贵州省遵义第二教育集团2020届高三上学期第一次大联考理科综合物理试题

2020届高三第一次联考

理科综合试题

二、选择题（本题共8小题。共计48分，在每小题给出的四个选项中，14到18题只有一个正确选项，19到21有多个正确选项，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 )

1.放射性元素经过一系列衰变后变成，其衰变方程式为，则x、y分别为

A. 10、4 B. 8、6 C. 8、4 D. 6、6

【答案】B

【解析】

【详解】根据核反应质量数守恒，电荷数守恒可得

，

解得：x=8；y=6．

A. 10、4与计算结果不符，故A错误．

B. 8、6与计算结果相符，故B正确．

C. 8、4与计算结果不符，故C错误．

D. 6、6与计算结果不符，故D错误．

2.一理想变压器，原、副线圈的匝数比为4:1．原线圈接在一个交流电源上，交变电压随时间变化的规律如图所示，副线圈所接的负载电阻是11 ．则下列说法中正确的是（   ）

A. 原线圈交变电流的频率为100Hz

B. 变压器输入、输出功率之比为4:1

C. 副线圈输出电压为55V

D. 流过副线圈的电流为1A

【答案】C

【解析】

由于，则；由于能量守恒，故变压器输入、输出功率之比为1:1；由得，．副线圈电流．综上分析，C正确．

3.如图，一点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带负电粒子M和正电粒子N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力，下列说法正确的是（      ）

A. 点电荷带负电

B. b点和e点的电场强度相等

C. M在a点的电势能小于它在b点的电势能

D. N在e点的动能大于它在d点的动能

【答案】C

【解析】

【详解】A．由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知点电荷带正电。故A错误。

B．b点和e点的电场强度大小相等，方向不同，所以电场强度不相等。故B错误。

C．由上可知点电荷带正电，带负电粒子M从a点到b点，电场力做负功，所以M在a点的电势能小于它在b点的电势能。故C正确。

D．点电荷带正电，带正电粒子N从e点到d点，电场力做功为零，所以N在e点的动能等于它在d点的动能。故D错误。

4.如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过C点，因此粒子出磁场时一定沿ac方向，轨迹如图：

由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为

根据牛顿第二定律得：

解得： ，故C正确．

故选C．

5.如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为mg，且视为质点．绳索与竖直墙壁的夹角为θ，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则(    )

A.

B.

C. 若工人缓慢下降，增加悬绳的长度，但F1和F2的合力不变

D. 若工人缓慢下降，增加悬绳的长度，则F1减小，F2增大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．工人受到重力、支持力和拉力，如图

根据共点力平衡条件，有，F2=mgtanα故AB不符合题意。

CD．由上可知，当工人下移时，细绳与竖直方向的夹角α变小，故F1变小，F2变小，但F1与F2的合力与重力平衡，保持不变。故C符合题意，D不符合题意。

6.荷兰“MardOne”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划，2013年该机构将通过电视真人秀的方式招募首批4名志愿者，并于2024年前往火星，登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常数为G，则下列说法正确的是(      )

A. 飞船在轨道上运动时，运行的周期

B. 飞船在轨道Ⅰ上机械能大于在轨道Ⅱ的机械能

C. 飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度相反方向喷气

D. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律，可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ＞TⅡ＞TⅠ。故A正确。
BC．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ的机械能。故BC错误。

D．据万有引力提供圆周运动向心力，火星的密度为：。联立解得火星的密度：

故D正确。

7.如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN、PQ左端接有电阻R，一质量为m、电阻不计的导体棒跨接在导轨上，形成闭合回路，该空间有竖直向上的匀强磁场．现给ab施加一恒定的外力F，它从静止开始沿导轨向右运动，不计摩擦及导轨电阻，下列关于导体的速度v随时间t及安培力F随时间变化的图象可能正确的是(    ) 

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．导体棒向右运动的过程中，受到恒力F和向左的安培力，根据牛顿第二定律：F-F安=ma，导体棒切割磁感线，产生感应电流，受到安培力为：F安= ，联立可得：，由此可知导体棒随时间做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，做匀速运动，速度图象的斜率表示加速度。故A正确，B错误。

CD．导体棒切割磁感线，产生感应电流，受到安培力为：F安= ，由此可知导体棒随时间做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，做匀速运动，所以安培力逐渐增大，最后保持不变。故C正确，D错误。

