山东省济宁市曲阜市第一中学2020届高三三模考试物理试卷

物理

注意事项：

1．答题前，考生将自己的姓名、考生号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。

2．选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。

3．请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．下列说法正确的是

A．晶体一定具有各向异性

B．温度升高物体的内能一定增大

C．布朗运动是液体分子的无规则运动

D．自由下落的水滴呈球形是液体表面张力作用的结果

2．小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。如图所示，他在白纸上作一直线

MN以及它的垂线AB，玻璃砖的圆心为O，其底边与直线MN对齐，在垂线AB上插两

枚大头针P1和P2。小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内无法观察到P1、P2沿AB方向射出的光线，若要观察到，应将玻璃砖的位置作适当调整，下列说法正确的是

A．沿MN向M端平移适当距离

B．沿MN向N端平移适当距离

C．向左平移适当距离

D．向右平移适当距离

3．现有大量处于n=4能级的氢原子，当这些氢原子向低能级跃迁时会辐射出若干种不同频率的光，氢原子能级示意图如图所示。下列说法正确的是

A．跃迁后核外电子的动能减小

B．最多可辐射出4种不同频率的光

C．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短

D．用n=4能级跃迁到，n=2能级辐射的光照射逸出功为2．65eV的某种金属能发生光电效应

4．从塔顶同一位置由静止先后释放两个小球A、B，不计空气阻力。从释放B球开始计时，在A球落地前，两球之间的距离随时间t变化的图像为

5．直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线，位于x=0处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质Ⅰ、Ⅱ中传播，某时刻的波形图如图所示，此时刻a波恰好传到x=4m处，下列说法正确的是

A．波源的起振方向沿y轴正方向

B．两列波的频率关系fa=4fb

C．此时刻b波传到x=－16m处

D．质点P在这段时间内的路程为30cm

6．如图所示，理想变压器的原线圈输入电压的有效值保持不变，副线圈匝数可调，与副线圈相连的输电线上的等效电阻为R0，与原线圈相连的输电线上的电阻忽略不计。滑动触头P处于图示位置时，用户的用电器恰好正常工作。当用电器增多时，下列说法正确的是

A．原线圈中的电流减小

B．副线圈两端的电压增大

C．等效电阻R0两端的电压不变

D．只需使滑动触头P向上滑动，用电器仍可正常工作

7．由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。假设图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c两点距地面的高度相等。下列说法正确的是

A．到达b点时，炮弹的速度为零

B．到达b点时，炮弹的加速度为零

C．炮弹经过a点时的速度小于经过c点时的速度

D．炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间

8．如图所示，我国发射的某探月卫星绕月球运动的轨道为椭圆轨道。已知该卫星在椭圆轨道上运行n周所用时间为t，卫星离月球表面的最大高度为5R，最小高度为R，月球的半径为R，下列说法正确的是

A．月球的自转周期为

B．月球的第一宇宙速度为

C．探月卫星的最大加速度与最小加速度之比为5：1

D．探月卫星的最大动能与最小动能之比为25：1

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．如图所示，一带电油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且关于过轨迹最低点P的竖直线对称，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是

A．Q点的电势比P点的电势高

B．油滴在Q点的机械能比在P点的机械能大

C．油滴在Q点的电势能比在P点的电势能小

D．油滴在Q点的加速度比在P点的加速度大

10．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子(不计重力)都从A点沿AB方向射入磁场，并分别从AC边上的P、Q两点射出磁场，下列说法正确的是

A．从P点射出的粒子速度大

B．从P点射出的粒子角速度大

C．从Q点射出的粒子向心力加速度大

D．两个粒子在磁场中运动的时间一样长

11．如图所示，用横截面积为S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热良好的汽缸内，汽缸平放到光滑的水平面上。劲度系数为k=1000N／m的轻质弹簧左端与活塞连接，右端固定在竖直墙上。不考虑活塞和汽缸之间的摩擦，系统处于静止状态，此时弹簧处于自然长度，活塞距离汽缸底部的距离为L0=18cm。现用水平力F向右缓慢推动汽缸，当弹簧被压缩x=5cm后再次静止(已知大气压强为p0=1.0×105Pa，外界温度保持不变)，在此过程中，下列说法正确的是

