2020届湖南省衡阳市一中期末预热联考理综物理 含答案

2020 届高三期末预热联考 理综试卷 本试卷共 16 页，38 题（含选考题）。全卷满分 300 分。考试用时 150 分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定 位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿 纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非 答题区域均无效。 4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用 2B 铅笔涂黑。答案写在答题卡上对应的答 题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域无效。 5.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Fe 56 第Ⅰ卷 二、选择题：本题共 8 小题，毎小题 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，有选错的得 0 分。 14.关于人类对天体运动的研究，下列说法符合物理史实的是（ ） A.卡文迪许提出了万有引力定律 B.牛顿被誉为“第一个称出地球质量的人” C.哥白尼提出，行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，只有月亮绕地球运行 D.开普勒利用万有引力定律计算出了海王星的轨道 15.某同学受楞次定律的启发，提出一个“电磁阻尼辅助升降货梯”设计方案，货梯底座为电磁铁，货梯井 管为四壁闭合合金管，当货梯下行时，电磁铁通电（产生的磁极如图所示），货梯井管上的感应电流产生的 磁场对货梯下行有阻碍作用，货梯便会缓缓下降，几乎不用牵引绳作用。设计示意图如图所示，当货梯下 行时，关于货梯井管上的感应电流的方向（从上往下看），下列说法正确的是（ ） A.整个货梯井管上的感应电流均沿顺时针方向 B.整个货梯井管上的感应电流均沿逆时针方向 C.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向，以下的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向 D.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向。以下的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向 16.如图所示，一光滑斜面体固定在水平面上，其斜面 为矩形，与水平面的夹角为 ， 边水平且 距水平面的高度为 。现将质量为 的小球从斜面上的 点沿 方向以速度 。水平抛出，忽略空气阻 力，小球恰好运动到斜面的左下角 点，已知重力加速度为 ，下列说法正确的是（ ） A.小球从 点运动到 点的过程中做变加速曲线运动 B.小球从 点运动到 点的时间为 C. 边的长度为 D.小球运动到 点时的速度大小为 17.如图甲所示，推力 垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜面体改成如图乙所示 放置，用相同大小的推力 垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正确的是（ ） ABCD θ AD h m A AD 0v C g A C A C 2h g AD 0 2sin hv g θ C 2 0 2cv v gh= + F F A.墙面受到的压力一定变小 B.斜面体受到的摩擦力一定变小 C.斜面体受到的摩擦力可能变大 D.斜面体可能沿墙面向上滑动 18.已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线 的距离成反比。如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边动 和 上，彼此绝缘，电流方向分别由 流向 、由 流向 ，则顶点 和 两处的磁感应强度大小之比为（ ） A. B. C. D. 19.将一个带正电的点电荷 固定在水平无限大的金属板的上方，以点电荷 为圆心的圆弧上有 四个点，其中 两点连线为圆的一条直径，且垂直于金属板， 两点连线与 两点连线垂直，点电荷和金属板附近的电场线分布如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. A 点的电场强度比 点的电场强度大 B. 点的电势比 点的电势高 C.若将一个带正电的试探电荷从 点由静止释放，该试探电荷将沿电场线运动 D.