2021届广东省深圳市外国语学校高三(下)4月综合能力测试理综物理试题

2020届广东省深圳市外国语学校高三（下）4月综合能力测
试理综物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是
A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成
D．丁图中，链式反应属于轻核裂变
2．如图，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往观赏．该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜．设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小．石头与山崖间的摩擦很小，可以忽略不计．若石头质量一定，θ减小，石头始终保持静止，下列说法正确的是
A．山崖左壁对石头的作用力将增大
B．山崖右壁对石头的作用力不变
C．山崖对石头的作用力减小
D．石头受到的合力将增大
3．某同学做了一个力学实验，如图所示，将一金属球通过一轻质弹簧悬挂于O点，并用一水平方向的细绳拉住，然后将水平细绳剪断，经观察发现，水平细绳剪断后金属球在第一次向左摆动以及回摆过程的一段运动轨迹如图中虚线所示．根据运动轨迹以及相
关的物理知识，该同学得出以下几个结论中正确的是（）
A．水平细绳剪断瞬间金属球的加速度方向朝左下方
B．金属球运动到悬点正下方时所受合力方向竖直向上
C．金属球动能最大的位置应该在悬点正下方的左侧
D．金属球运动到最左端时动能为零
4．2021年5月21日5点28分，我国在西昌卫星发射中心用“长征四号”丙运载火箭，成功将“嫦娥四号”任务中继星“鹊桥”发射升空，它是世界首颗运行于地月拉格朗日2L点的中继卫星，是为2021年底实施的“嫦娥四号”月球背面软着陆探测任务提供地月间的中继通信．地月拉格朗日2L点即为卫星相对于地球和月球基本保持静止的一个空间点，卫星永远在月球背面，距月球中心的距离设为r，距地球中心的距离约为7r，月地距离约为6r，则地球质量与月球质量比值最接近（）
A．77 B．83 C．89 D．95
5．如图甲，交流发电机通过一理想变压器，给“220V，1100W”的电饭煲和“220V，220W”的抽油烟机正常供电。

交流发电机线圈匀速转动，从某时刻开始计时得电动势－时间关系，如图乙所示，所有导线的电阻均不计，交流电流表是理想电表。

下列说法正确的是（）
A．正常工作时，电饭锅和抽烟机的发热功率之比为5︰1
B．从图乙中可得，t=0时刻穿过发电机线圈的磁通量和A表的示数均为零
C ．电饭锅和抽油烟机同时正常工作时，A 表的示数为1.2A
D ．若线圈转速减半，电饭锅的功率将变成原来的1/2
二、多选题
6．将一带电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近，金属球外壳接地，所形成的电场线分布如图所示，下列说法正确的是( )
A ．a 点的电势高于b 点的电势
B ．c 点的电场强度大于d 点的电场强度
C ．若将一正试探电荷由a 点移到b 点,电势能增加
D ．电场线方向与金属球表面处处垂直
7．如图所示，在光滑水平面上，有竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为d 的区域内，两个边长均为()l l d <的单匝闭合正方形线圈甲和乙，分别用相同材料不同粗细的导线绕制而成(甲为细导线)，将线圈置于光滑水平面上且位于磁场的左边界，并使两线圈获得大小相等、方向水平向右的初速度0v ，若乙线圈刚好能滑离磁场，则
A ．甲线圈也刚好能滑离磁场
B ．两线圈完全进入磁场速度相同，等于02
v C ．两线圈进入磁场过程中通过导线横截面电荷量相同
D ．两线圈进入磁场过程中产生的热量相同
8．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行．初速度大小为v 2，质量为m 的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v ﹣t 图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v 2＞v 1，则（ ）
A ．物块与传送带的动摩擦因数为21
V gt B ．从开始到物块回到A 处，A 的位移为0，摩擦力对物块做功为0．
C ．0～t 3时间内，摩擦力对物块的冲量大小为m （v 2-v 1）
D ．在这个过程中由于物块的影响，电动机对传送带多做的功为mv 2·v 1·t 2/t 1
9．下列各种说法中正确的是__________．
A ．露珠呈球形是由于表面张力所致
B ．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性
C ．第二类永动机不违背热力学第一定律
D ．给自行车打气时气筒压下后反弹，不是由于分子斥力造成的
E.单晶体有固定的熔点，而多晶体没有固定的熔点
10．下列说法中正确的是
A ．当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变
B ．在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
C ．a 、b 两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a 光的相邻亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距，则可以判断水对a 光的折射率比b 光大
D ．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
E.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实
三、实验题
11．某活动小组利用图示装置验证机械能守恒定律．钢球自由下落过程中，先后通过光电门1、2，计时装置测出钢球通过1、2的时间分别为1t 、2t ，用钢球通过光电门的平
均速度表示钢球通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为h ，当地的重力加速度为g ．
（1）用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图所示，钢球直径D cm．（2）要验证钢球经过两个光电门的过程中机械能守恒，则需要验证的等式为（用g、
1
t、2t、D和h表示）．
（3）用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差（填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小．
12．为了较准确地测量一只微安表的内阻，采用图所示实验电路图甲进行测量，实验室可供选择的器材如下：
A．待测微安表（量程500μA，内阻约300Ω）B．电阻箱（最大阻值999.9Ω）
C．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω) D．滑动变阻器R2(最大阻值为1KΩ) E．电源（电动势为2V，内阻不计）F．保护电阻R0（阻值为120Ω)
(1)实验中滑动变阻器应选用_____(填“C”或“D”）；
(2)按照实验电路在图乙所示的方框中完成实物图连接_____。

