（廣西專用）2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 綜合能力訓(xùn)練（三）（含解析）

綜合能力訓(xùn)練(三)(時間:60分鐘滿分:110分)第卷一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第15題只有一項符合題目要求,第68題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.關(guān)于近代物理學(xué),下列說法正確的是()A.一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出4種不同頻率的光B.重核裂變過程生成中等質(zhì)量的核,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量不一定減少C.10個放射性元素的原子核在經(jīng)一個半衰期后,一定有5個原子核發(fā)生衰變D.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的實驗都表明光具有粒子性答案:D2.一個物體沿直線運動,從t=0時刻開始,物體的xt-t的圖像如圖所示,圖線與縱橫坐標(biāo)軸的交點分別為0.5 m/s和-1 s,由此可知()A.物體做勻速直線運動B.物體做變加速直線運動C.物體的初速度大小為0.5 m/sD.物體的初速度大小為1 m/s答案:C解析:物體的xt-t圖像(即v-t圖像)是一條直線,物體做勻加速運動,選項A、B錯誤;圖線在縱軸的截距是初速度的大小,等于0.5m/s,選項C正確,D錯誤。3.人造衛(wèi)星a的圓形軌道離地面高度為h,地球同步衛(wèi)星b離地面高度為H,h<H,兩衛(wèi)星共面且運行方向相同。某時刻衛(wèi)星a恰好出現(xiàn)在赤道上某建筑物c的正上方,設(shè)地球赤道半徑為R,地面重力加速度為g,則()A.a、b線速度大小之比為R+hR+HB.a、c角速度之比為R3(R+h)3C.b、c向心加速度大小之比為R+HRD.a下一次通過c正上方所需時間t=2(R+h)3gR2答案:C解析:人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,由地球的萬有引力提供向心力,根據(jù)牛頓運動定律求解衛(wèi)星的角速度。衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,建筑物隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動,當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度與建筑物轉(zhuǎn)過的角度之差等于2時,衛(wèi)星再次出現(xiàn)在建筑物上空。繞地球運行的衛(wèi)星,萬有引力提供向心力,設(shè)衛(wèi)星的線速度為v,則GMmr2=mv2r,所以v=GMr,可知a、b衛(wèi)星的線速度大小之比為R+HR+h,故A錯誤;設(shè)衛(wèi)星的角速度為,GMmr2=m2r,得=GMr3,所以有ab=(R+hR+H) 3,又由于衛(wèi)星b的角速度與物體c的角速度相同,所以ac=(R+hR+H) 3,故B錯誤;根據(jù)a=2r可得abac=R+HR,故C正確;設(shè)經(jīng)過時間t衛(wèi)星a再次通過建筑物c上方,有(a-c)t=2,得t=2a-c=2(R+h)3GM-(R+H)3GM=2gR2(R+h)3-(R+H)3,故D錯誤。4.如圖所示,三個物體質(zhì)量分別為m1=1.0 kg、m2=2.0 kg、m3=3.0 kg,已知斜面上表面光滑,斜面傾角=30°,m1和m2之間的動摩擦因數(shù)=0.8。不計繩和滑輪的質(zhì)量和摩擦。初始用外力使整個系統(tǒng)靜止,當(dāng)撤掉外力時,m2將(g取10 m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()A.和m1一起沿斜面下滑B.和m1一起沿斜面上滑C.相對于m1上滑D.相對于m1下滑答案:D解析:m1、m2的總重力沿斜面向下的分力小于m3的重力,將加速上滑,由題意m1、m2一起加速上滑的最大加速度a=gcos30°-gsin30°1.9m/s2,假設(shè)m1、m2一起加速上滑,設(shè)繩上的拉力為FT,由牛頓第二定律,則FT-(m1+m2)gsin30°=(m1+m2)a,m3g-FT=m3a,解得a=2.5m/s2>1.9m/s2,不可能一起運動,m2將相對于m1下滑,選項D正確。5.如圖所示,理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為201,原線圈接入一電壓為u=U0sin t的交流電源,副線圈接一個R=5.5 的負載電阻。