資陽中學高2020級高三模擬測試理科綜合能力測試一、選擇題：1.如圖所示為研究光電效應的實驗裝置，用頻率為的光照射電極K，從電極K逸出的光電子可向各個方向運動。某同學進行了如下操作：（1）用頻率為的光照射光電管，此時微安表中有電流。調節滑動變阻器，使微安表示數恰好變為0，記下此時電壓表的示數。（2）用頻率為的光照射光電管，重復（1）中的步驟，記下電壓表的示數。已知電子的電荷量為。下列說法正確的是（）A.為了使微安表的示數為零，實驗中滑動變阻器的滑片P應該向端移動B.根據題中數據可以得到普朗克常量為C.若僅降低（1）中的光照強度，則微安表最初讀數減小，遏止電壓會變小D.滑動變阻器的滑片位于端時，流過微安表的電流方向是從上往下【答案】B【解析】【詳解】A．滑片P向端滑動，微安表中的電流會增大，然后保持不變，故A錯誤；B．設材料逸出功為，由光電效應方程，解得故B正確；C．用頻率為的光照射光電管，微安表中有電流，說明發生了光電效應，降低光照強度，仍然能發生光電效應，只是電流會變小，光電子的最大初動能不變，遏止電壓不會變，故C錯誤；D．滑動變阻器的滑片位于端時，A端電勢高，光電子做加速運動，光電子從K端到A端，微安表中電流方向向上，故D錯誤。故選B2.如圖所示為某同學設計的簡易晾衣裝置，一輕繩兩端分別固定于天花板上A、B兩點，通過光滑輕質動滑輪和另一根輕繩將衣物豎直懸掛在空中，兩根輕繩所能承受的最大拉力相同，若晾曬的衣物足夠重時繩先斷，則（）A.B.C.D.不論為何值，總是繩先斷【答案】A【解析】【詳解】根據對稱性可知，繩與繩拉力大小相等，由平衡條件得當衣物足夠重時繩先斷說明則得到解得故選A。3.如圖所示，A、B、C三點把等量異種點電荷P、Q的連線平均分成了四份，過C點作兩點電荷連線的垂線CD，有。把另一個帶正電的點電荷M沿連線由A點移動至C點，再沿垂線由C點移動至D點，移動過程中點電荷M的速率不變。不考慮點電荷M對空間電場的影響，下列說法正確的是（）A.B、D兩點的電場強度大小為B.移動過程中點電荷M所受電場力先減小后增大C.移動過程中電場力對點電荷M先做正功后做負功再做正功D.移動過程中點電荷M的電勢能先減小后增大【答案】D【解析】【詳解】A．兩點電荷P、Q到B點的距離均小于到D點的距離，可知兩點電荷P、Q在B點產生的電場強度均大于在D點產生的電場強度，且兩點電荷P、Q在B點產生的電場強度方向相同，故有故A錯誤；B．由等量異種點電荷電場分布情況可知所以點電荷M移動過程中所受電場力先減小后增大再減小，故B錯誤；CD．點電荷M由A點移動到C點電場力做正功其電勢能減小，由C點移動到D點電場力做負功其電勢能增大，故C錯誤，D正確。故選D。4.“神舟十三號”飛船開始在半徑為的圓軌道I上運行，運行周期為，在A點通過變軌操作后進入橢圓軌道Ⅱ運動，沿軌道Ⅱ運動到遠地點B時正好與處于半徑為的圓軌道Ⅲ上的核心艙對接，A為橢圓軌道Ⅱ的近地點。假設飛船質量始終不變，關于飛船的運動，下列說法正確的是（）A.沿軌道Ⅰ運動到A時的速率大于沿軌道Ⅱ運動到B時的速率B.沿軌道Ⅰ運行時的機械能等于沿軌道Ⅱ運行時的機械能C.沿軌道Ⅱ運行的周期為D.沿軌道Ⅰ運動到A點時的加速度小于沿軌道Ⅱ運動到B點時的加速度【答案】AC【解析】【詳解】B．飛船從軌道Ⅰ轉移到軌道Ⅱ，需要在A點加速，所以其在軌道Ⅰ的機械能小于軌道Ⅱ的機械能，選項B錯誤；A．飛船在軌道Ⅰ和軌道Ⅲ上，根據萬有引力提供向心力有解得可知飛船從軌道Ⅱ轉移到軌道Ⅲ，需要在B點加速，有所以有即沿軌道Ⅰ運動到A時速率大于沿軌道Ⅱ運動到B時的速率，選項A正確；C．根據開普勒第三定律有解得選項C正確；D．