2020届湖南省长沙市高三高考模拟理综物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν₀，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P＇上下对齐。现用频率为ν的光照射阴极K（ν>ν₀），则下列说法错误的是

A.该光电管阴极材料的逸出功为hν₀

B.若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hv-hv₀+eU

C.若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大

D.若将滑片P＇向右滑动，则当滑片P、P＇间的电压为时，电流计G的示数恰好为0

2. 难度：中等

如图甲所示的“襄阳砲”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图乙是其工作原理的简化图。将质量m = 10kg的石块，装在与转轴O相距L=5m的长臂末 端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块靠惯性被水平抛出，落在水平地面上。若石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=20 m,不计空气阻力，取g=l0 m/s²。以下判断正确的是

A. 石块抛出后运动时间为

B. 石块被抛出瞬间的速度大小

C. 石块即将落地时重力的瞬时功率为

D. 石块落地的瞬时速度大小为15m/s

3. 难度：简单

如图所示为范德格拉夫起电机示意图，直流高压电源的正电荷，通过电刷E、传送带和电刷F，不断地传到球壳的外表面，并可视为均匀地分布在外表面上，从而在金属球壳与大地之间形成高电压．关于金属球壳上的A、B两点，以下判断正确的是

A.A、B两点电势相同

B.A、B两点电场强度相同

C.将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能增加

D.将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能减小

4. 难度：中等

如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交变电源, 定值分别为，且,理想变压器的原、副线圈匝数比为k且,电流表、电压表均为理想表，其示数分別用I和U表示。当问下调节电滑动变阻器R₃的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法错误的是（　　）

A. B.

C.电源的输出功率一定减小 D.电压表示数一定增加

二、多选题

5. 难度：简单

如图所示，abcd为边长为L的正方形线框，线框在纸面内，电阻为R．图中虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．现用外力作用于线框，使线框从图示位置开始沿x轴正方向做初速度为零的匀加速运动，线框运动过程中，ad边始终水平，线框平面始终与磁场垂直，磁场宽度大于L，x轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线及线框ab边的电压U随时间t的变化图象正确的是

A. B.

C. D.

6. 难度：中等

如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平 向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验，若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g（　　）

A.纸板相对砝码运动，纸板所受摩擦力的大小为

B.要使纸板相对砝码运动F一定大于

C.若砝码与纸板分离时的速度大于，则砝码不会从桌面上掉下

D.当时，砝码恰好到达桌面边缘

7. 难度：困难

如图所示是一个半径为 R 的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为 B，磁感应强度方向垂直纸面向内．有一个粒子源在圆上的 A 点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的 质量均为 m，运动的半径为 r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为．下列说法正确的是

A.若 r=2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为

B.若r=2R，粒子沿着与半径方向成    45°    角斜向下射入磁场，则有成立

C.若 r=R，粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为

D.若 r=R，粒子沿着与半径方向成 60°角斜向下射入磁场，则圆心角为 150°

8. 难度：困难

如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）一端固定在A点，弹性绳自然长度等于AB，跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的绝缘带正电、电荷量为q的小球。空间中还存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），且电场强度E= 。初始时A、B、C在一条竖直线上，小球穿过水平固定的杆从C点由静止开始运动，滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为L，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是

A.小球在D点时速度最大

B.若在E点给小球一个向左的速度v，小球恰好能回到C点，则v=

C.弹性绳在小球从C到D阶段做的功等于在小球从D到E阶段做的功

D.若保持电场强度不变，仅把小球电荷量变为2q，则小球到达E点时的速度大小v=

三、实验题

9. 难度：中等

实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为m₀的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．

(1) 正确进行实验操作，得到一条纸带。纸带的一部分如左图所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻度尺边缘紧靠纵轴，其示数如右图所示。则打下计数点“2”时小车的速度大小为____________m/s；小车的加速度大小为___________ m/s²(结果均保留两位有效数字)

(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图所示．已知当地重力加速度g＝9.8 m/s²，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

(3) 实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．

10. 难度：中等

某同学利用DIS、定值电阻R₀、电阻箱R₁等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U－1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.

(1)由图线a可知电池a的电动势E_a＝________V，内阻r_a＝________Ω.

(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率P_a________P_b(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率η_a________η_b(填“大于”、“等于”或“小于”)．

四、解答题

11. 难度：中等

一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H <<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．

（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；

（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：

①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；

②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

12. 难度：困难

如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计。场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d₁，间距为d₂。两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。 (设重力加速度为g)

 

(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△E_k。

(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b又恰好进入第2个磁场区域。且a、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相同。求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q。

(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率。

五、多选题

13. 难度：中等

下列说法正确的是（  ）

A.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力和斥力都减小

B.根据恒量，可知液体的饱和汽压与温度和体积有关

C.液晶具有液体的流动性，同时其光学性质具有晶体的各向异性特征

D.在不考虑分子势能的情况下，1mol温度相同的氢气和氧气内能相同

E.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

六、解答题

14. 难度：中等

如图所示，开口向上、竖直放置的内壁光滑气缸的侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l₀，温度为T₀.设外界大气压强为p₀保持不变，活塞横截面积为S，且2mg＝p₀S，环境温度保持不变．

①在活塞A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡状态，求活塞B下降的高度；

②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．

七、多选题

15. 难度：中等

关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是     

A.机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动

B.弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅

C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去

D.电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线

E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同

八、解答题

16. 难度：中等

如图所示，ABC是一个三棱镜的截面图，一束单色光以i＝60°的入射角从侧面的中点N射入。已知三棱镜对该单色光的折射率，AB长为L，光在真空中的传播速度为c，求：

①此束单色光第一次从三棱镜射出的方向（不考虑AB面的反射）；

②此束单色光从射入三棱镜到BC面所用的时间。