8.一物体放在倾角为θ且足够长的光滑斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示．其中过程的图线是曲线，过程的图线是平行于x轴的直线，过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是

A. 在的过程中，力F逐渐变大

B. 在的过程中，物体的加速度逐渐增大

C. 在的过程中，物体的动能越来越大

D. 在的过程中，物体的速度方向先向上再向下

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．在0～x1过程中物体机械能在减小，可知拉力在做负功，拉力方向沿斜面向上，所以物体的位移方向向下，即物体在沿斜面向下运动。根据功能关系得：△E=F•△x，得，则知图线的斜率表示拉力，在0～x1过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小到零。根据牛顿第二定律：，可知加速度一直增大。故A错误，B正确。

C．在x1～x2过程中，拉力F=0，机械能守恒，向下运动，重力势能减小，动能增大。故C正确。
D．在0～x1过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动；x1～x2过程中，F=0，物体做匀加速运动；x2～x3过程，机械能增大，拉力做正功，沿斜面向下，故物体继续向下做加速运动，即物体一直沿斜面向下运动。故D错误。

三、实验题（共计两道题，共计15分，其中第22题，6分，每空2分；23题，9分）

9.某实验小组用图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．

（1）实验时，下列操作必要且正确的是_______

A．将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动

B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数

C．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带

D．用天平测出砂和砂桶的质量

E．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

（2）若直接按图所示装置进行实验，以传感器的示数F为横坐标，通过纸带分析得到的加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图象合理的是______

（3）若上题中四个图象中的图线（包括C中的直线部分）的斜率为k，则小车的质量为_______．

【答案】    (1). ABC    (2). B    (3).

【解析】

【详解】（1）实验前要平衡摩擦力，将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，故A正确；为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故B正确；为得出普遍规律，改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，故C正确；小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故D错误；小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中一定不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故E错误．所以选ABC．

（2）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以a-F图象是一条倾斜的直线，由实验装置可知，实验前没有平衡摩擦力，则画出的a-F图象在F轴上有截距，所以选B．

（3）小车所受的合力为2F，加速度，a-F图象的斜率：，小车质量：．

10.某小组设计了如图甲所示的电路来测量某电阻的阻值，其器材如下：

A.电池                                       

D.电压表V2（量程为6V，内阻很大）   

B.待测电阻                                    

E.电阻箱R

C.电压表V1（量程为3V，内阻很大）             

F.开关、导线若干

（1）闭合开关，调节电阻箱的阻值，当电阻箱阻值为R时，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，则待测电阻的阻值RX=_____（用R、U1和U2表示）．若考虑电压表内阻的影响，则用该方法测量的待测电阻的阻值_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．

（2）假设该实验中测量的待测电阻的阻值为R0，该小组想利用该电路测量的数据进一步求出电池的电动势和内阻，他们以U1为纵轴，以为横轴得到如图乙所示的图象，a、b分别为纵截距和横截距，则该电池的电动势为_____，内阻为_____．

【答案】    (1).     (2). 偏大    (3). a    (4). R

【解析】

【详解】(1)[1][2]根据欧姆定律可得待测电阻阻值为：，由于电压表的分流作用，故测量值偏大。

(2)[3][4]将R0为等效内阻，则，对照乙图可知：E=a，r+R0=，即：

r=-R0

四、计算题（共2道题，总分32分，24题14分，25题18分,要写出必要的解题过程才给分）

11.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，a、b间加有电压，b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处(图中未画出)被吸收．已知P到b板左端的距离为2d，求：

(1)进入磁场时速度的大小和方向；

(2)粒子在磁场中运动的半径；

【答案】(1) ,速度与水平方向的夹角为30°   (2)

【解析】

【详解】(1)粒子在极板间竖直方向仅受电场力作用，做类平抛运动，如图所示：

在竖直方向上有           

水平方向有：                    

在水平方向上不受力，因此做匀速运动，有： 

联立上述公式可解得：

因此粒子进入磁场时速度大小为：            

速度与水平方向的夹角为：

(2)粒子在磁场仅受洛伦兹力，做半径为的匀速圆周运动，运动轨迹如图，

由洛伦兹力提供向心力，有：                    

解得:

12.如图，光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接，地面上静止放置一各表面光滑、质量为的斜面体C．一质量为 的小物块A从高 h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为的静止小物块B发生碰撞，碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动（碰撞时间极短），平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的高度小于斜面体高度．求 ：

