2020届陕西省咸阳市武功县高三上学期第一次模拟考试物理试题（解析版）

武功县2020届高三上学期摸底考试

物理试卷

一、选择题（本大题共12小題，共48分．在每小题给出的四个迦项中，1-8小题只有一个過项正确，9-12小题有多个项正确；全部选对的得4分，选不全的得2分，有选情或不答的得0分）

1.甲、乙两质点沿同一方向做直线运动，某时刻经过同一地点。若以该时刻作为计时起点，得到两质点的x－t图象如图所示。图象中的OC与AB平行，CB与OA平行。则下列说法中正确的是(　　)

A. t1～t2时间内甲和乙的距离越来越远

B. 0～t2时间内甲的速度和乙的速度始终不相等

C. 0～t3时间内甲和乙的位移相等

D. 0～t3时间内甲的平均速度大于乙的平均速度

【答案】C

【解析】

A、图象的纵坐标表示物体所在的位置;由图可以知道 到 时刻两车的距离始终不变,故A错误;
B、图象的斜率表示物体的速度,由图可以知道，时间内甲车的速度和乙车的速度相等,故B错误;
C、根据位移等于x的变化量,由图可以知道, 时间内甲和乙的位移相等;所以C选项是正确的;
D、时间内,甲和乙的位移相等,所用时间相等,则两车平均速度相等,故D正确；

综上所述本题答案是：CD

2.木板MN的N端通过铰链固定在水平地面上，M端可自由转动。刚开始A、B两物块叠放在一起静止在木板上，如图所示，此时B物块上表面水平，木板与地面之间的夹角为。现使夹角缓慢增大，若此过程中A、B与木板始终保持相对静止状态。则

A. 物块A、B间始终没有摩擦力

B. 物块B对物块A的作用力不变

C. 木板对物块B的作用力减小

D. 木板与物块B之间的摩擦力减小

【答案】B

【解析】

【详解】使夹角θ缓慢增大时，B的上表面倾斜，则物块A、B间开始出现摩擦力，选项A错误；对A受力分析可知，B对A的作用力与A的重力等大反向，可知物块B对物块A的作用力不变，选项B正确；对AB的整体，木板对B的作用力等于AB整体的重力，可知木板对物块B的作用力不变，选项C错误；对AB的整体，木板与物块B之间的摩擦力等于（mA+mB）gsinθ，可知随θ的增加，摩擦力变大，选项D错误；故选B.

【点睛】此题关键是能正确选择研究对象，利用整体法和隔离法，受力分析后利用平衡知识进行解答.

3.如图所示，“旋转秋千”中座椅（可视为质点）通过轻质缆绳悬挂在旋转圆盘上。当旋转圆盘以角速度ω匀速转动时，不计空气阻力，缆绳延长线与竖直中心轴相交于O点，夹角为θ，O点到座椅竖直高度为h，则当ω增大时

A. h不变 B. θ减小

C. ω2h不变 D. ω2h增大

【答案】C

【解析】

对座椅受力分析，根据牛顿第二定律可得解得：，则当ω增大时，h减小，θ变大，ω2h不变，故选C.

4.某科学家估测一个密度约为kg/m3的液态星球是否存在，他的主要根据之一就是它自转的周期，假若它存在，其自转周期的最小值约为（ ）（万有引力恒量G=6.67×10-11Nm2/kg2）

A. 104s B. 105s C. 2×104s D. 3×104s

【答案】A

【解析】

试题分析：取表面上的一小部分m，则由要所需要的向心力小于或等于万有引力：

----①

　　　又M＝ρπr3----②

解得T≥=104s，则A正确。

考点：万有引力定律的应用。

5.上海市第十三届“未来之星上图杯”创新模型大赛在上海图书馆举行,比赛中某型号遥控车启动过程中速度与时间图象和牵引力的功率与时间图象如图所示,设遥控车所受阻力大小一定,则该遥控车的质量为　(　　)

A. kg B. kg

C. 0.9 kg D. 0.6 kg

【答案】B

【解析】

遥控车在s内做匀速直线运动，所以有：

在2s时由牛顿第二定律得：

解得：

故应选B。

6.如图所示，在匀强电场中取一点，过O点作射线OA=OB=OC=20cm，，已知O、A、B、C各点的电势分别为0、7V、8V、7V，则匀强电场的电场强度的大小和方向是

A. 35V/m，沿OA方向 B. 35V/m，沿OC方向

C. 40V/m，沿OB方向 D. 40V/m，沿BO方向

【答案】D

【解析】

试题分析：因AC两点电势相同，故AC连线是等势面，由几何关系可知，，因顺着电场线电势降低，故可知电场线方向由B到O，场强大小为：，故选项D正确.