若 U0=2202 V,=100 rad/s,則下述結(jié)論正確的是 ()A.副線圈中電壓表的讀數(shù)為 112 VB.副線圈中輸出交變電流的周期為0.01 sC.原線圈中電流表的讀數(shù)為0.1 AD.原線圈中的輸入功率為11 W答案:C解析:電壓表測量的是有效值,根據(jù)U1U2=n1n2,代入數(shù)據(jù)得220VU2=201,可得電壓表示數(shù)U2=11V,選項A錯誤;由于=100rad/s,交變電流的周期為0.02s,選項B錯誤;副線圈中的電流I2=U2R=2A,因此副線圈的輸出功率P=U2I2=22W,選項D錯誤;而變壓器本身不消耗能量,因此輸入功率也是22W,因此輸入電流I1=PU1=0.1A,選項C正確。6.如圖甲所示的電路中,將滑動變阻器R2的滑片由a端向b端移動,用兩個電表分別測量電壓和電流,得到部分U-I關(guān)系圖像如圖乙所示,則()A.電源的電動勢為6 VB.滑動變阻器的總阻值為20 C.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0 V時,電源效率最高D.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0 V時,R2消耗的總功率最大答案:BC解析:根據(jù)電路圖結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知,當(dāng)aP的電阻等于bP的電阻時,并聯(lián)部分電阻最大,此時電壓表示數(shù)最大,根據(jù)乙圖可知,電壓表示數(shù)最大為5.0V,此時電流表示數(shù)為0.5A,則有RaP=UI=5.00.5=10,則滑動變阻器的總阻值為R=2RaP=20,根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=U+2I(R1+r)根據(jù)乙圖可知,當(dāng)電壓表示數(shù)U1=4V時電流表示數(shù)為I1=0.25A或I2=1A,根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=U1+(I1+I2)(R1+r)聯(lián)立方程解得E=9V,R1+r=4,故A錯誤,B正確;電源效率=UIEI=UE,當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時,并聯(lián)部分電阻最大,則外電路電阻最大,此時路端電壓最大,效率最高,故C正確;把R1看成內(nèi)阻,當(dāng)并聯(lián)部分電阻R并=R1+r=4時,R2消耗的總功率最大,此時電壓表示數(shù)不是5V,故D錯誤。故選B、C。7.一個圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,如圖甲所示。設(shè)垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度方向為正,垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度方向為負。線圈中順時針方向的感應(yīng)電流為正,逆時針方向的感應(yīng)電流為負。已知圓形線圈中的感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖像如圖乙所示,則線圈所處的磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖像可能是下圖中的()答案:CD解析:在前0.5s內(nèi)由題圖乙根據(jù)楞次定律可知,若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場增強的;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場減弱的。而在0.51.5s,若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場減弱的;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場增強的,故選項A錯誤;在前0.5s內(nèi),若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場增強的,則磁通量也會增大;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場減弱的,則磁通量也會減小,而在0.51.5s,由感應(yīng)電流方向,結(jié)合楞次定律可得:若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場減弱的,則磁通量也會減小;