重庆市南岸区2020届高三上学期开学考试物理试题

高三开学考试高2020级理综试题

1. 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后。将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是

A. 线圈接在了直流电源上 B. 电源电压过高

C. 所选线圈的匝数过多 D. 所用套环的材料与老师的不同

【答案】D

【解析】

金属套环跳起来的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起。电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈。若套环是非导体材料，则套环不会跳起，故A、B、C选项错误，D选项正确。

2.物体从静止开始做直线运动，图像如图所示，则该物体

A. 在第8 s末相对于起点的位移最大

B. 在第4 s末相对于起点的位移最大

C. 在时间内的加速度大小最大

D. 在时间内的加速度大小保持不变

【答案】D

【解析】

【详解】AB、由题图知，物体在内沿正方向运动，在内沿负方向运动，所以在第末相对于起点的位移最大，故选项A、B错误；

CD、图线的斜率等于物体的加速度，由题图图线可知内物体的加速度大小不变并且最大，故选项C错误，D正确。

3.如图所示，自动卸货车打开后挡板卸货，在车厢从水平位置缓慢抬高到一定角度的过程中，车厢内的货物相对车厢没有滑动。下列说法正确的是（　　）

A. 货物所受的合力逐渐减小

B. 货物所受的重力逐渐减小

C. 货物对车厢的压力逐渐减小

D. 货物所受的摩擦力逐渐减小

【答案】C

【解析】

【详解】车厢内的货物相对车厢没有滑动，货物处于平衡状态，合外力保持为零，故A错误；货物所受的重力与倾角无关，保持不变，故B错误；货物处于平衡状态，可得：mgsinθ=f，N=mgcosθ，θ增大时，f增大，N减小，故C正确，D错误。

4.如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是(    )

A. 图乙所示电源是线圈从垂直中性面出发，绕垂直与匀强磁场匀速转动产生的正弦交流电

B. 若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12W

C. 原线圈输入的正弦交变电流的频率是100Hz

D. 电压表的示数是24 V

【答案】B

【解析】

【详解】A. 图乙所示电源是一条正弦函数图象，按正弦规律变化，从中性面出发，绕垂直与匀强磁场匀速转动产生的正弦交流电，故A错误；

BD. 理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，电阻R的电压为

电压表示数是24 V。电阻为48 Ω，所以流过电阻中的电流为0.5 A，变压器的输入功率是：

故B正确，D错误；

C. 由图乙可知交流电周期T＝0.02s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故C错误。

5.如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】线框先做自由落体运动，ab边进入磁场做减速运动，加速度应该是逐渐减小，而A图象中的加速度逐渐增大．故A错误．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后做减速运动，因为重力小于安培力，当加速度减小到零做匀速直线运动，cd边进入磁场做匀加速直线运动，加速度为g．故B正确．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力大于安培力，做加速度减小的加速运动，cd边离开磁场做匀加速直线运动，加速度为g，故C正确．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力等于安培力，做匀速直线运动，cd边离开

【点睛】解决本题关键能够根据物体的受力判断物体的运动，即比较安培力与重力的大小关系，结合安培力公式、切割产生的感应电动势公式进行分析。

6.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )

A. 是核聚变反应

B. H+H→He+n是β衰变

C. U+n →Ba+Kr+3n是核裂变反应

D. U+n →Xe+Sr+2nα衰变

【答案】AC

【解析】

【详解】A、核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程，氢原子核聚变为氦原子核，故A项正确；

B、β衰变放出的是电子，故B项错误；

C、核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，质量非常大的原子核才能发生核裂变，故C正确；

D、α衰变放出的是氦原子核，这是裂变反应，故D项错误。

故选AC。

7.如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（   ）

A. Ffa大小不变

B. Ffa方向改变

C. 弹簧弹性势能突变为零

D. Ffb方向向右

【答案】AD

【解析】

【详解】将右侧细绳剪断，则剪断瞬间，弹簧的弹力的大小不变，速度不能突变，故b仍静止，弹簧对木块b作用力方向向左，所以b所受摩擦力Ffb方向应该向右；由于弹簧弹力不能发生突变，剪断瞬间，弹簧弹力不变，弹簧弹性势能也不变，a的受力的情况不变，所受摩擦力也不变；