若将一个带正电的试探电荷从 点沿圆周 移动到 点，该试探电荷的电势能将一直减小 20.如图所示，足够长且表面粗糙的水平传送带与固定斜面的底端通过一段小圆弧平滑连接，传送带以速率 逆时针匀速转动。 时刻将一个可视为质点的小滑块从斜面上某处由静止释放，则从释放到其第一次 从传送带上返回斜面底端过程中速率随时间变化的关系图象可能正确的是（ ） dh hg d h h g e a 2 : 3 1: 3 2 : 2 1:1 Q Q A B C D、 、 、 A C、 A C、 B D、 A C A C B A ADC C 0v 0t = A. B. C. D. 21.如图所示，两根长度分别为 和 的轻杆一端固定在一起，构成夹角为 的支架，该支架可绕固定轴 在竖直平面内无摩擦转动，两根轻杆的另一端分别固定着质量为 的小球甲和质量为 的小球乙。将连 接小球甲的轻杆转动到水平位置，然后由静止释放，已知重力加速度为 ，不计空气阻力，则下列说法正 确的是（ ） A.当整个系统第一次速度为 0 时，小球乙的位置与固定轴 位于同一高度处 B.当整个系统第一次速度为 0 时，小球乙的位置比固定轴 的位置高 C.当小球乙摆到最低点时，轻杆对小球乙的弹力不沿杆方向 D.从静止开始至小球甲速度最大时，支架对小球甲所做的功为 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） 某兴趣小组的两位同学分别利用如图甲和如图乙所示的实验装置来研究加速度与力、质量的关系，小车总 质量分别用 和 表示（滑轮的质量和绳与滑轮间的摩擦均忽略不计）。 （1）关于这两 （1）关于这个实验的操作，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。 2l l 60° O m 2m g O O 3 3 mgl− M甲 M乙 A.两个实验都需要平衡摩擦力 B.两个实验都不需要平衡摩擦力 C.两个实验都需要满足所挂钩码的总质量远小于小车的总质量的条件 D.两个实验都不需要满足所挂钩码的总质量远小于小车的总质量的条件 （2）两位同学分别进行正确的实验操作，发现两装置中力传感器的读数相同，则两小车所受的拉力之比 ___________，通过计算得到小车的加速度之比为 ，则甲、乙两图中实验装置所用 小车的质量之比 ____________。 23.（9 分） 某同学为了测量物理实验室中的一捆铜导线的长度，进行了以下实验操作。 （1）用螺旋测微器测量该铜导线的直径 ，如图甲所示，则 ______ 。 （2）该同学设计了如图乙所示的实验电路来测量这捆铜导线的电阻 ，（电阻大约为几欧）。 其中 和 可视为理想电压表； 是阻值范围为 的电阻箱； 为电源； 。为定值电阻（保 护电路）； 为开关，图中 之间连接这捆铜导线（未画出）。 ①将电阻箱 调节到适当的阻值，闭合开关 ，记下此时电阻箱的阻值 、电压表 的示数 、电压表 的示数 ，则这捆铜导线的阻值表达式为 ______（用 、 、 表示）。 ②为了减小实验的偶然误差，该同学多次改变电阻箱的阻值 ，记下多组 、 、 的数值，计算出每 一组 的值，画出 图象如图丙所示，利用图象可求得这捆铜导线的电阻 ____ （结果保留 三位有效数字）。 （3）已知这捆铜导线材料的电阻率为 ，则其长度为 _____ （结果保留三位有效 数字）。 24.（12 分） 如图所示，在 的区域内存在方向竖直向上、电场强度大小为 的匀强电场，在 的区域内存在方 向垂直纸面向外的匀强磁场。现一带正电的粒子从 轴上坐标为 的 点以速度 沿 轴正方向进 :F F =乙甲 : 1: 2a a =乙甲 :M M =乙甲 d d = mm xR 1V 2V R 0 ~ 999.9Ω E 0R S a b、 R S R 1V 1U 2V 2U xR = R 1U 2U R R 1U 2U 2 1 U U 2 1 1U U R − xR = Ω 81.90 10 mρ −= × Ω⋅ L = m 0x E 0x > x ( 2 ,0)l− A 0v x 入电场，从 轴上坐标为 的 点进入磁场，带电粒子在 的区域内运动一段圆弧后，从 轴上的 点（未画出）离开磁场。已知磁场的磁感应强度大小为 ，不计带电粒子的重力。求： （1）带电粒子的比荷； （2） 点的坐标。 25.（20 分） 如图所示，水平面上有一质量 、长 的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连，木板与 水平面间的动摩擦因数 .质量 的小滑块（可视为质点）以水平速度 滑上木板左 端，滑到木板右端时速度恰好为零，取重力加速度 。 （1）求小滑块与木板间的动摩擦因数 ； （2）现使小滑块以水平速度 滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生碰撞（作用时间 极短），碰后小滑块以原速率反弹。