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場增加的,則磁通量也會增大,故選項B錯誤;在前0.5s內(nèi),若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場增強的,則磁通量也會增大;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場減弱的,則磁通量也會減小,而在0.51.5s,由感應(yīng)電流方向,結(jié)合楞次定律可得:若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場減弱的,則磁通量也會減小;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場增強的,則磁通量也會增大,故選項C正確;在前0.5s內(nèi)由題圖乙根據(jù)楞次定律可知,若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場增強的;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場減弱的,而在0.51.5s,若磁場方向垂直紙面向里(正方向)時,必須是磁場減弱的;若磁場方向垂直紙面向外(負方向)時,必須是磁場增強的,故選項D正確。8.(2019·全國卷)靜電場中,一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點由靜止開始運動,N為粒子運動軌跡上的另外一點,則()A.運動過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點間,粒子的軌跡一定與某條電場線重合C.粒子在M點的電勢能不低于其在N點的電勢能D.粒子在N點所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點的切線平行 答案:AC解析:帶電粒子僅在電場力作用下,粒子的速度大小可能先增大后減小,如:在等量同種電荷形成的電場中帶電粒子沿著兩電荷連線的中垂線運動時,A正確。因為粒子只在電場力作用下從M點運動到N點,根據(jù)動能定理,W電=-Ep=EkN-0=EpM-EpN,而EkN0,所以EpMEpN,C正確。粒子的軌跡與電場線不一定重合,在N點,電場力的方向不一定與粒子軌跡在該點的切線平行,B、D錯誤。第卷二、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分。第912題為必考題,每個試題考生都必須作答。第1314題為選考題,考生根據(jù)要求作答)(一)必考題(共47分)9.(6分)(1)小明同學(xué)到實驗室去做驗證力的平行四邊形定則的實驗時看見實驗桌上有一把20分度的游標(biāo)卡尺,他立即用游標(biāo)卡尺測量了鋼筆套的長度,如圖甲所示,則鋼筆套的長度為 mm。 (2)隨后小明開始做驗證力的平行四邊形定則的實驗,在水平放置的木板上墊上一張白紙,把橡皮條的一端固定在板上的A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套,如圖乙所示。先用兩個彈簧測力計鉤住細繩套,互成角度拉橡皮條使之伸長,結(jié)點被拉到某一位置O,此時記下兩個彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2和兩細繩的方向。請完成下列問題:F1的讀數(shù)如圖丙所示,則F1= N。 小明再用一個彈簧測力計鉤住細繩套把橡皮條拉長,應(yīng)該使結(jié)點拉到,記下彈簧測力計的讀數(shù),并記下。 答案:(1)10.55(2)1.23同一位置O細繩的方向解析:(1)游標(biāo)卡尺的主尺刻度為10mm,游標(biāo)尺刻度為11×0.05mm=0.55mm,所以游標(biāo)卡尺讀數(shù)為10.55mm。(2)經(jīng)估讀,彈簧測力計的讀數(shù)為1.23N。驗證力的平行四邊形定則的依據(jù)是兩彈簧測力計共同作用與一個彈簧測力計單獨作用等效,應(yīng)將節(jié)點拉到同一位置O。利用平行四邊形定則作合力,既要知道力的大小,又要知道力的方向,所以要記下細繩的方向。10.(9分)某同學(xué)利用伏安法測量某未知電阻Rx的精確電阻(阻值恒定),進行了如下實驗:(1)他先用多用電表歐姆擋測該未知電阻的阻值。將開關(guān)置于×10擋位,指針示數(shù)如圖所示,若想更準確一些,下面操作正確的步驟順序是。(填序號) A.將兩表筆短接進行歐姆調(diào)零B.將兩表筆短接進行機械調(diào)零C.將開關(guān)置于×1擋D.將開關(guān)置于×100擋E.將兩表筆接未知電阻兩端,待指針穩(wěn)定后讀數(shù)(2)然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量該電阻:A.