甘肃省兰州市第一中学2020届高三冲刺模拟考试(二)理科综合物理试题 Word版含解析答案
兰州一中2020届高三冲刺模拟考试(二)
理科综合能力测试物理部分
二、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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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，有选错或不答的得0分。）
14．根据氢原子能级图（如图）可判断（）
A．电子的轨道半径越小，氢原子能量越大
B．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，
可能发出3种不同频率的光
C．欲使处于基态的氢原子电离，可以用14eV的光子照射
D．用12.75eV的电子碰撞处于基态的氢原子，
氢原子不可能激发到n=3能级
15．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体。它的赤道直径为2298km、表面积约为1700万平方千米、质量为1.473×1022kg、平均密度为2.32g/cm3、表面重力加速度为0.655m/s2、自转周期为6天9小时17.6分、逃逸速度（即第二宇宙速度）为1.23km/s，假设其绕太阳的运动可以按圆周运动处理。依据这些信息下列判断中正确的是（）
A．冥王星的自转周期比地球的自转周期小
B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大
C．不能估算出太阳的质量
D．冥王星上的物体至少应获得1.23km/s的速度才能成为冥王星的卫星
16．通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示。
下列哪种情况将会发生()
A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动
B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动
C．L2绕轴O按顺时针方向转动
D．L2绕轴O按逆时针方向转动
17．如图所示，质量为M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切
线与右侧墙壁成θ角，圆柱体处于静止状态，则( )
A ．地面对圆柱体的支持力大于(M ＋m )g
B ．地面对圆柱体的摩擦力为mg tan θ
C ．墙壁对正方体的弹力为mg tan θ
D ．正方体对圆柱体的压力为mg cos θ
18．如图所示，一长为l 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为Q ，处在场强为E 的匀强电场中，杆与电场线夹角α=60°，若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动)，则下列叙述中正确的是(
)
A ．电场力不做功，两电荷电势能不变
B ．电场力做的总功为2QEl -，两电荷的电势能增加
C ．电场力做的总功为2
QEl ，两电荷的电势能减少 D ．电场力做总功的大小跟转轴位置有关
19．如图所示，用细绳拴一个质量为m 的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x (小球与弹簧不拴连)，不计空气阻力。将细绳剪断后( )
A ．小球立即获得kx m 的加速度
B ．小球落地的速度大于2gh
C ．小球落地的时间等于2h g
D ．小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动
20．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO ′匀速转动，线框面积为S ，线框电阻、电感均不计，在OO ′左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R 和理想电流表，那么可以确定的是( )
A ．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为e ＝sin 2
NBS t ωω B ．电流表的示数I ＝24NBS R
ω C ．R 两端电压的有效值22
U =
D．一个周期内R上产生的热量
2
NBS Q
R
πω
=
21．如图甲所示，质量为1 kg的小物块，以初速度v0＝11 m/s从θ＝53o的固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F，第二次不施加力，图乙中的两条线段a、b分别表示施加力F和无力F时小物块沿斜面向上运动的v－t图线，不考虑空气阻力，g＝10 m/s2，sin 37o＝0.6，cos 37o
＝0.8，下列说法正确的是()
A．有恒力作用时，恒力F做的功是6.5 J
B．小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．有恒力F时，小物块在整个上升过程
产生的热量较少
D．有恒力F时，小物块在整个上升过程
机械能的减少量较少
第II卷
三、非选择题（第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，
考生根据要求作答。）
（一）必考题：共129分。
22．（6分）某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动，他设计的装置如图甲所示。小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着薄木片以
