山东省德州市2020届高三第一次模拟考试物理试题

高三物理试题

一、单项选择题

1.物理学家通过大量的实验总结出很多物理学定律，有些定律有适用条件；有些定律在任何情况下都适用。经典物理学中，以下定律在任何情况下都适用的是（　　）

A. 牛顿第三定律 B. 机械能守恒定律 C. 库仑定律 D. 玻意耳定律

【答案】A

【解析】

【详解】A．经典物理学中，牛顿第三定律在任何情况下都适用，故A正确；

B．只有重力或系统内的弹力做功时，系统机械能守恒，故B错误；

C．库仑定律适用于真空中的点电荷间的相互作用，故C错误；

D．玻意耳定律适用于理想气体，故D错误。

故选A。

2.随着高层建筑的增多，高空坠物的危害性也越来越大。假设一个50g的鸡蛋自距地面45m高的窗外由静止开始自由下落，鸡蛋刚接触地面到速度减为零的时间间隔为0.002s。不计空气阻力，重力加速度为10m/s2，则该鸡蛋对地面的撞击力相当于质量为多大的物体的重力？（  ）

A. 5.005kg B. 7.505kg C. 50.05kg D. 75.05kg

【答案】D

【解析】

【详解】鸡蛋接触地面时的速度为

取竖直向下为正方向，鸡蛋刚接触地面到速度减为零过程中由动量定理有

得

则有

得

故ABC错误，D正确。

故选D

3.2019年1月3日，“玉兔二号”月球车与“嫦娥四号”着陆器分离，实现月球背面着陆。“玉兔二号”搭载了一块核电池，利用衰变为释放能量，可在月夜期间提供一定的电能。已知的质量为mPu，的质量为mU，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）

A. 发生β衰变后产生的新核为

B. 衰变为，中子数减少2

C. 温度升高时，的衰变会加快

D. 衰变为释放的能量为(mPu－mU)c2

【答案】B

【解析】

【详解】AB．衰变为，根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为

则发生的是衰变，其质量数减少4，核电荷数减少2，故中子数减少2，故A错误，B正确；

C．半衰期与外界因素无关，即温度升高时，的衰变快慢不变，故C错误；

D．核反应过程中的质量亏损为

核反应的过程中释放的能量

故D错误。

故选B。

4.如图所示，小球A、B的质量都为m，它们用三段轻绳分别连结在竖直墙壁上的M点和天花板上的N点，稳定时MA段水平，BN段与水平天花板的夹角为45°，已知重力加速度为g，则轻绳AB段的张力大小为（  ）

A.  B.  C. 2mg D.

【答案】B

【解析】

【详解】设AM的拉力为FAM，BN的拉力为FBN，轻绳AB段的张力大小为T；以AB组成的整体为研究对象，受力如图1，则由平衡条件可得

设AB与水平方向的夹角为θ，如图2所示，则有

故ACD错误，B正确。

故选B。

5.如图所示，内壁光滑的固定气缸水平放置，其右端由于有挡板，厚度不计的活塞不能离开气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距气缸右端的距离为0.2m。现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa。已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×105Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2000J，则封闭气体的内能变化量为（  ）

A. 400J B. 1200J C. 2000J D. 2800J

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可知，气体先等压变化，到活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程气体对外做功，做功为

由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量为

故ACD错误，B正确。

故选B。

6.如图所示，三棱镜ABC的横截面为等腰直角三角形，底边AB水平，右侧的光屏MN竖直。一条单色光线自AC边上的D点水平射向三棱镜，此光线进入三棱镜后首先到达底边AB，棱镜材料对该光线的折射率为。光线进入三棱镜后，仅考虑在各界面上的第一次反射或折射，对此以下说法正确的是（　　）

A. 光线到达AB边时会有部分能量射出三棱镜

B. 光线到达BC边时发生全反射

C. 光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MN

D. 光线白BC面射出三棱镜后斜向上射向光屏MN

【答案】C

【解析】

【详解】A．画出光路图如图所示，由题意可知，光从AC边射入三棱镜的入射角为，由公式

则折射角为，由几可关系得

得

则光在AB边上的入射角为，由于

即临界角为，所以光线到达AB边时发生全反射，故A错误；

B．由几可关系得，光线在BC边的入射角为小于临界角为，光线到达BC边时不会发生全反射，故B错误；

CD．光线在BC边的入射角为，由折射定律可得

得

即光线自BC面射出三棱镜的折射角为，则光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MN，故C正确，D错误。