A.A项与上述分析相符，故A正确；

B.B项与上述分析不相符，故B错误；

C.C项与上述分析不相符，故C错误；

D.D项与上述分析相符，故D正确。

8. 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，在流过ab棒某一横截面的电量为q的过程中，棒的末速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）

A. 运动的平均速度大小为v

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】BD

【解析】

【详解】试题分析：金属棒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，平均速度不等于，而是大于；故A错误；由电量计算公式，，联立得可得，下滑的位移大小为，故B正确；产生的焦耳热，而这里的电流I比棒的速度大小为时的电流小，故这一过程产生的焦耳热小于，故C错误；金属棒做加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为，故D正确。

考点：电磁感应中的能量转化；安培力

【名师点睛】金属棒由静止开始沿导轨下滑，做加速度逐渐减小的变加速运动．由运动学公式，法拉第电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理。

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

9.在“研究电磁感应现象”的实验中

（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：

将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流表指针将______；（选填“左偏”、“不动”或“右偏”）

原线圈插入副线圈后将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流表指针将______；（选填“左偏”、“不动”或“右偏”）

（2）在做“探究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将（        ）

A．因电路不闭合，无电磁感应现象

B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势

C．不能用楞次定律判断感应电动势方向

D．可以用椤次定律判断感应电动势方向

【答案】    (1). 右偏    (2). 左偏    (3). BD

【解析】

【详解】（1）闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下．

（2）如果副线圈B两端不接任何元件，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不会没有感应电流存在，但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向，故BD正确．

10.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示（单位:cm）。重力加速度大小g=9.80m/s2。

根据表中数据，完成下列填空(所有结果都保留3位有效数字)：

(1)物块在B点的速度________m/s；

(2)物块的加速度a=______m/s2；

(3)物块与斜面之间的动摩擦因数为_____；

(4)物块由静止释放的位置距离A点的距离为______cm。

【答案】    (1). 1.29    (2). 4.30    (3). 0.202    (4). 8.59

【解析】

【详解】(1)[1]B点的速度是AC段的平均速度

(2)[2]由Δx=aT2得

（3）[3]由

得到μ=0.202

（4）[4]由B点的速度得开始位置到B点的距离x=19.35cm。则开始位置到达A点的距离为8.59cm。

11.甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶，甲车在前，速度为v1＝8 m/s，乙车在后，速度为v2＝16 m/s，当两车相距x0＝8 m时，甲车因故开始刹车，加速度大小为a1＝2 m/s2，为避免相撞，乙车立即开始刹车，为不使相撞，则乙车的加速度至少为多大？

【答案】6 m/s2

【解析】

【分析】

当乙车追上甲车速度恰好相等时，乙车刹车时加速度为最小值．根据位移关系求解时间，根据速度相等条件求出加速度。

【详解】两车速度相同均为v时，两车恰好未相撞，设所用时间为t，乙车的加速度为a2，则v1－a1t＝v2－a2t

位移关系：s乙-s甲=8m

根据平均速度公式有： 

解得：t＝2 s   a2＝6 m/s2

即t＝2s时刻，两车恰好未相撞，显然此后在停止运动前，甲速度始终大于乙的速度，故可避免相撞。满足题意的条件为乙车的加速度至少为6 m/s2。

【点睛】本题是追及问题，关键是寻找相关条件．两个物体刚好不撞的条件：速度相等。

12.如图所示，两根水平放置的平行金属导轨，其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨，圆弧半径r=0.41m，导轨的间距为L=0.5m，导轨的电阻与摩擦均不计．在导轨的顶端接有阻值为R1=1.5Ω的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T．现有一根长度稍大于L、电阻R2=0.5Ω、质量m=1.0kg的金属棒.金属棒在水平拉力F作用下，从图中位置ef由静止开始匀加速运动，在t=0时刻，F0=1.5N，经2.0s运动到cd时撤去拉力，棒刚好能冲到最高点ab，(重力加速度g=10m/s2)．求：

（1）金属棒做匀加速直线运动的加速度；

（2）金属棒运动到cd时电压表的读数；

（3）金属棒从cd 运动到ab过程中电阻R1上产生的焦耳热.