平衡摩擦力。
(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已
标在图上)。A为运动的起点，则应选段来计算A
碰前的速度。应选段来计算A和B碰后的共同速度
(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为kg·m/s，碰后两小车的总动量为kg·m/s。
23．（9分）某同学为了测量一段电阻丝AB的电阻率ρ做了以下实验：
(1)首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，转动旋钮使测微螺杆与测砧接触时，示数如图
1所示，将电阻丝置于测微螺杆与测砧间正确测量时，示数如图2所示，则电阻丝的直径d ＝________mm。
(2)该同学设计了如图3所示的电路。已知滑片P与电阻丝接触良好，其他连接导线电阻不计。现有以下器材：
A．待测电阻丝AB
B．电源(已知电动势为E，内阻不计)
C．电流表A
D．阻值为R的定值电阻
E．毫米刻度尺F．开关S，导线若干
①连接好电路，闭合开关S，调节滑片P的位置，测出电阻丝AP的长度x和电流表的读数I；改变P的位置，共测得多组x与I的值。
②根据测出的I的值，计算出1
I
的值，并根据这些数据点作出
1
x
I
-图像如图4所示。
③由1
x
I
-图像可得电阻丝电阻率ρ＝________。并可测得电流表A的内阻R A＝________。
(均用题给符号表示)
24．（12分）如图所示，斜面体ABC放在粗糙的水平地面上，滑块在斜面
底端以初速度v0＝9.6 m/s沿斜面上滑。斜面倾角θ＝37°，滑块与斜面间的
动摩擦因数μ＝0.45。整个过程斜面体保持静止不动，已知滑块的质量m＝
1 kg，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。试求：
(1)滑块回到出发点时的速度大小。
(2)定量画出斜面体与水平地面之间的摩擦力F f随时间t变化的图像，写明计算过程。25．（20分）某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，电场方向向右(如图甲中由B 到C的方向)，电场变化如图乙中E－t图象，磁感应强度变化如图丙中B－t图象。在A点，从t＝1s(即1s末)开始，每隔2s，有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v射出，恰能击中C点，且粒子在AB间运动的时间小于1s，若2
AC BC
=，求：
(1)图线上E0和B0的比值是多少？磁感应强度B的方向是怎样的？
(2)若第1个粒子击中C点的时刻已知为(1＋Δt)s，那么第2个粒子击中C点的时刻是多少？
33．【物理——选修3－3】(15分)
（1）（5分）实验所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中含有纯油酸6mL ，用注射器测得1mL 上述溶液为80滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm 。
①油酸膜的面积是______cm 2。
②按以上实验数据估测油酸分子的直径为______m （保留2位有效数
字）
③利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已
知体积为V 的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，这
种油的密度为ρ，摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的表达式为
__________________。
(2) （10分）如图所示，两端开口的汽缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，可在汽缸内无摩擦滑动，面积分别为S 1＝20 cm 2，S 2＝10 cm 2，它们之间用一根水平细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量为M ＝2 kg 的
重物C 连接，静止时汽缸中的气体温度T 1＝600 K ，汽缸两
部分的气柱长均为L ，已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，取g ＝
10 m/s 2，缸内气体可看做理想气体。
①活塞静止时，求汽缸内气体的压强；
②若降低汽缸内气体的温度，当活塞A 缓慢向右移动
2
L 时，求汽缸内气体的温度。 34．【物理——选修3－4】(15分)
(1) (5分)以下关于物理学知识的叙述，其中正确的是___________（填正确答案标号。选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B ．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C ．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D ．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
E ．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
(2) (10分)某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他只好找到一块大小为3 cm 左右，外形不规则的大理石块代替小球。实验步骤：
