山东省泰安市2020届高三下学期第二轮复习质量检测物理试题

高三第二轮复习质量检测

物理试题      

2020.5

一、单项选择题

1.激光在“焊接”视网膜的眼科手术中有着广泛的应用。在一次手术中，所用激光的波长λ=6.610-7m，每个激光脉冲的能量E=1.510-2J。则每个脉冲中的光子数目是（已知普朗克常量，光速）（　　）

A. 3×1016 B. 3×1012 C. 5×1016 D. 5×1012

【答案】C

【解析】

【详解】每个光子的能量为

每个激光脉冲的能量为E，则每个脉冲中的光子数目

代入数据，解得

故ABD错误，C正确。

故选C。

2.如图所示，水平放置的密闭绝热气缸，被绝热隔板K分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，此时a、b的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb，则下列正确的是（　　）

A. Va=Vb，Ta=Tb B. VaVb，Ta=Tb

C. VaVb，TaTb D. Va=Vb，TaTb

【答案】C

【解析】

【详解】当电热丝对气体a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与气缸壁的接触是光滑的，绝热隔板K将向b气体移动

依题意，a、b可视作相同的理想气体，一方面据热力学第一定律，a对b做功，又无热交换，故b内能增加，b气体温度升高，另一方面，a气体压强等于b气体压强，但a气体体积大于b气体体积，则a的内能大于b的内能，亦即

故ABD错误，C正确。

故选C。

3.如图所示，一根不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于点的固定光滑轴，悬挂一质量为M的物体。轻绳段水平，长度为L，绳子上套一可沿绳滑动的轻环P。现在轻环上悬挂一质量为m钩码，平衡后，物体上升L，则钩码与物体的质量之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】重新平衡后，绳子形状如下图

绳子与竖直方向夹角为，对钩码

对物体

联立解得

故ABC错误，D正确。

故选D。

4.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播在t=0时刻的波形，从此时刻开始，介质中的质点P、Q回到平衡位置的最短时间分别为0.2s、0.8s，下列说法正确的是（　　）

A. t=1.5s时刻质点P正沿y轴的负方向运动

B. t=1.5s时刻质点Q加速度最大

C. 0~1.5s内质点Q发生的路程为30cm

D. 0~1.5s内波传播的路程为9cm

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据题意可知，P回到平衡位置为0.2s小于Q回到平衡位置的0.8s，说明P直接回到平衡位置，沿y轴的负方向运动，Q要先到达最高点，再回到平衡位置，该波的周期为

由于

所以时刻质点P正沿y轴的正方向运动，故A错误；

B．由于

故B错误；

C．内，这段时间不是周期的整数倍，如果质点Q从最高点位置出发发生的路程为

但是实际质点Q的路程要小一点的，故C错误。

D．由图像可知，波长为

内波传播的路程为

解得

故D正确。

故选D。

5.如图甲所示，一维坐标系中有一质点静止于x轴上的某位置(图中未画出)，从t=0时刻开始，质点在外力作用下沿x轴正方向做匀变速直线运动，其位置坐标与速率平方关系的图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 物块运动的加速度大小为1m/s2

B. t=4s时物块位于x=2m处

C. 前2s时间内物块的位移大小为2m

D. 2~4s时间内物块的平均速度大小为3m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．由

整理得

结合图像可知，物体做匀加速直线运动

故A错误；

B．由

当时，解得

故B正确；

C．由

将代入，解得

故C错误；

D．匀加速直线运动的平均速度等于中间时刻的速度，根据

解得

故D错误。

故选B。

6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:4，正弦交流电源电压为U=100V，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40Ω，滑片P处于正中间位置，则（　　）

A. 通过R1电流为8A

B. 电压表读数为400V

C. 若向上移动P，电压表读数将变大

D. 若向上移动P，电源输出功率将变小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．理想变压器原副线圈匝数之比为，可知原副线圈的电流之比为，设通过的电流为，则副线圈电流为，初级电压

根据匝数比可知次级电压为

联立解得

故A正确，B错误；

CD．若向上移动P，则电阻减小，次级电流变大，初级电流也变大，根据

可知电源输出功率将变大，电阻的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小，故CD错误。

故选Ａ。

7.根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（　　）

A. 载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功

B. 气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为

C. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

D. 空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律

【答案】C

【解析】

【详解】A．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；

B．若1摩尔该气体的体积为V

该气体分子所占空间的体积为

由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；

C．对的，因为在水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，也就是说分子动能不变，能量转化到分子势能中，故分子之间的势能增加，故C正确；

D．空调机压缩机制冷时，空气压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发的进行的，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误。

