湖南省六校2020届高三物理联考试题(含解析)

湖南省六校2020届高三物理联考试题（含解析）

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18小题只有一项符合题目要求，第19～21小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。

1.下列说法正确的是

A. 惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大

B. 查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子

C. 法拉第总结出了电磁感应定律

D. 感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这个结论符合能量守恒定律

【答案】D

【解析】

【详解】A、惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度，与速度大小无关，故选项A错误；

B、卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核，发现了质子，故选项B错误；

C、 1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，但他没有总结出了电磁感应定律，故选项C错误；

D、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，由于在电磁感应现象中，安培力是阻力，外界通过克服安培力做功，将机械能转化为电能，故楞次定律所描述的感应电流方向，这个结论符合能量守恒定律，故选项D正确；

故选选项D。

2.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环正上方，有一条形磁铁从静止开始下落，下落过程中始终保持竖直方向，起始高度为h，最后落在水平地面上。若不计空气阻力，重力加速度取g，下列说法中正确的是

A. 磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向(俯视圆环)

B. 磁铁在整个下落过程中，圆环受到它的作用力总是竖直向下的

C. 磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变

D. 磁铁落地时的速率一定等于

【答案】B

【解析】

【详解】A、由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故选项A错误；

B、由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在磁铁靠近圆环的过程中为阻碍磁铁的靠近，圆环对磁铁的作用力竖直向上，在磁铁穿过圆环远离圆环的过程中，为阻碍磁铁的远离，圆环对磁铁的作用力竖直向上，则在整个过程中，圆环对磁铁的作用力始终竖直向上，根据牛顿第三定律可知圆环受到磁铁的作用力总是竖直向下，故选项B正确；

C、在磁铁下落过程中，圆环中产生感应电流，圆环中有电能产生，磁铁在整个下落过程中，磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能减少，故选项C错误；

D、磁铁做自由落体运动时，则有，磁铁落地时的速度，由于磁铁下落时能量有损失，磁铁落地速度小于，故选项D错误；

故选选项B。

3.在真空中某点固定一个带负电荷的金属小球A，可视为点电荷，所带电量Q ＝1.0×10－5 C，在离它10 cm处放置另一个带负电的检验电荷B，以下描述正确的是

A. A中所有电子所带电量之和为－1.0×10－5 C

B. B所在的位置电场强度大小E＝9.0×106 N/C，方向与电荷B所受电场力方向相同，背离A

C. 若规定无穷远处电势为零，则B所在的位置电势为负值

D. 将B向A靠近，则其电势降低，电势能减小

【答案】C

【解析】

【详解】A、所带电量是指净电荷，故选项A错误；

B、B所在的位置电场强度大小，方向与电荷B所受电场力方向相反，指向A，故选项B错误；

C、若规定无穷远处电势为零，负电荷周围电势为负，则B所在的位置电势为负值，故选项C正确；

D、将B向A靠近，则其电势降低，由于B带负电，根据可知电势能增大，故选项D错误；

故选选项C。

4.如右图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为，为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那么外力对物体m做功的数值为

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

试题分析: M对m的摩擦力向右，则m对M的摩擦力向左，m做匀加速直线运动，当速度达到v和M一起做匀速运动．匀加速运动的时间，则物体运动的位移．所以外力F通过滑动摩擦力对物体做正功为，故B正

确，A、C、D错误．故选B．

考点：本题考查动能定理的应用；牛顿第二定律;滑块滑板模型．

5.如图所示，带电小球a由绝缘细线PM和PN悬挂而处于静止状态，其中PM水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH，圆心P与a球位置重合，管道底端H与水平地面相切，一质量为m可视为质点的带电小球b从G端口由静止释放，当小球b运动到H端时对管道壁恰好无压力，重力加速度为g。在小球b由G滑到H 过程中，下列说法中正确的是

A. 小球b机械能逐渐减小

B. 小球b所受库仑力大小始终为2mg

C. 小球b加速度大小先变大后变小

D. 细线PM的拉力先增大后减小

【答案】D

【解析】

【详解】A、小球b运动过程管道支持力和电场力不做功，故只有重力做功，那么机械能守恒，故A错误；

B、对小球b运动过程应用机械能守恒可得：，由小球在H点时对管道壁恰好无压力，根据牛顿第二定律可得：，所以小球b受到的库仑力，方向竖直向上；又有库仑力，所以，库仑力大小不变，故选项B错误；

