四川省泸州市泸县第二中学2020届高三上学期期中考试理综物理试题

四川省泸州市泸县第二中学2019-2020学年高三上学期期中理综物理试题

1.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是（   )

A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短

B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大

C. 能发生光电效应的光有三种

D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV

【答案】D

【解析】

【详解】这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级的能级差最小，故所发出的光的频率最小，故波长最长，选项A正确；这群氢原子在辐射光子的过程中，整个原子的能量减小，电子的轨道半径减小，电子绕核运动的动能变大，电势能减小，故选项B错误；从n=3到低能态的跃迁中，能级差大于2.49eV的跃迁有32和31的跃迁，故能发生光电效应的光有两种，选项C错误；因为从31的跃迁辐射光子的能量最大，其值为12.09eV，故金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是12.09eV -2.49 eV =9.60eV，选项D正确；故选AD.

2.如图所示，将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上，a、b中间用一轻质弹簧连接，b的右端用细绳与固定在斜面上的挡板相连．达到稳定状态时a、b均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力.下列说法正确的是

A. 达到稳定状态时a所受的摩擦力一定不为零

B. 达到稳定状态时b所受的摩擦力一定不为零

C. 在细绳剪断瞬间，b所受的合外力一定为零

D. 在细绳剪断瞬间，a所受的合外力一定不为零

【答案】A

【解析】

【详解】A.达到稳定状态时，a重力沿斜面向下的分力，弹力沿斜面向下，物体静止，则摩擦力一定沿斜面向上不为零，故A正确；

B.如果细绳对b的拉力与弹簧对b的弹力的合力等于b重力沿斜面向下分力，此时沿斜面方向合力为零，b与斜面间无摩擦力，故B错误；

C.因为初态细绳中有拉力，所以在细绳剪断瞬间，b弹簧的弹力与重力沿斜面的分力的合力小于最大静摩擦力，则b受的合力为0，故C正确；

D.在细绳剪断瞬间，由于弹簧的弹力不变，所以a物体受力不变，仍平衡，合力为零，故D错误．

3.如图所示，在“托球跑”趣味比赛中，若运动员沿水平面匀加速直线跑．球拍平面与水平方向的夹角为θ时，网球与球拍保持相对静止．球拍和网球的质量分别为M、m，不计摩擦力和空气阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是

A. 球拍对球的作用力太小为mg

B. 运动员对球拍的作用力大小为（M+m)g

C. 运动员的加速度大小为gtanθ

D. 若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动

【答案】C

【解析】

【详解】以小球为研究对象，受力分析如图所示．可求球拍对球的作用力F=mg/cosθ，所以A错误；合外力为F合=mgtanθ=ma，可求小球的加速度为a=gtanθ，小球与运动员的加速度相同，故运动员的加速度也是gtanθ，所以C正确；把球和球拍视为一个整体，整体加速度为gtanθ，合外力（M+m)gtanθ，根据矢量三角形法则可求人对球拍的作用力为F1=（M+m)g/cosθ，所以B错误；而gtanθ＞gsinθ，由题意知，小球没有沿球拍向上运动，D错误．

4.宇航员乘坐航天飞船，在几乎贴着月球表面的圆轨道绕月运行，运动的周期为T．再次变轨登上月球后，宇航员在月球表面做了一个实验：将一个铅球以速度v0竖直向上抛出，经时间t落回抛出点．已知引力常量为G，则下列说法不正确的是

A. 月球的质量为 B. 月球的半径为

C. 月球的密度为 D. 在月球表面发射月球卫星的最小速度为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．铅球以速度v0竖直向上抛出，经时间t落回抛出点．可求得月球重力加速度，根据：，又因为：，联立解得：，，AB正确

C．密度，，，联立解得，C正确

D．根据万有引力提供向心力，，，联立解得：，D错误

5.某圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，现有两个不同的粒子a、b，以不同的速度同时由A点沿AO（O为圆心）方向射入圆形磁场区域，又同时由C点及B点分别射出磁场，其运动轨迹如图所示（虚线AB弧长等于磁场圆周长的，虚线AC弧长等于磁场圆周长的），粒子始终在纸面内运动，不计粒子重力．则下列说法正确的是