考点：电场线；电场强度.

7.如图甲为电热毯的电路图，电热丝接在U=311sin100πt(V)的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图乙所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是（    ）

A. 220V

B. 156V

C. 110V

D. 311V

【答案】B

【解析】

由图象可知该交变电流的周期为：T=2×10-2s；可分两段0-T/2和T/2-T，根据有效值的定义可得：，解得：U==156V，故选B。

点睛：本题考查有关交变电压有效值的计算问题，求解有效值时要注意“三个相同”：相等时间、相同电阻、相同的热量；知道电压表和电流表测量的都是有效值．

8.国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为，方程中X表示某种粒子，是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　）

A. X粒子是

B. 若使的温度降低，其半衰期会减小

C. 经过2T，一定质量的占开始时的

D. “核燃烧”的核反应是裂变反应

【答案】A

【解析】

【详解】根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为 ，选项A正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2T，一定质量的占开始时的，选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误；故选A.

9.如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度a变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中不正确的是(　　)

A. 当F小于图中A点值时，物体的重力Mg>F，物体不动

B. 图中A点值即为物体的重力值

C. 物体向上运动的加速度和力F成正比

D. 图线延长线和纵轴的交点B的数值的绝对值等于该地的重力加速度

【答案】C

【解析】

【详解】物体未离开地面时，受拉力、重力和支持力，根据平衡条件，有N+F=mg，故重力大于拉力，故A正确；物体加速向上，当拉力大于重力时，物据牛顿第二定律，有F-Mg=Ma，解得①，当F=F0时，加速度为零，故F=Mg，故B正确；由图象，加速度与力是线性关系，不是正比关系，故C错误；由①式，当拉力为零时，加速度为-g，故D正确；此题选择不正确的选项，故选C。

10.如图所示，轮滑运动员从较高的弧形坡面上滑到A处时，沿水平方向飞离坡面，在空中划过一段抛物线后，再落到倾角为θ的斜坡上，若飞出时的速度大小为v0则（　　）

A. 运动员落到斜坡上时，速度方向与坡面平行

B. 运动员落回斜坡时速度大小是

C. 运动员在空中经历的时间是

D. 运动员的落点B与起飞点A的距离是

【答案】D

【解析】

【详解】A、因为平抛运动某时刻的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，可知运动员落在斜坡上时，速度方向与斜面不平行。故A错误。

BC、根据得运动员飞行的时间为：

则竖直分速度为：，根据平行四边形定则知，落回斜坡时的速度为：，故B错误，C错误。

D、AB间的距离为：，故D正确。

故选：D

11.测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示。置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，并分别与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。现有一质量为m的带负电荷的油滴在极板间匀速下落，则（　　）

A. 油滴下降过程中电势能不断减小

B. 油滴带电荷量为

C. 若减小极板间电压，油滴将减速下降

D. 若将极板N向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降

【答案】B

【解析】

【详解】A、带电油滴在极板间匀速下落,根据受力平衡可知电场力向上，则油滴下降过程中电场力做负功，电势能不断增加，故A错；

B、带电油滴在极板间匀速下落,根据受力平衡则有 ;所以 ，故B对；

C、若减小极板间电压，则根据 板间电场强度减小，所以油滴将加速下降，故C错；

D、若将极板N向上缓慢移动一小段距离，d减小，根据知场强变大，油滴将向上加速运动，故D错；

故选B

【点睛】根据受力平衡得到电荷量及电场力方向,从而根据电场力做功得到电势能变化;再根据条件变化得到场强变化,从而根据电场力变化得到合外力变化,即可得到油滴运动.

