云南省临沧一中2020届高三物理5月检测试题（Word版附解析）

云南省临沧一中 2020 年高三 5 月月考理科综合综物理试卷 一、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 14~17 只有一项是符合题目要求，第 18~21 题有多项符合题目要求，全部选对得 6 分， 选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分） 1.下列核反应方程正确的是（　　） A. 轻核聚变反应方程 中，x 表示电子 B. 铀核裂变的一种核反应方程 C. 核反应方程 为轻核聚变 D. 放射性元素 发生的 α 衰变方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．据质量数和电荷数守恒可得，轻核聚变反应方程为 即 x 表示中子，故 A 项错误； B．铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中铀核裂变的一种核反应方程为 故 B 项错误； C．核反应方程 为人工转变，故 C 项错误； D．据质量数和电荷数守恒可得，放射性元素 发生的 α 衰变方程为 故 D 项正确。 2.当矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流随时间的变化规律如 图甲所示。已知图乙中定值电阻 R 的阻值为 10Ω，电容器 C 的击穿电压为 5V。则下列选项正 确的是（　　） 2 3 4 1 1 2H H He x+ → + 235 141 92 1 92 56 36 0U Ba Kr 2 n→ + + 14 17 1 7 8 1 4 2 He N O H+ → + 210 84 Po 210 206 4 84 82 2Po Pb He→ + 2 3 4 1 1 1 2 0H H He n+ → + 235 1 141 92 1 92 0 56 36 0U n Ba Kr 3 n+ → + + 4 14 17 1 2 7 8 1He N O H+ → + 210 84 Po 210 206 4 84 82 2Po Pb He→ +A. 矩形线框中产生的交变电流的瞬时值表达式为 i=0.6sin100πt（A） B. 矩形线框的转速大小为 100r/s C. 若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，电容器不会被击穿（通过电容器电流可忽略） D. 矩形线框的转速增大一倍，则交变电流的表达式为 i=1.2sin100πt（A） 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图象可知，矩形线框转动的周期 T=0.02s，则 所以线框中产生的交变电流的表达式为 i=0.6sin100πt（A） 故 A 项正确； B．矩形线框转动 周期 T=0.02s，所以线框 1s 转 50 转，即转速为 ，故 B 项错误； C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，通过电容器电流可忽略，则定值电阻两端电压 为 u=iR=0.6×10sin100πt（V）=6sin100πt（V） 由于最大电压大于电容器的击穿电压，电容器将被击穿，故 C 项错误； D．若矩形线框的转速增大一倍，角速度增大一倍为 ω′=200πrad/s 角速度增大一倍，电流的最大值增大一倍，即为 I′m=1.2A 则电流的表达式为 i2=1.2sin200πt（A） 故 D 项错误。 3.如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为 30°，质量分别为，m 甲、m 乙 的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光 的 2π 100πrad/sT ω = = 50r/s滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为 60°，连接甲球的细 线呈竖直状态。则 m 甲：m 乙为（　　） A. 1： B. 1：2 C. ：1 D. ：2 【答案】A 【解析】 【详解】分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力 的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以 T=m 甲 g 以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力 T 与乙球受到的支持力 N 与竖直方向之间的夹角都是 30°，所以 T 与 N 大小相等，得 综上可得 故 A 项正确，BCD 三项错误。 4.甲、乙两质点在同一条直线上运动，质点甲做匀变速直线运动，质点乙做匀速直线运动，其 中图线甲为抛物线的左半支且顶点在 15s 处，图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确 的是（　　） 3 3 3 2 cos30 3m g T T= × ° =乙 : 1: 3m m =甲 乙A. t=5s 时乙车的速度为 2m/s，甲车的速率为 2m/s B. t=0 时刻甲、乙两车之间的距离为 25m C. t=0 时刻甲车的速度大小为 4m/s D. 