A. a、b粒子在磁场中的运动半径之比Ra:Rb=3:

B. a、b粒子在磁场中运动的周期之比Ta:Tb=3:4

C. a、b粒子的比荷之比

D. a、b粒子的速率之比

【答案】C

【解析】

【详解】

A．设磁场半径为R0，粒子在磁场中做圆周运动，根据题意作出粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系，可以得出，，所以Ra:Rb=:3，A错误

B．因为两粒子同时进入，同时射出，所以，即：，B错误

C．根据，所以比荷之比，C正确

D．根据半径关系Ra:Rb=:3，比荷关系，且，联立解得，D错误

6.如图所示，一根粗细和质量分布均匀的细绳，两端各系一个质量都为m的小环，小环套在固定水平杆上，两环静止时，绳子过环与细绳结点P、Q的切线与竖直方向的夹角均为θ，已知绳子的质量也为m，重力加速度大小为g，则两环静止时

A. 每个环对杆的压力大小为mg

B. 绳子最低点处的弹力的大小为

C. 水平杆对每个环的摩擦力大小为 mgtanθ

D. 两环之间的距离增大，杆对环的摩擦力增大

【答案】BD

【解析】

【分析】

对物体受力分析，受重力、水平拉力和天花板的拉力，物体保持静止，受力平衡，根据平衡条件并运用正交分解法列式求解即可．

【详解】以左侧绳为研究对象，受力分析如图所示：

根据平衡条件，有水平方向：；   竖直方向：；联立解得：，，故B正确．对环进行受力分析如图：

水平方向：

竖直方向：

故AC错误，当两环之间的距离增大，变大，故变大，D正确．

【点睛】本题关键是先对物体受力分析，然后根据平衡条件并运用正交分解法列式求解．

7. 如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中(　　)

A. 运动的平均速度大小为 B. 下滑的位移大小为

C. 产生的焦耳热为qBLv D. 受到的最大安培力大小为

【答案】B

【解析】

金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度大于v，故A错误．由 可知：下滑的位移 ；故B正确；产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR，而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流 小，故这一过程产生的焦耳热小于qBLv．故C错误；金属棒受到的安培力，故D错误；故选B．

点睛：本题考查了电磁感应与力学的综合，关键理清金属棒的运动规律，能知道求电量时要用法拉第电磁感应定律求平均电动势.

此处有视频，请去附件查看】

8.如图为娱乐场里常见的一种简单的娱乐设施一滑道，它由一个倾斜轨道和水平轨道平滑连接而成．若一名儿童自轨道顶端由静止开始下滑，到达水平轨道某处停下，儿童与整个轨道的滑动摩擦因素处处相同，不计空气阻力．则下列关于其路程大小x、速度大小、加速度大小a、合カ大小F随时间t变化的大致规律，可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】儿童在斜面阶段与斜面正压力大小与重力在垂直斜面方向的分量相等，此分量小于重力，在水平轨道正压力大小等于重力，摩擦力与正压力大小呈正比，两个阶段滑动摩擦力又相等，故斜面阶段加速度要小于水平轨道阶段，因此在倾斜轨道下滑过程中，由于受力不平衡会加速下滑F=ma=mgsinθ-μmgcosθ，会加速下滑的路程为，路程大小随时间变化是曲线，故A错误；加速过程v=at，其中加速度a=gsinθ-μgcosθ，速度大小随时间变化是直线，在水平面上根据牛顿第二定律：F′=ma′=μmg，可得：a′=μg，可知做减速运动，且合外力F和F′大小关系不确定，a与a′之间大小关系不确定，故B可能正确；两阶段加速度大小不确定，故C可能正确；水平轨道阶段合力与斜面阶段力的方向必然相反，故D错误．

第II卷非选择题（174分）

三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选题，考生根据要求作答。

(一)必考题(共129分)

9.某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B上，如图乙所示．

（1）为完成实验，下述操作中必需的是________.

