重庆市巴蜀中学2020届高三上学期“一诊”模拟测物理试题

巴蜀中学2020届“一诊”模拟测试卷

理综

一、选择题:本题共8小题，每小题6分，共48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。

1.在气体放电管中，用大量能量为E的电子轰击大量处于基态的氢原子，通过光栅分光计可观测到一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目是原来的三倍。用表示两次观测中最高激发态的量子数n之差。根据氢原子的能级图可以判断，和E的可能值为（    ）

A. =1，E=10.30 eV B. =1，E=12.09 eV

C. =2，E=12.09 eV D. =4，E=13.06 eV

【答案】A

【解析】

【详解】由题意可知：

化简后可得：

AB．当时，解得，所以：

因此电子的动能应该大于此时的能级差，但小于基态与第3能级之间的能级差，否则将跃迁到更高能级，即：

故A正确，B错误.

C．当时，解得n是无理数，不符题意，故C错误.

D．当时，解得n是无理数，不符题意，故D错误.

2.如图所示，用两根不可伸长的细绳通过两个轻质、光滑的定滑轮M、N将A、B两个相同小球与C球连接，两定滑轮处于同一水平线上已知C球重力为G。静止释放A、B、C三个小球，当三个小球运动至如图所示的位置时，两绳与水平方向所成夹角=60°，C球的速度达到最大值vC。此时A球所受的拉力FA、速度vA的大小分别为（    ）

A. FA=G，vA=vC

B. FA=G，vA=vC

C. FA=G，vA=vC

D. FA=G，vA=vC

【答案】B

【解析】

【详解】

以C球为研究对象进行受力分析，C球的速度最大时受力平衡，根据对称性可知两根绳子拉力大小相等，根据平衡条件可得：

解得：

又根据关联速度的关系，将C球的速度分解为垂直绳子和沿着绳子的速度，有：

故选B.

3.如图所示，在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动，O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态。小球A与小球B 发生正碰后均向右运动，小球B被Q处的墙壁弹回后与小球A在P 点相遇，PQ=1. 5PO。若小球间的碰撞及小球与墙壁间的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短，则两小球质量之比m1: m2为（    ）

A. 1 : 2 B. 2 : 1

C. 3 : 2 D. 4 : 1

【答案】B

【解析】

【详解】两球发生弹性碰撞,设碰后A、B两球的速度分别为v1、v2,规定向右为正方向,根据系统动量守恒得：

已知小球间碰撞及小球与墙壁之间的碰撞均无机械能损失,由机械能守恒定律得：

从两球碰撞后到它们再次相遇,甲和乙的速度大小保持不变,因为：

则A和B通过的路程之比为：

得碰后两球速度大小之比：

联立计算得出：

综上所述故选B.

4.如图所示，边长为L的正方形导线框abcd置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。线框绕固定轴OO′以角速度匀速转动，已知线框每条边的电阻大小为R。a、d两点用导线（导线电阻不计）与阻值为R的电阻连接（不影响线圈的转动），则通过该电阻电流的有效值为（    ）

A.  B.

C  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知线框绕固定轴OO′以角速度匀速转动，则只有BC边在切割磁感线，电动势的最大值为：

有效值为：

a、d两点间电阻为，故两端的电压为电动势的，即：

所以通过该电阻电流的有效值为：

带入解得：

故选D.

5.如图所示，静止的离子A+和A3+，经电压为U的电场加速后进入方向垂直纸面向 里的一定宽度的匀强磁场B中。已知离子A+在磁场中转过=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子A+和A3+（    ）

A. 在电场中的加速度之比为1 ：1

B. 在磁场中运动的半径之比为3 : 1

C. 在磁场中转过的角度之比为1：2

D. 在磁场中运动的时间之比为1: 2

【答案】C

【解析】

【详解】A．两个离子的质量相同，其带电量是的关系,所以由：

可以知道其在电场中的加速度是,故A错误. 

B．要想知道半径必须先知道进入磁场的速度,而速度的决定因素是加速电场,所以在离开电场时其速度表达式为：

可以知道其速度之比为.又由：

知：

所以其半径之比为,所以B错误. 

