1、（全国I卷）五省优创名校2020届高三物理第四次联考试题（含解析）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1418题只有一项符合题目要求，第1921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，有选错的得0分。1.法拉第电磁感应定律是现代发电机、电动机、变压器技术的基础。如图所示，通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长，图甲.丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称，图乙、丁中AB/ad且与正方形闭合铜线圈共面。下列四种情况中.线圈中能产生感应电流的是（ ）A. 甲图中线圈自由下落B. 乙图中线圈自由下落C. 丙图中线圈绕AB匀速转动D. 丁图中线圈匀速向右
2、移动【答案】D【解析】【详解】AC图甲、丙中，穿过铜线圈的磁通量始终为零，铜线圈中不会产生感应电流，故A、C均错误；B图乙中，线圈自由下落，由于线圈离导线AB距离不变，所以穿过铜线圈的磁通量始终不变，铜线圈中不会产生感应电流，故B错误；D图丁中，线圈匀速向右移动，穿过铜线圈的磁通量不断减小，铜线圈中会产生感应电流，故D正确。故选D。2.一个中子与原子核A发生核反应，生成一个氘核，核反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能和原子核A分别为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】写出核反应方程式根据质量数和电荷数守恒可以求出；，说明原子核A是，两个核子反应结合成氘核放出的能量为Q，比结合
3、能指的是平均一个核子释放的能量，即为；故B正确，ACD错误；故选B3.如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60kg，托盘的质量为20kg，取g=10m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度大小为（ ）A. 5m/s2B. 6m/s2C. 7.5m/s2D. 8m/s2【答案】A【解析】【详解】设人的质量为M，则轻绳的拉力大小T=Mg设托盘的质量为m，对人和托盘，根据牛顿第二定律有2T一(M+m)g=(M+m)a解得a=5m/s2故选A。4.如图所
4、示，在轨道III上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A点变轨沿椭圆轨道II运行，然后在近地点B变轨沿近地圆轨道I运行。下列说法正确的是（ ）A. 卫星在轨道III上运行的向心加速度大于在轨道I上运行的向心加速度B. 卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道I上运行的周期C. 卫星在轨道III上运行的周期大于在轨道II上运行的周期D. 卫星在轨道III上的A点变轨时，要加速才能沿轨道II运动【答案】C【解析】【详解】A由公式得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小当轨道半径r减小时，a增大，故卫星在轨道上运行的向心加速度小于在轨道上运行的向心加速度，故A错误；BC根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道
5、上运行的周期大于在轨道、上运行的周期，故B错误，C正确；D卫星在轨道III上的A点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道运动，故D错误。故选C5.在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和L4是四个相同的灯泡。当在a、b两端加上瞬时值表达式为(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）A. 变压器副线圈的匝数为440B. 灯泡的额定电压为55VC. 变压器原线圈两端电压为220VD. 穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1V【答案】B【解析】【详解】A四个灯泡均正常发光，说明变压器原、副线圈中的电流相同，根据可得
6、变压器副线圈的匝数故A错误；BCa、b两端电压的有效值V=220V设每个灯泡的额定电压为U0，原线圈两端电压为U1，则有U=2U0+U1结合可得U0=55V，U1=110V故B正确，C错误；D原线圈两端电压的最大值V根据法拉第电磁感应定律有，解得穿过原线圈的磁通量变化率的最大值为V故D错误。故选B。6.近年来，我国的高速铁路网建设取得巨大成就，高铁技术正走出国门。在一次高铁技术测试中，机车由静止开始做直线运动，测试段内机车速度的二次方v2与对应位移x的关系图象如图所示。在该测试段内，下列说法正确的是（ ）A. 机车的加速度越来越大B. 机车的加速度越来越小C. 机车的平均速度大于D. 机车的平
7、均速度小于【答案】BC【解析】【详解】AB如图所示，在该测试段内，随着机车位移的增大，在相等位移上，速度的二次方的差值逐渐减小，由可知，机车的加速度逐渐减小，故A错误，B正确；CD由于机车做加速度减小的变加速直线运动，故在该测试段内机车的平均速度大于，故C正确，D错误。故选BC。7.如图所示，两个质量分布均匀的球体P、Q静止在倾角为的固定斜面与固定挡板之间.挡板与斜面垂直。P、Q的质量分别为m、2m，半径分别为r、2r，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）A. P受到四个力的作用B. 挡板对P的支持力为3mgC. P所受弹力的合力大于mgD. Q受到P的支持力大于mg【答案