A．两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同

B．要测量橡皮筋的原长

C．要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度

D．要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向

E．要记录图乙中结点O′的位置及过结点O′的竖直方向

（2）对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是________.

A．橡皮筋材料和原长相同即可

B．橡皮筋的材料和粗细相同即可

C．橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同

【答案】    (1). (1)BCE；　    (2). (2)C；

【解析】

【详解】（1）A．两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度不一定要相同．故A错误；

BC．两条橡皮筋遵守胡克定律，要测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示．故BC正确．

DE．为了正确作出合力与分力的图示，必须记下O点的位置及过结点O的竖直方向，故D错误，E正确．故选BCE．

（2）ABCD．该实验测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示．所以橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同，ABD错误，C正确．故选C．

【点睛】本实验是通过作合力与分力图示的方法来验证平行四边形定则，需要测量合力与分力的大小，由于没有弹簧测力计，橡皮筋遵守胡克定律，可测量橡皮筋的长度和原长来确定合力与分力的大小关系．

10.已有资料可知，热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC），正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小．某实验小组尝试探究某一热敏电阻Rx的导电特性，他们用下列器材进行实验描绘该热敏电阻的伏安特性曲线，所测数据记录在表格中．

器材有：

A．待测热敏电阻Rx

B．电压表V（量程3V，内阻约为l 000 Ω）

C．电流表A（量程0.6 A，内阻约为0.5 Ω）

D．滑动变阻器R1 （0～l0 Ω）

E．电源E（电动势3V，内阻忽略）

F．开关与导线若干

(1)请设计合理的电路图，并根据电路图完成图甲中实物图的连接________．

(2)在图乙所示坐标纸上用描点法画出元件的伏安特性曲线_______．

(3)根据作出的伏安特性曲线，请分析说明该曲线对应的热敏电阻是______（填“PTC”或“NTC”）热敏电阻．

(4)若将两个相同的这种热敏元件串联，且与电动势为5V，内阻r=l0Ω的电源相连，则一个这种热敏元件的实际功率为________W（保留2位有效数字）.

【答案】    (1).     (2).     (3). PTC    (4). 0.27

【解析】

【详解】（1）因为电压从零开始调节，所以采用分压电路，根据表中数据估算，待测阻值约4欧左右，属于小电阻，采取外接，实物连线如图：

（2）通过描点做图得到

（3）根据图像可以得出，斜率越来越大，而U-I图的斜率描述电阻变化，所以电阻随温度升高而增大，属于正温度系数电阻器(PTC)

（4）电源的外特性关系式：，而两个相同的热敏元件串联，每个元件的电压，得到，将图像画到伏安特性曲线中，得到工作点电压0.81V，工作电流0.338A计算得到功率为0.27W

11.如图所示，有两个滑块A、B位于光滑水平面上，滑块A的质量为2kg，滑块B的质量为6kg，某时刻给滑块A一个向右的大小为4m/s的初速度，随后与静止的滑块发生碰撞，B左侧连接一个轻质弹簧，则在滑块A、B碰撞的过程中，求：

（1）轻质弹簧在碰撞过程中最大弹性势能；

（2）碰撞过程中滑块的最大速度．

【答案】(1) (2)

【解析】

【详解】(1) 当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A、B共速

由动量守恒定律 ，解得；

弹簧最大弹性势能即滑块A、B损失的动能

；

(2) 当弹簧恢复原长时，滑块B获得最大速度，由动量守恒和能量守恒得

由以上两式解得：

12.如图，一质量为m、电荷量为g（q＞0的粒子在匀强电场中运动，A，B为其运动轨迹上的两点，A，B水平距离为L，运动轨迹在竖直平面内，已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与竖直方向夹角为60°：它运动到B点时速度v大小为v0，方向竖直上，不计重力．求匀强电场的场强大小．

【答案】

【解析】

【详解】由题意知初速度与竖直方向夹角为，初速度v0．可以分解为

水平方向

竖直方向

由于竖直方向速度不变可以知道电场力方向水平向右，电场强度方向也是水平向右

由A向B运动过程为水平方向匀减速运动．竖直方向匀速直线运动，利用动能定理有：

联立上式解得

13.下列四幅图的有关说法中正确的是(     )

