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昆明二模理综物理
理科综合(物理部分)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分110分。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:
本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21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,有选错或不选的得0分。
14.物理学家通过对实验深入观察和研究获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合物理史实的是( )
A.爱因斯坦在历史上首次提出了能量子的概念,成功地解释了光电效应
B.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子,并提出了原子的核式结构模型
C.查德威克用α粒子轰击铍核时发现了质子,由此认识到原子核由质子和中子组成
D.伽利略认为自由落体运动可看作物体在倾角为90°的斜面上的运动,从而根据小球在斜面上的运动规律,推论得出了自由落体运动是匀加速直线运动
答案 D
解析 能量子的概念是普朗克提出的,A错;提出核式结构模型的是卢瑟福,B错;卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核打出了质子,C错;D说法正确。
选D。
15.北斗卫星导航系统计划由35颗卫星组成,包括5颗地球同步卫星(离地高度约3.6×104km)、27颗中地球轨道卫星(离地高度约2.15×104km)、3颗倾斜同步轨道卫星(其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同),所有北斗卫星将于2020年前后全部发射完成。
关于北斗卫星,下列说法正确的是( )
A.地球同步卫星能定点在北京上空
B.倾斜同步轨道卫星能定点在北京上空
C.中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期
D.倾斜同步轨道卫星的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径
答案 C
解析 地球同步卫星只能定点在赤道面上,A错;倾斜同步轨道卫星只能每个周期定时出现在北京上空,不能定点在北京上空,B错;两种同步轨道卫星周期相同,轨道半径相同,D错;由
=m
2R知,由于中地球轨道卫星半径小,所以周期小,C对。
选C。
16.一细圆环上均匀分布着负电荷,M、N是圆环轴线上的两个点,它们到圆心O的距离
>
,M、N两点电场强度的大小和电势分别用EM、EN和φM、φN表示,则( )
A.EM
C.φM<φND.φM>φN
答案 D
解析 由等量同种点电荷电场分布情况可知,两电荷连线中垂线上的场强由连线中点向外是由0到最大再到0,由于M、N两点与场强最大点的位置关系不知,所以不能判断M、N两点场强大小的关系,A、B错;由等量同种点电荷电场的电势分布关系知,两负电荷连线中垂线上的电势由连线中点向外由最低逐渐升高,又由于
>
,所以φM>φN,C错,D对。
选D。
17.如图所示,圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,三个带电粒子A、B、C先后从P点以相同的速度沿PO方向射入磁场,分别从a、b、c三点射出磁场,三个粒子在磁场中运动的时间分别用tA、tB、tC表示,三个粒子的比荷分别用kA、kB、kC表示,三个粒子在该磁场中运动的周期分别用TA、TB、TC表示,下列说法正确的是( )
A.粒子B带正电B.tA C.kA 答案 B 解析 结合粒子的偏转情况,用左手定则判断知A、C带正电,B带负电,A错;粒子在磁场中的飞行时间等于弧长比速度,三者速度相同,由题图知c的弧长最长,a的弧长最短,所以有tC>tB>tA,B对;结合题图,由几何知识知三粒子半径关系为rC>rB>rA,由r= 知v、B一定,r与比荷成反比,所以kA>kB>kC,C错;由周期T= 知,周期T与比荷k成反比,所以有TA 选B。 18.如图甲所示的电路中,理想变压器输入电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示。 图甲中L1和L2为两个相同的小灯泡,小灯泡都标有“12V,6W”字样,电容器C的击穿电压为13V,电压表和电流表均为理想交流电表。 开关S1和S2都断开时,小灯泡L1正常发光。 下列说法正确的是( ) A.理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1 B.输入电压u随时间t变化的规律为u=48 sin100πt(V) C.闭合开关S1、断开开关S2时,电压表的示数为48V,电流表的示数为0.25A D.