陕西省渭南市2020届高三上学期教学质量检测（Ⅰ）物理试题

渭南市2020年高三教学质量检测（Ⅰ）

物理试题

一、选择题（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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。）

1.如图所示，A点为倾角为30°的斜面底部，在A点的正上方某高度P点以初速v0平抛一小球，小球打在斜面上B点，C为AB的中点。在P点将小球平抛的初速变为v时，小球恰好打在C点，则有

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】过B点作一水平线，过C点作水平线的垂线交于M点，由几何关系可知，M点即为QB的中点，如果平抛的初速度为原来的一半，则轨迹交于M点，由于平抛运动的轨迹越往下则往竖直方向偏，所以落在斜面上C点的平抛运动轨迹与QB交于N点，则水平位移比轨迹交于M点的更小，即，故A正确。

故选A。

2.如图所示为某示波管内聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。关于a、b、c三点的电势φa、φb、φc和场强Ea、Eb、Ec的关系正确的是

A. φa＝φb，Ea>Eb

B. φa>φb，Ea=Eb

C. φa>φc，Ea>Ec

D. φa<φc，Ea<Ec

【答案】A

【解析】

【详解】根据电场线的疏密表示电场强度的相对大小，可知

沿着电场线方向电势是降低的，同一等势面上各点的电势相等，则知

故A正确。

故选A。

3.金属钠的逸出功为2.49eV，氢原子的能级分布如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们向较低的能级跃迁时发出的光照射金属钠，能使金属钠逸出光电子的光子频率有

A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种

【答案】D

【解析】

【详解】根据数学组合公式

可知，这群处于n=4激发态的氢原子共能辐射出6种不同频率的光，由图可知，从到跃迁时放出的能量为0.66eV，小于金属钠的逸出功，不能使金属钠逸出光电子，同理从到跃迁时放出的能量为1.89eV，小于金属钠的逸出功，不能使金属钠逸出光电子，所以能使金属钠逸出光电子的光子频率有4种，故D正确。

故选D。

4.如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰。B球碰撞前、后的速率之比为4:1，A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生第二次碰撞，则A、B两球的质量之比为

A. 3:1 B. 4:1 C. 5:1 D. 5:2

【答案】C

【解析】

【详解】设碰前B球速度大小为v0，碰后A、B两球速度大小分别为vA、vB，由题意知，vA方向向左，vB方向向右，且，碰撞过程动量守恒，取水平向右为正方向

解得

故选C。

5.我国将于2019年年底前后发射嫦娥五号，实现区域软着陆及采样返回，完成探月工程“绕、落、回”三步走目标。嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成，其中着陆器将进行月面软着陆，轨道器留在近月轨道绕月飞行。设着陆器月面着陆后以初速v0竖直向上弹射一小物体，小物体上升的最大高度为h，已知月球的半径R，则轨道器环月飞行的速度为

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由竖直向抛运动可得，所以月球表面的重力加速度为

由万有引力提供向心力得

由黄金代换

联立得

故选A。

6.如图所示，在一个同时存在着均匀磁场和均匀电场的空间，有一带电小球系于一细丝线的一端，另一端固定于O点，带电小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间成θ=30°角，线中张力为零。设细线能承受足够大的拉力而不断，如突然撤去磁场，则小球将做

A. 类平抛运动 B. 竖直面内圆运动 C. 倾斜面内的圆运动 D. 水平面内圆运动

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知，电场力与重力等值反向时，只由洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，突然撤去磁场后，小球仍受到重力、电场力，还受到绳子的拉力，因电场力与重力相等，所以小球相当于只有拉力，从而绕悬挂点在速度方向和绝缘线决定的平面内做匀速圆周运动，即倾斜面内的圆运动，故C正确。

故选C。

7.我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某动车组由6节动车加2节拖车编成，该动车组的最大速度为360km/h。则1节动车和1节拖车编成的动车组的最大速度为

A. 60 km/h B. 120 km/h C. 180 km/h D. 240km/h

【答案】D

【解析】

【详解】设每节动车的功率为P，每节动车的重力为G，阻力为kG，1节动车加1节拖车编成的动车组

其中牵引力

6节动车加2节拖车编成的动车组

其中牵引力

其中，联立解得

故选D。

8.如图所示，在0≤x≤0.3m区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.2T，方向垂直纸面向外。一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带正电粒子，所有粒子的初速度大小均为2×104m/s，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内。已知粒子的电量为2×10－4C，质量为4×10－10kg，则这些粒子在磁场中运动的最长时间为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由洛伦兹力提供向心力