(3)实验步骤：
第一，先将滑动变阻器的滑片移到最右端,调节电阻箱的阻值为零；
第二，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片缓慢左移，使微安表满偏；
第三，保持滑片不动，调节R的电阻值使微安表的示数正好是满刻度的2
3
时，此时接
入电路的电阻箱的示数如图丙所示，阻值R为______Ω．根据以上实验可知微安表内阻的测量值，另R A与R的关系式是_______。

(4)若调节电阻箱的阻值为R '时，微安表的示数正好是满刻度的12
，设此时微安表内阻测量值为A R '，则A
R '与微安表的示数正好是满刻度的23
时微安表内阻的测量值R A 相比，更接近微安表真实值的是______。

（填A
R '或R A ）
四、解答题 13．如图所示，一质量为m 、电荷量为的带正电粒子从O 点以初速度v 0水平射出．若该带电粒子运动的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，则粒子恰好能通过该区域中的A 点；若撤去电场，加一垂直纸面向外的匀强磁场，仍将该粒子从O 点以初速度v 0水平射出，则粒子恰好能经A 点到达该区域中的B 点．已知OA 之间的距离为d ，B 点在O 点的正下方，∠BOA=60°，粒子重力不计．求：
(1)磁场磁感应强度的大小B ；
(2)粒子在电场时运动中到达A 点速度的大小v ．
14．如图所示，一轨道由半径为2m 的四分之一竖直圆弧轨道AB 和长度可调的水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成，现有一质量为0.2kg 的小球从A 点无初速度释放，经过圆弧上B 点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6N ，小球经过BC 段所受的阻力为其重力的15
，然后从C 点水平飞离轨道，落到水平地面上的P 点，P 、C 两点间的高度差为3.2m 。

小球运动过程中可视为质点，且不计空气阻力。

（重力加速度g 取10m/s 2）求：
(1)小球运动至B 点时的速度大小？
(2)BC 段长度为多少时，小球落点P 与B 的水平距离最大?
(3)小球落到P 点后弹起，与地面多次碰撞后静止。

假设小球每次碰撞动能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，求小球从C 点飞出到最后静止所需要的时间。