求： ①碰撞过程中，小滑块对墙壁的冲量 ； ②最终小滑块停止运动时，木板右端离墙壁的距离 。 （二）选考题：共 45 分。请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如 果多做，则每科按所做的第一题计分。 3.[物理—选修 3—3]（15 分） （1）（5 分）关于分子动理论，下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个 得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.分子有着复杂的内部结构，但在研究分子的大小时，往往可以把分子看做小球或小立方体，这是一种理 y (0, )l B 0x > y C 0 E v C 3M kg= 2.25L m= 1 0.2µ = 5m kg= 0 6 /v m s= 210 /g m s= 2 µ 0 10 /v m s′ = I s 想化模型的物理方法 B.在显微镜下观察悬浮在水中的花粉颗粒的运动，把一个小颗粒每隔一段时间的位置记录在坐标纸上，用 笔把颗粒的位置按时间顺序依次连起来，得到一组无规则的折线图，说明花粉颗粒的运动是无规则的 C.两个相邻的分子之间同时存在引力和斥力，它们均随分子间距离的增大而减小，所以当分子间距离增大 时分子力将变小 D.把装有不同压强、不同温度的气体的两容器连通，温度高的气体会向温度低的一方传热，压强大的气体 会向压强较小的一方流动 E.扩散现象只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生 （2）（10 分）如图所示，甲、乙两导热气缸内壁光滑，粗细均匀，横截面积均为 ，高度均为 。现将两 气缸竖直放置，甲气缸在上，乙气缸在下，中间用体积可以忽略的细短管连通，内部有质量和厚度均可忽 略不计的绝热活塞，甲气缸上端开口且活塞只能在气缸内运动。甲、乙两气缸内有压强分别为 、 的 理想气体，初始时活塞均位于气缸的顶部。已知初始周围环境温度为 ，大气压强为 ，重力加速度为 ，热力学温度与摄氏温度的关系为 。 （i）若将甲气缸内的气体缓慢加热至 （此时乙气缸中的活塞未动），求甲气缸内气体的压强为多大？ （ⅱ）在甲气缸活塞上放物体时，平衡时可通过活塞移动的距离测出物体的质量。求环境温度为 时， 此装置能测量物体质量的最大值为多少？ 34.[物理—选修 3—4]（15 分） （1）（5 分）小华想利用单摆测量某山山顶的重力加速度，但没有理想的摆球，他找到一块密度较大、体积 较小但形状不规则的石块当摆球，具体操作如下： S h 0p 02p 27℃ 0p g 273T t K= + 57℃ 27℃ ①将石块用细线系好， 为石块上方的结点，悬点为 ； ②让该装置在竖直平面内做小角度摆动，为测量周期，需在石块摆动到______（填“最高点”或“最低点”） 时开始计时； ③若以测量的 长度作为摆长，完成一次测量后，算出山顶的重力加速度 ，则该计算值比真实值_____ （填“偏大”或“偏小”）； ④小华改变 间细线的长度，记下两次细线长度 、 和对应周期 、 ，则 _____（用以上四个量 表示）。 （2）（10 分）如图所示， 是两种介质的分界面，下方是折射率 的透明介质，上方是真空， 、 、 三点在同一直线上，其中 ，在 点放置一个点光源， ， ， 、 均与分界面 垂直。 （i）若从 点发出的一束光线经过 面上的 点反射后到达 点，求 点到 点的距离； （ⅱ）若从 点发出的另一束光线经过 面上 间的中点 点（图中未标出）进入下方透明介质， 然后经过 点，求这束光线从 所用时间（真空中的光速为 ）。 参考答案 14.C 【解析】牛顿提出了万有引力定律，它于 1687 年发表在牛顿的传世之作《自然哲学的数学原理》中， A 项错误；卡文迪许测出了引力常量，使得万有引力定律具有实用价值，从而能算出地球质量，卡文迪许 P O OP g OP 1l 2l 1T 2T g = MN 2n = P B P′ 6PB h= Q 2AB h= QA h= QA PP′ MN Q MN O P O A Q MN A B、 O′ P′ Q O P′ ′→ → c 被称为“称量地球的质量”第一人，B 项错误；哥白尼提出，行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，只有月 亮绕地球运行.C 项正确；亚当斯和勒维耶各自独立地利用万有引力定律计算出海王星的轨道，D 项错误。 15.C 【解析】根据楞次定律可知感应电流产生的磁场总是阻碍磁通量的变化。可判断底座以上的货梯井 管上的电流从上往下看沿逆时针方向，底座以下的货梯井管上的电流从上往下看沿顺时针方向，C 项正确。 