
y
x v0
磁场Ⅱ
磁场Ⅰ
Q
P
x/
y/
O
求小球和细管速度相同时，小球的位置(此时小球未从管中飞出)．
（二）选考题：共45分。

请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任
选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。

注意所选题目的题号
必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。

如果多做，则每学科按所
做的第一题计分。

33．【物理──选修3-3】（15分）
（1）（5分）下列有关热现象的叙述正确的是________。

（填正确答案标号，选对1个得2
分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．由于液体表面张力的作用，叶片上的小露珠呈现球形
B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C．生产雨伞时，应选择容易被水浸润的伞布，以便更好地防水
D．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
E．液晶的光学性质不随温度、外加电压等外界因素的变化而变化
（2）（10分）如图，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了
一定质量的气体（可视为理想气体）。

当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中。

此时水
的温度t1=7.0℃，筒内气柱的长度h1=14 cm。

已知大气压强p0=1.0×105 Pa，水的密度
ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2。

（i）若将水温缓慢升高至27℃，此时筒底露出水面的高度Δh为多少？
h1（ii）若水温升至27℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置，撤去该力后圆筒
恰能静止，求此时筒底到水面的距离H（结果保留两位有效数字）。

34． (15分)
（1）（5分）两列简谐横波I和Ⅱ分别沿x轴正方向和负方向传播，两列波的波速大小相等，
振幅均为5cm. t=0时刻两列波的图像如图所示，x=-lcm和x=lcm的质点刚开始振动．以下
判断正确的是_________（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．I、Ⅱ两列波的频率之比为2∶1
B．t=0时刻，P、Q两质点振动的方向相同
C．两列波将同时传到坐标原点O
D．两列波的波源开始振动的起振方向相同
E．坐标原点始终是振动加强点，振幅为l0cm
（2）（10分）如图，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，
轴线OO'垂直于水平桌面．位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO'，夹角
θ=60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B 点，已
知O'B=，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：（i）透明半球对该单色光的折射率n；
（ii）该光在半球体内传播的时间。

理综4参考答案
物理部分答案
14.B 15.C 16.C 17.A 18.C 19.AC 20.BD 21.BCD
22. （1）交流 （2）乙，伸长量（或形变量或长度）都相同；GK ；D （3）伸长（每空1分）
23． (1)最大 3000 (2)3000 R 2 (3)5， 490（第一空1分，其余2分）
24、（12分）解析（1）带电小颗粒从O 到P ，由动能定理有
0OP P qU E E =- ①（3分） 由①式得 300V OP U =- ②（2分）
（2）带电小颗粒从O 到Q ，由动能定理有 0OQ Q Q qU mgy E E -=- ③（3分）
由③式得0OQ U =，O 点与Q 点电势相等 （1分）
如图，由几何关系得
P 点到OQ 连线的距离d =0.4 m
④（1分）
根据匀强电场中场强与电势差关系得 750V/m PO U E d == ⑤（1分）
电场方向与OQ 连线垂直，沿左上方。

（1分）
25、（20分）
解：（1）（7分）小球从P 1运动到P 2做类平抛运动，从P 2处飞出时速度202v v v y += 2分 竖直方向上 d a v B
qv ma y y y 220== 4分， 解得200022v m Bd qv v m
Bd qv v y +=
= 1分 （2）（7分）如图所示 v
v qB mv R R mv qvB R OP y ==⇒==θθ
sin sin 222 6分 解得 qB
d mv OP 0222= 1分 （3）（6分）小球进入细管后，最终与管达到相同速度x v ，由于洛伦兹力不做功，小球和管组
成的系统机械能守恒：2220)(212121x v M m mv Mv +=+
解得：2002v m
M Bd qv v x ++=方向水平向右 2分 竖直方向上对小球由动量定理可得：qBx Bt v q v m x y -=-=-)0(解得Bq
d mv x 02=
2分 水平方向上对小球和管，由动量定理可得：qBy Bt v q v v M m y x ==-+))((0 解得
qB
v v m M Bd qv M m y )2)(
(0200-+++= 2分 33． （1）A B D （5分。

选对一个得2分，选对二个得4分，选对三个得5分。

每选错1
个扣3分，最低得分为0分）
（2）（10分）解：
（i ）设圆筒的横截面积为S ，水温升至27℃时，气柱的长度为h 2，根据盖·吕萨克定律有
1212h S h S T T = ①（2分）
圆筒静止，筒内外液面高度差不变，有21h h h ∆=- ②（2分）
由①②式得 1 cm h ∆= ③（1分）
（ii ）设圆筒的质量为m ，静止在水中时筒内气柱的长度为h 3。

则
1gh S mg ρ= 3gh S mg ρ= ④（2分） 圆筒移动过程，根据玻意耳定律有[]012033)()p gh h S p g H h h S ρρ+=++（
⑤
（2分） 由④⑤式得 =72 cm H ⑥（1分）
34．（1）ACD （5分） （2）(i)光从光源S 射出经半球体到达水平桌面的光路如图． 光由空气射向半球体，由折射定律，有n =sin θsin α
（2分） 在△OCD 中，sin ∠COD=2
3得：γ=∠COD=60° 光由半球体射向空气，由折射定律，有n =sin γsin β
， 故α＝β（2分）
由几何知识得α+β=60° 故α＝β=30° n =sin γsin β= 3 （2分） (ii)光在半球体中传播的速度为c n c v 3
3== （2分）光在半球体中传播的时间c
R v AC t == （2分）
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