C．由B的分析知道离子在磁场中运动的半径之比为,设磁场宽度为L,离子通过磁场转过的角度等于其圆心角,所以有：

则可以知道角度的正弦值之比为，又A+的角度为,可以知道A3+角度为,所以在磁场中转过的角度之比为,故C正确. 

D．由电场加速后：

可以知道两离子离开电场的动能之比为,所以D错误.

6.一个物块置于粗糙水平地面上，受到水平拉力F的作用，F随时间t变化的关系如图甲所示，物块的速度v随时间t变化的关系如图乙所示。g=10 m/s2，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则下列说法正确的是（    ）

A. 物块的质量为4kg

B. 物块在前4s所受摩擦力的冲量为-24 N·s

C. 物块在前6s内的平均速度为2 m/s

D. 物块与水平地面间的动摩擦因数=0.4

【答案】BCD

【解析】

详解】A．由图可知当物块做匀速直线运动时，水平拉力F=8N,故摩擦力：

物块在加速运动时有：

在2-4s由牛顿第二定律可得：

代入数据解得：m=2kg，故A错误.

B．由图可知在0-2s小物块静止，所受的摩擦力为静摩擦力：

物块在前4s所受摩擦力的冲量为:

故B正确.

C．由图乙可知前6s的位移为：

所以前6s内的平均速度为：

故C正确.

D．根据A选项分析可知：

所以解得μ=0.4，故D正确.

7.均匀分布在地球赤道平面上的四颗同步通信卫星能够实现除 南北极等少数地区外的全球通信。已知地球半径为R，地球极地表面重力加速度为g，同步卫星所在轨道处的重力加速度为g′，地球自转周期为T，下面列出的是关于四颗卫星中相邻两颗卫星间的距离S的表达式，其中正确的是（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】设同步卫星运行半径为r，根据根据万有引力提供向心力有：

得：

四颗同步卫星均匀分布赤道平面上，由几何知识有：

在地球表面上引力等于重力,由牛顿第二定律有：

联立可以计算得出：

又因为：

故得：

综上所述，故选BC.

8.如图所示，在两个电荷量相等的正点电荷的电场中，两电荷连线的中垂面上有一以连线中点O为圆心的圆，A、B为圆上对称的两点，两点电荷连线的延长线上有一点C，下列说法正确的是（    ）

A. A、B两点的场强相同，电势也相同

B. 中垂线AB上O点的电势最高

C. 电子在C点的电势能不可能等于在A点的电势能

D. 仅在图中电场的作用下，电子可能沿图示圆周运动

【答案】BD

【解析】

【详解】

A．根据等量同种点电荷的电场线分布可知道A、B两点的场强大小相同，方向相反，电势相等，故A错误.

B．根据等量同种点电荷的电场线分布可知道中垂线AB上O点的电势最高，故B正确.

C．根据等量同种点电荷的等势面的分布可知A点和C点有可能在同一等势面上，故电子在C点的电势能有可能等于在A点的电势能，故C错误.

D．根据等量同种点电荷的电场线分布可知电子在两正电荷连线的中垂面上电场力的合力均指向O点，故电子可能在两者的中垂面上做圆周运动，且到两场源电荷的距离始终相等.故D正确.

二、非选择题:共174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。

9.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上 有一装有长方形挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为M，滑块左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一 质量为m的小球相连。导轨上的B点有一光电门，可以测量挡光片经过光电门的时间t。实验时滑块由A 处静止释放，用L表示AB两点间的距离，d表示挡光片的宽度。

（1）某次实验导轨的倾角为，设重力加速度为g，则滑块从A点到通过B点时m和M组成的系统的动能增加量 =_____________________，系统的重力势能减少量 =________________，在误差允许的范围内，若 =，则可认为系统的机械能守恒。

（2）设滑块经过B点的速度为v，某同学通过改变A、B间的距离L，测得倾角 =37°时滑块的v2-L的关系如图乙所示，并测得M=0.5m，则重力加速度g=________m/s2 （结果保留两位有效数字）。

