湖北省武汉市2020届高三下学期理综物理高中毕业生学习质量检测试卷

试卷更新日期：2020-04-03 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是（）

A、任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流 B、只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出 C、逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D、超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大

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2. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）

A、该卫星不可能经过北京上空 B、该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同 C、与赤道平面夹角为 $30^{\circ}$ 的倾斜地球同步轨道只有唯一一条 D、该卫星运行的速度大于第一宇宙速度

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3. 如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块 $P$ ，系统处于静止状态，现用竖直向下的力 $F$ 作用在 $P$ 上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力 $F$ 和运动时间 $t$ 之间关系的图象，正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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4. 如图（a）所示，在倾角 $θ = 37^{\circ}$ 的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在 $t = 8 t_{0}$ 和 $t = 9 t_{0}$ 时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（）

A、 $\frac{3}{4}$ B、 $\frac{15}{16}$ C、 $\frac{19}{20}$ D、 $\frac{27}{28}$

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二、多选题

5. 玩具车的遥控距离为 $25 m$ ，某同学手持摇控器和玩具车同时从同地由静止沿同方向做匀加速直线运动。若该同学加速度的大小为 $1 {m/s}^{2}$ ，最大速度为 $5 m/s$ ；玩具车加速度的大小为 $2 {m/s}^{2}$ ，最大速度为 $10 m/s$ 。在达到最大速度后，二者都能长时间保持最大速度匀速运动。下列说法正确的是（）

A、该同学对玩具车的控制时间为 $7.0 s$ B、该同学对玩具车的控制时间为 $7.5 s$ C、在控制时间内，该同学的位移大小为 $25 m$ D、与静止不动相比，该同学因运动而增加了 $2.5 s$ 的控制时间

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6. 如图所示，两个等量异种点电荷 $A$ 、 $B$ 固定在同一条水平线上，电荷量分别为 $+ Q$ 和 $- Q$ 。 $M N$ 是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球 $P$ ，其质量为 $m$ ，电荷量为 $+ q$ （可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷 $A$ 的正下方 $C$ 点由静止释放，到达点电荷 $B$ 的正下方 $D$ 点时，速度为 $2 \sqrt{2} m/s$ ， $O$ 为 $C D$ 的中点。则（）

A、小球从 $C$ 至 $D$ 先做加速运动，后做减速运动 B、小球运动至 $O$ 点时速度为 $2 m/s$ C、小球最终可能返回至 $O$ 点 D、小球在整个运动过程中的最终速度为 $2 m/s$

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7. 如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框 $a b c d$ 绕与磁感线垂直的转轴 $a b$ 匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b）所示，若线框总电阻为 $5 Ω$ ，则（）

A、 $c d$ 边两端电压的有效值为 $16.5 V$ B、当线框平面与中性面的夹角为 $45^{\circ}$ 时，线框产生的电动势的大小为 $22 V$ C、从 $t = 0$ 到 $t = 0.0 1s$ 时间内，通过线框某一截面的电荷量为 $4.4 \times 10^{- 2} C$ D、线框转动一周产生的焦耳热为 $3.87 J$

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8. 如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行导槽，质量为 $2 m$ 的 $U$ 形管恰好能在两导槽之间自由滑动，一质量为 $m$ 的小球沿水平方向，以初速度 $v_{0}$ 从 $U$ 形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）

A、该过程中，小球与 $U$ 形管组成的系统机械能守恒 B、小球从 $U$ 形管的另一端射出时，速度大小为 $\frac{v_{0}}{3}$ C、小球运动到 $U$ 形管圆弧部分的最左端时，速度大小为 $\frac{v_{0}}{3}$ D、从小球射入至运动到 $U$ 形管圆弧部分的最左端的过程中，平行导槽受到的冲量大小为 $\frac{\sqrt{6} m v_{0}}{3}$

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9. 关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（）

A、气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B、气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大 C、一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大 D、气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性 E、外界对气体做正功，气体的内能一定增加

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10. 如图（a）所示，位于 $M$ 、 $N$ 两点处的两波源相距 $18 m$ ，在 $M$ 、 $N$ 两点间连线上有一点 $P$ ， $M P = 6 m$ 。 $t = 0$ 时，两波源同时开始振动，振动图象均如图（b）所示，产生的两列横波沿 $M N$ 连线相向传播，波在 $M N$ 间的均匀介质中传播的速度为 $300 m/s$ 。下列说法正确的是（）

A、两波源产生的横波的波长 $λ = 6 m$ B、 $t = 0.025 s$ 时， $M$ 点处的波源产生的第一个波峰到达 $P$ 点 C、 $P$ 点的振动是减弱的 D、在 $t = 0 ~ 0.035 s$ 内， $P$ 点运动的路程为 $35 cm$ E、 $M$ 、 $N$ 两点间（除 $M$ 、 $N$ 两点外）振幅为 $10 cm$ 的质点有5个

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三、实验题

11. 频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是物体下落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔 $0.04 s$ 闪光一次，当地重力加速度大小为 $9.80 {m/s}^{2}$ ，照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米。利用上述信息可以求出：物体下落至 $B$ 点时速度大小为 $m/s$ （结果保留3位有效数字），实验中物体由 $B$ 点下落至 $C$ 点，动能的增加量约为重力势能减少量的%（结果保留2位有效数字）。

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12. 某小组用惠斯通电桥测量电阻 $R_{x}$ 的阻值：
方案一：如图（a）所示，先闭合开关 $S$ ，然后调整电阻箱 $R_{2}$ 的阻值，使开关 $S_{0}$ 闭合时，电流表 $G$ 的示数为零。已知定值电阻 $R_{1}$ 、 $R_{3}$ 的阻值，即可求得电阻 $R_{x}$ 。