得

代入数据解得

粒子的运动轨迹如图，由几何关系可得，

解得

所以粒子的偏转角为

所以最长的运动时间为

故选D。

9.一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，下列说法中正确的是

A. 此交流电的频率为10Hz

B. 此感应电动势的有效值为V

C. t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向垂直

D. 在线圈平面与磁场方向成30°时，感应电动势的大小为1V

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图像知周期T=0.2s，所以频率f=5Hz，A错误；

B．由图像可知，感应电动势的最大值为2V，有效值为

故B正确；

C．由图可知，t＝0.1s时，感应电动势为0，所以线圈平面与磁场方向垂直，故C正确；

D．在线圈平面与磁场方向成时，感应电动势的大小

故D错误。

故选BC。

10.如图所示，电流表示数为I，电压表示数为U，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器C所带的电荷量为Q，电源内阻不能忽略。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，下列说法正确的是

A. U增大、I减小 B. U减小、I增大

C. P增大、Q减小 D. P、Q均减小

【答案】BC

【解析】

【详解】当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，接入电路中的电阻减小，由“串反并同”可知，由于电压表与变阻器并联，所以电压表示数减小，电流表与变阻器串联，所以电流表示数增大，R2两端电压增大，功率P增大，电容器与变阻器并联，所以电容器两端电压减小，由公式可知，电量减小，故BC正确。

故选BC。

11.如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点。另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b，整个系统处于静止状态。若将b右移一小段，轻放于桌面后，系统仍处于静止状态，则后一种情况与前一种情况相比

A. 绳OO′的张力变大

B. 物块b所受到的支持力变大

C. 连接a和b的绳的张力变大

D. 物块b与桌面间摩擦力变大

【答案】BD

【解析】

【详解】AC．物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力T等于a的重力，保持不变，由滑轮平衡可知，绳OO′的张力与滑轮两边两段绳拉力的合力等于反向，将b右移一小段，滑轮两边两段绳拉力的夹角变大，合力变小，故AC错误；

BD．对b受力分析可知，由于绳的拉力大小不变，拉力与水平方向夹角变小，竖直分量变小，所以物块b所受到的支持力变大，绳的拉力的水平分量变大，所以摩擦力变大，故BD正确。

故选BD。

12.如图所示，在一固定水平放置的铝环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在地面上。磁铁下落过程中从铝环中心穿过圆环，而不与铝环接触。若不计空气阻力，下列说法正确的是（  ）

A. 磁铁下落过程中，圆环中的电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）

B. 不考虑起始位置，磁铁下落过程中，磁铁的加速度始终小于g

C. 磁铁下落过程中，磁铁的机械能不断减少

D. 磁铁落地时的速率等于

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，A正确；

B．据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上；但当条形磁铁的中心与环在同一个平面内时，穿过环的磁通量最大，磁通量的变化率为0，所以此时环内没有感应电流，所以在该点条形磁铁的加速度等于g，B错误；

C．在磁铁下落过程中，线圈中产生感应电流，线圈中有电能产生，磁铁在整个下落过程中，磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能减少，C正确；

D．磁铁做自由落体运动时

v2=2gh

磁铁落地时的速度

由于磁铁下落时能量有损失，磁铁落地速度小于，D错误。

故选AC。

二、实验题（2小题，共15分）：把答案填写在题目中的横线上或按题目要求作答。

13.甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。

（1）实验步骤如下：

①甲用两个手指轻轻捏住量程为50.00cm的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于0刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺，如图所示。

②甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为20.00cm，重力加速度g取9.80 m/s2，则乙的反应时间为________。（结果保留2位有效数字）

（2）基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若以相等时间间隔，在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是________的(选填“相等”或“不相等”)。

【答案】    (1). 0.20    (2). 不相等

【解析】

【详解】(1)[1]尺子在乙反应时间内下落的距离为20.00cm，由自由落体运动规律可得，所以时间为

代入数据解得

(2)[2]直尺做自由落体运动，即匀加速直线运动，相等时间内通过的位移越来越大，所以每个时间间隔在直尺上对应的长度是不相等的。

14.实验室新进一批合金丝，某同学想用实验测定合金丝材料的电阻率：

（1）在用螺旋测微器测量合金丝的直径时，先将合金丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。从下图中的示数可读出合金丝的直径为________mm。(该值接近多次测量的平均值)

（2）用伏安法测合金丝的电阻Rx，已知合金丝接入电路长度为50cm，实验所用器材为：

电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)；

电流表(0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)；

电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)；

滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)；

开关、导线若干。

该同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

由以上实验数据可知，他测量Rx是采用下图中的________图(选填“甲”或“乙”)。

（3）这个同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点。请在图中标出第5、7次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)。

（4）根据电阻定律可得到合金丝的电阻率ρ=_____________Ω·m。(结果保留一位有效数字)

【答案】    (1). D    (2). 0407（0.406~0.408之间均可）    (3). 甲    (4).     (5). 1×10－6

【解析】

【详解】(1)[1]为保护螺旋测微器，将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮D，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏；