【答案】（1）1.5m/s2（2）2.25V（3）0.3J

【解析】

（1）刚开始拉金属棒时，据牛顿第二定律得：F0=ma

带入数据解得：a=1.5m/s2   

（2）t=2s时，金属棒的速度v=at=3m/s

感应电动势：E=BLv
电压表读数： 
解得：U=2.25V

（3）金属棒从cd位置运动到ab位置，由动能定理：

回路中产生的总焦耳热：Q=W克安

电阻R1上产生焦耳热：

带入数据解得：Q1=0.3J

13.下列说法正确的是________

A. 布朗运动是液体或气体分子的运动，它说明分子永不停息做无规则运动

B. 液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的

C. 理想气体等压膨胀过程一定放热

D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

【答案】BDE

【解析】

【详解】A. 布朗运动是在显微镜下看到的固体颗粒的无规则运动，不是液体或气体分子的运动，故A错误；

B. 液晶具有光学各向异性特征，故可以用来制作显示屏，具有清晰且体积小的特征，故B正确；

C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程，温度升高，内能变大，对外做功，则气体一定吸热，故C错误；

D. 热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但是不能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；

E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故E正确。

14.如图所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l＝50 cm，水平部分足够长．当温度为15 ℃时，竖直管中有一段长h＝20 cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20 cm的空气柱．设外界大气压强始终保持在76 cmHg.求：

①被封空气柱长度为l2＝40 cm时的温度；

②温度升高至327 ℃时，被封空气柱的长度l3.

【答案】(1)BC；(2)①516 K；②52.6 cm；

【解析】

【详解】解：

①气体在初态时有：

p1="96" cmHg，T1="288" K，l1="20" cm．

末态时有：p2="86" cmHg，l2="40" cm．

由理想气体状态方程得：=

所以可解得：T2="516" K

②当温度升高后，竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内，甚至水银柱全部进入水平管．因此当温度升高至327℃时，水银柱如何分布，需要分析后才能得知．设水银柱刚好全部进入水平管，则此时被封闭气柱长为l="50" cm，压强p="76" cmHg，此时的温度为

T=•T1==570K

现温度升高到600K＞T=570K，可见水银柱已全部进入水平管内，末态时p3="76" cmHg，T3="600" K，此时空气柱的长度

l3=•l1=="52.6" cm

答：①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度为516K；

②温度升高至327℃时，被封空气柱的长度l3为52.6cm．

【点评】本题考查盖﹣吕萨克定律的应用；它主要应用于体积不变的过程，注意分析好初末状态的P和T．同时注意计算时不必换算单位；只要前后单位统一即可．

15.某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为。下列说法正确的是（    ）

A. 水面波是一种机械波

B. 该水面波的频率为

C. 该水面波的波长为

D. 水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去

E. 水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

【答案】ACE

【解析】

【详解】A.水波是机械振动在介质中传播形成的，故A正确；

BC.由题意可知s，则频率Hz，波长，故B错误，C正确；

DE.波传播时将振源能量向外传播，而振动的质点并不随波迁移，故D错误，E正确。

16.如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。

【答案】

【解析】

当光线经球心O入射时，光路图如图（a）所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有

n=①

式中，入射角i=45°，γ为折射角。

△OAB为直角三角形，因此sin γ=②

发生全反射时，临界角C满足sin C=③

在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图（b）所示。设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有∠EDO=C④

在△EDO内，根据正弦定理有⑤

联立以上各式并利用题给条件得OE=R⑥

【考点定位】折射定律、全反射

【名师点睛】本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解。