(1)、实验中对电流表 $G$ 的选择，下列说法正确的是_______

A、电流表的零刻度在表盘左侧 B、电流表的零刻度在表盘中央 C、电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小 D、电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小

(2)、若实验中未接入电流表 $G$ ，而其它电路均已连接完好，调节电阻箱 $R_{2}$ ，当 $\frac{R_{2}}{R_{x}} > \frac{R_{1}}{R_{3}}$ ，则 $B$ 、 $D$ 两点的电势的关系满足 $φ_{B}$ $φ_{D}$ （选填“>”、“<”或“=”）。
方案二：在方案一的基础上，用一段粗细均匀的电阻丝替代 $R_{1}$ 、 $R_{3}$ ，将电阻箱 $R_{2}$ 换成定值电阻 $R$ ，如图（b）所示。

(3)、闭合开关 $S$ ，调整触头 $D$ 的位置，使按下触头 $D$ 时，电流表 $G$ 的示数为零。已知定值电阻 $R$ 的阻值，用刻度尺测量出 $l_{1}$ 、 $l_{2}$ ，则电阻 $R_{x} =$ 。

(4)、为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图（b）中的定值电阻 $R$ 换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为 $R_{4}$ ；然后将电阻箱与 $R_{x}$ 交换位置，保持触头 $D$ 的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表 $G$ 的示数为零，此时电阻箱的读数记为 $R_{5}$ ，则电阻 $R_{x} =$ 。

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四、解答题

13. 如图所示，打开水龙头，流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时，水流会被吸引，顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应（Coanda Effect）。某次实验，水流从 $A$ 点开始顺着乒乓球表面流动，并在乒乓球的最低点 $B$ 与之分离，最后落在水平地面上的 $C$ 点（未画出）。已知水流出水龙头的初速度为 $v_{0}$ ， $B$ 点到 $C$ 点的水平射程为 $x$ ， $B$ 点距地面的高度为 $h$ ，乒乓球的半径为 $R$ ， $O$ 为乒乓球的球心， $A O$ 与竖直方向的夹角 $θ = 60^{\circ}$ ，不计一切阻力，若水与球接触瞬间速率不变，重力加速度为 $g$ 。

(1)、若质量为 $Δ m (m \to 0)$ 的水受到乒乓球的“吸附力”为 $F$ ，求 $\frac{F}{Δ m}$ 的最大值；

(2)、求水龙头下端到 $A$ 的高度差 $H$ 。

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14. 如图所示，在 $x O y$ 平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场，电场强度的方向沿 $y$ 轴负方向。原点 $O$ 处有一粒子源，可在 $x O y$ 平面内向 $y$ 轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在 $0 ~ v_{0}$ 之间，质量为 $m$ ，电荷量为 $+ q$ 的同种粒子。在 $y$ 轴正半轴垂直于 $x O y$ 平面放置着一块足够长的薄板，薄板上有粒子轰击的区域的长度为 $L_{0}$ 。已知电场强度的大小为 $E = \frac{9 m v_{0}^{2}}{4 q L_{0}}$ ，不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。

(1)、求匀强磁场磁感应强度的大小 $B$ ；

(2)、在薄板上 $y = \frac{L_{0}}{2}$ 处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域，求粒子经过 $x$ 轴负半轴的最远点的横坐标；

(3)、若仅向第四象限各个方向发射粒子： $t = 0$ 时，粒子初速度为 $v_{0}$ ，随着时间推移，发射的粒子初速度逐渐减小，变为 $\frac{v_{0}}{2}$ 时，就不再发射。不考虑粒子之间可能的碰撞，若穿过薄板上 $y = \frac{L_{0}}{2}$ 处的小孔进入电场的粒子排列成一条与 $y$ 轴平行的线段，求 $t$ 时刻从粒子源发射的粒子初速度大小 $v (t)$ 的表达式。

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15. 如图所示，在上端开口的绝热汽缸内有两个质量均为 $m = 1 kg$ 的绝热活塞（厚度不计） $A$ 、 $B$ ， $A$ 、 $B$ 之间为真空并压缩一劲度系数 $k = 500 N/m$ 的轻质弹簧， $A$ 、 $B$ 与汽缸无摩擦，活塞 $B$ 下方封闭有温度为 $27 {}^{o}C$ 的理想气体。稳定时，活塞 $A$ 、 $B$ 将汽缸等分成三等分。已知活塞的横截面积均为 $S = 20 {cm}^{2}$ ， $L = 0.6 m$ ，大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，当活塞 $A$ 刚好上升到气缸的顶部时，求封闭气体的温度；

(2)、在保持第(1)问的温度不变的条件下，在活塞 $A$ 上施加一竖直向下的力 $F$ ，稳定后活塞 $B$ 回到加热前的位置，求稳定后力 $F$ 的大小和活塞 $A$ 、 $B$ 间的距离。

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16. 角反射器是由三个互相垂直的反射平面所组成，入射光束被它反射后，总能沿原方向返回，自行车尾灯也用到了这一装置。如图所示，自行车尾灯左侧面切割成角反射器阵列，为简化起见，假设角反射器的一个平面平行于纸面，另两个平面均与尾灯右侧面夹 $45^{\circ}$ 角，且只考虑纸面内的入射光线。

(1)、为使垂直于尾灯右侧面入射的光线在左侧面发生两次全反射后沿原方向返回，尾灯材料的折射率要满足什么条件？

(2)、若尾灯材料的折射率 $n = 2$ ，光线从右侧面以 $θ$ 角入射，且能在左侧面发生两次全反射，求 $\sin θ$ 满足的条件。

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