直流電源E:電動勢3 V,內(nèi)阻忽略B.電流表A1:量程00.3 A,內(nèi)阻約為0.1 C.電流表A2:量程03 mA,內(nèi)阻約為10 D.電壓表V1:量程03 V,內(nèi)阻約為3 kE.電壓表V2:量程015 V,內(nèi)阻約為50 kF.滑動變阻器R1:最大阻值10 G.滑動變阻器R2:最大阻值1 000 H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干為較準確測量該電阻的阻值,要求各電表指針能有較大的變化范圍,以上器材中電流表應(yīng)選(選填“B”或“C”), 電壓表應(yīng)選(選填“D”或“E”), 滑動變阻器應(yīng)選(選填“F”或“G”)。 請在方框中畫出實驗電路原理圖。答案:(1)DAE(2)CDF電路圖如圖所示解析:(1)選擇倍率后,歐姆表指針讀數(shù)偏大,應(yīng)該換用大倍率,更換倍率需要重新歐姆調(diào)零,所以先更換大倍率即步驟D,再歐姆調(diào)零即步驟A,最后測量電阻即步驟E。(2)要使得電表指針有較大變化范圍,滑動變阻器選擇分壓式接法,所以滑動變阻器選擇阻值小的即F;電源電動勢為3V,所以電壓表為讀數(shù)準確選擇小量程即D。根據(jù)歐姆表可知待測電阻阻值在1000以上,而電壓最大只有3V,所以電流不會超過3mA,電流表選擇C。滑動變阻器已經(jīng)確定分壓式,而待測電阻阻值較大,電流表內(nèi)阻較小,所以電流表選擇內(nèi)接法。如答案圖所示。11.(12分)起重機從靜止開始起吊一質(zhì)量為4 000 kg的重物,開始時,起重機拉力恒定,重物以0.2 m/s2的加速度勻加速上升,9.8 s后,起重機達到額定功率P,起重機再保持額定功率不變,又經(jīng)5 s,重物達到最大速度2 m/s ,此后再保持拉力恒定,使重物以0.5 m/s2的加速度做勻減速運動至停下。g取9.8 m/s2。(1)求額定功率P的大小;(2)求重物上升的最大高度;(3)畫出整個過程起重機拉力F與時間t的關(guān)系圖像(不要求寫計算過程)。答案:(1)78.4 kW(2)23.6 m(3)見解析解析:(1)重物速度最大時,有F=mgP=mgv解得P=78.4kW。(2)重物勻加速上升的高度h1=12a1t12得h1=9.6m此過程起重機拉力滿足F1-mg=ma1從靜止到最大速度過程中,由動能定理得F1h1+Pt2-mg(h1+h2)=12mvm2得h1+h2=19.6m勻減速運動上升的高度h3=0-vm22a2=4mh'=h1+h2+h3=23.6m。(3)圖像如圖所示12.(20分)在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),第一象限的MN以上的虛線區(qū)域內(nèi)存在有理想邊界的豎直向下的勻強電場,已知MN間的距離為l,DN間的距離為l2,MN與x軸間的距離為l。第四象限內(nèi)有垂直紙面方向的有界(圖中OABC)勻強磁場B,磁場的右邊界與電場的左邊界間的距離為1+22l?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q、不計重力的正電荷,以水平向左的初速度v0從D點射入電場,恰好從M點離開電場,進入第四象限磁場偏轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點O,并沿y軸的正方向運動。(1)求電荷到達M點的速度v;(2)求該勻強電場的電場強度E和勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;(3)求整個過程中電荷的運動時間,并分析,若磁場右邊界和下邊界不變,左邊界向右移動某一距離,電荷是否可能經(jīng)過O點。答案:(1)2v0,與水平方向成45°夾角斜向左下方(2)mv02ql2mv0ql(3)(16+42+32)l8v0不可能經(jīng)過O點解析:(1)電荷在電場中做類平拋運動,由l=v0t1,l2=vy2t1,得vy=v0,經(jīng)過M點速度的大小vM=v02+vy2=2v0,設(shè)與水平方向的夾角為,有tan=vyv0=1,得=45°。(2)在電場中運動,有vy=at1=v0,而a=qEm,得E=mv02ql;由幾何關(guān)系知,PI=l,則PC=22l,電荷進入磁場后運動軌跡如圖所示,設(shè)電荷做圓周運動對應(yīng)的圓心為Q點,半徑為R,根據(jù)幾何關(guān)系有R=SQ=l,據(jù)qvB=mv2R,得B=2mv0ql。(3)電荷從D到O的運動可分為3段,電場中的類平拋、離開電場進入磁場前的勻速直線運動、進入磁場后的勻速圓周運動。在電場中,據(jù)l=v0t1,得t1=lv0;在電場與磁場之間做直線運動,有v0t2=1+22l,t2=1+22lv0;在磁場中運動,t3=135°360°T=32l8v0,則總的運動時間為t=t1+t2+t3=(16+42+32)l8v0。