2021民乐县一中高三下学期5月第二次诊断考试理综物理试卷含答案

民乐一中2020—2021年度5月第二次诊断考试

理综物理

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，有选错或不答的得0分。

14．关于原子结构，下列说法错误的是(　　)

A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷

B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量

C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流

D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型

15．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是(　 　)

A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多

B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大

C．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大

D．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少

16．如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S与1 端相连，电源对电容器充电，待电路稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i－t曲线，这个曲线的横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流．若其他条件不变，只将电阻R换为阻值更大的定值电阻，现用虚线表示电阻值变大后的i－t曲线，则在下列四个图象中可能正确的是(　　)

17．我国高铁技术发展迅猛，目前处于世界领先水平。已知某路段为一半径为5600米的弯道，设计时速为216 km/h(此时车轮轮缘与轨道间无挤压)，已知我国的高铁轨距约为1400 mm，且角度较小时可近似认为tan θ＝sin θ，重力加速度g取10 m/s2，则此弯道内、外轨高度差应为(　 　)

A．9 cm                 B．10 cm             C．8 cm            D．11 cm

18．某行星外围有一圈厚度为d的发光带(发光的物质)，简化为如图甲所示模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确地观测，发现发光带绕行星中心的运行速度v与到行星中心的距离r的关系如图乙所示(图中所标为已知)，则下列说法正确的是(　　)

A．发光带是该行星的组成部分

B．该行星的质量M＝

C．行星表面的重力加速度

D．该行星的平均密度为ρ＝

19．(多选)如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(　  　)

A．物体加速度大小为2 m/s2

B．F的大小为10.5 N

C．4 s末F的功率为42 W

D．4 s内F的平均功率为42 W

20．(多选) 如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有（　　）

A                  B                      C                     D

21．(多选)如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，ab∥cd，ab⊥bc,2ab＝cd＝bc＝2L，电场方向与四边形所在平面平行。已知a点电势为24 V，b点电势为28 V，d点电势为12 V。一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0，方向与bc成45°角，一段时间后经过c点，则下列说法正确的是(　  　)

A．c点电势为20 V

B．质子从b运动到c所用的时间为

C．场强的方向由a指向c

D．质子从b运动到c电场力做功为8 eV

第Ⅱ卷

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共129分）

22．（6分）为了测量滑块（视为质点）与水平桌面间的动摩擦因数，某学习小组设计了如图所示的实验装置。其中斜面体可以沿着桌面移动，重力加速度为g，空气阻力不计。

实验步骤如下：

a.测出桌面距水平地面高度h，

b.将斜面体锁定于距桌面右端一定的距离A点，把滑块从斜面顶端静止释放，最终落在水平地面上的P点（图中未画出），测出P点到桌面右端的水平距离为x1；

c.将斜面体沿着桌面向右平移至B点并锁定，测出B点与A点距离d。再次让滑块从斜面顶端静止释放，并落在水平地面上的Q点（图中未画出），测出Q点到桌面右端的水平距离x2。

(1)为完成本实验，下列说法中正确的是________；

A．必须测出小滑块的质量m                B．必须测量斜面体的高度

C．斜面体高度不能太小                  D．必须测出A点与桌面右端的距离s

(2)写出动摩擦因数的表达式________（用题中所需要测量的物理量的字母表示）；

(3)若不测量桌面距地面的高度，用一定的方法测出滑块从飞离桌面到落地的时间t，其他测量步骤不变，________（填“可以”或“不可以”）测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数。

23．（9分）某同学通过实验制作一简易温控开关，实验原理图如图所示，当继电器电流超过10 mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻与温度t的关系如下表所示。

(1)提供的实验器材如下：

电源E1(2.5 V，内阻不计)；           电源E2(6 V，内阻不计)；

滑动变阻器R1(0～20 Ω)；           滑动变阻器R2(0～200  Ω )；

热敏电阻Rt；        电阻箱(0～999.9  Ω)；         开关S，导线若干。

为使该装置实验对30 ℃～80 ℃之间任意温度的控制，电源应选_______(填“E1”或“E2”)；滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)。

(2)欲使热敏电阻为40 ℃时衔铁吸合，下列操作步骤正确的顺序是_______。

①将热敏电阻接入电路                      ②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除          ④合上开关，调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关，用变阻箱替换热敏电阻，将变阻箱电阻调至145.4 Ω

A．⑤④②③①　 B．③⑤④②①

C．①④⑤②③　 D．④⑤②③①

24．（12分）如图所示，半径r＝0.06 m的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径R＝0.1 m、磁感应强度B＝0.075 T的圆形有界磁场区的圆心坐标为O1(0,0.08 m)，平行金属板的板长L＝0.3 m，间距d＝0.1 m，极板间所加电压U＝6.4×102 V，其中MN极板上收集的粒子全部中和吸收．一位于O处的粒子源向第Ⅰ、Ⅱ象限均匀地发射速度大小v＝6.0×105 m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第Ⅰ象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，若粒子重力不计、比荷＝1.0×108 C/kg，不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

(1)打到下极板右端点N的粒子进入电场时的纵坐标值；

(2)打到N点的粒子进入磁场时与x轴正方向的夹角．

25．（20分）如图所示，一质量为m＝1.5 kg的滑块从倾角为θ＝37°的斜面上自静止开始滑下，滑行距离s＝10 m后进入半径为R＝9 m的光滑圆弧AB，其圆心角也为θ，然后水平滑上与圆弧B点(B点的切线为水平方向)等高的小车。已知小车质量为M＝3.5 kg，滑块与斜面及小车表面的动摩擦因数为μ＝0.35，地面光滑且小车足够长，取g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：

