四川省宜宾市叙州区第一中学2020届高三上学期期中考试理综物理试题

四川省宜宾市叙州区第一中学2019-2020学年高三上学期期中理综物理试题

二、选择题

1.下列说法正确的是

A. β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力

B. 按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是α射线、β射线、γ射线

C. 按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减少量可能大于电子动能的增加量

D. 在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律

【答案】D

【解析】

【详解】β射线是原子核内电子形成的电子流，它具有中等的穿透能力,故A错误；按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是γ射线、β射线、α射线、故B错误；按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，要释放出能量，所以电势能的减小量大于动能的增加量，故C错误；根据不确定关系我们知道虽然不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律，故D正确；故选D

2.用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是

A. 甲、乙两种单色光的强度相同

B. 单色光甲的频率大于单色光丙的频率

C. 三种单色光在同种介质中传播时，丙的波长最短

D. 三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小

【答案】C

【解析】

【详解】A、甲乙两种单色光对应的遏止电压相同，则两种光的频率相同，但加正向电压时甲的饱和电流更大，说明甲光的光更强；故A错误.

B、D、由光电效应方程和可知遏止电压越大时，对应的光的频率越大，故；三种光照射同一金属，飞出的光电子的最大初动能关系为；故B，D均错误.

C、光在同种介质中传播的速度相同，由可得，；故C正确.

故选C.

3.如图所示为A、B两物体从同一点出发的位移-时间图象，则下列说法正确的是

A. 0～2s内A、B两物体的运动方向都发生了改变

B. 1.5s末A、B两物体的速度相同

C. 0～1.5s的时间内，A的平均速度等于B的平均速度

D. 0～25内A、B两物体之间的最大距离为3m

【答案】C

【解析】

【详解】由于位移-时间图象的斜率表示该时刻的速度，由图可知，0-2s内A、B两物体的速度（斜率）没有负值，即运动方向没有发生改变，A错误。1.5s末A、B两物体的位置坐标相同，说明两物体相遇，而不是速度相同，B错误。由图可知，0-1.5s的时间内，两物体的位移相等，所用时间也相等，所以平均速度相等，C正确。从x-t图象看出，两个物体1s末纵坐标读数之差最大，两物体相距最远，且最大距离为△x=3m-1m=2m，D错误。

4.某空间站在半径为R的圆形轨道上运行，周期为T。另有一飞船在半径为r的圆形轨道上运行，飞船与空间站的绕行方向相同。当空间站运行到A点时，飞船恰好运行到B点，A、B与地心连线相互垂直，此时飞船经极短时间的点火加速，变化后的椭圆轨道近地点为B，远地点与空间站的轨道相切于C点，如图所示。当飞船第一次到达C点时，恰好与空间站相遇。由以上信息可判定

A. 空间站动能小于飞船在半径为r的圆形轨道上运行时的动能

B. 当飞船与空间站相遇时，空间站的加速度大于飞船的加速度

C. 飞船在从B点运动到C点的过程中，速度变大

D. 空间站的圆形轨道半径R与飞船的圆形轨道半径r的关系满足

【答案】D

【解析】

【详解】A、当空间站和飞船均做圆周运动时，其万有引力提供向心力，即，则线速度大小为：，由于空间站的半径大于飞船的半径，故空间站的速度的大小小于飞船的速度大小，由于二者的质量关系未知，故根据动能的公式无法判断二者的动能大小关系，故A错误；

B、当飞船与空间站相遇时，根据牛顿第二定律有：，即，可知二者相遇时其加速度的大小相等，故B错误；

C、根据开普勒第二定律可知，飞船在从B点运动到C点的过程中，速率越来越小，故C错误；

D、设飞船椭圆轨道的周期为T′，则根据开普勒第三定律可知：由题可知：，联立可以得到：，故D正确。

5.如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电，电压的最大值为U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是

A. 原线圈中的电流的有效值为

B. 变压器的输入功率为

C. 电动机两端电压为IR

D. 电动机消耗的功率为I2R

【答案】B

【解析】

【详解】A、原副线圈的匝数比为n，副线圈的电流为I，则有原线圈的电流有效值为，故A错误；

BD、原副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电，电压的最大值为U，则原线圈的电压有效值为，所以副线圈的电压为，因此电动机消耗的功率为P＝UII，则变压器的输入功率也为，故B正确，D错误。

C、电动机两端电压等于副线圈的电压。由于是非纯电阻，所以不等于IR，故C错误；

6.一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行等距的实线可能是电场线也可能是等势面，则以下说法正确的是