（1）A、B碰撞过程中产生的热量；

（2）A和B沿C能上升的最大高度；  

（3）斜面体C获得的最大速度．

【答案】(1)   (2)    (3)

【解析】

【详解】(1)设A滑到曲面底端时的速度为v0，A下滑过程机械能守恒有：

设A、B碰后共同速度为v，A、B碰撞过程动量守恒有：

由能量守恒：

解得：

(2)对A、B、C，由水平方向动量守恒定律有：

由能量守恒定律有：

解得：

(3)A、B一起冲上斜面体后又返回时，C获得的速度最大，A、B与C水平方向动量守恒：

A、B与C系统机械能守恒：

联立解得：

代入数据解得：

13.下列说法正确的是______．

A. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加

B. 饱和汽压与温度无关

C. 气体在等压膨胀的过程中温度一定升高

D. 电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

E. 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程

【答案】CDE

【解析】

【详解】A．气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，还与做功有关。故A不符合题意。

B．气体压强从微观角度看，与分子数密度和分子热运动平均动能有关，而温度是分子热运动平均动能的标志，故饱和气压与温度有关。故B不符合题意。

C．由理想气体状态方程可得，气体在等压膨胀过程中温度一定升高。故C符合题意。

D．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，在该过程中压缩机做功，产生其他的变化。故D符合题意。

E．根据热力学第二定律可知，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程。故E符合题意。

14.高压锅有很好的密封性，基本上不会漏气．锅盖中间有一个排气孔，上面套有类似砝码的限压阀，将排气孔堵住．当给高压锅加热时，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就能把限压阀顶起来，部分蒸汽从排气孔排出锅外，已知某高压锅的限压阀的质量是0.08kg，排气孔横截面积为5mm2，则锅内气体的压强最大可达多少？已知压强每增加3.5×103 Pa，水的沸点相应增加1 ℃，则这只高压锅内能达到的最高温度是多少？计算结果保留一位小数 (g取10 m/s2，大气压强p0＝1.0×105 Pa)

【答案】(i)2.6×105Pa   (ii) 145.7℃

【解析】

【详解】(i)锅内最大压强为：

(ii)锅内压强增加了： = P-P0=1.6×105Pa

 水的沸点增高：

 解得：

△t=45.7℃

所以，锅内温度最高可达：

t=100℃+45.7℃=145.7℃

15.某横波在介质中沿x轴方向传播,t=0时刻波形图如图所示, t=0时刻L点向y轴正方向运动,经t=0.2s,L点第一次到达正方向最大位移处,下列说法正确的是(   )

A. 该横波的波速为5m/s

B. 质点L与质点N都运动起来后,它们的运动方向总相反

C. 在0.2s的时间内质点M通过的路程为1m

D. t=2.2s时刻,质点M处于平衡位置,正沿y轴负方向运动

E. 质点N简谐运动的表达式为y＝20sin5πt(cm)

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由题意可知质点O起振方向向上，O点经过0.2 s第一次到达正方向最大位移处，说明周期为：

T=4×0.2s=0.8s

由题图可知波长为4 m，故波速为：

故A正确。

B．由于L点和N点相差半个波长，振动步调总是相反。故B正确。

C．如果质点M在平衡位置或最大位移处开始运动，在0.2 s的时间内通过的路程为一个振幅20cm，故C错误。

D．由，根据质点的振动规律可得，在t=2.2s时刻质点M处于平衡位置，正沿y轴负方向运动。故D正确。

E．据图象可知：A=20cm，，所以质点A做简谐运动的表达式为：。故E错误。

16.如图所示，空气中有一半径为R的实心玻璃球，O为球心，AB为直径，一条平行于AB的光线从球体上M点射入折射光线恰好过B点，已知，光在真空中传播的速度为c．求：

该玻璃的折射率；

光从M点传播到B点的时间．

【答案】（1）

（2）

【解析】

【分析】

（1）根据几何知识求出入射角和折射角，由折射定律求折射率．

（2）由几何关系求出MB长度，由v求出光在玻璃球内传播的速度v，再由t求出时间．

【详解】（1）如图，由几何知识可得折射角 r＝∠AMB＝30°，折射角i＝2∠ABD＝60°

则此玻璃的折射率为 n．

（2）由几何知识可得，MB的长度 S＝2Rcos30°

光在玻璃球内传播的速度 v

故光线从M传到B的时间为 t

【点睛】本题是折射定律和全反射知识的应用，关键是画出光路图，运用几何知识求解入射角与折射角，即可求解．