A ．石块用细尼龙线系好，结点为M ，将尼龙线的上端固定于O 点
B ．用刻度尺测量OM 间尼龙线的长度L 作为摆长
C ．将石块拉开一个大约α＝30°的角度，然后由静止释放
D ．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t ，由30t T =得出周期
E ．改变OM 间尼龙线的长度，再做几次实验，记下相应的L 和T
F ．求出多次实验中测得的L 和T 的平均值作计算时使用的数据，带入公式g ＝(2πT
)2L 求出重力加速度g
①你认为该同学在以上实验步骤中有重大错误的是哪些步骤？为什么？
②该同学用OM 的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小？你认为用何方法可以解决摆长无法准确测量的困难？ 兰州一中2020届高三冲刺模拟考试(二)答案
物理部分
14．【答案】C 【解析】电子轨道半径越小，能级越低，即氢原子能量越小，所以A 选项错
误；大量处于4n =能级的氢原子向低能级跃迁，可能发出246C =种不同频率的光，故B
选项错误；欲使处于基态的氢原子电离，则要用大于13.6eV 的光子照射，故C 选项正确；当用光子照射时，基态氢原子被激发到3n =能级，至少需要13.6 1.5112.09eV -=的能量．当用电子轰击氢原子使其跃迁时，电子的能量值大于或等于两能级差即可E 3-E 1=12.09eV>12.75 eV 时，能激发到n=3能级．故D 选项错误．
15．【答案】C 【解析】冥王星的自转周期为6天9小时17.6分，地球的自转周期为24小时，因此，冥王星的自转周期比地球的自转周期大，所以，选项A 错误；由于冥王星的公转加速度、线速度、角速度、周期、轨道半径等不知道，所以，无法判断冥王星的公转线速度和地球的公转线速度的大小关系，无法估算出太阳的质量，因此，选项B 错误，C 正确；冥王星上的物体至少应获得1.23km/s 的速度时已经脱离冥王星束缚了，选项D 错。
16.【答案】 D 【解析】由右手螺旋定则可知导线L 1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L 1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L 2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O 点的下方磁场较强，安培力较大，因此，L 2绕轴O 按逆时针方向转动，D 选项正确。
17. 【答案】C 【解析】以正方体为研究对象，受力分析，并运用合成法如图所示。墙壁对
正方体的弹力N 1=mg tan θ，圆柱体对正方体的支持力为sin mg θ
，根据牛顿第三定律，正方体对圆柱体的压力为sin mg θ
，以圆柱体和正方体整体为研究对象， 地面对圆柱体的支持力：N ＝(M ＋m )g
水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力：
f ＝N 1＝m
g tan θ
，故C 正确。 18. 【答案】C 【解析】A 、+Q 所受电场力水平向右，-Q 所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60°时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小．故A 错误；电场力对正电荷所受的功W 1=QEl 1（1-cos60°），电场力对正电荷所受的功W 2= QEl 2（1-cos60°），电场力做的总功为W =W 1+W 2=12
QEl ．由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少，故C 正确，B 错误；由上得到总功与跟转动轴无关，故D 错误。
19.【答案】BC 【解析】初态小球平衡，剪断绳后，小球合外力与绳中拉力等大反向：
F 合a ，A 错误。设初态弹簧的弹性势能为
E p ，根据机械能守恒得：2
12P E mgh mv +=，速度大于2gh ，B 正确；小球被水平弹出后，只受重力做平抛运动，竖直方向：212h gt =，运动时间t ＝2h g
，C 正确；小球在细绳剪断瞬间，仍受弹簧弹力，所以不是平抛运动，D 错误。
20. 【答案】ABC 【解析】线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为e ＝
sin
2NBS t ωω，电压的有效值U NBS ω=，电流表的示数I ＝2ω4R NBS ，一个周期内R 上产生的热量2
4NBS Q R πω=
21.【答案】BD 【解析】根据v －t 图线的斜率等于加速度，可知：2
01110m/s 1.1a v a t -===-V V
2
01111/1b v a m s t -===-V V ；根据牛顿第二定律得：不加拉力时有：ma b ＝－mg sin53°－μmg cos53°；代入数据得：μ＝0.5；加拉力时有：ma a ＝F －mg sin53°－μmg cos53°，解得：F
＝1N ．位移1 1.111m 6.05m 2x =??=，则恒力F 做的功是W F ＝Fx ＝6.05J ，故A 错误，B 正
确；根据v －t 图象与坐标轴所围的面积表示位移，可知有恒力F 时小物块的位移较大，所以在上升过程产生的热量较大。故C 错误；有恒力F 时，小物块上升的高度比较大，所以该过程物块重力势能增加量较大，而升高的过程中动能的减小量是相等的，所以有恒力F 时，小物块在整个上升过程机械能的减少量较小。故D 正确。