加速度A點的r比B點小，所以沿軌道Ⅰ運動到A點時的加速度大于沿軌道Ⅱ運動到B點時的加速度，選項D錯誤。故選AC。5.如圖所示，長為L的輕質細繩一端固定在天花板上的O點，另一端拴一質量為m的小球。剛開始細繩處于水平位置，現將小球由靜止釋放，細繩從水平位置運動到豎直位置，在此過程中小球沿圓弧從A點運動到B點，C點、D點是圓弧的兩個三等分點，不計一切摩擦阻力，則重力在C點和D點的瞬時功率之比滿足（）A B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】如圖所示設OA與OC的夾角為，OD與OA的夾角為，A到C由動能定理得重力的瞬時功率為聯立解得同理得D點重力的瞬時功率\將，代入，可得故選B。6.如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數之比為2：1，定值電阻，滑動變阻器的最大阻值也為，圖中電表均為理想電表。M、N兩端輸入電壓為U的交流電，初始時滑動變阻器的滑片Р處于a端，當滑片Р向b端滑動至中間某一位置時，電壓表、電流表的示數變化量分別為、。則（）A.初始時電壓表的示數為B.滑片Р向b端滑動過程中，電流表的示數增大，電壓表的示數減小C.D.滑片P向b端滑動過程中，消耗的功率逐漸增大【答案】BC【解析】【詳解】A．理想變壓器原副線圈匝數之比為2：1，則副線圈電壓對原線圈解得故A錯誤；B．滑片Р向b端滑動過程中，副線圈電阻減小，電流增大，則原線圈電流增大，電流表的示數增大，干路電流增大，R1分壓增大，則電壓表的示數減小，故B正確；C．對原線圈回路所以故C正確；D．當滑片滑到b端，則消耗功率為零，故滑片P向b端滑動過程中，消耗的功率不是逐漸增大，故D錯誤。故選BC。7.實踐小組的同學在進行戶外活動時發現，有一根排污管正在向河道管口排出大量污水。這根管道水平設置，管口離河道水面有一定的高度，如圖所示。為了向環保部門提供盡量詳細的信息，小組同學利用隨身攜帶的卷尺進行了測量他們河道管口的直徑為D，管口到河道水面的高度為h，已知污水的水平射程為L，已知，重力加速度為g。他們利用所學物理知識結合測得的物理量進行研究。下列表達式正確的是（）A.污水從離開管口到河道水面的時間為B.污水從管口流出時的速度大小為C.單位時間排出污水的體積為D.空中污水的體積【答案】ACD【解析】【詳解】A．污水從離開管口離開后，做類平拋運動，在豎直方向有故A正確；B．污水從離開管口離開后，在水平方向做勻速直線運動，其速度大小等于污水從管口流出時的速度，即故B錯誤；C．單位時間排出污水的體積為故C正確；D．污水在空中運動的時間為t，則空中污水的體積為故D正確。故選ACD。8.如圖，兩足夠長的光滑金屬導軌傾斜平行固定，導軌平面與水平面的夾角為θ，導軌間距為L，導軌上端接有阻值為R的定值電阻。導軌處于方向垂直于導軌平面、磁感應強度為B的勻強磁場（圖中未畫出）中。一質量為m的金屬棒垂直跨放在導軌上并始終與導軌接觸良好。金屬棒從導軌下端附近的M處以初速度沿導軌向上運動，經時間到達最高處N，再經時間返回M處。重力加速度大小為g，不計導軌和金屬棒的電阻。下列說法正確的是（）A.N與M之間的距離為B.N與M之間的距離為C.金屬棒返回M時的速度大小為D.金屬棒返回M時的速度大小為【答案】BC【解析】【詳解】AB．設N與M之間的距離為x，金屬棒上滑過程，程據動量定理而整理得選項A錯誤，B正確；CD．金屬棒下滑過程，根據動量定理同理可得選項C正確，D錯誤。故選BC。第Ⅱ卷（非選擇題，共174分）三、非選擇題：9.水平桌面上安裝有如圖甲所示的裝置，可以用來探究加速度與力的關系。繞過動滑輪的兩段輕繩均與桌面平行，光電門固定在豎直支架上。