闭合开关S2后,电容器C不会被击穿 答案 AC 解析 输入电压如题图乙,所以原线圈电压U1=48V,灯泡L1正常发光电压U2=12V,由理想变压器变压比等于匝数比知 = = ,A对;交流电周期T=0.04s,由ω= 得ω=50πrad/s,所以输入电压的解析式为u=48 sin50πt(V),B错;电流表、电压表示数都是有效值,理想变压器输入功率等于输出功率,闭合S1、断开S2,输出功率为6W×2=12W,据P=UI⇒I= = =0.25A,C对;闭合S2,电容器上所加电压的最大值为12 V>13V,所以电容器会被击穿,D错。 选A、C。 19.如图所示,质量为2m的物体B静止在光滑的水平面上,物体B的左边固定有轻质弹簧,质量为m的物体A以速度v向物体B运动并与弹簧发生作用,从物体A接触弹簧开始到离开弹簧的过程中,物体A、B始终沿同一直线运动。 以初速度v方向为正,则( ) A.此过程中弹簧对物体B的冲量大小大于弹簧对物体A的冲量大小 B.弹簧的最大弹性势能为 mv2 C.此过程弹簧对物体B的冲量为 mv D.物体A离开弹簧后的速度为- v 答案 BD 解析 此过程中弹簧对A、B的冲量始终大小相等,方向相反,A错;A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大,由动量守恒有mv=(m+2m)v共,由能量守恒有 mv2= (m+2m)v +Ep⇒Ep= mv2,B对;A撞B到分开整个过程动量守恒,有mv=mvx+2mvy,能量守恒有 mv2= mv + ×2mv ,vx、vy为分开后A、B的速度,解得vx=- v,vy= v,D对;此过程弹簧对物体B的冲量等于B动量的变化量2mΔv=2m× = mv,C错。 选B、D。 20.将A、B两物块叠放在一起放到固定斜面上,物块B与斜面之间的动摩擦因数为μ1,物块A、B之间的动摩擦因数为μ2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( ) A.若μ1=0,则物体A、B一定不会发生相对滑动 B.若μ1=0,则物体A、B一定会发生相对滑动 C.若μ1=μ2,则物体A、B一定会发生相对滑动 D.若μ1=μ2,则物体A、B一定不会发生相对滑动 答案 AD 解析 若μ1=0,A、B整体将以gsinθ的加速度下滑,此时A物体只在重力分力的作用下下滑,A、B间摩擦力也为0,故与B相对静止,不会发生相对滑动,A对,B错;若μ1=μ2,假设二者相对静止,则对A、B整体有(mA+mB)gsinθ-μ1(mA+mB)gcosθ=(mA+mB)a,再以A为研究对象有mAgsinθ-f=mAa,解得f=μ1mAgcosθ=μ2mAgcosθ,此时恰好达到最大静摩擦力,故A、B可以保持相对静止,不发生相对滑动,C错,D对。 选A、D。 21.如图所示,半径为R的光滑半圆轨道放置于竖直平面内,质量均为m的两小球都从轨道最高点P开始运动,小球a从静止开始沿轨道下滑,小球b以某一初速度水平抛出,一段时间后落到半圆轨道的最低点Q,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A.小球b刚落到Q点时的速度大小为 B.小球b刚落到Q点时重力的瞬时功率为mg C.从P到Q,小球a所需时间小于小球b所需时间 D.从P到Q,小球a重力做功的最大功率为 mg 答案 BD 解析 小球b平抛,有R= gt2,R=vt,联立解得v= ,由P到Q能量守恒有 mv2+mgR= mv ⇒vx= ,A错;小球b到Q点时竖直方向的速度vy=gt=g· = ,此时重力的瞬时功率P=mgvy=mg ,B对;小球a下落时受重力与弹力作用,而弹力在竖直向上方向有分力,a竖直方向加速度小于重力加速度g,a与b竖直方向上位移相同,初速度都为零,但a的加速度小,a运动时间长,C错;从P到Q,小球a重力做功的功率P=mgvcosθ,其中θ是速度方向与竖直方向的夹角,由能量守恒有mgRsinθ= mv2,两式联立得P=mg· ,当sinθ= 时,P有最大值为 mg ,D对。 选B、D。 第Ⅱ卷(非选择题 共62分) 二、非选择题: 包括必考题和选考题两部分。 第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。 第33、34题为选考题,考生根据要求作答。 (一)必考题: 共47分。 22.(6分)某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验,装置如图甲。 在竖直放置的木板上部附近两侧,固定两个力传感器,同一高度放置两个可以移动的定滑轮,两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接,在两细绳连接的结点O处下方悬挂钩码,力传感器1、2的示数分别为F1,F2,调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。 实验中使用若干相同的钩码,每个钩码质量均为100克,取g=9.8m/s2。 (1)关于实验,下列说法正确的是________; A.实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内 B.每次实验都必须保证结点位于O点 C.实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向 D.