故选C。

8.法国物理学家贝可勒尔发现了铀和含铀的矿物质发出看不见的射线，开始了对原子核的研究。一静止的核经α衰变成为核，释放出的总动能为Ek。则衰变后核的动能为（　　）

A. Ek B. Ek C. Ek D. Ek

【答案】A

【解析】

【详解】根据动量守恒定律

由条件可知

联立解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

二、多项选择题

9.地球同步卫星的质量为m，距地面高度为h，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，地球的自转角速度为ω，那么同步卫星绕地球转动时，下列叙述正确的是（　　）

A. 卫星受到的向心力

B. 卫星的加速度

C. 卫星的线速度

D. 卫星的线速度

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．根据

可得卫星受到的向心力

卫星的加速度

故A错误，B正确；

CD．对卫星有

在地球表面，有

联立解得

故CD正确。

故选BCD。

10.如图甲所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为4kg。现烧断细绳解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的v—t图如图乙所示，则可知（　　）

A. 物块A的质量为2.5kg

B. 物块A的质量为2kg

C. 从开始到A离开挡板过程中弹簧对A的冲量为0

D. 在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为6J

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．B的加速度最大时，图像切线的斜率绝对值最大，由图可知此时，A、B具有共同速度

由图象可知，A刚离开挡板的时候，B的速度

根据动量守恒

解得

故A错误，B正确；

C．从开始到A离开挡板过程中弹簧一直处在压缩状态，对A有弹力作用，故弹簧对A的冲量不为0，故C错误；

D．A、B速度相同时弹簧的弹性势能最大，弹簧的最大弹性势能为

代入数据解得

故D正确。

故选BD。

11.如图所示边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上，金属框以某初速度v0，穿过方向垂直水平面的有界匀强磁场区域，速度变为v。速度方向始终垂直于边ab和磁场边界，磁场区域的宽度为d（d>L）。则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是（　　）

A. 金属框进入磁场过程速度变化量等于穿出磁场过程中速度变化量

B. 金属框进入磁场过程速度变化量大于穿出磁场过程中速度变化量

C. 金属框进入磁场过程产生的热量等于穿出磁场过程产生的热量

D. 金属框进入磁场过程产生的热量大于穿出磁场过程产生的热量

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．线框进入磁场过程和从磁场另一侧穿出过程磁通量的变化量大小相等，根据

可知，进入磁场过程通过ab的电量等于穿出磁场过程通过ab的电量，又根据动量定理

可知速度的变化量相等，故A正确，B错误；

CD．由于开始进入时线框速度大于开始穿出时的速度，所以进入磁场过程金属框克服安培力所做的功大于穿出磁场所做的功，而克服安培力做的功等于线框产生的焦耳热，故C错误，D正确。

故选AD

12.如图所示，直角坐标系中x轴上在x=－r处固定电荷量为+9Q的正点电荷，在x=r处固定电荷量为－Q的负点电荷，y轴上a、b两点的坐标分别为ya=r和yb=－r，d点在x轴上，坐标为xd=2r。e、f点是x轴上d点右侧的两点。下列说法正确的是（　　）

A. a、b两点的场强相同

B. a、b两点的电势相等

C. 电子在e点和f点电势能Epe、Epf一定满足Epe<Epf

D. e、f两点场强Ee、Ef一定满足Ee<Ef

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据电场线分布的对称性可知，a、b两点的场强大小相等，但方向不同，因此a、b两点的场强不等，故A错误；

B．由电场分布的对称性可知，a、b两点的电势相等，故B正确；

C．将负的点电荷从e点沿直线移动到f点，电场力做正功，电势能减少，即

故C正确；

D．设e点位于，f点位于，则有

依图得

因此

故D错误。

故选BC。

三、非选择题

13.某同学利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律，所用装置如图甲所示。A、B为两个光电门，与安装在底座上弹射装置在同一竖直线上。

(1)该同学用螺旋测微器测量小球的直径，读数如图乙所示，小球直径__________cm。弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为、，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB，其中vA=___________m/s（保留3位有效数字）；

(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较__________（用题目中涉及的物理量符号表示）是否相等，就可以验证机械能是否守恒。

【答案】    (1). 1.2986~1.2988    (2). 6.01    (3). 和

【解析】

【详解】(1)[1][2]螺旋测微器固定刻度的读数是，可动刻度的读数是

因此螺旋测微器读数为

依题得，通过光电门A的速度为

代入数据解得

(2)[3]小球在该过程中动能和重力势能相互转换，因此验证机械能是否恒定则需要验证动能变化量与重力势能变化量是否相等，即验证和是否相等。

14.某实验小组利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值，Rx为待测电阻。

(1)闭合开关S，单刀双掷开关S2接至1，适当调节滑动变阻器R0后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

请根据实验数据作出U—R关系图象_________；

(2)开关S2切换至2，读出电压表示数，利用(1)中测绘的U—R图象即可得出被测电阻的阻值。若某次测量时，电压表示数为2.00V，可得Rx=___________Ω；（保留2位有效数字）