故选C。

7.用图甲所示的装置可以测量物体做匀加速直线运动的加速度，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。物体带动纸带一起向左运动时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下如图所示的径迹。图乙为某次实验中获得的纸带的俯视图，径迹与中央虚线的交点分别为A、B、C、D，用刻度尺测出A、B间的距离为x1；C、D间的距离为x2。已知单摆的摆长为L，重力加速度为g，则此次实验中测得的物体的加速度为（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可知，AB段，BC段，CD段的时间相等且都等于单摆的半周期，由匀变速直线运动规律得

其中T单摆周期，则，联立解得

故ACD错误，B正确。

故选B。

8.图甲所示为研究平行板电容器的放电电流随时间变化关系的电路，将单刀双掷开关自接线柱1移至2后，计算机显示的电流I随时间t变化的图像如图乙所示。已知该电容器的电容为7×10－4F，则放电前电容器两极板间的电势差约为（  ）

A. 0.75V B. 1.5V C. 3.0V D. 7.0V

【答案】C

【解析】

【详解】根据图象的含义，因Q=It，所以图线与坐标所围成的面积表示电容器的放电量；根据横轴与纵轴的数据可知，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图象所包含的格子个数为21，所以释放的电荷量是

根据电容公式，则极板间的电势差

故ABD错误，C正确。

故选C

二、多项选择题

9.如图所示，磁极N、S间的磁场看做匀强磁场，磁感应强度为B0，矩形线圈ABCD的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电压表V和阻值为R的定值电阻相连，AB边与滑环E相连；CD边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO＇以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线垂直。以下说法正确的是（  ）

A. 线圈在图示位置时，电阻R中的电流方向为自M到N

B. 线圈自图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电量为

C. 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为

D. 线圈在图示位置时电压表的示数为0

【答案】BC

【解析】

【详解】A．线圈在图示位置时，穿过线圈磁通量最大，此时电流为0，故A错误；

B．线圈自图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电量为

故B正确；

C．由功能关系可知，线圈转动一周的过程中克服安培力做的功等于回路中产生的热量即为

故C正确；

D．电压表的示数为交变电流的有效值为

故D错误。

故选BC。

10.已知地球的半径为R，表面的重力加速度为g，月球球心离地球球心的距离为r1，地球同步卫星离地球球心的距离为r2，r1＞r2，将月球和地球同步卫星的运动都看做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　）

A. 月球的线速度比同步卫星的线速度小

B. 地球赤道上的物体随地球自转的线速度比同步卫星的线速度大

C. 月球绕地球转动的向心加速度为

D. 月球表面的重力加速度为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由公式

得

由于r1＞r2，则月球的线速度比同步卫星的线速度小，故A正确；

B．地球赤道上的物体随地球自转角速度与同步卫星的角速度相等，由可知，地球赤道上的物体随地球自转的线速度比同步卫星的线速度小，故B错误；

C．在地球表面有

对月球绕地球做圆周运动有

联立得

故C正确；

D．由于不知道月球的质量和半径，则无法得到月球表面的重力加速度，故D错误。

故选AC。

11.如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端拉着立方体小盒子在竖直平面内做顺时针方向的圆周运动，小盒子里装了一质量为m的光滑小球，小球的大小略小于盒子，A、C两点分别为水平直径的左端和右端；B、D两点分别为竖直直径的下端和上端。当小盒子运动至D点时，小球与小盒子的四个壁间恰好无相互作用力。已知当地重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　）

A. 小球运动至A点时，对小盒子下壁的压力为零

B. 小球运动至C点时，对小盒子右壁的压力为2mg

C. 小球运动至C点时，对小盒子下壁的压力为mg

D. 小球运动至B点时，对小盒子下壁的压力为6mg

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．由题意可知，小球与小盒子一起运动，将小球与小盒子作为整体可知，在A点、C点时整体竖直方向的加速度为重力加速度，由小球在A点、C点时竖直方向的加速度也应为重力加速度，则小球运动至A、C点时，对小盒子下壁的压力为零，故A正确，C错误；