8、】AD【解析】【详解】AP受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和Q的压力，故A正确；B两球整体受力平衡，故挡板对P的支持力大小N1=3mgsin=mg故B错误；CP所受三个弹力的合力与重力mg平衡，则P所受弹力的合力大小为mg，故C错误；DQ受力如图所示，有F=2mg故N2Fsin=mg故D正确。故选AD。8.如图所示，水平面(未画出)内固定一绝缘轨道ABCD，直轨道AB与半径为R的圆弧轨道相切于B点，圆弧轨道的圆心为O，直径CD/AB。整个装置处于方向平行AB、电场强度大小为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放后沿直轨道AB下滑。记A、B两点间的距离为d。一切摩
9、擦不计。下列说法正确的是（ ）A. 小球到达C点时的速度最大，且此时电场力的功率最大B. 若d=2R，则小球通过C点时对轨道的压力大小为7qEC. 若d=R，则小球恰好能通过D点D. 无论如何调整d的值都不可能使小球从D点脱离轨道后恰好落到B处【答案】BD【解析】【详解】A小球到达C点时，其所受电场力的方向与速度方向垂直，电场力的功率为零，故A错误；B当d=2R时，根据动能定理有小球通过C点时有解得N=7qE根据牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为7qE，故B正确；C若小球恰好能通过D点，则有又由动能定理有解得故C错误；D当小球恰好能通过D点时，小球从D点离开的速度最小。小球离开D点后
10、做类平抛运动，有解得由于xR故小球从D点脱离轨道后不可能落到B处，故D正确。故选BD。三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第2225题为必考题，每道试题考生都必须作答。第3334题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题9.某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图甲所示，两滑块A、B上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下：I.用螺旋测微器测量窄片的宽度d；II.将气垫导轨调成水平；II.将A、B用细线绑住，在A.B间放入一个被压缩的轻小弹簧；IV.烧断细线，记录A、B上的窄片分别通过光电门C、D的挡光时间t1、t2。(1)若测量窄片的宽度d时，螺旋测微器的示数
11、如图乙所示，则d=_mm。(2)实验中，还应测量的物理量是_A.滑块A的质量m1以及滑块B的质量m2B.烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间tA、tBC.烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的路程x1、x2(3)验证动量守恒定律的表达式是_ ；烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=_。(均用题中相关物理量的字母表示)【答案】 (1). 4.800 (2). A (3). (4). 【解析】【详解】(1)1螺旋测微器主尺的示数为4.5mm，可动刻度的示数为0.01mm30.0=0.300mm，故d=4.5mm+0.300mm=4.800mm(2)2验证动量守恒定律，需要测量滑块A、B的质量m1
12、和m2故选A(3)3根据动量守恒定律其中、可得4根据能量守恒定律可得，烧断细线前弹簧的弹性势能10.某同学利用图甲所示电路测量一量程为3mA的直流电流表的内阻RA(约为110)。提供的实验器材有：A.直流电源(电动势1V，内阻不计)；B.电阻箱(0999.9)；C.滑动变阻器(05.额定电流为3A)；D.滑动变阻器(050.额定电流为1A)。(1)为了尽可能减小测量误差，滑动变阻器R应选用_(选填“C”或“D”)。(2)根据图甲所示电路，在图乙中用笔画线代替导线，将实物间的连线补充完整_。(3)主要实验步骤如下：I.将电阻箱R0的阻值调为零，滑动变阻器R的滑片P移到右端；II.闭合开关S，调节
13、滑动变阻器R的滑片P，使电流表的示数为3mA；I.调节电阻箱R0，使电流表的示数为1mA，读出此时电阻箱的阻值R1；IV.断开开关S，整理好仪器。(4)已知R1=208.8，则电流表内阻的测量值为_，由于系统误差，电流表内阻的测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。【答案】 (1). C (2). (3). 104.4 (4). 大于【解析】【详解】(1)1本实验为了减小实验误差，应满足滑动变阻器的最大阻值远小于电流表的内阻，即应选用C(2)2根据实验电路图连接实物图如图所示(4)3由实验原理可知4由于闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表的示数为3mA，调节电阻箱R0，使电
14、流表的示数为1mA，读出此时电阻箱的阻值R1；电阻箱阻值变大，并联等效电阻变大，故并联部分分担电压增大，由于电阻箱两端电压变大，故电阻箱阻值偏大，故电流表内阻测量偏大。11.如图所示，在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。若撤去该区域内的磁场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子恰好从A点射出；若撤去该区域内的电场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子将在该区域内做匀速圆
