宁夏石嘴山市第三中学2020届高三第三次模拟物理试题

石嘴山三中2020届高三第三次模拟考试

理科综合能力试卷（物理）

第Ⅰ卷 （选择题 ）

一、选择题

1.天津市有多条河流，每条河流需要架设多座桥梁．假如架设桥梁的每一个桥墩有两根支柱，每根支柱都是用相同横截面积的钢筋混凝土铸造．按照下列角度设计支柱，能使支柱的承重能力更强的是

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

依据受力分析，结合矢量的合成法则，及两力的合力一定时，当两分力夹角越大，则分力越大，夹角越小时，则分力越小，从而即可求解．

【详解】由题意可知，两根支柱支撑相同的质量的桥梁，即两个力的合力是一定，当两个力的夹角越大时，则分力也越大，当两个力的夹角越小时，则分力也越小，能使支柱的承重能力更强的是，即使支柱支撑的力要小，故A正确，故BCD错误；故选A．

【点睛】考查矢量的合成法则，掌握两力的合成，当合力一定时，两分力大小与夹角的关系，同时理解能使支柱的承重能力更强，不是支柱支撑的力最大，而要最小的．

2.下列说法中错误的是

A. 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应

B. 核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为电子

C 原子核发生一次β衰变，该原子外层就一定失去一个电子

D. 质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2

【答案】C

【解析】

【详解】A、根据玻尔理论可知，氢原子从n＝6的能级向n＝1的能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从n＝6的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从n＝6的能级向n＝1的能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；

B、根据量子说守恒与电荷数守恒可知，核反应方程式Cs→Ba+x中，可以判断x的质量数为0，电荷数为：z＝55﹣56＝﹣1，所以x为电子，故B正确；

C、β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；

D、根据爱因斯坦质能方程知，质子和中子结合成α粒子，核反应方程为22→，释放的能量是△E＝△mc2＝（2m1+2m2﹣m3）c2，故D正确．

本题选错误的，故选C．

3.某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 第1次击中篮板时的速度小

B. 两次击中篮板时的速度相等

C. 球在空中运动过程第1次速度变化快

D. 球在空中运动过程第2次速度变化快

【答案】A

【解析】

【详解】AB．将篮球的运动反过来看，则篮球两次做平抛运动，由于第1次平抛运动的高度更大，由得

所以第1次运动的时间更长，由于两次的水平位移相等，则时间越长的水平初速度越小，故第1次击中篮板时的速度小，故A正确，B错误；

CD．球在空中运动过程速度变化快慢即为加速度，由于球只受重力作用，加速度为重力加速度，则两次速度变化快慢相同，故CD错误。

故选A。

4.按压式圆珠笔内装有一根轻小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。忽略摩擦和空气阻力。笔从最低点运动至最高点的过程中（　　）

A. 笔的动能一直增大

B. 笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小

C. 弹簧对笔的冲量大于笔的重力的冲量

D. 弹簧弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量

【答案】D

【解析】

【详解】A．上升的过程中，笔的动能先增大后减小，A错误；

B．整个过程中，笔的动能，重力势能，弹性势能之和保持不变，由于动能先增加后减小，因此笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大，B错误；

C．笔从最低点运动至最高点的过程中动量的变化为零，根据动量定理，合外力的冲量为零，因此弹簧对笔的冲量等于重力的冲量，C错误；

D．根据能量守恒定律，弹簧的弹性势能最终全部转化为笔的重力势能，D正确。

故选D。

5.如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（　　）

A. 电压表示数始终为

B. 电流表示数的最大值

C. 线圈最大输出功率为

D. 仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．线圈中产生的交流电最大值为

有效值

电流表示数是

电流表示数的最大值

电压表两端电压是路端电压

选项AB错误；

C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为

选项C正确；

D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。

故选C。

6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1：4．若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是(    )．

A. 站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

B. 在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的16倍

C. 在图示轨道上，地球同步卫星的机械能大于“轨道康复者”的机械能

D. 若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接

【答案】BD

【解析】

【详解】因“轨道康复者”的高度低于同步卫星的高度，可知其角速度大于同步卫星的角速度，也大于站在赤道上的观察者的角速度，则站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向东运动，选项A错误；由得：，在图示轨道上，“轨道康复者”与地球同步卫星加速度之比为，故B正确；因“轨道康复者”与地球同步卫星的质量关系不确定，则不能比较机械能的关系，选项C错误；“轨道康复者”应从图示轨道上加速后，轨道半径增大，与同步卫星轨道相交，则可进行对接，故D正确；

7.在O处有一点电荷，该点电荷电场中有三个等间距的等势面a、b、c(以虚线表示)，已知两相邻等势面的间距相等。如图所示中实线所示是一质子以某一速度射入电场后的运动轨迹，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的一些交点。由此可判定（　　）