A. 分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力

B. 分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力增大引力减小，分子力表现为斥力

C. 水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理

D. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

E. 牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可看做是绝热变化．

【答案】CDE

【解析】

【详解】A、当分子间距离为时，分子间存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整体的效果为0，故选项A错误；

B、分子间距小于范围内分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但引力增大的慢，所以分子力表现为斥力，故选项B错误；

C、水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径大小时把它们当做球形处理，故选项C正确；

D、 晶体具有点阵结构，食盐属于晶体，食盐中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故选项D正确；

E、猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭的气体温度升高，气体内能增大，压强变大，可看做是绝热变化，故选项E正确．

14.如图所示，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一光滑绝热活塞(质量不可忽略但厚度可忽略)将容器分为A、B两部分离汽缸底部高为45cm处开有一小孔，与U形水银管相连，容器顶端有一阀门K．先将阀门打开与大气相通外界大气压p0=75cmHg，室温t0=300K，稳定后U形管两边水银面的高度差△h=15cm，此时活塞离容器底部的高度L=50cm．闭合阀门，仅使容器内A部分气体的温度降至240K，稳定后U形管左右两管水银面相平．不计U形管内气体体积．求：

（1）U形管左、右两管水银面相平时，活塞离容器底部的高度；

（2）整个柱形容器的高度．

【答案】（1）48cm（2）58cm

【解析】

【分析】

①A部分气体，由理想气体的状态方程列式可求解活塞离容器底部的高度；②B部分气体做等温变化，根据玻意耳定律求解整个柱形容器的高度.

【详解】①对A部分气体，由理想气体的状态方程可知：

解得lA=48cm．

②B部分气体做等温变化，则有：

解得lB=8cm

则整个柱形容器的高度为58cm.

15.如图所示，△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN(两束可见单色光光关于 OO′对称)，在棱镜侧面 OM，ON 上反射和折射的完整光路如图所示，下列说法正确的是        

A. 若光束从玻璃棱镜中射向空气，则光束 b 容易发生全反射

B. 在玻璃棱镜中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度

C. 若保持 b 光入射点位置不变，将光束 b 顺时针旋转，则 NO 面可能有光线射出

D. 用 a、b 光在同样的装置做“双缝干涉”实验，a 光的条纹间距大

E. 用 a、b 照射同一狭缝，b 光衍射现象更明显

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB、由光路图看出，b光束在NO面上发生了全反射，而a光束在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，说明b光的临界角小于a光的临界角，由sinC 分析得知，玻璃对a光束的折射率小于b光束的折射率，由v 得知，在玻璃砖中a光的传播速度比b光大，故A正确，B错误．

C、由上分析，可知，若保持b光入射点位置不同，将光束b顺时针旋转，其入射角在减小，可能入射角小于临界角，则NO面可能有光线射出，故C正确；

D、由于玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，则a光的频率比b光的低，a光的波长比b光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以a光束的条纹间距大，故D正确．

E、波长越长越容易发生明显的衍射现象，故a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故E错误．

16.如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，∠A＝30，AB长为2m，且在AB外表面镀有水银．一束与BC面成45度角的光线从BC边的中点D射人棱镜．已知棱镜对该光的折射率n＝，有折射光线时，则不考虑反射光线．求光线射出棱镜的位置和在该位置对应的折射角．

【答案】    ,  0°

【解析】

【分析】

根据折射定律可求从BC边进入时的折射角，根据几何关系可求在AB边的入射角，经AB边反射后垂直AC边射出，则光线射出棱镜时的折射角为0°．再根据几何关系可求射出点到C的距离．

【详解】由折射定律可知：

r＝30°

由几何关系可知，光线在AB面的入射角等于30°，所以光线在AB面发生反射后，垂直AC面射出棱镜，即光线射出棱镜时的折射角为0°

射出点到C点的距离

解得：．