甲车的加速度大为 0.1m/s2 【答案】A 【解析】 【详解】AD．乙车做匀速直线运动，速度为 甲车做匀变速直线运动，其图线在 15s 时与横轴相切，则 t=15s 时甲车的速度为零，利用逆向 思维将甲车看成反向初速度为 0 的匀加速直线运动，据位移时间公式 ，结合图象有 解得 a=0.2m/s2 所以 t=5s 时甲车的速率 故 A 项正确，D 项错误； B．t=15s 时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为 0 的匀加速直线运动， 据 ，根据图象有 则 t=0 时刻甲、乙两车之间的距离为 22.5m，故 B 项错误； C．t=15s 时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为 0 的匀加速直线运动， 则 0 时刻甲车的速度大小为 10 m/s 2m/s5 xv t = = =乙 21 2x at= 2110 102 a= × × 0.2 10m/s 2m/sv = × = 21 2x at= 2 0 m1 0.2 1 m 22.52 5x == × ×故 C 项错误。 5.2019 年 4 月 10 日晚，数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜(EHT)”项目在全球多地同 时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量 M 和半径 R 的关 系为 ，其中 c 为光速，G 为引力常量．若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周 运动，速率为 v，轨道半径为 r，则可知(　　) A. 该黑洞的质量 M＝ B. 该黑洞的质量 M＝ C. 该黑洞的半径 R＝ D. 该黑洞的半径 R＝ 【答案】BC 【解析】 【详解】AB.设黑洞的质量为 ，环绕天体的质量为 ，根据万有引力提供环绕天体做圆周 运动的向心力有： ，化简可得黑洞的质量为 ，故 B 正确，A 错误； CD.根据黑洞的质量 和半径 的关系 ，可得黑洞的半径为 ，故 C 正确，D 错误． 6.如图所示的 “U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为 L，左端连接一阻值为 R 的定值电阻，阻值为 r、质量为 m 的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀 0 0.2 15m/s 3m/sv = × = 2 2 M c R G = 2 2 v r G 2v r G 2 2 2v r c 2 2 v r c M m 2 2 Mm vG mr r = 2v rM G = M R 2 2 M c R G = 2 2 2 2 2 22 2 v rGGM v rGR c c c = = =强磁场中，磁感应强度大小为 B。现给金属棒以水平向右的初速度 v0，金属棒向右运动的距离 为 x 后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为 Q，重力加速度为 g，忽略导轨的 电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（　　） A. 磁场对金属棒做功为 B. 流过金属棒的电荷量为 C. 整个过程因摩擦而产生的热量为 D. 金属棒与导轨之间的动摩擦因数为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．通过 R 和 r 的电流相等，R 上产生的热量为 Q，所以回路中产生的焦耳热 由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做 功 故 A 项错误； B．由法拉第电磁感应定律得 又 解得：流过金属棒的电荷量 R r QR + BLx R r+ 2 0 1 2 mv Q− 2 0 2 v R r Qgx mgxR +− R rQ QR +=焦 R rW Q QR += − = −安 焦 E t ∆Φ= ∆ BLx∆Φ = q I t= ∆ EI R r = +故 B 项正确； C．由能量守恒可知 所以整个过程因摩擦而产生的热量 故 C 项错误； D．由 C 选项的分析可知 解得 故 D 项正确。 7.如图所示，倾角为 α=37°的斜面体固定在水平面上，质量为 m=1kg 可视为质点的物块由斜面 体的顶端 A 静止释放，经过一段时间物块到达 C 点。已知 AB=1.2m、BC=0.4m，物块与 AB 段 的摩擦可忽略不计，物块与 BC 间的动摩擦因数为 μ=0.5，重力加速度为 g=10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（　　） A. 物块在 BC 段所受的摩擦力大小为 6N B. 上述过程，物块重力势能的减少量为 9.6J C. 上述过程，因摩擦而产生的热量为 1.6J D. 物块到达 C 点的速度大小为 4m/s 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．