A．气体对外界放热

B．气体分子的平均动能变大

C．再次静止时力F的大小为50N

D．汽缸向右移动的距离为11cm

12．如图甲所示，在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。t=0时刻解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的v—t图像如图乙所示，其中Ob段为曲线，bc段为直线，取g=10m／s2，

sin37°=0．6，cos37°=0．8，则下列说法正确的是

A．速度最大时，滑块与弹簧脱离

B．滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0．5

C．滑块在0．1～0．2s时间内沿斜面向下运动

D．滑块与弹簧脱离前，滑块的机械能先增大后减小

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．(6分)用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球球心可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。

(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为d=_____________cm。

(2)P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为=0．01s，则小球P经过最低点时的速度为v=____________m／s。

(3)若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍(k＞1)，当满足k=______________(用L、d、、g表示)时，就表明验证了机械能守恒定律。

14．(8分)在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了下列实验器材：

A．干电池两节，每节电动势约为1．5V，内阻约几欧姆

B．直流电压表V1、V2，量程均为0～3V，内阻约为3kΩ

C．电流表，量程为0～0．6A，内阻小于1Ω

D．定值电阻R0，阻值为5Ω

E．滑动变阻器R，最大阻值为20Ω

F．导线和开关若干

两位同学分别选用了上述部分实验器材设计了甲、乙两种实验电路。

(1)一同学利用如图甲所示的电路图组装实验器材进行实验，读出多组U1、I数据，并画出U1—I图像，求出电动势和内电阻。这种方案测得的电动势和内阻均偏小，产生该误差的原因是________________，这种误差属于___________(填“系统误差”或“偶然误差”)。

(2)另一同学利用如图乙所示的电路图组装实验器材进行实验，读出多组U1和U2的数据，描绘出U1—U2图像如图丙所示，图线斜率为k，在纵轴上的截距为a，则电源的电动势E=___________，内阻r=_____________。(用k、a、R0表示)

15．(8分)如图甲所示，摆球在竖直面内做简谐运动。通过力传感器得到摆线拉力F的大小随时间t变化的图像如图乙所示，摆球经过最低点时的速度为m／s，忽略空气阻力，取g=10m／s2，π2≈g。求：

(1)单摆的摆长L；

(2)摆球的质量m。

16．(8分)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，基本原理如图所示。图中上半部分为侧视图，S、N为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，图中下半部分为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。已知电子的带电量为e=1.6×10－19C，质量为m=9.1×10－31kg，初速度为零，在变化的磁场作用下运动轨迹半径恒为R=0.455m，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为E=9．1V／m，方向沿轨迹切线方向，电子重力不计。求：

(1)经时间t=5×10－3s电子获得的动能Ek(结果保留两位有效数字)；

(2)t=5×10－3s时刻电子所在位置的磁感应强度B的大小。

17．(14分)如图所示为一种打积木的游戏装置，四块完全相同的硬质积木叠放在靶位上，每块积木的质量均为m1=0．3kg，长为L=0．5m，积木B、C、D夹在固定的两光滑硬质薄板间，一可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于O点，钢球质量为m2=0．1kg，轻绳长为R=0．8m。游戏时，将钢球拉到与O等高的P点(保持绳绷直)由静止释放，钢球运动到最低点时与积木A发生弹性碰撞，积木A滑行一段距离s=2m后停止。取g=10m／s2，各接触面间的动摩擦因数均相同，碰撞时间极短，忽略空气阻力。求：