12.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），R1为定值电阻，下列说法正确的是（ ）

A. 交流电压u的表达式u＝36sin100πtV

B. Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

C. 变压器原、副线圈中的电流之比随Rt处温度的变化而变化

D. Rt处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大

【答案】AD

【解析】

试题分析：由图乙可知交流电压最大值Um=36V，周期T=0．02s，可由周期求出角速度的值为100π，则可得交流电压u的表达式 U=36sin100πtV，故A正确；Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，初级电流变大；电压由输入电压和匝数比决定，所以电压表示数不变，故变压器输入功率变大，故B错误，D正确；变压器原、副线圈中的电流之比等于n2:n1，故不随Rt处温度的变化而变化，选项C错误；故选AD。

考点：变压器；电路的动态分析

【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。

二、非选择题

13.某探究学习小组同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力图中未画出．

该实验中小车所受的合力______填“等于”或“不等于”力传感器的示数，该实验是否______填“需要”或“不需要”满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？

实验获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和2的中心距离为某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为、小车通过光电门2后，砝码盘才落地，已知重力加速度为g，则该实验要验证的式子是______．

【答案】    (1). 等于    (2). 不需要    (3).

【解析】

【详解】因为力传感器是连接在小车上的，所以力传感器的示数表示小车所受的拉力，因为平衡过摩擦力了，所以绳子的拉力表示小车的合外力，因为实验中不要求绳子的拉力等于砝码和砝码盘的总重力，故不需要总质量远小于小车的质量，小车经过光电门1时的速度为，经过光电门2时的速度为，发生的位移是s，所以，所以加速度为故只需验证

14.在“练习使用多用电表”实验中，请回答下列问题：

（1）甲同学先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220V 100W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中合理的操作顺序为__（填写选项前的字母）。

A．将选择开关旋转到“×1k”的位置

B．将选择开关旋转到“×10”的位置

C．用两表笔与白炽灯连接好并读数

D．将两表笔短接，进行欧姆调零

（2）甲同学按正确的实验操作，指针停在如图甲所示的位置，则此白炽灯电阻的测量值为_Ω。

（3）乙同学发现该多用电表“直流50V”挡损坏了，但“直流10V”挡能正常使用。打开电表外壳发现电路板上的电阻R2被烧坏了，如图乙所示。若表头A的满偏电流为1mA，则应用_____kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50V”挡。

【答案】    (1). BDC    (2). 120    (3). 40

【解析】

(1) 先用多用电表的欧姆挡“×100”测量标有“220V 100W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，说明白炽灯的电阻很小，为了减小测量误差，将选择开关旋转到“×10”的位置，将两表笔短接，重新进行欧姆调零，用两表笔与白炽灯连接好并读数，故合理的操作顺序为BDC。

(2)选择开关处在“×10”挡，由图所示可知，电阻测量值为：12×10=120Ω；

(3) 电阻R2两端电压为40V，电阻R2阻值为，则应用40kΩ的电阻替换R2就可以修好“直流50V”挡。

15.如图所示，质量m1＝0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝15m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，求：

(1)物块与小车保持相对静止时的速度大小；

(2)物块在车面上滑行的时间t．

【答案】(1)0.8m/s    (2)0.24s

【解析】

【详解】(1)设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有

m2v0=(m1+m2)v

解得：

v=0.8m/s

(2)设物块与车面间的滑动摩擦力为f，对物块应用动量定理有

-ft=m2v－m2v0

其中

f=μm2g

解得：

t=0.24s

16.如图所示，光滑的水平平行金属导轨间距为L，导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导轨平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，轻质导体棒ab垂直导轨放置，导体棒ab的电阻为r，与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻，其阻值为R，轻质导体棒中间系一轻细线，细线通过定滑轮悬挂质量为m的物体，现从静止释放该物体，当物体速度达到最大时，下落的高度为h，在本问题情景中，物体下落过程中不着地，导轨足够长，忽略空气阻力和一切摩擦阻力，重力加速度为g。求：

(1)物体下落过程的最大速度vm；

(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中，电阻R上产生的电热Q。

【答案】（1）   （2）

【解析】

【详解】(1)在物体加速下落过程中，加速度逐渐减小，当加速度为0时，下落速度达到最大，对物体，由平衡条件可得

mg=F安

对导体棒

F安=BIL

对导体棒与导轨、电阻R组成的回路，根据闭合电路欧姆定律

I=

根据电磁感应定律E=BLvm

联立以上各式解得

(2)在物体下落过程中，物体重力势能减少，动能增加，系统电热增加，根据能量守恒定律可得

mgh=mvm2+Q总

在此过程中任一时刻通过R和r两部分电阻的电流相等，则电功率之比正比于电阻之比，故整个过程中回路中的R与r两部分电阻产生的电热正比于电阻，所以

联立解得

17.如图所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里．已知该正交电磁场区域的宽度d＝8cm，带电粒子以速度v0水平向右射入该正交电磁场区域时，恰好不改变运动方向．若粒子射入时，只有电场，测得该带电粒子沿竖直方向向上偏移y1＝3.2cm．不计带电粒子的重力，若粒子射入时只有磁场，试回答下列问题：