(1)滑块在斜面上的滑行时间t1；

(2)滑块脱离圆弧末端B点前，圆弧对滑块的支持力FB的大小；

(3)当小车开始匀速运动时，滑块在小车上滑行的距离s1。

33．[物理——选修3–3]（15分）

（1）（5分）下列关于热现象的描述不正确的是___________。（填正确答案标号，选对1个给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0分）

A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%

B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规则的

E．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律

（2）（10分）如图所示，两端开口内壁光滑的导热汽缸竖直固定放置，质量分别为m和2m的两个活塞A、B由长度为2L的轻杆相连，两活塞的横截面积分别为S和2S，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞B距离较细汽缸底端为L，整个装置处于静止状态。此时大气压强为，汽缸周围温度为127℃，现在活塞A上部缓慢倒入细沙，直到活塞A恰好位于较细气缸底部。重力加速度为g。

（1）求加入细沙的质量；

（2）保持细沙质量不变，再缓慢降低气体温度，使活塞回到原来位置，内能减少了△U，求此时封闭气体的温度及此过程中气体放出的热量。

34 .[略]

物 理 答 案

22．【答案】（1）  C （2分） （2）  （2分）  （3） 可以（2分）

【解析】(1) (2)设物体从斜面体顶端滑倒底端时合力做的功为W，物体离开桌面的速度为，，则物体从斜面顶端滑下到离开桌面过程，由动能定理得，，联立两式得，化简得，所以小滑块的质量m、斜面体的高度、A点与桌面右端的距离s均不需要测量，只要保证小球能离开桌面做平抛运动即可，即斜面体高度不能太小。故选C。

(3)测出落到时间，同样可以根据平抛运动求出物体离开桌面的速度。所以可以测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数。

23. (1)  R2         E1       (2)   A

[解析]　本题考查简易温控开关的实验原理。

(1)为使该装置实验对30 ℃～80 ℃之间任意温度的控制，滑动变阻器的最大阻值必定大于热敏电阻的电阻变化，故R>150 Ω，故滑动变阻器应选用R2；继电器电阻r＝20 Ω，电路中的电流I＝，要使电路能实现任意温度的控制，当热敏电阻最大时，10 mA<I≤，则E>220 Ω×10 mA＝2.2 V，若选电源E2，则电路最小电流大于10 mA，不能实现温控，则电源应选E1。

(2)欲使热敏电阻为40 ℃时衔铁吸合，先将热敏电阻用与热敏电阻40 ℃时电阻的等值电阻箱替换，然后调节滑动变阻器使衔铁吸合，然后断开开关，换回热敏电阻即可，故操作步骤顺序为⑤④②③①，A正确，B、C、D错误

24．【答案】(1)0.08 m　(2)53°

【解析】(1)恰能打到N点的粒子运动轨迹如图所示，

粒子从A点进入磁场，设进入电场时的纵坐标值为y，粒子在电场中的加速度a＝（1分）

粒子穿过平行金属板的时间为t＝（1分）

粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有：y＝at2（1分）

联立得：y＝（1分）

代入数据得y＝0.08 m（1分）

y<d＝0.1 m，说明粒子能射入极板间，射入点的纵坐标值为y＝0.08 m（1分）

(2)P点与磁场圆心等高，则粒子从点P(0.1 m,0.08 m)射出磁场．

粒子做圆周运动的半径为r0，C点为圆心，则OC＝R＝0.1 m（1分）

由牛顿第二定律有：qvB＝（1分）

解得r0＝0.08 m（1分）

在直角△OAC中，由三角函数关系有：sin∠AOC＝＝0.8，（1分）

即∠AOC＝53°.（2分）

25.[答案]　(1)2.5 s　(2)31.7 N　(3)10 m

[解析]　(1)设滑块在斜面上滑行的加速度为a，由牛顿第二定律，有

mg(sin θ－μcos θ)＝ma           又s＝at        解得t1＝2.5 s。

(2)滑块在圆弧上运动过程，由机械能守恒定律，有

mv＋mgR(1－cos θ)＝mv      又vA＝at1

由牛顿第二定律，有FB－mg＝m      解得圆弧对滑块的支持力FB≈31.7 N。

(3)滑块在小车上滑行时的加速度大小          a1＝＝μg＝3.5 m/s2

小车的加速度大小a2＝μg＝1.5 m/s2

小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动，满足   vB－a1t2＝a2t2        解得t2＝2 s

故小车与滑块的共同速度v＝a2t2＝3 m/s

由功能关系可得μmgs1＝mv－(m＋M)v2         解得s1＝10 m。

33．（1）【答案】BDE

【解析】.根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，因此，热机的效率不可能达到100%，选项A正确；做功是通过能量转化改变系统的内能，热传递是通过能量的转移改变系统的内能，选项B错误；温度是表示热运动的物理量，热传递过程中达到热平衡时，温度相同，选项C正确；单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动表现出统计规律，选项D错误；由热力学第二定律知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，空调机作为制冷机使用时，消耗电能，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，选项E错误．

（2）【答案】 （1）；（2）      

【解析】（1）设初始状态封闭气体的压强为P1，对活塞整体，由平衡条件可得（1分）

设活塞A到达气缸底部时封闭气体的压强为P2、加入细沙的质量为m0，对活塞整体，由平衡条件得

（1分）

根据玻意耳定律得（1分）

联立解得（1分）

（2）降低温度过程中气体做等压变化，由盖﹣吕萨克定律得（1分）

解得（1分）

体积恢复过程中外界对气体做的功（1分）

解得（1分）

由热力学第一定律得（1分）

可得（1分）