B．小盒子运动至D点时，小球与小盒子的四个壁间恰好无相互作用力，则有

小球从D到C过程中有

小球在C点有

联立解得

故B错误；

D．小球从D到B过程中有

小球在B点有

联立解得

故D正确。

故选AD。

12.如图所示，空间存在平行纸面的匀强电场（未画出）和垂直纸面向里的匀强磁场，A、B、C是边长为30cm的等边三角形的三个顶点，M为BC边的中点，N为MC的中点，P为AC边的中点。已知A点的电势为2V，B点的电势为8V，C点的电势为－4V，磁场的磁感应强度大小为8T。对于某带负电粒子（不计重力）在图示空间中的运动，以下说法正确的是（　　）

A. 若不施加其它力，速度大小合适，此带电粒子可以做匀速圆周运动

B. 若不施加其它力，此带电粒子可以自B向P做直线运动

C. 若不施加其它力，此带电粒子可以以5m/s的速度自N向P做匀速直线运动

D. 若此粒子的带电量为10－3C，使其自M点运动至P点，该过程中电势能增加3×10－3J

【答案】CD

【解析】

【详解】由匀强电场与电势差的关系可知，，，则A点与M点电势相等，连接AM即为匀强电场的等势线，所以电场强度方向水平向右，如图所示，则电场强度为

A．粒子受到恒定的电场力，方向水平向左，则带电粒子不可能做匀速圆周运动，故A错误；

B．粒子受到水平向左的电场力，若粒子自B向P做直线运动，洛伦兹力垂直BP斜向下，且洛伦兹力与电场力的合力与BP在一直线上，则粒子做减速运动，粒子速度减小，洛伦兹力减小，粒子的合力不可能与BP在一直线上，则粒子不可能自B向P做直线运动，故B错误；

C．粒子从N向P运动时洛伦兹力水平向右，电场力水平向左，当两力大小相等时，粒子做匀速直线运动，则有

解得

故C正确；

D．自M点运动至P点，该过程中电势能增加量为

故D正确。

故选CD。

三、非选择题

13.用注射器和压力表来探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图甲所示，用活塞和注射器外筒封闭一定质量的气体，其压强可由左侧的压力表测得：

(1)实验时通过推拉活塞改变封闭气体的体积V和压强p，可得到多组关于V和p的数据。根据实验所测数据，若猜想在温度不变时V和p成反比，为了验证猜想是否正确可描点画图像，若图像的纵轴为p，则横轴应为_______；

(2)据(1)所做图像的形状若为图乙中实线所示，则造成图线形状这样弯曲的原因可能是_________（填“活塞推拉过快”或“封闭气体有泄漏”）。

【答案】    (1).     (2). 封闭气体有泄漏

【解析】

【详解】(1)[1]由等温变化可得整理得

则若图像的纵轴为p，则横轴应为

(2)[2]由方程可得

由图像可知，图线斜率变小，则说明封闭气体有泄漏

14.某研究小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电流表的内阻：

(1)首先用欧姆表测量电流表的内阻，测量时红色表笔应该接电流表的________（填：“正接线柱”或“负接线柱”）；用“×10”档测量时指针指示如图甲所示，则应该换______档再次测量；

(2)研究小组又设计了更精确的测量方案，所用电路如图乙所示。将开关S闭合，调节R1、R2使电流表、电压表指针都在合适位置，然后在保持_______不变的前提下，多次改变R1、R2，记录R1和电流表偏转的格数N，再根据记录数据作出图像，若作出的图像如图丙所示，则电流表的内阻等于________。

【答案】    (1). 负接线柱    (2). ×1    (3). 电压表的示数    (4). b

【解析】

【详解】(1)[1]根据欧姆表中电流为红进黑出，则用欧姆表测量电流表的内阻时，红色表笔应该接电流表的负接线柱；

[2]由图乙可知，用“×10”档测量时指针偏角过大，说明电阻较小，为了较准确测量，应选用×1挡；

(2)[3]由实验原理可知，将开关S闭合，调节R1、R2使电流表、电压表指针都在合适位置，然后在保持电压表示数不变；

[4]由欧姆定律有

设电流表每一格电流为，则有

整理得

由图线可知，电流表内阻

15.一列振幅A=20cm的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻恰好传播到平衡位置为x=6.0cm的质点，波形如图所示。t=2.25s时，平衡位置为x=6.0cm的质点离开平衡位置的位移第一次为y=20cm。求：