15．如图所示，横截面积为10 cm2的汽缸内有a、b两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把汽缸内的气体分为A、B两部分，A部分气柱的长度为30 cm，B部分气柱的长度是A部分气柱长度的一半，汽缸和活塞b是绝热的．与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为100 N/m.初始状态A、B两部分气体的温度均为27 ℃，活塞a刚好与汽缸口平齐，弹簧为原长．若在活塞a上放上一个2 kg的重物，则活塞a下降一段距离后静止．然后对B部分气体进行缓慢加热，使活塞a上升到再次与汽缸口平齐，则此时B部分气体的温度为多少？(已知外界大气压强为p0＝1×105Pa，重力加速度大小g＝10 m/s2)
16．如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质
的C点，DC与AB的距离H/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，作出光路图，并算出介质的折射率．
参考答案
1．B
【详解】
A. 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A 错误．
B.根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B 正确．
C.因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由α粒子组成，C 错误．
D.链式反应属于重核裂变，D 错误．
2．A
【分析】
对小球受力分析，根据平衡列出水平方向平衡公式和竖直方向平衡公式即可求解．
【详解】
AB 、对石头受力分析如图所示：
根据平衡可知21cos N N θ=
2sin N mg θ=
随着θ减小，根据公式可知1N 、2N 都在增大，故A 对；B 错
C 、根据共点力平衡可知，山崖对石头的作用力始终不变大小等于石头的重力，所以作用力不变，故C 错误；
D 、由于石头处于静止状态，所以石头受合力一直为零，故D 错；
故选A
3．C
【详解】
A ．细绳未剪断前，设小球的重力为G 、弹簧的弹力为F 、细绳的拉力为T ，由于金属球处于平衡状态，则根据三力平衡可知G 与F 的合力与T 等大反向，即G 与F 合力的方向水平向左，细绳被剪断的瞬间细绳的拉力突然消失，而弹簧弹力的大小和方向均不发生变化即仍为F ，所以此时小球所受重力G 与弹簧弹力F 合力的方向仍水平向左，根据牛顿第二定律中力与加速度的同向性可知在细绳被剪断的瞬间小球加速度的方向水平向左，故A 错误；
B ．当金属球运动到悬点O 正下方时，如图所示，根据物体做曲线运动的条件结合受力分析可知，此时物体所受合力方向为竖直向下，如图所示，故B 错误；
C ．如图所示，当金属球运动到O 点正下方时，小球所受合力与小球的速度成锐角，在此以后的一段时间内小球的速度将增大，动能增大，故C 正确；
D ．金属球运动到最左端时水平方向的速度为零，而不是合速度为零，则此时小球的动能不为0，故D 错误。

故选C 。

4．B
【详解】
设地球的质量为1M ，月球的质量为2M ，“鹊桥”号中继星质量为m ，由题意可知“鹊桥”号中继星绕地球的角速度和月球绕地球的角速度相等，对于“鹊桥”号中继星则有
()
21222·77GM m
GM m m r r
r ω+= 对于月球则有 ()
212
22·66GM M M r r ω=
联立可得 12133776M M M +=
地球质量与月球质量比值为
23
133
2768376M M ⨯=≈- 故B 正确，A 、C 、D 错误； 故选B 。

5．C 【详解】
A ．正常工作时，电饭锅为纯电阻电路，工作的功率1100W 即为发热功率，抽油烟机为非纯电阻电路，发热功率小于工作功率220W ，故电饭锅和抽烟机的发热功率之比大于5︰1，故A 错误；
B ．从图乙中可得，t =0时刻穿过发电机线圈的磁通量最大，变化率为零； A 表的示数为有效值，不为零，故B 错误；
C ．根据变压器的输入功率等于输出的功率
11001320I ⨯=
解得电流表读数为1.2A ，故C 正确；
D ．若线圈转速减半，输入电压和输出电压均变为原来的1/2，电饭锅的功率将变成原来的1/4，故D 错误。