【答案】    (1).     (2). mgL—MgLsin    (3). 9.6

【解析】

【详解】(1)[1]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知滑块通过B点的瞬时速度：

滑块从A处到达B处时m和M组成的系统的动能的增加量可表示为：

[2]系统的重力势能的减少量可表示为：

(2)[3]根据机械能守恒得:

则：

可以知道图线的斜率：

又因为：

M=0.5m

计算得出

10.某同学采用安阻法测电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱R的阻值，记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I，得到—R关系如图乙中的图线①所示；重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线②。

（1）由图线①可知电池a的电动势Ea=_______V，内阻ra=________Ω（结果保留两位有效数字）。

（2）若用同一定值电阻先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa_______Pb（“选填“大于，小于”或“等于”），两电池的效率_______（选填“大于”“小于”或“等于”）。

【答案】    (1). 2.0    (2). 0.20    (3). 大于    (4). 大于

【解析】

【详解】(1)[1][2]由闭合电路欧姆定律可以知道,闭合电路中,电源电动势：

得：

由图示图线①所示可以知道,截距，斜率,所以：

(2)[3][4]同理从图线②可以知道: ，，电池的输出功率：

得Pa大于Pb；

电池的效率：

得大于.

11.如图甲所示，在光滑水平面上放置斜面体ABC，水平部分AB与倾斜部分BC平滑连接，AB、BC表面均粗糙，BC与水平面的夹角为。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，规定力传感器受压时，其示数为正值，力传感器被拉时，其示数为负值。一个质量m=3 kg可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑，最终停在AB上某处。在整个运动过程中，ABC始终保持静止，力传感器测得的力F和时间 t的关系如图乙所示。已知sin 37°=0. 6，cos 37°=0.8， g取10 m/s2，求：

（1）滑块与AB的动摩擦因数及滑块到达B点的速度vB；

（2）在整个运动过程中滑块克服摩擦力做的功。

【答案】（1）    （2）36J

【解析】

【详解】(1)由图象可知，在AB段Ff=6N，t1=2s，对滑块分析，由牛顿第二定律有：

代入数据联立解得： a1=2 m/s2，μ1=0.2， vB=4m/s.

(2)由图象可知，滑块在斜面上运动的时间为t2=1 s，由：

解得a2=4m/s2，当滑块在斜面BC上时，对滑块分析，由牛顿第二定律有：

由图可知斜面对传感器的压力为9.6N，对斜面有：

联立解得μ2=0.25，；滑块在斜面上滑行的距离：

，

解得x=2 m，则滑块克服摩擦力做的功：

解得Wf=36J.

12.如图所示，水平面内ab和cd是两条平行放置的足够长直粗糙金属导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m，两杆与导轨的动摩擦因数均为。开始时水平外力F作用在杆MN上，使两 杆以速度v0水平向右匀速运动。两杆的总电阻为R，导轨间距为d，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持外力F不变，金属杆和导轨始终接触良好，已知在t=t0时刻后杆MN速度保持不变，且在0〜t0时间内两杆速度方向始终向右，求：

（1）0〜t0时间内任意时刻两杆的加速度大小之比；

（2）t0时刻两杆各自的速度；

（3）0〜t0时间内两杆各自的位移。

【答案】（1）2: 1   （2）,   （3）,

【解析】

【详解】(1)细线烧断前，对两杆整体进行受力分析有:

开始时两杆中无感应电流，细线烧断后，对两杆分别进行受力分析，由于两杆构成闭合回路，所以两杆所受安培力F安始终等大反向，对杆MN有:

a1方向水平向右，对杆M′N′有：

a2方向水平向左，解得:

a1:a2=2: 1

(2)由两杆在0〜t0时间内速度方向始终向右且：

F=3μmg

可知，两杆组成的系统动量守恒，设杆MN的速度为v1，杆M′N′的速度为v2，由动量守恒定律有：

分析可知两杆达到最大速度时的加速度均为0，即：

联立解得：

(3)在0〜t0时间内，设该过程平均电流为I0，杆MN的位移为x1，杆M′N′的位移为x2，对杆MN，由动量定理有：

由动量守恒定律可知：

联立解得：

答：(1)0〜t0时间内任意时刻两杆的加速度大小之比a1:a2=2: 1；

(2)t0时刻两杆各自的速度,；

(3)0〜t0时间内两杆各自的位移,。

13.下列说法正确的是（    ）

A. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

B. 在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动

C. 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小

D. 打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力

E. 气体向真空的自由膨胀是不可逆的

【答案】ACE

【解析】

【详解】A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如金刚石与石墨，故A正确.