16.D 【解析】小球只受重力与支持力， ，沿斜面向下，合力（加速度 ）恒定不 变，小球在斜面上做类平抛运动，即做匀变速曲线运动，故 A 项错误；小球沿斜面向下运动，有 ，解得 ，B 项错误；水平位移 ，C 项错误；从 点运动 到 点的过程，根据动能定理得 ，解得 ，D 项正确。 17.B 【解析】受力分析如图所示，甲图中 ， ，乙图中 ， 所以墙面受到的压力不变，A 项错误；若 ，则 ；若 ，则 方向向下， ；若 ，则 方向向上， ，所以斜面体受到的摩擦力一定 变小，B 项正确，C 项错误；因为墙面受到的压力没有变，所以 不变，甲图中 推不动斜面 体，乙图中 肯定比 小，所以斜面体肯定不沿墙面向上运动，D 项错误。 18.A 【解析】设正方体边长为 ，其中一根长直导线的电流在 点产生的磁感应强度为 ，则 点的磁 感应强度大小为 。处于 边的长直导线到 点的距离为 ，在 点产生的磁感 应强度大小为 ；处于 边的长直导线到 点的距离为 ，在 点产生的磁感应强度大小为 ，所 以 点的磁感应强度大小为 ， ，A 项正确。 sinF mg θ=合 sina g θ= 21 2 sin hat θ= 1 2 sin ht gθ= 0 0 2 sinAD v hx v t qθ= = A C 2 2 0 1 1 2 2cmgh mv mv= − 2 6 2cv u gh= + 1 cosN F θ= 1 sin mf mg F fθ= +  2 cosN F θ= sinF mgθ = 2 0f = sinF mgθ > 2f 2 sinf F mgθ= − sinF mgθ < 2f 2 sinf mg F θ= − mf sinmg F θ+ sinF mgθ − mf L e 0B e 2 2 0 0 02aB B B B= + = hg a 2L a 0 2 2 B dh a L a 0B a 2 2 0 0 0 2 6 2 2aB B B B  = + =    0 : 2 : 3aB B = 19.BD 【解析】点电荷 在 两点产生的场强大小相等，但点电荷 和金属板在 点产生的场强方 向相反，在 点产生的场强方向相同，所以 点的电场强度小于 点的电场强度，A 项错误；点电荷 在 点和 点产生的电势相等，而 点更靠近带负电的金属板，所以 点电势更高，B 项正确；由静止释放 的正试探电荷受到的电场力沿电场线切线方向，但运动轨迹与电场线不完全重合，C 项错误；将个带正电 的试探电荷沿圆周 移至 点，因为点电荷 在圆周上产生的电势相等，而越靠近金属板电势越低， 由 知，该试探电荷的电势能直减小，D 项正确。 20.AD 【解析】若小滑块滑到斜面底端的速率大于传送带的速率 ，接着在传送带上向右做匀减速直线 运动直到速度变为零，再向左做匀加速直线运动，由于向右匀减速、向左匀加速过程中的加速度不变，故 小滑块未到传送带左端时速度已为 ，再以 匀速到斜面底端，A 项正确；由于速率没有负值，故 B 项错 误；若小滑块滑到斜面底端的速率小于传送带的速率 ，由于小滑块在传送带上做匀变速直线运动，那么 它再返回左端时的速率依然小于 ，故 C 项错误；若小滑块下滑至传送带左端时的速率等于 ，由于小滑 块在传送带上做匀变速直线运动，那么它再返回左端时的速率依然等于 ，D 项正确。 21.ACD 【解析】设小球乙与 点等高时速度为 ，则小球甲的速度为 ，系统从静止开始至小球乙与 等高的过程，如图 a 所示： 由机械能守恒定律得 ，解得 ，故 A 项正确，B Q A C、 Q A C A C Q A C C A ADC C Q pE qϕ= 0v 0v 0v 0v 0v 0v 0v O v 2v O 2 21 12 sin60 2 sin60 2 (2 )2 2mg l mgl mv m v° °⋅ − = × + 0v = 项错误；如图 b 所示： 设 小 球 乙 与 竖 直 方 向 成 角 时 ， 小 球 甲 和 小 球 乙 的 速 度 最 大 ， 对 系 统 由 机 械 能 守 恒 定 律 得 ， 整 理 后 得 ， 其 中 ， 所 以 ， 当 时 ， 速 度 最 大 ， ，所以当小球乙第一次摆至最低点时，速度还在增大，所以沿轨迹切向方向上的合力不为零， 而重力沿竖直方向，所以轻杆对小球乙的弹力不沿杆方向，C 项正确；对小球甲从静止至速度最大的过程， 由动能定理得 ，解得 ，D 项正确。 22.（1）AD（2 分） （2） （2 分） （2 分） 【解析】（1）只有平衡摩擦力后，才能使细绳对小车的拉力等于小车受到的合外力，故 A 项正确，B 项错 误；由力传感器测出绳子拉力的大小，故不需要满足所挂钩码的总质量远小于小车的总质量的条件，C 项 错误，D 项正确。 （2）图甲中小车所受的拉力 等于力传感器读数的两倍，图乙中小车所受的拉力 等于力传感器读数， 所以 ，由牛顿第二定律 知 ，所以有 。 23.（1）1.200（2 分） （2）① （2 分）②3.00（2 分） （3） 或 （3 分） α ( ) ( ) ( )22 1 1 1 12 cos cos30 2 sin 30 2 22 2mg l l mg l mv m vα α° °− + ⋅ + = × + 2 1 2 3 3sin( )3 3v gl glα ϕ= + − tan 3ϕ = 60ϕ °= 30α °= 2 1 3 3mv gl= ( )2 1 12 sin60 22 mmg l W m v°⋅ + = 3 3W mgl= − 2 :1 4 :1 F甲 F乙 : 2 :1F F =乙甲 F Ma= FM a = : 4 :1M M F a F a= =乙 乙 乙甲 甲 甲: 2 1 1U RU  −   21.78 10× 21.79 10× 【解析】（1）铜导线的直径 。 （2）通过铜导线的电流为 ，则 ，整理可得 ， 由图 象可得斜率 。 （3）由电阻定律 ，得 。 24.【解析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动 轴方向： （1 分） 轴方向： （1 分） 联立解得 （2 分） （2）设带电粒子经过 点时的速度方向与水平方向成 角， （1 分） 解得 （1 分） 则带电粒子经过 点时的速度 （1 分） 由洛伦兹力提供向心力得 （1 分） 解得 （1 分） 带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 根据几何知识可知弦 的长度 （1 分） （1 分） 故 点的坐标为 （1 分） 1 20.0 0.01 1.200d mm mm mm= + × = 1 x R UI I R = = 2 1 2 1 1x x U U UR RI U  −= = −   2 1 U RU = 1 1R + 8.50 1.00 3.002.50xk R −= = Ω = Ω x LR S ρ= ( )232 2 3 3.00 3.14 1.200 10 1.78 104 4 1.90 10 x xR S R dL m m π ρ ρ − − × × × = = = ≈ ×× × x 02l tv= y 21 2 qEl tm = 2 0 2 q v m lE = B θ 0 0 tan 1 t y qE v m v v θ = = = 45θ °= B 02v v= 2mvqvB r = 2 2mvr lqB = = BC 2 4L r l= = 4 3l l l− = C (0, 3 )l− 25. 【 解 析 】（ 1 ） 小 滑 块 以 滑 上 木 板 ， 滑 到 右 端 时 速 度 恰 好 为 零 ， 根 据 动 能 定 理 有 （2 分） 代入数据解得 （1 分） （ 2 ） ① 小 滑 块 以 滑 上 木 板 ， 设 滑 到 右 端 时 速 度 大 小 为 ， 根 据 动 能 定 理 有 （1 分） 代入数据解得 （1 分） 小滑块与墙壁发生弹性碰撞，碰后速度大小仍为 ，方向向左。以向左为正方向，对小滑块根据动量定理有 （1 分） 代入数据解得 （1 分） 由牛顿第三定律可知小滑块对墙壁的冲量 （1 分） 方向水平向右 （1 分） ②碰后小滑块在木板上向左滑行，将木板带动，对小滑块根据牛顿第二定律有 （1 分） 代入数据解得 对木板有 （1 分） 代入数据解得 假设小滑块不会从木板上滑落。经过时间 ，二者达到共同速度 ，则有 （1 分） （1 分） 联立方程，代入数据解得 ， 在时间 内，小滑块和木板向左运动的路程分别为 和 ，小滑块在木板上滑行的距离为 ，则有 （1 分） （1 分） 联立方程，代入数据解得 （1 分） 因为 ，所以上述假设小滑块不会从木板上滑落成立 经分析知共速后二者能一起向左做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 0 6 /v m s= 2 2 0 10 2mgL mvµ− = − 2 0.8µ = 0 10 /v m s′ = v 2 2 2 0 1 1 2 2mgL mv mvµ ′− = − 8 /v m s= v ( )I mv m v′ = − − 80I N s′ = ⋅ 80I N s= ⋅ 2 Amg maµ = 28 /Aa m s= 2 1( ) Bmg m M g Maµ µ− + = 28 /Ba m s= t v共 Bv a t=共 Av tv a= −共 0.5t s= 4 /v m s=共 t As Bs s∆ ( )1 2As v v t= + 共 1 2ns v t= 共 A Bs s s∆ = − 2s m∆ = Δs L