A. 无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小

B. 无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势高

C. 如果实线是电场线，电子在a点的电势能比在b点的电势能大

D. 如果实线是等势面，电子在a点的速率一定大于在b点的速率

【答案】CD

【解析】

【详解】若图中的实线为电场线，电场线是一组平行等距直线，则该电场为匀强电场，故a点的等于b点的场强，根据电子的运动轨迹可判断，电子所受电场力方向向右，电场线方向向左，则a点的电势比b点的电势低，并且电场力方向与速度方向的夹角小于90°，则电场力做正功，电势能减小，故电子在a点的电势能比在b点的电势能大；若图中的实线为等势线，等势线是一组平行等距直线，则电场强度方向垂直实线，根据电子的运动轨迹可判断，电子所受电场力方向向下，则电场线向上，故a点电势高于b点电势，电子从a点运动到b点电场力做负功，电势能增加，动能减小，故电子在a点的速率一定大于在b点的速率。综上所述，AB错误，CD正确。

7.动车是怎样爬坡的?西成高铁从清凉山隧道开始一路上坡，釆用25‰的大坡度穿越秦岭，长达45公里，坡道直接落差1100米，为国内之最。动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。动车爬坡可以简化如图所示，在沿斜面向上的恒力F作用下，A、B两物块一起沿倾角为θ的斜面向上做匀加速直线运动，两物块间用与斜面平行的轻弹簧相连，已知两物块与斜面的动摩擦因数相同，则下列方法能保证A、B两物块的距离不变的是

A. 只增加斜面的粗糙程度

B. 只增加物块B的质量

C. 只增大沿斜面向上的力F

D. 只增大斜面倾角θ

【答案】AD

【解析】

【分析】

对AB整体应用牛顿第二定律求得加速度，然后对物体A或B应用牛顿第二定律求得弹簧弹力，即可根据弹簧弹力的表达式得到弹簧弹力的变化，从而得到两物块距离变化.

【详解】A和B两物块的距离不变，则弹簧弹力T不变；
对AB整体应用牛顿第二定律可得：，所以匀加速直线运动的加速度；

对物块B应用牛顿第二定律可得：，所以弹簧弹力；

所以，改变斜面粗糙程度和斜面倾角，弹簧弹力不变，两物体的距离不变；增加物体B的质量，增大，故弹簧弹力增大，两物体的距离增大；增大拉力F，弹簧弹力增大，两物体距离增大，故A，D正确，B，C错误；

故选AD.

【点睛】物体爬坡做匀加速运动，加速度沿斜面向上，对B进行受力分析可得对B弹簧弹力沿斜面向上，所以，弹簧伸长，弹簧弹力增大，距离增大.

8.如图所示为研究离心现象的简易装置，将两个杆垂直固定在竖直面内，在垂足O1和水平杆上的O2位置分别固定一力传感器，其中O1O2=l，现用两根长度相等且均为l的细线拴接一质量为m的铁球P，细线的另一端分别固定在O1、O2处的传感器上.现让整个装置围绕竖直杆以恒定的角速度转动，使铁球在水平面内做匀速圆周运动，两段细线始终没有出现松弛现象，且保证O1、O2和P始终处在同一竖直面内.则(     )

A. O1P的拉力的最大值为mg

B. O1P的拉力的最大值为mg

C. O2P的拉力的最小值为mg

D. O2P的拉力的最小值为0

【答案】BD

【解析】

【分析】

转动的角速度为零时，O1P绳的拉力最小，O2P绳的拉力最大，当O2P绳的拉力刚好为零时，O1P绳的拉力最大，根据共点力平衡和牛顿第二定律进行求解．

【详解】转动的角速度为零时，O1P绳的拉力最小，O2P绳的拉力最大，这时二者的值相同，设为T1，则2T1cos30°=mg，解得；

增大转动角速度，当O2P绳的拉力刚好为零时，O1P绳的拉力最大，设这时O1P绳的拉力为T2，则T2cos30°=mg，，因此O1P绳的拉力范围，O2P绳的拉力范围．故B、D正确，A、C错误.

故选BD.

【点睛】本题考查圆周运动的向心力，意在考查学生应用牛顿运动定律分析圆周运动的临界问题.

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。

9.某同学用光电门验证机械能守恒定律。如图甲所示，将某种铁质横杆固定在铁架台上方，在横杆侧放置一磁铁，在横杆正下方将光电门固定在铁架台上，将质量为m的小佚球吸至横杆下方，多次释放并调整小铁球释放位置和光电门位置，使小铁球球心恰好与光电门中心在同一竖直线上，标记小铁球释放点，用直尺测量出横杆下边缘到光电门中心间的距离L。拿开磁铁后，铁质横杆的磁性立即消失。

(1)用游标卡尺测出小铁球直径，测量结果如图乙所示，则小铁球的直径D=_________cm。

(2)甲同学多次改变横杆下边缘到光电门中心间的距离L，重复上述实验。以L为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线。正确的是（      ）