[2]由图可知，d=0mm+40.7×0.01mm=0.407mm，由于读数要估读，所以在0.406~0.408之间均可；

(2)[3]由表格中的数据可知，电压表，电流表示数变化范围较大，所以滑动变阻器应用的是分压式，即用的是图甲；

(3)[4]根据表中数据描点，作图，用平滑曲线连接，如图所示

图线的斜率表示电阻

(4)[4]由电阻定律得

代入数据解得

三、计算题（共2小题，32分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15.静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。一个带负电的粒子在电场从x1=－1.0cm处由静止开始沿x轴做往返运动。已知带电粒子质量m=7.5×10－21kg，带电量q=－1.0×10－9C。忽略重力及相对论效应。求：

（1）粒子在x轴上的运动区间范围；

（2）粒子往返运动的周期。

【答案】（1）0.75cm（2）3.5×10－8s

【解析】

【详解】(1)x轴上的电场分布：在x<0区域，

方向向左；

在x>0区域，

方向向右。 经分析知，微粒在x<0区域做匀加速直线运动，在x>0区域做匀减速直线运动，设最远运动到x2处，则由动能定理有：

|qE1x1|=|qE2x2 |

解得

x2=0.75cm

(2)微粒在x<0区域做匀加速直线运动时间为t1，则有

解得

t1=1.0×10－8s

微粒在x>0区域做匀减速直线运动时间为t2，则有

解得

t1=7.5×10－9s

微粒运动的周期

T=2(t1+t2)＝3.5×10－8s

16.如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道，BC段为一段粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，圆弧轨道上的P点距水平轨道B点高度差h=0.2m。一可视为质点的物块，其质量m=0.2 kg，与BC间的动摩擦因数μ1=0.5。工件质量M=0.8 kg，与地面间的动摩擦因数μ2=0.2。（取g=10 m/s2）。已知工件固定时，从P点无初速度释放物块，滑至C点时物块恰好静止。

（1）求水平轨道BC段长度L；

（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，从静止开始一起向左做匀加速直线运动。

①求F的大小；

②运动一段时间t后，使工件立刻停止运动（即不考虑工件减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道刚好落到C点，求力F作用于工件的时间t。

【答案】（1）（2）①9.5N ②

【解析】

【详解】(1)当工件固定时，物块从P点运动到C点，由动能定理有：

mgh=μmgL

解得

(2)①物块与工件相对静止做匀加速运动，分析物块受力如图，

可得

又由牛顿第二定律有：F合=ma

解得

a=gtanθ

由题中几何关系知

则

代入数据得

a=7.5m/s2

对工件与物块整体，由牛顿第二定律有

将a代入解得

F=9.5N

②工件停止运动后，物块做平抛运动，设运动初速度为v，运动时间为t'，则有

，

其中

解得

v=5m/s

考虑工件与物块整体运动，有v=at，解得

17.关于分子动理论，下列说法正确的是________

A. 若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积

B. 气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例升高

C. 布朗运动不是分子运动，但它能间接反映液体分子在做无规则的运动

D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大

E. 两个分子甲和乙距离变化过程中，只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加

【答案】BCE

【解析】

【详解】A．由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气体分子所占的体积，但是得不到气体分子的体积，故A错误；

B．根据速率分布规律图，气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例升高，故B正确；

C．布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，间接反映液体分子在做无规则的运动，故C正确；

D．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小，故D错误；

E．只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加，故E正确。

故选BCE。

18.如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管的上部封闭，并和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。假设刚进水时细管被封闭的空气柱长度为50cm，当空气柱被压缩到48cm时压力传感器使洗衣机停止进水，此时洗衣缸内水位有多高？大气压取1.0×105Pa，水的密度取1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2。

【答案】0.44m

【解析】

【详解】对于封闭在细管中的空气，由玻意耳定律有

将代入解得

考虑液体的压强，则

将的值代入解得

设洗衣缸内水位有h高，则有

19.地震时，振源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5 km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0km/s的P波。一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min。假定地震波沿直线传播，振源的振动周期为1.2s，则振源与监测点之间的距离为________km，S波的波长为________km。

【答案】    (1). 1260    (2). 4.2

【解析】

【详解】[1]地震监测点记录到首次到达P波比首次到达的S波早3min（180s），故

代入数据，有

解得

x=1260km

[2]根据波速、波长、周期关系公式，得到

20.有一厚度为1.5cm的平行玻璃板，为测定其材料的折射率，某同学设计了如下实验：如图所示，用激光笔射出一细束光线，以的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P。再将玻璃板贴着平面镜放置，保持激光笔放置的位置及细光束入射方向不变，光屏上的光点移到P'（图中未画出），已知PP'距离为cm，请你完成放置玻璃板后的光路，标出P'点位置并求玻璃材料的折射率。

【答案】

【解析】

【详解】光路如图所示，由折射与反射的特点知，CD与PP'相等，即

在ΔAED中，，将d=1.5cm，i=代入可得

因，AC=AD－CD＝cm，在ΔABC中，

解得

则

考虑A点的折射有：，将i=，代入解得