C、设b与a的连线与水平方向的夹角为，则有，任意位置加速度为

向心加速度和切向加速度合成，即，下滑过

程中从0增大，可知小球b加速度一直变大，故选项C错误；

D、设PN与竖直方向的夹角为α，对球a受力平衡，在竖直方向可得

，在水平方向可得，解得

，下滑过程中从0增大，细线PM的拉力先增大后减小，故选项D正确；

故选选项D。

6.如图所示，设地球半径为R，假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点B时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是

A. 地球的质量可表示为

B. 该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率

C. 卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，引力势能大，机械能小

D. 卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，加速度变小

【答案】AB

【解析】

【详解】A、在轨道I上运动过程中，万有引力充当向心力，故有，解得，故选项A正确；

B、在轨道Ⅰ的A点需要减速做近心运动才能进入轨道Ⅱ，所以在在轨道Ⅱ上A点速

率小于在轨道Ⅰ上A点的速率，根据可得，可知在轨道III上B 点速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率，所以该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，故选项B正确；

C、从B运动到A的过程中只受到地球引力作用，引力做负功，势能增加，由于轨道III上的速度大于在轨道Ⅰ的速度，所以动能减小，由于在轨道Ⅲ上B点点火加速机械能增加，在轨道Ⅱ上A点点火加速机械能增加，所以机械能增加，故选项C错误；

D、根据公式可得，所以轨道半径越大，向心加速度越小，故卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，轨道变小，加速度变大，故选项D错误。

故选AB。

7.在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(X)发生了一次α衰变。放射出的α粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法正确的是

A. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙

＝

B. 新核Y在磁场中圆周运动的半径为R

Y

C. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝

D. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝

【答案】BCD

【解析】

【详解】A、由动量守恒可知衰变后产生的α粒子与新核Y运动方向相反，所以在磁场中运动的轨迹圆外切，根据可得，可知α粒子半径大，由左手

可知两粒子圆周运动方向相同，丁图正确，故选项A错误；

B、由可知，新核Y在磁场中圆周运动的半径为，故选项B 正确；

C、圆周运动的周期为，环形电流为，故选项C正确；

D、对α粒子由洛伦磁力提供向心力可得，由质量关系可知衰变后新核Y质量为，由衰变过程中动量守恒可得可知，系统增加的能量为，由质能方程可得，联立解得衰变过程中的质量亏损为，故选项D正确；

故选BCD。

8.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

值电阻阻值分别为R

1、R

2

，且R

1

2

，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1，

电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R

3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法正确的是

A. ＝R

2

B.

C. 电源的输出功率一定减小

D. 电压表示数一定增加

【答案】BCD

【解析】

【详解】A、根据欧姆定律可知，故选项A错误；

B、理想变压器的原、副线圈的电压变化比，电流变化比，则有

，将视为输入端电源内阻，则有，所以有，

故选项B正确；

的滑动端P时，电阻增大，副线圈的电流变小，根据CD、向下调节滑动变阻器R

3

电流与匝数成反比知原线圈的电流变小，电源电压不变，电源的输出功率一定减小；两端电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知原线圈的输入电压增大，根据电压与匝数成正比知副线圈的输出电压增大，电压表示数一定增加，故选项C、D正确；故选BCD。

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。

9.某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与斜面间的动摩擦因数。PQ为一块倾斜放置的木板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连(图中未画)。每次实验时将一物体(其上固定有宽度为d的遮光条)从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.500 m不变。(设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同)

(1)用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d＝__________cm；

(2)该小组根据实验数据，计算得到物体经过光电门的速度v，并作出了如图丙所示的v2－h图象，其图象与横轴的交点为0.25。由此可知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝______________；