故选C 。

6．CD 【详解】
A.根据顺着电场线方向电势逐渐降低，电场线与等势面垂直，可知a 点所在等势面的电势低于b 点所在等势面的电势，则a 点的电势低于b 点的电势，故A 错误；
B.电场线的疏密表示场强的大小，由图象知c 点的电场强度小于d 点的电场强度，故B 错误；
C.a 点的电势低于b 点的电势，根据电势越高的地方，正电荷具有的电势能越大，则知将一正试探电荷由a 点移到b 点，电势能增加，故C 正确；
D.金属球表面是一个等势面，则电场线方向与金属球表面处处垂直，故D 正确； 7．AB 【详解】
A ．设任一线圈的横面积为S ，电阻率为电ρ，密度为密ρ，线圈进入磁场时产生的感应电流
为
Blv I R
=
所受的安培力大小为
220
B l v F BIl R
== 加速度大小为
2222220
002
4164?···
B l v B l v B l v F a l m mR l S S
密电密电ρρρρ====
可知a 与S 无关，所以两个线圈进入磁场的过程，任意时刻加速度相同，同理离开磁场的过程任意时刻的加速度也相同，运动情况完全相同，所以乙线圈刚好能滑离磁场，甲线圈也刚好能滑离磁场，故A 正确． B ．从进入到完全进入，电荷量
q I t =∆
E I R
=
2
Bl E t t
∆Φ==
∆∆ 联立解得
2
Bl q R R
∆Φ==
同理从刚开始出到完全出，电荷量仍为
2
Bl q R R
∆Φ==
从进入磁场到完全进入磁场，由动量定理得
0F t mv mv -∆=-
F BIL =
则有
0BLI t mv mv -∆=-
q I t =∆
即
0BLq mv mv -=-
从出磁场到完全出磁场，由动量定理得
F t mv '∆'-=-
则有
BLI t mv ''-∆=-
q I t '='∆'
即
BLq mv '-=-
因为q q ='则有
0mv mv mv -=-
解得
2
v v =
故B 正确；
C ．因电荷量2
Bl q R
=，由于两个线圈粗细不同，故电阻R 不同，故电荷量不相同，故C 错
误；
D ．两个线圈进入磁场过程的初速度和末速度分别相等，由于质量不同，所以动能的减小量不等，因此产生的热量不等，故D 错误． 故选AB. 【点睛】
根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式得到线框的加速度表达式，再分析两个线圈的运动情况，即可判断乙线圈能否滑离磁场．根据感应电荷量公式q R
∆Φ
=分析电量关系．根据能量守恒定律分析热量关系． 8．AD 【详解】
A ．由乙图知：物块在传送带上运动的加速度为
2
1
v a g t μ=
= 所以
2
1
v gt μ=
故A 正确；
B ．由乙图知：物块回到A 点的速度为1v ，所以物块的动能变小，根据动能定理可知，摩擦力对物块做负功，故B 错误；
C ．选初速度方向为正方向，根据动量定理可知
12f I mv mv =--
故C 错误；
D ．在这个过程中由于物块的影响，电动机对传送带多做的功即为传送带克服摩擦力做功
22121211
v v mv t W fx mgx mg v t gt t μ===
⨯= 故D 正确。

9．ACD 【详解】
A 、露球表面分子比较稀疏，分子间形成表面张力而使水球呈球形，故A 正确；
B 、布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是固体小颗粒分子的运动，故B 错误；
C 、第二类永动机不违背热力学第一定律，违背热力学第二定律，故C 正确；
D 、打气时会反弹是因为气体压强的原因，不是分子斥力的作用，故D 正确；
E 、单晶体和多晶体均有固定的熔点，故E 错误； 故选ACD ． 【点睛】
关键要掌握布朗运动的实质和产生原因及影响因素、液体表面张力、内能和晶体等热力学基本知识，液体表面有收缩的趋势，存在表面张力，故露珠呈球形；单晶体及多晶体均有有固定的熔点；布朗运动是固体小颗粒的运动，反应了液体分子的无规则运动．
10．ACE 【解析】
试题分析:机械波从空气中进入水中，传播速度增大，频率不变，由v ＝λf 得波长增大，A 正确；质点的振动速度和波的传播速度是两个运动形式的速度，二者之间不存在联系，B 错
误；由双缝干涉的条纹间距公式l
x d
λ∆=知，a 光的波长小，由c f λ=得a 光的频率大，
频率大的光折射率也大，因此水对a 光的折射率大，C 正确；肥皂泡呈彩色是光的干涉现象，D 错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实，故E 正确． 考点：机械波；电磁波；光的干涉、衍射和偏振现象 11．（1）0.975cm （2）22221
111
()2gh D t t =- （3）不能 【解析】
试题分析：（1）游标卡尺的主尺读数为：0.9cm ，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.05150.75mm mm ⨯=，所以最终读数为：0.975cm ． （2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：D
v t
=， 根据机械能守恒的表达式有：22221111()2mgh mD t t =-，即只要比较22221
111
()2D t t -与gh 是否相等即可．
（3）根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差不能通过增加实验次数减小． 考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量；无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律．
12．C
145.5 2A R R = R A
【详解】
(1)[1]由于滑动变阻器采用分压式，为了调节方便，故选有小阻值（最大阻值为10Ω）的1R ，故选C ；
(2)[2]根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示
(3)[3]此时接入电路的电阻箱的读数为
11004105150.1Ω145.5ΩR =⨯+⨯+⨯+⨯=
[4]开始时电阻箱的阻值为零，将滑片P 缓慢左移，使微安表上电流满偏，通过微安表电流为g I ；调整电阻箱R 的阻值，使微安表上读数正好是满刻度的23，通过微安表电流为2
3
g I ，根据题意要求测量部分电压不变，则有
2
()3
A g g A R I I R R =
+ 解得
2A R R =
(4)[5]电阻箱和微安表串联的总电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，电阻箱和微安表串联后分到的电压增大；根据串联分压可得电阻箱分到的电压大于微安表分到的电压，电阻箱的阻值越大，电阻箱分到的电压比微安表分到的电压越大，实验的误差越大，所以微安表的示数正好是满刻度的
1
2时的实验误差比微安表的示数正好是满刻度的23
时的实验误差大一些，所以接近微安表真实值的是A R 。