（1）用游標卡尺測量出遮光條的寬度，如圖乙所示，遮光條的寬度______cm。（2）按圖甲組裝好器材后，在盒內放入重物，從靜止釋放物塊，在豎直支架上標記釋放時遮光片的中心位置O，記錄物塊運動過程中力傳感器的示數F以及遮光條通過光電門的遮光時間t，測量位置O到光電門的距離x。（3）多次改變放入盒內的重物質量（不改變第一次放入的重物質量），調整物塊位置使遮光條中心與支架上的O點平齊，再次由靜止釋放物塊，記錄相關數據。（4）以F為縱坐標、為橫坐標作出圖像，若當地的重力加速度大小為g，圖像的斜率為，圖像在縱軸上的截距為b，則物塊的質量M＝______，物塊與桌面間的動摩擦因數______。（均用、b、d、x、g表示）【答案】①.②.③.【解析】【詳解】（1）[1]游標卡尺是20分度的，分度值為毫米，故遮光條的寬度（4）[2][3]盒子與重物經過光電門時的速度大小，根據勻變速直線運動的規律有可得物塊的加速度大小對物塊，根據牛頓第二定律有整理得故，解得，10.小鐘同學想測如圖（a）所示一塊薄方塊電阻的阻值，同時測干電池的電動勢E和內阻r，他設計了如圖（b）所示電路。已知方塊電阻的上、下表面都是邊長為L的正方形，連入電路時電流方向如圖（a）所示。主要實驗步驟如下：①斷開開關K，閉合開關S，改變電阻箱R的阻值，記錄多組不同R對應的電壓表示數U；②將開關S、K都閉合，改變電阻箱R的阻值，再記錄多組不同R對應的電壓表示數U；（1）畫出步驟①、②所記錄數據對應的隨變化關系的圖像分別對應圖（c）中的兩條圖線甲和乙，橫截距為，縱截距為，圖線__（填“甲”或“乙”）是步驟①對應的圖像。（2）根據圖（c）的數據可求得電源的電動勢____，電源內阻_____，方塊電阻的阻值_____。（用等字母表示）（3）若考慮電壓表內阻的影響，則方塊電阻的上述測量值_______（填“大于”“小于”或“等于”）真實值?！敬鸢浮竣?乙②.③.④.##⑤.等于【解析】【詳解】（1）[1]對于同一個R值，開關S、K都閉合時，R和并聯部分電阻分得的電壓更小，即更大，所以步驟②對應圖線甲，步驟①對應圖線乙。（2）[2][3][4]K斷開時，由閉合電路歐姆定律得整理得根據圖（c）乙線有解得閉合時由閉合電路歐姆定律得整理得根據圖（c）甲線有解得（3）[5]若考慮電壓表內阻，可將與原電源并聯形成等效電源，設等效電源的電動勢和內阻分別為，則由圖（c）乙線有根據圖（c）甲線有可見不變。11.如圖所示，足夠長的水平傳送帶沿逆時針方向勻速轉動，長為的光滑水平面與傳送帶的左端平滑連接，光滑斜面傾角，在水平面的中點C放一質量為的物塊Q，在斜面上由靜止釋放質量為m的物塊P，釋放的位置距B點距離為，物塊P下滑到水平面上與物塊Q發生彈性碰撞，不計物塊經過B點損失的機械能，兩物塊與傳送帶間的動摩擦因數約為，物塊P、Q均可看作質點，重力加速度取，求：（1）物塊P與Q碰撞前一瞬間速度大??；（2）若P與Q第二次碰撞的位置仍在C點，傳送帶的轉動速度大小應滿足什么條件?！敬鸢浮浚?）4m/s；（2）【解析】【詳解】（1）物塊P從A到B根據動能定理有解得物塊P與Q碰撞前一瞬間速度為（2）物塊P、Q發生彈性碰撞，由動量守恒和機械能守恒有解得由機械能守恒可知，碰后P上滑通過B點和下滑返回B點的速度大小相等為2m/s，Q以碰后的速度滑上傳送帶，分別對P、Q受力分析可得可知P、Q的加速度大小相等。若P與Q第二次碰撞的位置仍在C點，則從碰后到P、Q第二次在C點碰撞時間相同，P、Q分別從C到B和C到D的時間相同，則P在斜面上往復時間和Q在傳送帶上往復時間相同，根據功能關系可知，Q返回水平面BD時的速度大小仍為2m/s，由于物塊Q在傳送帶上均由滑動摩擦力提供加速度，加速度的大小一樣，所以Q在傳送帶上先向右做勻減速直線運動至零，再反向做勻加速直線運動，加速到速度為2m/s返回，所以傳送帶的轉動速度大小應滿足12.