22.答案 (1)（每空1分）BC DE (2) （每空2分）0.420 0.417
碰后的共同速度v ＝DE 5T ＝6.95×10－2
5×0.02
m/s ＝0.695 m/s 碰撞后A 、B 的总动量p ＝(m 1＋m 2)v ＝(0.2＋0.4)×0.695 kg·m/s ＝0.417 kg·m/s
23. （每空3分）(1)0.755 (0.753～0.755均可) (2)③ ()24b a d E c
π- aE －R 解析 (1)由图1所示可知，螺旋测微器的误差为：0 mm ＋11.5×0.01 mm ＝0.115 mm ，由图2所示螺旋测微器可知，其示数为：0.5 mm ＋37.0×0.01 mm ＝0.870 mm ，则金属丝的直径：d ＝0.870 mm －0.115 mm ＝0.755 mm ；
(2)③根据闭合电路欧姆定律，有：E ＝IR ＋IRA ＋I·Rx ， 根据电阻定律，有：2()2
x x x R d S ρ
ρπ==，联立得到： 214A R R x I E d E ρπ+=+， 由图像可知：A R R a E +=，24b a k d E c ρπ-==， 解得：()24b a d E c πρ-= R A
＝aE －R 24. （12分）答案：(1)4.8 m/s (2)见解析图
解析：（1）（7分）滑块上滑过程中，由牛顿第二定律：
1sin cos mg mg ma θμθ+=（2分），得219.6m /s a =
设上滑位移大小为L ，由2012v a L =（1分），得L =4.8m
滑块下滑过程中，由牛顿第二定律：
2sin cos mg mg ma θμθ-=（2分），得22 2.4m /s a =
设上滑位移大小为L ，由222v a L =（1分），得v =4.8m/s （1分）
(2)滑块沿斜面上滑过程中用时0111s v t a ==（1分） 对斜面与滑块构成的系统受力分析可得 F f1＝ma 1cos θ＝7.68 N （1分）
滑块沿斜面下滑过程用时t 2＝v a 2
＝2 s （1分） 对斜面与滑块构成的系统受力分析可得
F f2＝ma 2cos θ＝1.92 N （1分）
F f 随时间变化如图所示。（1分）
25. （20分）答案：(1) （10分）E 0B 0＝43
v ，磁场方向垂直纸面向外 (2)第2个粒子击中C 点的时刻为(2＋332π
Δt ) 解析：设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为R 。在第2秒内只有磁场。轨道如图所示。
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
（2分） (2) 2r T v
π= （2分） 2m T qB π=（1分） Δt ＝T 6
（2分） Δt ＝πqB ＝π3·2d v
，（2分） Δt ′＝3d v ＝332π
Δt 。（2分） 故第2个粒子击中C 点的时刻为(3＋332π
Δt )s 。（1分） 33.【答案】115（或116） 6.5×10-10 3A 36=MS N V
πρ (1) ①（1分）根据图中描绘的轮廓，不足半格舍去，大于半格算一格，共计115个方
格，所以油膜的面积为2211511cm 115cm ??=。
② （2分）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是6461mL 7.510mL 1080
V -=?=? 估测油酸分子的直径为621027.510mL 10 6.510m 115cm
V d S ---?==?=? ③（2分）单个油分子的直径为0V d S
= 单个油分子的体积为33
3003344()32386d V V V S S
πππ=== 摩尔体积为mol M
V ρ= 则阿伏伽德罗常数为3
mol A 306V MS N V V
πρ== (2)解析①（4分）设静止时汽缸内气体压强为p 1，活塞受力平衡
p 1S 1＋p 0S 2＝p 0S 1＋p 1S 2＋Mg （3分）
代入数据解得p 1＝1.2×105 Pa （2分）
②（1分）由活塞受力平衡可知缸内气体压强没有变化，设开始温度为T 1，变化后温度为T 2，由盖—吕萨克定律得
121212
322L L S S S L S L T T ++= （3分）代入数据解得T 2＝500 K （2分） 34(1) （5分）答案 BDE 解析：用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，A 错误；麦克斯韦语言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，B 正确；交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应，C 错误；根据狭义相对论原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，D 正确，光纤通信利用了全反射的原理，故内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，E 正确。
(2)答案 ①（4分）实验步骤中有重大错误的是：
B ．大理石重心到悬挂点间的距离才是摆长
C ．最大偏角不能超过5°
D ．应在摆球经过平衡位置时计时
F．应该用各组的L、T求出各组的g后，再取平均值
②用OM作为摆长，则忽略了大理石块的大小，没有考虑从结点M到石块重心的距离，故
摆长L偏小。根据T＝2π L
g，
2
2
4L
g
T
π
=，故测量值比真实值偏小。（3分）
可以用改变摆长的方法，如T＝2π L
g，T′＝2π
L＋Δl
g，测出Δl，则
2
22
4
'
L
g
T T
π?
=
-
。（3
分）