13．(1) 0
mv B qd
= (2) 0 【详解】
（1）如图所示，撤去电场加上磁场后，粒子恰好能经A 点到达B 点，由此可知，OB 为该粒子做圆周运动的直径，则粒子在磁场中做圆周运动的半径为：
2OB R d ==由于2
00v qBv m R
=
得：0
mv B qd
=
（2）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子从O 点运动到A 点所需要的时间为t ，则：
0sin 60d v t =
2
1cos 602qE d t m
=
由动能定理有：22011cos6022
qEd mv mv =
-
联解得：0v =
14．(1)4m/s ；(203.36m ，1.6m/s ；(3)2.4s 【详解】
(1)在B 点，由牛顿第二定律
2N B
v F mg m R
-=
据牛顿第三定律
N N
F F '=
解得
v B =4m/s
(2)小球由B 运动至C 的过程中，由动能定理得
221122
AB C B kmgL mv mv -=
- 由B 至P 的水平距离
L
＝22
2144245
B C C C C v v v v v kg -+=-+
当C v ＝1.6m/s 时P 至B 的水平距离最大，此时BC 段的长度
L BC ＝3.36m
(3)每次碰撞动能能损失75%，也就是说速度每次减为一半。

C 至P 过程所用时间
0t =
0.8s 101
20.8s 2
t t =⨯=
则
111
()2
n n t t -=⨯
解得
10 2.4s
112
t t t =+
=-
15．227℃ 【详解】
对于A 部分气体，初态p A =1×105Pa ，V A =L 1S 末态p 'A =p 0+
mg
S
=1.2×105Pa 根据玻意耳定律
p A L 1S =p'A L '1S
解得
L'1=25cm
即A 部分气柱长度变为25cm ．
若使活塞a 返回原处，B 部分气体末状态时气柱长为L '2=20cm ，此时弹簧要伸长5cm
对活塞b 有
p 'A S +k △l =p'B S
解得
p 'B =p 'A +
k l
S
=1.25×105Pa 对于B 部分气体，初态p B =105Pa ，V B =L 2S ，T B =300K 末态p'B =1.25×105Pa ，V'B =L '2S 根据理想气体状态方程
'
'
' B B B B B B
p V p V T T ＝ 解得
T'B =500K=227℃
点睛：本题考查了理想气体状态方程和力学知识的综合应用，关键是确定气体的状态变化过程和确定状态参量，这是高考重点，要加强这方面的练习．
16．
；
3
n =
【详解】
根据题意做出光路图如下：
设第一次折射时入射角为i ，折射角为r ，由几何知识可知
2sin 2
R
H i R R ===
解得
i =60°
光在球内发生反射，根据对称性作出光路图如图．由2r =i ，得到302
i
r ︒=
= ，故折射率 sin
sin i
n r
=
=。