如圖，“凹”形區域，各邊長已在圖中標示，L為已知量。在該區域內有正交的勻強電場和勻強磁場，與ab平行的虛線為電場的等勢線；磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B。容器A中質量為m、帶電量為e的電子經小孔S1不斷默飄入加速電場，其初速度幾乎為0，電子經加速電場加速后由小孔S2離開，接著從O點進入場區，沿Oc做直線運動經c點離開場區。若僅撤去磁場，電子從b點離開場區。（1）求加速電場的電壓和“凹”形區域的電場強度；（2）若僅撤去“凹”形區域中電場，求電子離開“凹”形區域時的位置與O點的距離；（3）若撤去“凹”形區域中電場，改變加速電場的電壓，使得電子在“凹”形區域內的運動時間均相等，求加速電場電壓的取值范圍?！敬鸢浮浚?），，沿著方向；（2）；（3）見解析【解析】【詳解】（1）設加速電場的電壓為，電子經加速后后獲得的速度為，凹形區域的電場強度為，根據動能定理①電子沿直線運動，有②僅撤去磁場，電子從點離開場區，設電子在場區的運動時間為，則有③④聯立①②③④可得⑤⑥方向沿著方向；（2）若僅撤去電場，則電子在磁場中做勻速圓周運動，設電子的軌道半徑為，則有⑦聯立②③④⑦可得⑧所以電子從點離開場區，距離點的距離為；（3）依題意，要使電子在凹形區域內的運動時間均相等，則電子必須在場區內運動半周從邊離開，分析可知，電子從段離開場區是滿足要求的；要從段離開場區必須具備兩個幾何約束條件，第一、電子不能從離開場區；第二、電子不能進入區域。設加速電場的電勢差為時，電子獲得的速度為，其運動的軌道半徑為，電子從段離開場區，依題意⑩設加速電場的電勢差為時，電子獲得的速度為，其運動的軌道半徑為，電子從段離開場區，依題意必須滿足：第一、電子不能從離開場區，電子運動軌跡如圖Ⅰ，圓心為,設軌道半徑為；第二、電子不能進入區域，電子運動軌跡如圖Ⅱ，圓心為，設軌跡半徑為，依題意?根據幾何關系有?聯立①⑦⑩??并分別用、代替，、代替，、代替，求得13.帶有活塞的汽缸內封閉一定質量的理想氣體，氣體開始處于a狀態，然后經過狀態變化過程到達c狀態。在圖中變化過程如圖所示。（1）氣體從a狀態經過到達b狀態的過程中壓強____________。（填“增大”、“減小”或“不變”）（2）氣體從b狀態經過到達c狀態的過程要____________。（填“吸收”或“放出”）熱量?！敬鸢浮竣?增大②.放出【解析】【詳解】（1）[1]由圖像可知，氣體從a狀態經過到達b狀態的過程中，氣體的體積保持不變，溫度升高，根據可知氣體的壓強增大。（2）[2]由圖像可知，氣體從b狀態經過到達c狀態的過程，氣體的溫度保持不變，則氣體的內能保持不變；氣體的體積減小，則外界對氣體做正功，根據熱力學第一定律可知，氣體對外放出熱量。14.如圖所示，一導熱性能良好的汽缸水平放置在地面上，一質量為M的活塞將一定質量的理想氣體密封在汽缸內，系統平衡時，活塞與汽缸底部之間的距離為?，F有一顆質量為m的子彈以速度射向活塞并留在其中，活塞向左運動后速度變為零。已知不計活塞與汽缸間的摩擦，活塞橫截面積為S，大氣壓強為，環境溫度保持不變，汽缸始終處于靜止狀態，求：（1）活塞距離汽缸底部最近時，封閉氣體的壓強；（2）活塞從開始運動到活塞距離汽缸底部最近的過程中，封閉氣體放出的熱量?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【詳解】（1）由玻意耳定律得解得（2）子彈擊中木塊時，對活塞與子彈由