(1)该简谐横波的传播速度大小；

(2)自t=0至t=3.25s，平衡位置为x=8.0cm的质点经过的路程。

【答案】(1)；(2)60cm

【解析】

【详解】(1)由题意可知

=2.25s

得该简谐波的周期

T=3s

由图可知，该简谐波的波长λ=6.0cm，则波速

(2)波自x=6.0cm传播到x=8.0cm所需的时间

自t=0至t=3.25s，平衡位置为x=8.0cm的质点振动的时间间隔

经过的路程为

L=3A=60cm

16.如图甲所示，两根足够长的平行金属导轨固定在水平面上，宽度L=1m；导轨的上表面光滑，且左端封闭；导轨所在平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示；垂直导轨放置的导体棒MN质量m=2kg、电阻R=2Ω，其它电阻不计。0到t0=2s时间内使导体棒静止，此阶段导体棒距导轨左端的距离也为L=1m；自t0=2s时刻起，释放导体棒，同时对导体棒施加一水平向右的恒力F，F=2N，导体棒达到最大速度后，其电流与0到t0=2s时间内的电流相同。已知自0时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，回路中产生的焦耳热Q=4.75J。求：

(1)导体棒达到最大速度后回路中的电流；

(2)自t0=2s时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，导体棒运动的位移。

【答案】(1)；(2)1.5m

【解析】

【详解】(1)导体棒达到最大速度后，电流与0到t0时间内的电流相同，电动势也与0到t0时间内的电动势相同

导体棒达到最大速度后

F=ILB0

由以上三式得导体棒达最大速度时回路中的电流

(2)0到t0时间内回路中产生的焦耳热

Q1=I2Rt0=2J

自t0=2s时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，导体棒克服安培力做的功

W安=Q－Q1

由动能定理

得导体棒经过的位移

x=1.5m

17.如图所示，xOy平面内的第二、三象限存在着沿y轴负方向的匀强电场；第一、四象限内有以坐标原点O为圆心、半径为L的半圆形区域，区域内存在着垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、带电量为q的带电粒子自坐标为（）的M点射出，射出时的速度大小为v0，方向沿x轴正方向，经过一段时间恰好在坐标原点O进入y轴右侧的匀强磁场，再经过一段时间后又与x轴平行沿x轴正方向离开匀强磁场，不计带电粒子重力。求：

(1)此带电粒子到达坐标原点O时的速度大小；

(2)此带电粒子自M点射出至离开磁场时的时间间隔；

(3)要使此粒子进入磁场后，不再自圆弧边界离开磁场，可以仅通过改变磁场的磁感应强度大小来实现，计算改变后的磁感应强度大小需满足的条件。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)粒子自M点到坐标原点O，沿x轴方向

L=v0t1

沿y轴方向

到达O点时vy=at1，得

vy=

粒子在O点的速度大小

(2)粒子运动轨迹如图所示

由

得在O点时速度与y轴负方向成α=角，由几何知识知，粒子在磁场中运动半径也为L，粒子在磁场中的运动时间

自M点射出至离开磁场时的时间间隔

(3)要使此粒子进入磁场后，不再自圆弧边界离开磁场，粒子做圆周运动的半径r＜

又

得

18.如图所示，足够长传送带与水平面的夹角θ=，传送带顺时针匀速转动的速度大小v0=2m/s，物块A的质量m1=1kg，与传送带间的动摩擦因数；物块B的质量m2=3kg，与传送带间的动摩擦因数。将两物块由静止开始同时在传送带上释放，经过一段时间两物块发生碰撞，并且粘在一起，开始释放时两物块间的距离L=13m。已知重力加速度g=10m/s2，A、B始终未脱离传送带，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：

(1)两物块刚释放后各自加速度的大小；

(2)两物块释放后经多长时间发生碰撞；

(3)两物块碰撞后10s内在传送带上划过的痕迹长度。

【答案】(1) 2m/s2，1m/s2；(2)3s；(3)8m

【解析】

【详解】(1)A沿斜面向下运动时

得

a1=2

B沿斜面向上加速过程

得

a2=1

(2)由速度公式v0=a2t0得

t0=2s

因

故经t0=2s时两物块还没相撞

解得

t=3s或t=－5s

舍去t=－5s，经时间t=3s两物块相撞

(3)两物块碰撞前A速度大小v1=a1t，得vl=6m/s，碰撞过程

得

v=0

碰撞后

得

a3=0.25m/s2

则v0=a3，经=8s两物块相对传送带静止

此过程相对位移大小

解得

x=8m