(3)乙同学用刻度尺测出横杆下边缘到光电门中心间的距离L，已知当地的重力加速度为g，若重力势能的减少量与动能的增加量相等就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的。若不考虑空气的阻力，乙同学为了减小实验误差，提高测量精度，其中一项有效的措施是：将光电门上下移动。你认为___________(填“向上”或“向下”)移动才能减小实验误差，提高测量精度。

【答案】    (1). 1.090    (2). C    (3). 向下

【解析】

【分析】

游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门时的速度，依据动能的增加量来自于重力势能的减小量，再结合图线，即可判定；减小实验误差，可让平均速度更能接近瞬时速度，则减小挡光片宽度，也可以增大两挡光片间距，从而即可求解.

【详解】(1)主尺读数为1.0cm，游标读数为0.02×45=0.90mm，所以最终读数为10.90mm=1.090cm.

(2)要验证机械能守恒，即判断重力势能的减小量与 动能的增加量是否相等，重力势能的减小量为△Ep=mgh，动能的增加量为：，而速度，但，因此，整理得：，结合以L为横轴，以为纵轴画出了的图线可知，故C正确，A，B错误.

(3)为减小实验误差，结合上式，可得：可以减小挡光片宽度，也可以增大下落的高度，因此将光电门向下移动；

【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读；解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理，知道极短时间的平均速度可以表示瞬时速度.

10.实验室能够提供如下实验器材

A．电流表（量程3A，内阻0.1Ω）

B．定值电阻R1（阻值3KΩ，额定电流0.5A）

C．定值电阻R2（阻值30Ω，额定电流1.0A）

D．电池组（电动势略小于3V，内阻不计）

E．开关若干

F．导线若干

为了测量一电压表（量程3V，内阻约3KΩ）的内阻，某同学根据实验室提供的器材设计了如图两个实验电路图。

（1）为了准确测量电压表的内阻，应该选择______（填“甲”或“乙”）电路图；

（2）需要用到的器材有______（填器材前的编号）；

（3）依据所选电路，结合测量结果写出计算电压表内阻的表达式RV=______；简要说明所用物理量的意义______。

【答案】    (1). 乙；    (2). BDEF；    (3). ；    (4). 为开关K1闭合，开关K2断开时电压表读数，为开关K1和K2都闭合时电压表读数，是阻值为的定值电阻

【解析】

【详解】（1）甲电路中电流表的量程过大，故用乙电路；

（2）定值电阻选择与待测电压表阻值相当的，故选R1，则所选器材为BDEF；

（3）若开关K1闭合，开关K2断开时电压表读数U1，开关K1和K2都闭合时电压表读数为U2，则，则计算电压表内阻的表达式： ，其中U1为开关K1闭合，开关K2断开时电压表读数，U2为开关K1和K2都闭合时电压表读数，R1是阻值为3kΩ的定值电阻.

11.如图所示,有一质量为M=2kg的平板小车静止在光滑的水平地面上,现有质量均为m=1kg的小物块A和B(均可视为质点),由车上P处开始,A以初速度V1=2m/s向左运动,B同时以V2=4m/s向右运动.最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车.两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1,取g=10m/s2.求: 

(1)求小车总长L;

(2)B在小车上滑动的过程中产生的热量QB

【答案】（1）9.5m（2）7.5J

【解析】

【分析】

(1)由于开始时物块A、B给小车的摩擦力大小相等，方向相反，小车不动，物块A、B做减速运动，加速度a大小一样，A的速度先减为零，根据运动学基本公式及牛顿第二定律求出加速度和A速度减为零时的位移及时间，A在小车上滑动过程中，B也做匀减速运动，根据运动学公式求出B此时间内运动的位移，B继续在小车上减速滑动，而小车与A一起向右方向加速．因地面光滑，两个物块A、B和小车组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出共同速度，根据功能关系列式求出此过程中B运动的位移，三段位移之和即为小车的长度；

(2)B在小车上滑动的过程中产生的热量等于B滑动过程中克服摩擦力做的功．由牛顿第二定律和位移时间公式求出B相对于小车滑动的位移，即可求解．

【详解】(1)设最后达到共同速度v,取向右为正方向,由整个系统动量守恒、能量守恒得: 

  ① 

  ② 

计算得出:、

(2)A车离左端距离x1 刚运动到左端历时t1,在A运动至左端前,木板静止. 