(1)带电粒子带何种电荷．

(2)带电粒子离开磁场时偏离原方向的距离y2．

【答案】(1)粒子带负电 (2) 4cm

【解析】

【详解】(1)只有电场，该带电粒子沿竖直方向向上偏，即受到的电场力向上，而场强方向向下，所以带电粒子带负电；

(2)设带电粒子带电量为q，质量为m，电场强度为E，磁感应强度为B。在电磁场中，带电粒子恰好没有偏转，说明其做匀速直线运动，则有：

Bqv0=Eq

只有电场时，做类平抛运动：

t =

y1 =

只有磁场时，做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力

Bqv0=m

联立解得：

r ==10cm>8cm

带电粒子从场区右侧射出磁场

由几何关系得：

y2 = r-= 4cm

18.下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（　　）

A. 分子间距离减小时分子势能一定减小

B. 温度越高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例越大

C. 分子间同时存在引力和斥力，随分子距离的增大，分子间的引力和斥力都会减小

D. 非晶体的物理性质是各向同性而晶体的物理性质都是各向异性

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小，斥力做负功分子势能增大，故A错误；

B．根据麦克斯韦统计规律可知，温度越高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例越大，故B正确；

C．分子间距离增大时，斥力和引力都减小，分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但斥力增大的快，故C正确；

D．单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故D错误。

19.两个侧壁绝热、底面积均为S=10cm2的圆柱形容器下端由可忽略容积的细管连通组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0=1×105pa，温度为T0=280K，两个活塞质量均为m=1kg。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。h=10cm。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，并在活塞A上加一质量为M的重物再次达到平衡使A回到图中初始位置，此时活塞B上升，氢气柱高度为8cm。氮气和氢气均可视为理想气体。（g=10m/s2）求：

（1）求此时B活塞上方氢气压强；

（2）所加重物的质量M；

（3）水的温度。

【答案】（1）    （2）2.5kg    （3）378K

【解析】

考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。

设末态的压强为P，由玻意耳定律得             

氮气的初态压强为P2=P0+mg/S=1.1p0，体积为V=2hS；末态的压强为P′2，体积为V′，则P2′=P+mg/S=1.35P0        

又 P2′=p0+(M+m)/S   

解得M=2.5kg

V′=2.2hS              

由理想气体状态方程得  

得 T=378K      

20.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起

A. 经过 0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

B. 经过 0 .25s 时，质点Q加速度大于质点P的加速度

C. 经过 0.15s，波沿x 轴的正方向传播了 3m

D. 经过 0.1s 时，质点Q的运动方向沿y 轴正方向

【答案】AC

【解析】

试题分析：由图，经过0.35s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离．故A正确．此时P向下运动，Q点向上运动．，经过时，P点到达波谷，Q点到达平衡位置上方，但未到波峰，质点Q的加速度小于质点P的加速度．故B错误．因波沿x轴的正方向传播，，则波速，则经过0.15s，波传播距离x=vt=3m．故C正确．，质点Q的运动方向沿y轴负方向．故D错误．

故选AC

考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．

点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系．同时，熟练要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况．

21.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，一束极细的单色光从AB面的D点入射，入射角为i = 45°，BD＝L，AB = 4L，光线恰射到BC的中点，光在真空中的传播速度为c。求玻璃的折射率n和光从进入棱镜到它第一次射出棱镜所经历的时间t。

【答案】

【解析】

作出光线在直角玻璃三棱镜中的光路图如图所示。设在AB界面上折射角为r，根据题意光线射到BC中点E，延长过E点的法线交AB边于G，由几何关系得：r =30°

根据光的折射定律有：

设光在玻璃内的临界角为C，则有：

解得：，C =45°

故光线在BC面上入射角为发生全反射，光线将平行于AB射向AC中点F，在F点的入射角为，将从F点射出玻璃，故光线在玻璃中传播的距离为：

设玻璃中光速为v，有：

解得：

点睛：本题是几何光学问题，做这类题目，一般首先要正确画出光路图，当光线从介质射入空气时要考虑能否发生全反射，要能灵活运用几何知识帮助我们分析角的大小．