物块在 BC 段，所受的摩擦力大小 BLxq R r R r ∆Φ= =+ + 2 0 1 2 mv Q Q= +焦 摩 2 0 1 2 R rQ mv QR += −摩 2 0 1 2 R rQ mv Q mgxR µ+= − =摩 2 0 2 R r Qgx g v m xR µ += − cos 4Nf mgµ α= =故 A 项错误； B．物块从顶端 A 到达 C 点，物块重力势能的减少量 故 B 项正确； C．物块在通过 BC 段时，因摩擦产生的热量等于克服摩擦力做功 故 C 项正确； D．物块从顶端 A 到达 C 点，根据动能定理 解得：物块到达 C 点的速度大小 故 D 项正确。 8.如图所示，MN 是一半圆形绝缘线，O 点为圆心，P 为绝缘线所在圆上一点，且 OP 垂直于 MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下 圆弧上．下列说法中正确的( ) A. O 点处和 P 点处的电场强度大小相等，方向相同 B. O 点处和 P 点处的电场强度大小不相等，方向相同 C. 将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电场力始终不做功 D. 将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电势能增加 【答案】BC 【解析】 【详解】分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图， p ( )sin 1 10 1.6 0.6J 9.6JE mg AB BC α∆ = + = × × × = cos 1.6JQ mg BCµ α= ⋅ = 21( )sin cos 2mg AB BC mgBC mvα µ α+ − = 4m/sv = 1 4由图可知，O 点与 P 点的合场强的方向都向下，同理可知，在 OP 的连线上，所以各点的合场 强的方向均向下。 AB. 由库仑定律可知： ，O 点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在 O 点产生的 场强都大于在 P 处产生的场强，而且在 O 点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以 O 点的 合场强一定大于 P 点的合场强。故 A 错误，B 正确； CD. 由于在 OP 的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从 O 运 动到 P 电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故 C 正确，D 错误。 二、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 25 题为必考题，每个试 题考生都必须作答。第 33 题~第 34 题为选考题，考生根据要求做答） （一）必考题（共 47 分） 9.某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车 由光电门 1 的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门 1、2，并 通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为 M，砝码盘及砝码的总质 量为 m。 根据所学的知识回答下列问题： (1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取 下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端； (2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和 挡光片的总质量为 M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码 盘及盘中砝码的总质量； (3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽 度 d=________cm； 2 kQE r =(4)计算机记录小车通过光电门 1、2 的时间分别为 、 ，且两光电门之间的距离为 L，重 力加速度用 g 表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表 示）。 【答案】 (1). 取下 (2). 左 (3). 远大于 (4). 0.555 (5). 【解析】 【详解】(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车 合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功， 实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。 (2)[3]只有当 M 远大于 m 时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足 M 远大于 m 时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。 (3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为 5mm，游标尺示数为 11×0.05mm=0.55mm 则挡光片的宽度 d=5mm+0.55mm=5.55mm 即为 0.555cm。 (4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即 W=mgL 小车通过光电门 1 时的速度 小车通过光电门 2 时的速度 小车通过两光电门的过程中动能的变化量 验证动能定理的关系式应为 的 1t∆ 2t∆ 2 2 2 2 1 1 1 1 2mgL Md t t  = − ∆ ∆  1 1 dv t = ∆ 2 2 dv t = ∆ 2 2 2 k 2 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2E Mv Mv Md t t  ∆ = − = − ∆ ∆  2 2 2 2 1 1 1 1 2mgL Md t t  = − ∆ ∆ 10.某同学要测量量程为 6 V 的电压表 Vx 的内阻，实验过程如下： (1) 先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表功能选择开关置于“×1 K”挡，调零后，将红 表笔与电压表________(选填“正”或“负”)接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接，指针位置如 图所示，电压表内阻为________Ω. (2) 为了精确测量其内阻，现提供以下器材： 电源 E(电动势为 12 V，内阻约为 1 Ω) Ｋ开关和导线若干 电流表 A(量程 0.6 A，内阻约为 3 Ω) 电压表 V(量程 10 V，内阻约为 15 kΩ) 定值电阻 R0(阻值为 5 kΩ) 滑动变阻器 R1(最大阻值为 5 Ω，额定电流为 1 A) 滑动变阻器 R2(最大阻值为 50 Ω，额定电流为 1 A) ①请选用合适 器材，在方框中画出实验电路图_______(需标注所用实验器材的符号)． ② 待测电压表 Vx 内阻测量值的表达式为 Rx＝________．(可能用到的数据：电压表 Vx 的示数 为 Ux，电压表 V 的示数为 U，电流表 A 的示数为 I) 【答案】 (1). (1) 负 (2). 1.00×104 (3). (2) ① 如图所示； (4). ② 【解析】 【详解】（1）红表笔是欧姆表的负极，所以应该接电压表的负接线柱．电压表的内阻为 ． （2）滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻，应该选择分压接法，若使用 会使流过滑动变 阻器的电流超过 ，故要选择 ，电路图如图： 的 - x x U R U U 0 410.0 1000 1.00 10× Ω = × Ω 1R 1A 2R根据欧姆定律可得电压表内阻的测量值为： ． 11.如图所示为一种质谱仪 工作原理图，圆心角为 90°的扇形区域 OPQ 中存在着磁感应强度 大小为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，所有带电粒子经加速电压 U 加速后从小孔 C 射出， 由磁场边界 OP 上 N 点垂直 OP 进入磁场区域，然后均从边界 OQ 射出，ON=l，不计粒子重 力。 (1)若由静止开始加速的某种粒子 X 从边界 OQ 射出时速度方向与 OQ 垂直，其轨迹如图中实 线所示，求该粒子的比荷 ； (2)若由静止开始加速的另一种粒子 Y，其比荷是 X 粒子比荷的 ，求该粒子在磁场区域中运 动的时间 t。 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】(1) X 粒子在电场中加速的末速度为 v0，由动能定理可得 在磁场中由洛伦兹力充当向心力可得 由几何知识可知，粒子的轨道半径为 的 0 0 x x x x x U U RR U U U U R = =− − q m 1 4 2 2 2U B l 22 3 Blt U π= 2 0 1 2qU mv= 2 0 0 vqv B m r =r=l 联立解得 (2)Y 粒子在电场中加速的末速度为 v1，由动能定理可得 在磁场中由洛伦兹力充当向心力可得 又 解得 r1=2l Y 粒子在磁场中的轨迹如图所示，圆心为 O1，则 由图可得 由三角函数可知 所以在磁场中运动的时间为 联立解得 2 2 2q U m B l = 2 1 1 1 1 2qU m v= 2 1 1 1 1 1 vq v B m r = 1 1 1 4 q q m m = × 1 1 1 1cos 2 r l r θ −= = 1 π 3 θ = 1 1 π 2π3 2π mt q B = ⋅12.如图所示，质量为 M=2kg 的长木板甲放在光滑的水平桌面上，在长木板右端 l=2m 处有一 竖直固定的弹性挡板，质量为 m=1kg 可视为质点的滑块乙从长木板的左端冲上，滑块与长木 板之间的动摩擦因数为 μ=0.2，重力加速度 g=10m/s2，假设长木板与弹性挡板发生碰撞时没有 机械能的损失。 (1)滑块乙的初速度大小为 v0=3m/s 时，滑块乙不会离开长木板甲，则整个过程中系统产生的内 能应为多少？ (2)如果滑块乙的初速度大小为 v0=11m/s，则长木板甲至少多长时，才能保证滑块乙不会离开 长木板甲？ 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】(1)设甲、乙与挡板碰前先达共同速度，则由动量守恒定律得 解得 v1=1m/s 设此时甲的位移 x1，则 得 x1=0.5m