(3)若更换动摩擦因数更小的斜面，重复上述实验得到v2－h图象，其图象的斜率将______________(填“增大”“减小”或“不变”)。

【答案】 (1). 0.225 (2). 0.5 (3). 不变

【解析】

【详解】（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，则读数为：

；

（2）设斜面的长为s，倾角为，由动能定理得：

即：，

由图象可知，当时，，代入得到：；

（3）由知斜率为定值，若更换动摩擦因数更小的斜面，图象的斜率不变。

10.某同学测定电源电动势和内阻，所使用的器材有：待测干电池一节(内阻很小)、

电流表A(量程0.6 A，内阻R

A 小于1 Ω)、电流表A

1

(量程0.6 A，内阻未知)、电

阻箱R

1(0～99.99 Ω)、滑动变阻器R

2

(0～10 Ω)、单刀双掷开关S、单刀单掷开关

K各一个，导线若干。

(1)该同学按图甲所示电路连接进行实验操作。请在答题卡相应位置的虚线框内补全与图甲对应的电路图_______。

(2)测电流表A的内阻：

闭合开关K，将开关S与C接通，通过调节电阻箱R

1和滑动变阻器R

2

，读取电流表

A的示数为0.20 A、电流表A

1的示数为0.60 A、电阻箱R

1

的示数为0.10 Ω，则电

流表A的内阻R

A

＝________Ω。

(3)测电源的电动势和内阻：

断开开关K，调节电阻箱R

1

，将开关S接__________(填“C”或“D”)，记录电阻

箱R

1

的阻值和电流表A的示数；断开开关K，开关S所接位置不变，多次调节电阻

箱R

1重新实验，并记录多组电阻箱R

1

的阻值R和电流表A的示数I。

(4)数据处理：

图乙是由实验数据绘出的－R图象，由此求出干电池的电动势E＝__________V、内阻r＝__________Ω。(计算结果保留二位有效数字)

(5)如果电流表A的电阻未知，本实验__________ (填“能”或“不能”)测出该电源的电动势。

【答案】 (1). 如图所示：

(2). 0.20 (3). D (4). 1.5 (5). 0.25 (6).

能

【解析】

【详解】（1）由实物图连接原理图，如图所示：

（2）根据串并联电路的规律可知，流过电阻箱R

1

的电流；

电压，则电流表内阻为：；

（3）S接D，否则外电路短路；

（4）根据（3）中步骤和闭合电路欧姆定律可知

变形可得：

根据图象可知:，，解得，；

（5）由可知：当电流表内阻未知时，能测出电动势，但不能测出内电阻。

11.某人设计了如图所示的滑板个性滑道。斜面AB与半径R＝3 m的光滑圆弧轨道BC相切于B，圆弧对应的圆心角θ＝37°且过C点的切线水平，C点连接倾角α＝30°的斜面CD。一滑板爱好者连同滑板等装备(视为质点)总质量m＝60 kg。某次试滑，他从斜面上某点P由静止开始下滑，发现在斜面CD上的落点Q恰好离C点最远。

若他在斜面AB上滑动过程中所受摩擦力F

f 与位移大小x的关系满足F

f

＝90x(均采

用国际制单位)，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

(1)P、B两点间的距离；

(2)滑板在C点对轨道的压力大小。

【答案】（1）4m（2）1320 N

【解析】

【详解】(1)设爱好者滑到C的速度为v

C ，水平、竖直方向的位移分别为x

1

、y

1

C到Q由平抛运动规律有：①

则②

因此③

④

由④式可知v

C

越大则间距越大，由人和装备在BC间运动时机械能守恒可知，要

使v

C 越大就要求v

B

越大。

设斜面AB的倾角为θ，人和装备在P、B间运动时加速度为a，由牛顿第二定律

有⑤

得⑥

最大。由⑥式可知：人和装备做加速度减小的加速直线运动，当加速度为零时速度v

B

即P、B两点间的距离大小为：⑦；

(2)设P、B间摩擦力对人做功为，由动能定理有：⑧

而⑨

(或由⑧⑨得)

B、C间运动机械能守恒⑩

在C点

解得

(其中，)

由牛顿第三定律可知滑板在C点对轨道的压力大小。

12.如图所示，间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻，阻值为R，两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置在导轨上，两导体棒电阻均为R，棒与导轨间动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动，当棒ab匀速运动时，棒cd恰要开始滑动，从开始运动到匀速的过程中流过棒ab的电荷量为q，(重力加速度为g)求：