若AO右側(cè)出現(xiàn)無磁場區(qū)域,則電荷將從軌跡與邊界的交點沿軌跡上該點切線方向射出,根據(jù)電荷的運動軌跡可以看出,該點切線方向與該點和原點的連線方向一定不同,故電荷不可能經(jīng)過O點。(二)選考題(共15分。請考生從給出的2道物理題中任選一題作答。如果多做,則按所做的第一題計分)13.(15分)【物理選修3-3】(1)(5分)下列說法正確的是。 A.液體表面層的分子分布比內(nèi)部密B.液體有使其表面積收縮到最小的趨勢C.飽和汽壓與溫度和體積有關(guān)D.將飽和汽變成未飽和汽,可采用升高溫度的方法E.在絕對濕度一定的情況下,氣溫降低時,相對濕度將增加(2)(10分)如圖所示,為了測量某剛性導(dǎo)熱容器A的容積,將細管把它與水平固定的導(dǎo)熱汽缸B相連,汽缸中活塞的橫截面積S=100 cm2。初始時,環(huán)境溫度T=300 K,活塞離缸底距離d=40 cm。現(xiàn)用水平向左的力F緩慢推活塞,當(dāng)F=1.0×103 N時,活塞離缸底距離d'=10 cm。已知大氣壓強p0=1.0×105 Pa。不計一切摩擦,整個裝置氣密性良好。求容器A的容積VA。保持力F=1.0×103 N不變,當(dāng)外界溫度緩慢變化時,活塞向缸底緩慢移動了d=3 cm時,此時環(huán)境溫度為多少攝氏度?答案:(1)BDE(2)2 L-3 (或-2.85 )解析:(1)液體表面層的分子分布比內(nèi)部疏,表面層分子間作用力表現(xiàn)為引力,在宏觀上表現(xiàn)為表面張力,表面張力有使液體表面積收縮到最小的趨勢,選項B正確,A錯誤;飽和汽壓與溫度有關(guān),與體積無關(guān),選項C錯誤;升高溫度,可以將飽和汽變成未飽和汽,選項D正確;由相對濕度=水蒸氣的實際壓強同溫度水的飽和汽壓×100%知,絕對濕度不變,即水蒸氣的實際壓強不變,氣溫降低,同溫度水的飽和汽壓減小,故相對濕度增加,選項E正確。(2)由題意,汽缸和容器內(nèi)所有氣體先做等溫變化,有p1V1=p2V2其中壓縮前p1=p0,V1=VA+dS壓縮后p2=p0+FS,V2=VA+d'S代入數(shù)據(jù)解得VA=2L。依題意,接著做等壓變化,有V2T2=V3T3其中變化前T2=T變化后V3=V2-dST3=t3+273K(或T3=t3+273.15K)代入數(shù)據(jù)解得t3=-3(或t3=-2.85)。14.(15分)【物理選修3-4】(1)(5分)如圖所示,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則。(填正確答案標(biāo)號,選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分) A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中,a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大,則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距(2)(10分)平衡位置位于原點O的波源發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播,P、Q為x軸上的兩個點(均位于x軸正向),P與O的距離為35 cm,此距離介于一倍波長與二倍波長之間。已知波源自t=0時由平衡位置開始向上振動,周期T=1 s,振幅A=5 cm。當(dāng)波傳到P點時,波源恰好處于波峰位置;此后再經(jīng)過 5 s,平衡位置在Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置。求:P、Q間的距離;從t=0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置時,波源在振動過程中通過的路程。答案:(1)ABD(2)133 cm125 cm解析:(1)由v=cn可知,A項正確;由=c及a>b可知,B項正確;由題圖可知,na>nb,C項錯誤;由sinC=1n可知,a先發(fā)生全反射,D項正確;由x=ld·及a<b可得,E項錯誤。(2)由題意,O、P兩點間的距離與波長之間滿足OP=54波速v與波長的關(guān)系為v=T在t=5s的時間間隔內(nèi),波傳播的路程為vt。由題意有vt=PQ+4式中,PQ為P、Q間的距離。由式和題給數(shù)據(jù),得PQ=133cm。Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置時,波源運動的時間為t1=t+54T波源從平衡位置開始運動,每經(jīng)過T4,波源運動的路程為A。由題給條件得t1=25×T4故t1時間內(nèi),波源運動的路程為l=25A=125cm。15