A. Uab＝Ubc＝

B. O处的点电荷一定带负电

C. a、b、c三个等势面的电势关系是φa＞φb＞φc

D. 质子在1、2、3、4四个位置处所具有的电势能与动能的总和一定相等

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由于等面与电场线垂直，可知左侧电场线密集，相同间距电势差大，因此

Uab>Ubc

A错误；

B．由于曲线运动的受力方向一定指向凹侧，因此质子受力向右，O处的点电荷一定带正电，B错误；

C．沿着电场线电势降低，a、b、c三个等势面电势关系是φa＞φb＞φc，C正确；

D．运动过中只有电场力做功，只有动能和电势能之间的转化，因此在整个运动过程中电势能与动能的和保持不变，D正确。

故选CD

8.如图所示，为一边长为的正方形导线框，导线框位于光滑水平面内，其右侧为一匀强磁场区域，磁场的边界与线框的边平行，磁场区域的宽度为，磁感应强度为，方向竖直向下．线框在一垂直于边的水平恒定拉力作用下沿水平方向向右运动，直至通过磁场区域．边刚进入磁场时，线框开始匀速运动，规定线框中电流沿逆时针时方向为正，则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，、两端的电压及导线框中的电流随边的位置坐标变化的图线可能正确是

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

A、B、线圈的cd边刚进入磁场时做匀速运动，则整个线圈进入磁场时速度不变，根据楞次定律产生逆时针方向的电流，为正方向，电动势大小，此时ab两端的电压为，当线圈全部进入磁场时，线圈内无感应电流，此时线圈做匀加速运动，ab两端的电压为，对比图象可知，A错误；B正确；，

C、D、当线圈的cd边出磁场时．电流为顺时针方向，由于此时安培力大于外力F，故此时线圈做减速运动，且加速度逐渐减小，电流图象切线的斜率减小，逐渐趋近于开始进入磁场时的电流大，C错误；D正确；

故选BD．

第Ⅱ卷 （非选择题 共62分）

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13题～第16题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题

9.小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如图所示。已知设置的频闪频率为f，当地重力加速度为g。

(1)照片中A位置______(“是”或“不是”)释放小球的位置。

(2)要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明还需要测量以下哪些物理量_____（填选项前的字母）。

A．墙砖的厚度d    B．小球下落的时间   C．小球的质量m

(3)在误差允许的范围内，如果表达式_______（用题设条件中给出的物理量表示）成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。

【答案】    (1). 不是    (2). A    (3).

【解析】

【详解】(1)[1]不是释放小球的位置。如果是释放小球的位置，连续相等的时间间隔内，位移之比应为1：3：5……，而图中是1：2：3

(2)[2] 只要测出砖的厚度，就可算出相邻两点间的距离，再根据闪光频率f，可求出小球经过B、D点的速度，再求出BD间的距离，从而验证机械能守恒。

(3)[3]小球经过B点时的速度等于AC间的平均速度

同理可得小球经过D点的速度

BD间的距离

如果满足下式就满足机械能守恒定律

代入数据，整理得

10.某同学用图甲电路测量一电源的电动势和内阻，其中电流表A的量程为0.6 A，虚线框内为用电流计G改装的电压表。

(1)已知电流计G的满偏电流Ig= 300 μA，内阻Rg=100 Ω，改装后的电压表量程为3V，则可计算出电阻R1=____Ω。

(2)某次测量时，电流计G的示数如图乙，则此时电源两端的电压为 ___V。

(3)移动滑动变阻器R的滑片，得到多组电流表A的读数I1和电流计G的读数I2，作出I1-I2图像如图丙。由图可得电源的电动势E=____V，内阻r=____Ω。

(4)若电阻R1的实际阻值大于计算值，则电源内阻r的测量值____实际值（填“小于”“等于”或“大于”）。

【答案】    (1). 9900    (2). 2.40    (3). 2.90    (4). 1.0    (5). 小于

【解析】

【详解】(1)[1]．由改装原理可知，要串联的电阻

(2)[2]．电流计G的示数为240μA，则此时电源两端的电压为240μA×10-6×10000V=2.40V；

(3)[3][4]．由图像可知，纵轴截距为290μA，则对应的电压值为2.90V，即电源电动势为E=2.90V；内阻

(4)[5]．若电阻R1的实际阻值大于计算值，则通过电流计G的电流会偏小，则图像I2-I1的斜率会偏小，则电源内阻r的测量值小于实际值。

11.如图所示，半径 的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线水平，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量上表面与C点等高。质量为的物块（可视为质点）从空中A点自由落下，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知A点距B点的竖直高度为R，取 求：

(1)物块经过C点时对轨道的压力大小；

(2)若物块与木板的摩擦因数，物块刚好没有滑下木板，求木板的长度。

【答案】(1)50N；(2)3m

【解析】

【详解】(1)由A到C过程，根据机械能守恒定律

解得

在C点，根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第三定律，可得物块经过C点时对轨道的压力大小

（2）物块滑上木板到刚好没有滑下木板，物块和木板组成的系统动量守恒

解得

物块滑上木板到刚好没有滑下木板，根据系统的能量关系得

代入数据，解得

12.如图所示，板间电压为U的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在xOy直角坐标平面内，第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场，第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、电量为q的正离子（不计重力）以初速度v0沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动。从P点垂直y轴进入第一象限，经过x轴上的A点射出电场，进入磁场。己知离子过A点时的速度方向与x轴成30°角。求：