(1)与积木A碰撞前瞬间钢球的速度大小；

(2)与积木A碰后钢球上升的最大高度；

(3)各接触面间的动摩擦因数。

18．(16分)如图甲所示，一足够长的U型金属导轨abcd放在光滑的水平面上，导轨质量为m=1kg、间距为L=1m，bc间电阻为r=0．5Ω，导轨其它部分电阻不计。一阻值为R=0．5Ω的导体棒MN垂直于导轨放置(不计重力)，并被固定在水平面上的两立柱挡住，导体棒MN与导轨间的动摩擦因数为μ=0．25，在M、N两端接有一理想电压表(图中未画出)。在导轨bc边右侧存在方向竖直向下、大小为B=0．5T的匀强磁场；在导体棒MN附近的空间中存在方向水平向左、大小也为B的匀强磁场。t=0时，导轨在外力F的作用下由静止开始向右运动，在t=2．0s时撤去外力F，测得2s内电压表示数与时间的关系如图乙所示。求：

(1)t=2．0s时导轨速度大小；

(2)在2s内外力F与t的函数关系式；

(3)从开始运动到静止导轨的总位移。

物理试题参考答案

13．(6分)(1)1．450 (2)1．450 (3)(每空2分)

14．(8分)(1)电压表的分流  系统误差 (2)   (每空2分)

15．（8分）解析：（1）由乙图可知，单摆周期为T=2s  ……………………………（1分）

由单摆周期公式T=     ………………………………………………………(2分)

解得L=1m    …………………………………………………………………………（1分）

（2）当拉力最大时，即F=1．02N，摆球处在最低点。  …………………………（1分）

由牛顿第二定律F－mg=     ……………………………………………………(2分)

可解得m=0．1kg   ……………………………………………………………………（1分）

16．（8分）解析：（1）电子收到一直沿切线方向的电场力而不断加速。

由牛顿第二定律得eE=ma       ………………………………………………………(1分)

由运动学规律知v=at           ………………………………………………………(1分)

由运动表达式知Ek=    …………………………………………………………（1分）

解得Ek=2．9×10－11J           ………………………………………………………(2分)

(2)电子受到一直指向圆心的洛伦兹力而不断改变速度的方向。

由牛顿第二定律得evB=  …………………………………………………………（2分）

解得B=0．1T    ………………………………………………………………………（1分）

17．（14分）解析：（1）对钢球由动能定理得  ……………………(2分)

解得v0=4m ／s    ………………………………………………………………………(1分)

(2)钢球与积木A碰撞过程满足动量守恒和能量守恒，有

m2v0=m1v1+m2v2   ……………………………………………………………………（2分）

   ………………………………………………………（2分）

解得v1=2m／s，v2=－2m／s  …………………………………………………………（1分）

对钢球由动能定理得  …………………………………………（1分）

解得h=0．2m      ……………………………………………………………………（1分）

(3)对滑块A由动能定理得

－(μ×4m1g+μ×3m1g)L－μm1g(s－L)=          …………………………(3分)

解得μ=0．04    …………………………………………………………………………(1分)

18．(16分)解析：(1)由图乙可知，t=2．0s时，MN两端的电压为U=2V  …………(1分)

      ………………………………………………………………………(1分)

解得v1=8m／s     ………………………………………………………………………(1分)

(2)由图乙可知U=t      …………………………………………………………………(1分)

由闭合电路的欧姆定律得  …………………………………………………(1分)

U=IR     …………………………………………………………………………………(1分)

解得v=4t     ……………………………………………………………………………(1分)

所以导轨的加速度为a=4m／s2       ……………………………………………………(1分)

由牛顿第二定律得F－BIL－μBIL=ma       …………………………………………(1分)

带入数据整理可以得到F=4+1．25t     ………………………………………………(1分)

(3)从开始运动到撤去外力F这段时间内做匀加速运动。

由运动学规律得   ……………………………………………………(1分)

在t=2s直至停止的过程中，由动量定理得

     ………………………………………………………(2分)

     ………………………………………………………………………（1分）

解得x2=25．6m       ……………………………………………………………………(1分)

总位移为x=x1+x2=33．6m       ………………………………………………………(1分)