实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力 (2)根据某次实验得到的数据,该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2,如图乙,请你作图得到F1、F2的合力F(只作图,不求大小),并写出该合力不完全竖直的一种可能原因: ________________________________________________________________________。 答案 (1)AC(2分) (2)如右图所示(2分) 定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等(2分) 解析 (1)因为每个钩码的重力已知,所以不需要用力传感器测钩码总重力,D错;因为钩码重力、两力传感器的示数和三绳的方向都已知,所以不必保证结点每次都在同一位置,B错;A、C说法正确。 选A、C。 (2)按标度严格尺规作图,合力不完全竖直的原因有木板不竖直、滑轮有摩擦等。 23.(9分)某同学利用如下器材测定电源的电动势和内电阻,同时测量待测电阻Rx。 A.两节干电池 B.电压表V1、V2 C.待测电阻Rx D.电流表A E.滑动变阻器,阻值范围0~10Ω F.开关 G.导线若干 该同学记录了两组电压表的示数和相应电流表示数如下表所示 UA/V 0.30 0.62 0.90 1.20 1.48 UB/V 2.80 2.63 2.49 2.32 2.16 I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 (1)由得到的数据可以判断出UA应为表________(选填“V1”或“V2”)的示数; (2)该同学已在UAI图象描出了点如图甲所示,请在图甲中作图,在图乙中描点并作出UBI图象; (3)由图象可得两节干电池总电动势E=________V,总内阻r=________Ω,待测电阻Rx=________Ω。 (计算结果均保留3位有效数字) 答案 (1)V2(1分) (2)如下图所示(2分) (3)2.96(2.94~2.98)(2分) 1.60(1.56~1.66)(2分) 3.01(2.98~3.04)(2分) 解析 (1)两节干电池电动势3V,UB示数接近3V应为路端电压,为V1示数,UA为V2示数测Rx两端电压。 (2)让各点均匀分布在直线两侧,把各点连接得图象见答案。 (3)由图甲得Rx= =3Ω,由图乙图象得纵截距为E=2.96V,直线斜率为r=1.60Ω。 24.(12分)低空跳伞是一种危险性很高的极限运动,通常从高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳,在极短时间内必须打开降落伞,才能保证着地安全。 某跳伞运动员从高H=100m的楼顶起跳,自由下落一段时间后打开降落伞,最终以安全速度匀速落地。 若降落伞视为瞬间打开,得到运动员起跳后的速度v随时间t变化的图象如图所示,已知运动员及降落伞装备的总质量m=60kg,打开伞后所受阻力大小与速率成正比,即f=kv,取g=10m/s2,求: (1)打开降落伞瞬间运动员的加速度; (2)打开降落伞后阻力所做的功。 解析 (1)0~2s内运动员做自由落体运动,2s末速度设为v1,有: v1=gt①(1分) 刚打开降落伞时: mg-f=ma②(1分) f=kv1③(1分) 解得a=-30m/s2④(1分) 故加速度大小为30m/s2,方向竖直向上。 (1分) (2)运动员匀速运动时,设速度为v2, mg-kv2=0⑤(1分) 据图象知v2=5m/s⑥(1分) 运动员下降的全过程,据动能定理可得: mgH+Wf= mv ⑦(3分) 解得Wf=-5.925×104J⑧(2分) 25.(20分)如图所示,平行光滑金属导轨AA1和CC1与水平地面之间的夹角均为θ,两导轨间距为L,A、C两点间连接有阻值为R的电阻,一根质量为m、电阻为r的直导体棒EF跨在导轨上,两端与导轨接触良好。 在边界ab和cd之间存在垂直导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,ab和cd与导轨垂直。 将导体棒EF从图示位置由静止释放,EF进入磁场就开始匀速运动,穿过磁场过程中电阻R产生的热量为Q。 整个运动过程中,导体棒EF与导轨始终垂直且接触良好。 除R和r之外,其余电阻不计,取重力加速度为g。 (1)求导体棒EF刚进入磁场时的速率; (2)求磁场区域的宽度s; (3)将磁感应强度变为 ,仍让导体棒EF从图示位置由静止释放,若导体棒离开磁场前后瞬间的加速度大小之比为1∶2,求导体棒通过磁场的时间。 解析 (1)导体棒进入磁场中匀速运动时: mgsinθ-BIL=0①(2分) I= ②(1分) E=BLv1③(1分) 解得: v1= ④(1分) (2)导体棒匀速穿过磁场的过程,据功能关系可得: mgssinθ=Q0⑤(2分) Q= Q0⑥(2分) 解得: s= ⑦(1分) (3)磁场变为 ,导体棒刚要出磁场时,据牛顿第二定律可得: mgsinθ- =ma1⑧(1分) 导体棒刚出磁场时 mgsinθ=ma2⑨(1分) 据题意: a2=2a1⑩(1分) 解得: v2= ⑪(1分) 导体棒在磁场中运动速度为v时,据牛顿第二定律可得: mgsinθ- =ma⑫(1分) mgsinθ- =m gΔtsinθ- =Δv⑬(1分) 导体棒穿过磁场的过程 gtsinθ- =v2-v1⑭(2分) 解之得: t= + ⑮(2分) (二)选考题: 共15分。 