(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U—R图象测定某一电阻，则测定结果将___________（选填“偏大”或“偏小”）。现将开关S2接至1，将电阻箱R的阻值调为5.0Ω，你应如何调节滑动变阻器R0，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U—R图象实现对待测电阻进行准确测量？______________________。

【答案】    (1).     (2). 20    (3). 偏小    (4). 减小滑动变阻器的阻值，使电压表示数为l.00V

【解析】

【详解】(1)[1]以为横坐标，为纵坐标作图如图所示

(2)[2]根据在图可得知，当时

(3)[3][4]因为

当电池的内阻变大，则变大，同一个，则减小，即电压表读数减小，按照原来的图象，则电阻的测量值小于真实值，即测定结果将偏小。

要使电压表读数为l.00V，因为电池内阻增大，应该把滑动变阻器阻值调小，以至于不变。

15.如图所示，质量为mB=4kg长木板B放在水平地面上，一质量为mA=2kg的小物块A，放在B的左端，A、B之间的动摩擦因数μA为0.5，B与地面之间的动摩擦因数μB为0.1。A以v0=3m/s的初速度沿B上表面从左端向右运动(A在B板上没有滑下)，重力加速度取g=10m/s2，求：

(1)A在B上滑动的时间；

(2)A运动全过程中对地的位移。

【答案】(1)0.5s；(2)1m

【解析】

【详解】(1)对A有

对B有

设经，A位移为，A、B共速，此后共同匀减，经过停止，因此有

解得

(2)根据匀变速运动公式可得

A、B共同运动加速度为

A、B共同运动的距离为

最终A对地位移为

代入数据得

16.如图所示，圆心角60°、半径为R的扇形AOB为透明柱状介质的横截面，一束平行于角平分线OM的单色光经由界面OA射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M(不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c)。求：

(1)介质的折射率；

(2)光在介质中的传播时间。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)光路图如图所示

由几何知识得

因此有

则介质的折射率为

代入数据解得

(2)设光在介质中的路程为s，由E作EN垂直于OM

由几何关系得，直角△ENM中

光在介质中的传播速度

光的传播时间

17.如图所示，在竖直平面xOy内，x轴上方，以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆与坐标轴分别交于a、b、c点。abc的同心半圆弧与坐标轴交于、、，圆心O与圆弧之间分布着的辐射状电场，电场方向沿半径背离圆心向外，圆心O与圆弧电势差为U。x轴上方半圆abc外区域存在着上边界为y=2R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，磁感应强度为B。半圆abc内无磁场。正电粒子的粒子源在O点，粒子从坐标原点O被辐射状的电场由静止加速后进入磁场。从b点进入磁场的粒子恰好不能从磁场上边界射出磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界abc后的运动。试求：

(1)带电粒子的比荷；

(2)上边界y=2R上有带电粒子射出磁场部分的长度；

(3)现在只改变磁场高度，磁场上边界变为，试求垂直于磁场上边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)由b点进入磁场的粒子做圆周运动，如图甲所示

由此可得

粒子在电场中加速，有

整理得

(2)带电粒子从磁场边界射出y轴，右侧的最大距离x1，如图乙所示

由几何关系可得

y轴左侧最大距离为

带电离子从磁场上边界射出的范围为

(3)带电粒子垂直磁场上边界射出，如图丙所示

由于

因此

又因

因此

则带电粒子在磁场中运动的时间

带电粒子在磁场中运动的周期

整理得

同理得

因此

18.如图甲所示，质量为m=0.4kg可视为质点的物块静止放在水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为0.2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。距离物块S=7.5m处有一光滑半圆轨道，轨道最低点P的切线水平。t=0时用水平拉力F由静止拉动物块，使物块沿水平地面向半圆轨道做加速运动。物体的速度v与拉力F大小倒数的v—图象如图乙所示，AB平行于v轴，BC反向延长过原点O。物块运动过程中0~t1时间内对应图线中的线段AB，t1~t2时间内对应图线中的线段BC，时刻t2=1s，t2时刻后撤掉拉力。重力加速度取g=10m/s2。

(1)0~t1时间内物块的位移大小；

(2)物块能够经过半圆轨道最高点Q，半圆轨道的半径R满足什么条件？

(3)物块经半圆轨道最高点Q后抛出落回地面，落地后不再弹起。圆轨道半径R多大时物块落点离P点的距离最大，最大值为多少？

【答案】(1)；(2)；(3)，

【解析】

【详解】(1)物块在时间内做匀加速运动，发生位移为，则有

联立解得

(2)由运动学公式可得

由题意知

物块在时间内做变速运动位移为，由动能定理得

撤去外力后，物块做匀减速运动，根据牛顿第二定律可得

物块能够达到圆轨道的最高点，则有

物块从P点到Q点，机械能守恒，因此有

代入数据解得

综上所述，R应满足条件

(3)物块到达圆轨道最高点的速度为，则有

物块离开Q点做平抛运动，因此可得

联立可得

因此，当时，可算得