(1)平行金属板M、N之间相距的距离d；

(2)离子运动到A点时速度v的大小和由P点运动到A点所需时间t；

(3)离子在x轴上离开第四象限磁场区域的位置C（图中未画出）与坐标原点的距离OC。

【答案】(1)；(2)；；(3)其中k=(0，1，2，3……）

【解析】

【详解】(1)设平行金属板M、N间匀强电场的场强为，则有

因为离子在金属板方向射入两板间并做匀速直线运动，有

解得金属板M、N间的电压

(2)在第一象限的电场中离子做类平抛运动，有

故离子运动到A点时的速度

又

qE=ma

解得离子在电场E中运动到A点所需时间

(3)在磁场中洛伦兹力提供向心力，有

得：

由几何知识可得

又

因此离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C与坐标原点的距离：

由周期性：离子离开第四象限磁场区域的位置C与坐标原点的距离：

即

其中k=(0，1，2，3……）

【物理—选修3-3】

13.关于热现象，下列说法正确的是    

A. 热量不能自发地从低温物体传到高温物体

B. 物体速度增大，则组成物体的分子动能增大

C. 物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化

D. 相同质量的两个物体，升高相同温度，内能增加一定相同

E. 绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少

【答案】ACE

【解析】

【详解】A.根据热力学第二定律知道热量不能自发地从低温物体传到高温物体，A正确

B.物体分子平均动能的标志是温度，与宏观速度无关，B错误

C.物体内能等于所有分子的动能与所有分子势能的和，分子平均动能与温度有关，而分子势能与体积有关，所以物体内能与温度和体积有关，C正确

D.根据C选项的分析升高相同温度，但体积关系未知，所以内能变化无法判断，D错误

E.根据热力学第一定律，绝热容器，气体体积增大，所以气体对外做功，所以，内能减小，E正确

14.如图所示，在粗细均匀的U形管右侧，用水银封闭一段长为L1＝19cm、温度为T1＝280K的气体，稳定时，左右两管水银面高度差为h＝6cm.已知大气压强为p0＝76 cmHg.

(1)给右管密闭气体缓慢加热，当右管内气体温度为多少时，两管水银面等高.

(2)若不给右管密闭气体加热，而是向左管缓慢补充水银，也可使两管水银等高，求补充水银柱的长度.

【答案】(1)T2=352K (2)y=9cm

【解析】

【详解】(1)对于封闭气体有：p1=p0-ρgh=70cmHg

末态压强为：p2=76cmHg

当两管内水银面等高时，右管内水银面下降高度为：

由理想气体状态方程得：

又L2=L1-3=16cm

代入数据解得：T2=352K

(2)设补充水银后，右管内水银面上升x，管内气体长度为L1-x

由波意耳定律有:

解得：x=1.5cm

注入水银柱的长度为：y=h+2x=9cm

【物理—选修3－4】

15.一列简谐横波在t＝0时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是________。

A. 这列波沿x轴负方向传播

B. 这列波的波速是m/s

C. 从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6s时间内，A质点通过的路程是10m

D. 从t＝0开始，质点P比质点Q迟回到平衡位置

E. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，不能发生明显衍射现象

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由图乙可知0时刻，质点A的速度方向为沿y轴正方向，再由图甲判断出波的传播方向为沿x轴负方向，A正确；

B．由图甲读出波长为＝20m，由乙图知周期T＝1.2s则波速

B正确；

C．，质点做简谐运动时，在一个周期内质点A通过的路程为4倍振幅，则经过，A质点通过的路程

S＝2A＝4cm

C错误；

D．图示时刻质点P沿y轴负方向运动，质点Q沿y轴正方向运动，所以质点P将比质点Q迟回到平衡位置，将此图象与正弦曲线进行对比可知，P点的横坐标

xP＝m

Q点的横坐标

xQ＝m

根据波形的平移法可知质点P比质点Q迟回到平衡位置时间

t＝＝0.4s

D正确；

E．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为20m，E错误。

故选ABD。

16.如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R＝0.5m的四分之一的圆周，圆心为O，已知AD＝m，光线从AB面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后射向O点，恰好不会从BC面射出。求：

(1)该棱镜的折射率n；

(2)光线在该棱镜中传播的时间t(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×108 m/s)。

【答案】(1)；(2)×10－8s

【解析】

【详解】(1)光线在BC面上恰好发生全反射，光路图如图所示

入射角等于临界角C

sin C＝

在AB界面上发生折射，折射角

由折射定律

由以上几式联立，解得

（2）光在此棱镜中速度

路程

光线在该棱镜中传播的时间