请考生从33和34两道题中任选一题作答。 33.[物理——选修3-3](15分) (1)(5分)下列说法中正确的是________。 (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.布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒分子的无规则运动 B.分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小 C.温度相同的不同物体,它们分子的平均动能一定相同 D.在潮湿的天气里,空气的相对湿度小,有利于蒸发 E.一定质量的理想气体分别经等容过程和等压过程温度均由T1升高到T2,等压过程比等容过程吸收的热量多 (2)(10分)内径相同、导热良好的“⊥”型细管竖直放置,管的水平部分左、右两端封闭,竖直管足够长并且上端开口与大气相通。 管中有水银将管分成三部分,A、B两部分封有理想气体,各部分长度如图中所示。 将水银缓慢注入竖直管中直到B中气柱长度变为8cm,取大气压p0=76cmHg,设外界温度不变。 求: ①此时A、B两管中气柱长度之比; ②注入管中水银柱的长度。 答案 (1)BCE(5分) (2)见解析 解析 (1)布朗运动是指固体颗粒的运动,不是颗粒分子的运动,A错;由分子力的特点知随分子间距的增大,引力斥力都减小,B对;温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子平均动能相同,C对;相对湿度越大,越有利于蒸发,D错;等压过程中气体膨胀对外界做功,W<0,等容过程不做功,W=0,由热力学第一定律W+Q=ΔU知,温度改变量相同,ΔU相同时,等压比等容吸收的热量更多,E对。 选B、C、E。 (2)①对A气体: pA1LA1S=pA2LA2S①(1分) 对B气体: pB1LB1S=pB2LB2S②(1分) 且pA1=pB1,pA2=pB2③(1分) 据题意可得: LA2∶LB2=2∶1④(1分) ②据题意: pB1=96cmHg,LB1=10cm,LB2=8cm⑤(1分) 可得: pB2=120cmHg⑥(2分) 由几何关系可得注入水银柱的长度: L=120-76-20+(LA1-LA2)+(LB1-LB2)⑦(2分) 解得: L=30cm⑧(1分) 34.[物理——选修3-4](15分) (1)(5分)如图所示,一玻璃三棱镜置于空气中,一束光经折射后分为两束单色光a、b,则________。 (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.a光的频率大于b光的频率 B.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 C.a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度 D.当a、b两束光从玻璃射入真空时,a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角 E.a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹,相邻暗条纹间距b光的较大 (2)(10分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,已知波长λ满足: 15cm<λ<30cm,O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=35cm处的两个质点。 t=0时开始观测,此刻简谐波已经传播过了A质点,质点O位于波峰,位移为y=5cm;t=0.3s时,质点O第二次回到平衡位置,此刻质点A恰好到波峰处。 求: ①简谐波的周期、波长和波速; ②质点A的位移随时间变化的关系式。 答案 (1)ADE(5分) (2)见解析 解析 (1)由光的折射情况知a的频率大于b,A对;a光偏折的更厉害,a光的折射率更大,B错;由n= 知a光在玻璃中的速度小,C错;由sinC= 知a光的临界角小,D对;a光频率大波长短,由Δx= λ知a光条纹间距小,E对。 选A、D、E。 (2)①由题意可知: T=0.3s①(1分) 解得: T=0.4s②(1分) λ+nλ=0.35m(n=0,1,2…)③(1分) 由题给条件得: λ=0.20m④(1分) 因v= ⑤(1分) 可得: v=0.50m/s⑥(1分) ②质点A振动的圆频率: ω= =5π(rad/s)⑦(1分) 振幅: A=0.05m⑧(1分) 初相: φ=π⑨(1分) 质点A的位移随时间变化的关系式为: y=0.05sin(5πt+π)(m)或 y=0.05cos (m) (1分)
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