(1)棒ab匀速运动的速度大小；

(2)棒ab从开始运动到匀速运动所经历的时间是多少？

(3)棒ab从开始运动到匀速的过程中棒ab产生的焦耳热是多少？

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）设棒ab速度为v，则棒ab中的感应电流①

棒cd中的感应电流为：②

cd受安培力③

当棒cd恰要滑动时，，即④

得棒ab的匀速速度为：⑤

（2）设棒ab受恒定外力为F，匀速运动时棒ab中的电流为I，

棒ab所受安培力为⑥

对棒cd：⑦

棒ab：⑧

由⑥⑦⑧⑨式得⑨

对棒ab从开始运动到匀速过程，设运动时间为t；

由动量定理：⑩

而

故

由⑤式解得

（3）棒ab所受安培力为，设棒ab从开始运动到匀速的过程中位移为x，

由动量定理：

而

由⑤⑨得：

设棒ab此过程克服安培力做功W

由动能定理：

由⑤⑨得

由功能关系知，此过程产生的总焦耳热等于W，根据电路关系有棒ab此过程产生的焦耳热等于

由得棒ab产生的焦耳热为。

13.以下说法正确的是__________。

A. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关

B. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

C. 悬浮在液体中的微粒运动的无规则性，间接地反映了液体分子运动的无规则性

D. 当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小

E. 若一定质量的理想气体温度升高，则气体分子的平均动能一定增大

【答案】CDE

【解析】

【详解】A、气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关以及分子的运动的激烈程度都有关，即压强与温度以及气体的体积有关，故选项A错误；

B、在熔化过程中，晶体要吸收热量，温度保持不变，分子的平均动能不变，当分子势能增大，所以内能增大，故选项B错误；

C、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，间接反映了液体分子运动的无规则性，故选项C正确；

D、根据分子力做功与分子势能间的关系可知，当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小，故选项D正确；

E、温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体温度升高，则气体分子的平均动能一定增大，故选项E正确；

故选CDE。

14.如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下。

质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S＝2×10－3m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h＝24 cm，活塞距

＝1.0×105Pa，取g＝10 汽缸口10 cm。汽缸所处环境的温度为300 K，大气压强p

m/s2。现将质量为m＝4 kg的物块挂在活塞中央位置上。

（1）活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。

（2）若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封闭气体对外做功多少？

【答案】（1）30 cm（2） 6.4 J

【解析】

【详解】（1）挂上重物后，活塞下移，设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为h

1

该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有：

代入数据解得：；

（2）加热过程中汽缸内压强不变，当活塞移到汽缸口时，温度达到最高，设此温度

为T

2

根据盖—吕萨克定律有：

而，，解得，即加热时温度不能超过

加热过程中气体对外做功

代入数据得。

15.下列说法正确的是________

A. 狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关

B. 电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要短

C. 分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距

D. 如图1所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角

E. 如图2所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成45°角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光

【答案】ACE

【解析】

【详解】A、狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源。观察者间的相对运动没有关系，故A正确；

B、遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长要大，而频率却低，故B 错误；

C、根据双缝干涉条纹间距，由于红光波长大于紫光波长，则可知在同一实验装置上，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距，故C正确；

D、以相同的入射角从玻璃射向真空，a光入射角较小，折射角相同，所以根据折射定律可知：此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，在玻璃中，光的全反射临界角公式为，a光的折射率大，则临界角小，故D错误；

E、沿与竖直方向成45°角振动的光也能通过偏振片，在P的另一侧能观察到透射光，故E正确。

16.如图所示，在x＝0处的质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的机械波。在t＝0时刻，质点O开始从平衡位置向上运动，经0.4 s第一次形成图示波形，P是平衡位置为x＝0.5 m处的质点.

（1）位于x＝5 m处的质点B第一次到达波峰位置时，求位于x＝2 m处的质点A 通过的总路程。

（2）若从图示状态开始计时，至少要经过多少时间，P、A两质点的位移(y坐标)才能相同？

【答案】（1）20 cm（2）0.05 s

【解析】

【详解】（1）结合题图可分析出，该机械波的传播周期为，波长为，振幅，

该机械波的波速为

由图可知，此时波峰在处，当波峰传播到处的B点时，波向前传播的距离为，所以质点B第一次到达波峰位置所需要的时间

由题意知，当质点B第一次到达波峰位置时，质点A恰好振动了一个周期，所以质点A通过的总路程为；

（2）角速度为：，从图示状态开始计时

质点A做简谐运动的表达式为：

质点P做简谐运动的表达式为：

要使P、A两质点的位移(y坐标)相同，即，至少要经过时间t应满足：

，解得：。