B．布朗运动是微小粒子表现出的无规则运动，肉眼不可见，故B错误.

C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，这是增加原理，故C正确.

D．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，是要克服大气压力做功，故D错误.

E．气体向真空自由膨胀遵守热力学第二定律，具有方向性，故E正确

14.如图所示，一端封闭、内径均匀的玻璃管长为L=1.000m，中间有h=0.150 m的水银柱将一部分空气封闭在管内，水平放置时，A端空气柱的长度LA= 0.400 m。把玻璃管在竖直平面内缓慢倒转到开口竖直向下后，再把开口端B缓慢插人水银槽内，直到A端空气柱的长度为0.375 m且再次处于平衡状态为止。已知外界大气压p0=75 cmHg，在整个过程中温度保持不变。求最后平衡时玻璃管内B端空气柱的长度（结果保留三位小数）。

【答案】0.276m

【解析】

【详解】设玻璃管的横截面积为S，对A端气体，初态：

pA1=75 cmHg

VA1=0. 400S

转过90°，插入水银槽前，末态：

pA2=60 cmHg

此过程为等温变化，所以有：

pA1·VA1=pA2·VA2

解得：

VA2=0.500S

此时B端的气柱长度VB1=0.350m，压强pB1=75 cmHg

玻璃管插入水银槽平衡后有：

pA1·VA1=pA3·VA3

代入数据解得：

pA3=80 cmHg

此时B端气柱压强：

pB2 =95 cmHg

对B分析有：

pB1·VB1=pB2·VB2

代入解得：VB2=0. 276S，即此时玻璃管B端气柱的长度为0. 276 m

答：最后平衡时玻璃管内B端空气柱的长度为0.276m.

15.a、b、c三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，如图所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进人空气后与光线b交于P、Q，则下列说法正确的是（    ）

A. 玻璃对三种光的折射率关系为na>nb>nc

B. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a的条纹间距比c窄

C. 光线a、c分别从空气射人某种介质中，c发生全反射时临界角较小

D. c穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比a短

E. 若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的初动能更大

【答案】BDE

【解析】

【详解】A．由图可知，a光和c光入射角相同，但c光折射角较大，根据折射率公式可知玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率，但由于b光没有发生折射，故无法比较b光的折射率大小，故A错误.

B．由于a光的折射率大，波长较短，由：

可知在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光的窄，故B正确.

C．根据临界角公式：

可知a光发生全反射时的临界角较小，故C错误.

D．根据公式：

由于a光的折射率较大，则a光在玻璃中传播速度较小，故a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，故D正确.

E．由于a光的折射率大，故a光频率较大，若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的初动能更大，故E正确.

16.有两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正、负方向传播，振幅均为0.1 m，速度均为v=5 m/s，在t=0时，两列波的波峰正好在x=2.5m处重合，如图所示。求：

（i）t=0时，两列波的波峰重合处的位置；

（ii）从t=0开始计时，至少经过多长时间介质中出现位移为-0.2 m的质点。

【答案】（i）x=（2.5±20n）m,（n=0，2，3…）  （ii）0.025s

【解析】

【详解】（i）从图中可以看出两列波的波长分别为=2.5 m，=4m；两列波波长的最小公倍数为s=20 m，t=0时两列波的波峰重合处的位置为：

x=（2. 5±20n）m（n=0，2，3…）

（ii）两列波的波谷对应的坐标之差：

化简得：

（m1，m2为整数）

则：

△xmin=0.25m

所以：

tmin==0025 s

答：（i）t=0时，两列波的波峰重合处的位置x=（2. 5±20n）m（n=0，2，3…）；

（ii）从t=0开始计时，至少经过0.025s介质中出现位移为-0.2 m的质点