由牛顿第二定律得:  ③ 

  ④ 

   ⑤ 

联立可得

所以B离右端距离

B在小车上滑动的过程中产生的热量

【点睛】本题的关键是正确分析物体的受力情况，从而判断物体的运动情况，要知道摩擦产生的热量与相对位移成正比，要注意位移的参照物．

12.如图所示，在一直角坐标系xoy平面内有圆形区域，圆心在x轴负半轴上，P、Q是圆上的两点，坐标分别为P（-8L，0），Q（-3L，0）。y轴的左侧空间，在圆形区域外，有一匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面向外，磁感应强度的大小为B，y轴的右侧空间有一磁感应强度大小为2B的匀强磁场，方向垂直于xoy平面向外。现从P点沿与x轴正方向成37°角射出一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，带电粒子沿水平方向进入第一象限，不计粒子的重力。求：

（1）带电粒子的初速度；

（2）粒子从P点射出到再次回到P点所用的时间。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)带电粒子以初速度沿与轴正向成角方向射出，经过圆周C点进入磁场，做匀速圆周运动，经过轴左侧磁场后，从轴上D点垂直于轴射入右侧磁场，如图所示，由几何关系得：

在y轴左侧磁场中做匀速圆周运动，半径为，

解得： ；

(2)由公式得：，解得：

由可知带电粒子经过y轴右侧磁场后从图中占垂直于y轴射放左侧磁场，由对称性，在y圆周点左侧磁场中做匀速圆周运动，经过圆周上的E点，沿直线打到P点，设带电粒子从P点运动到C点的时间为

带电粒子从C点到D点做匀速圆周运动，周期为，时间为

带电粒子从D做匀速圆周运动到点的周期为，所用时间为

从P点到再次回到P点所用的时间为

联立解得：。

13.下列说法正确的是（　　）

A. 食盐晶体中的钠离子氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

B. 液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性

C. 功可以全部转化为热量，但热量不能全部转化为功

D. 水黾能停在水面上，是因为液体表面张力的作用

E. 外界对物体做功时，物体的内能一定增加

【答案】ABD

【解析】

【详解】食盐晶体中的钠离子氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性。故A正确；液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质。所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性。故B正确；根据热力学第二定律，热量也可以全部转化为功，但必须发生其它的一些变化。故C错误；水黾能停在水面上，是因为液体表面张力的作用。故D正确；根据热力学第一定律，外界对物体做功（W＞0），但如果和外界热交换不明确的话，物体的内能也不一定增加。故E错误。

14.如图所示，横截面积S＝100cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，活塞的气密性良好，当容器内气体的温度T1＝300K时，容器内外的压强均为p0＝1.0×105Pa，活塞和底面相距L1＝10cm，弹簧劲度系数k＝1000N/m；在活塞上放物体甲，活塞最终下降d＝2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为T1＝300K．活塞质量及活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g＝10m/s2。

①求物体甲的质量m1；

②在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2＝330K，系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变，求物体乙的质量m2。

【答案】27kg；12.5kg

【解析】

【详解】①活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为：

容器内的气体做等温变化，则有：

p0L1S＝p（L1﹣d）S

解得：m1＝27kg；

②设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为p′，容器内的气体做等容变化，

则有：

由平衡条件，则有：m2g＝（p′﹣p）S

解得：m2＝12.5kg

15.如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，M是平衡位置距O点5m的质点，虚线是t2=（t1+0.2）s时刻的波形图。下列说法中，正确的是（　　）

A. 该波遇到长度为3米的障碍物时将会发生明显衍射现象

B. 波速可能为

C. 该波的周期可能为

D. 若波速为，该波一定沿着x轴负方向传播

E. 若波速为15ms，从到时刻，质点M运动的路程为60cm

【答案】ADE

【解析】

【详解】A．因该波的波长为λ=4m，则该波遇到长度为3米的障碍物时将会发生明显衍射现象，选项A正确；

BC．若波向右传播，则 ， （n=0、1、2、3…..）；若波向左传播，则 ，（n=0、1、2、3…..）；可知波速不可能为20m/s，周期不可能为0.6s，选项BC错误；

D．由可知，当n=1时，v=35m/s，则若波速为35m/s，该波一定沿着x轴负方向传播，选项D正确；

E．若波速为15m/s，则波向左传播，此时T=，则从t1到t2时刻，即经过t=0.2s=T，质点M运动的路程为3A=60cm，选项E正确.

16.如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，M为直径，OA与OM夹角为30°，一细束光线沿与OA夹角为60°方向从A点射入玻璃球体，入射光线与OA在同一平面内，该光线经折射后从玻璃球体射出。已知玻璃的折射率n=，光在真空中的传播速度为c，求：

（1）该光线最先从玻璃球体射出的方向相对于初始入射方向的偏角；

（2）该光线从入射到第一次回到A点所需的时间。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）光路图如图所示：

根据折射定律：，，，

设光线偏转过的交点：

（2）根据几何关系可知，该关系从入射到第一次回到A点通过的光路程为：

光在玻璃球内的传播速度为：

光在玻璃球内经历的时间为：

则