15、周运动。粒子重力不计。求：(1)粒子做匀速圆周运动的半径r；(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时，粒子在该区域内运动的时间之比。【答案】(1)(2)【解析】【详解】(1)设粒子的电荷量为q，从O点进入三角形区城的初速度大小为v，电场的电场强度大小为E，磁场的磁感应强度大小为B，当三角形区域内同时存在电场和磁场时，粒子做匀速直线运动，有：qE=qvB当三角形区域内只存在电场时，粒子在该区城内做类平抛运动的轨连如图中图线1所示，设粒子在电场中运动的加速度大小为a，有：qE=ma设粒子从O点运动到A点的时间为t，沿OC方向有沿CA方向有当三角形区城内只存在碓協肘，粒子在垓区城内做匀速圆周运动
16、速的轨迹如图中图线2所示，设圆周运动的半径为r，有：解得：(2)由(1)可得，当三角形区域内只存在电场时，粒子在该区域内运动的时间为：当三角形区域内只存在磁场时，由几何关系可知，粒子的运动轨迹对应的圆心角为：故粒子在该区域内运动的时间为：故12.如图甲所示，在足够大的水平地面上有A、B两物块(均可视为质点)。t=0时刻，A、B的距离x0=6m，A在水平向右的推力F作用下，其速度时间图象如图乙所示。t=0时刻，B的初速度大小v0=12m/s、方向水平向右，经过一段时间后两物块发生弹性正碰。已知B的质量为A的质量的3倍，A、B与地面间的动摩擦因数分别为1=0.1、=0.4，取g=10m/s2。(1
17、)求A、B碰撞前B在地面上滑动的时间t1以及距离x1；(2)求从t=0时刻起到A与B相遇的时间t2；(3)若在A、B碰撞前瞬间撤去力F，求A、B均静止时它们之间的距离x。【答案】(1)3s，18m(2)4s(3)10m【解析】【详解】(1)设B的质量为3m，A、B碰撞前B在地面上滑动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有若A、B碰撞前B已停止运动，则由匀变速直线运动的规律有：解得=3s，=18m由题图乙可得，03s时间内A滑动的距离为：m=16m由于=24m故A、B碰撞前B已停止运动，假设成立。(2)由(1)可知=3s时，A、B尚未发生碰撞，故A、B碰撞前瞬间A的速度大小为：=8m/s经分析可知
18、解得：=4s(3)设碰撞后瞬间A、B的速度分别为、，有：解得：=4m/s(为负值，说明的方向水平向左)，=4m/s设A、B碰撞后滑行的距离分別为L1、L2，有：，根据动能定理有：解得：x=10m (二)选考题：请考生从给出的2道物理题题中任选一题作答。 如果多答，则按所答的第一题计分。13.将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲，乙分子间的作用力与距离间的关系如图所示(r0为平衡距离)。当乙分子从r轴上x=6r0处以大小为v的初速度沿x轴负方向向甲分子运动时，乙分子所受甲分子的引力_(选填“先增大后减小”“先减小后增大”或“一直增大”)，乙分 子的分子势能_ ( 选填“先增大后减小”“
19、先减小后增大”或“一直减小)；若乙分 子的质量为m，只考虑分子力的作用，则该过程中乙分子的最大分子势能为_。【答案】 (1). 一直增大 (2). 先减小后增大 (3). 【解析】【详解】1当乙分子向甲分子靠近时，乙分子所受甲分子的引力增大；2甲分子对乙分子先做正功后做负功，故乙分子的分子势能先减小后增大；3在只考虑分子力作用的情况下，由能量守恒定律可得，当乙分子停止运动时，其分子势能最大，最大分子势能为。14.如图所示，左边圆柱形容器的横截面积为S，上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为m的活塞；右边圆柱形容器上端封闭高为H，横截面积为。两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是
20、绝热的。开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门打开，活塞缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时气体的热力学温度增加到原来热力学温度的1.3倍。已知外界大气压强为p，求：(i)系统达到新的平衡时活塞到容器底的距离r；(ii)此过程中容器内的气体内能的增加量U。【答案】(i)(ii)【解析】【详解】(i)设阀门打开前气体的热力学温度为T，由盖吕萨克定律有：解得：(ii)设容器内气体压强为p，取活塞为研究对象，有：外界对气体所做的功为：由系统绝热有：Q=0由热力学第一定律有：U=W，解得：15.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如
21、图所示，此时波恰好传到平衡位置在用x1=2.5m处的P点。已知平衡位置在x2=5.5m处的Q点在08s内运动的路程为0.2m，则下列说法正确的是_。A. P点的起振方向沿y轴正方向B. P点振动的周期为4sC. 该波的传播速度大小为1m/sD. 质点Q的振动方程为E. 若一列频率为1Hz的简谐横波沿x轴负方向传播，与该波相遇时会产生稳定的干涉现象【答案】ABD【解析】【详解】A根据横波的传播方向与振动方向的关系可知，t=0时刻P点的振动方向沿y轴正方向，故A正确；B由题图可以看出，该波的波长=2m、振幅A=0.1m，则说明在08s内Q点振动的时间为，该波的传播速度大小结合，解得T=4s、v=0
22、.5m/s故B正确，C错误；D波从P点传到Q点所用的时间=8s=6sQ点的振动方向沿y轴正方向，故质点Q的振动方程为(m)(t6s)即(m)(t6s)故D正确；E产生稳定干涉现象的必要条件是顿率相等，故这两列波相遇时不会产生稳定的干涉现象，故E错误。故选ABD。16.由圆柱体和正方体组成的透明物体的横截面如图所示，O表示圆的圆心，圆的半径OB和正方形BCDO的边长均为a。一光线从P点沿PO方向射入横截面。经过AD面恰好发生全反射，反射后从CD面上与D点距离为的E点射出。光在真空中的传播速度为c。求：(i)透明物体对该光的折射率；(ii)该光从P点射入至传播到E点所用的时间。【答案】(i)(2)【解析】【详解】(i)光在透明物体中的光路如图所示，有：该光在AD面发生全反射的临界角为：，又：，解得：=，(ii)光从P点射入至传播到E点的时间为：又：，解得：