2020届高三物理第一次大联考试卷 新课标 人教版

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2020 届高三物理第一次大联考试卷 命题、审定：Microsoft 物理教研组 2020.10 考生注意： 1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共 120 分。考试时间 120 分钟。 2．答题前，考生务必将密封线内的项目填写清楚。 3．请将各卷答案填在试卷后面的答题卡上，第Ⅱ卷用蓝黑钢笔或圆珠笔答题。 4．本试卷根据 2020 年高考物理考试大纲确定的考查内容命制。 5．本试卷考试内容：高中物理全部内容。 第Ⅰ卷（选择题 共 40 分） 选择题部分共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，有的小题仅有一个选项正确， 有的小题有多个选项正确；全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，错选、不选的 0 分. 1．（原创题）已知有一系列衰变反应如下： YBAX g h e f c d a b  则下列说法中正确的是 A．若放射性元素 Xa b 经过 6h 还剩下 8 1 没有衰变，则它的半衰期为 0.75h. B．若 Xa b 是 Yg h 的同位素，则 4 ga C． a 不可能与 g 相等 D． ga  的最大值为 12 2．把一个重为 G 的物体, 用一个水平的推力 F1=kt(k 为恒量, t 为时间)压在竖直的 足够高的平整的墙上, 则在 t=0 开始, 物体所受的摩擦力 F  随 t 的变化关系是下图 中的哪一个 3．质量相同的三个小球 a、b、c 在光滑的水平面上以相同的速率分别与原来静止在 光滑水平面上的三个物块 A、B、C 相碰，碰后，小球 a 继续沿原方向运动，小球 b 静止不动，小球 c 被弹回沿原来的反方向运动。则碰后 A、B、C 三个物块中动量最 大的是 A．物块 A B．物块 B C．物块 C D．由于不知物块 A、B、C 的质量，所以无法判断 4．如图所示，A、B 两质点从同一点 O 分别以相同的水平速度 v0 沿 x 轴正方向抛出， A 在竖直平面内运动，落地点为 P1，B 沿光滑斜面 运动，落地点为 P2，P1 和 P2 在同一水平面上，不 计空气阻力。则下列说法正确的是 A．A、B 的运动时间相同 B．A、B 沿 x 轴方向的位移相同 x O P2 P1 a m p n a p n m a m n p a n p m C．A、B 落地时的动量相同 D．A、B 落地时的速度大小相同 5．如图所示,是一定质量气体的 P-V 图线,在这些图线中,能反映出气体在状态 A 时 内能大于状态 B 的是 6．一列横波沿一条直线向右传播，O、B 为直线上相距不远的两点，O 为波源，从 O 点开始振动起经 0.3s 传到 B 点，形成如图所示的波形；再经过Δt 时间（Δt<0.4s）， 直线上出现的波形可能为下图中的 7．下图中画出了氢原子的 4 个能级，并注明了相应的能量 E．处在 n=4 的能级的一 群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功 为 2.22eV．在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 A．二种 B．三种 C．四种 D．五 种 8．已知一束可见光 a 是由 m、n、p 三种单色光组成的．检测 发现三种单色光中，n、p 两种色光的频率都大于 m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而 p 色光不能使该金属发生 光电效应．那么，光束 a 通过三棱镜的情况应该是下面各图中的 A. B. C. D. 9．抗洪救灾中某小船渡河运输救灾物资，在距对岸边 50 m 时突然发现下游 120 m 的 O B A O B B O B C O B D O B n E/eV 4 -0.85 3 -1.51 2 -3.40 1 -13.60 地方有一危险区，此时河水的流速为 5 /m s ，为在到达岸边前不被河水冲入危险区， 小船的速度（相对于水）至少为 A．1.43 /m s B．1.59 /m s C．1.92 /m s D．2.09 /m s 10．（原创题）如图，两条平行虚线间存在匀强磁场，虚线间的 距离为l ，磁场方向垂直纸面向里．abcd 是位于纸面内的梯开线 圈， ad 与bc 间的距离也为l ． 0t 时刻，bc 边与磁场区域边界 重合．现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿 过磁场区域．取沿 adcba  的感应电流为正，则在线 圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 I 随时间t 变化的图线是 la b c d 第Ⅱ卷（非选择题 共 80 分） 非选择题部分共 5 小题，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答，解答题应写 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． 11．（11 分）下图中 E 为电源, 其电动势为 E, R1 为滑动变阻器, R2 为电阻箱, A 为 电流表.用此电路, 经以下步骤可以近似测得 A 的内阻 RA: ①闭合 S1, 断开 S2, 调节 R1, 使电流表读数等于其量程 I0;②保持 R1 不变, 闭合 S2, 调节 R2, 使电流表读数等 于 2 0I , 然后读出 R2 的值, 取 RA=R2. （1）按图 1 电路在图 2 所给的实物图中画出连接导线. （2）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差, 即 A A R RR 2 .试写 出它与电源电动势 E、电流表量程 I0 及电流表内阻 RA 的关系式______________. （3）若 I0=10 mA, 真实值 RA 约为 30 , 要想使测量结果的相对误差不大于 5%, 电 源电动势最小应为__________ V. 12．（原创题）（12 分）如图所示，重为 G 的均匀链条，两端悬挂在天花板和竖直墙 上，左端与竖直方向成θ角，从左端悬挂点到最低点链条的 长度为总长的 2 3 ．请问： （1）链条最低点的张力 T 的大小； （2）链条右端与竖直墙所成角α． 13．（16 分）在绝缘水平面上放置一质量 kgm 3100.2  的带电滑块 A，所带电荷 量 Cq 7100.1  ．在滑块 A 的左边 ml 9.0 处放置一个不带电的滑块 B，质量 kgM 3100.6  ，滑块 B 距左边竖直绝缘墙壁 ms 05.0 ，如图所示．在水平面上方 空间加一方向水平向左的匀强电场，电场强度为 CNE /100.4 5 ，滑块 A 将由静 lS E AB 止开始向左滑动并与滑块 B 发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起 共同运动并与墙壁发生没有机械能损失的碰撞，两滑块始终没有分开，两滑块的体 积大小可忽略不计．求： （1）若水平面光滑，它们与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中，离开墙壁的最大 距离为多少? （2）若水平面粗糙，且两滑块与水平面间的动摩擦因数均为 50.0 ，则两滑块在 整个运动过程中，由于摩擦而产生的热共是多 少? 14．（原创题）（21 分）如图，在一无重力作用的实验模拟空间内 O 点出有一不带电 的小球 B 处于静止悬浮状态，现有另一带负电的、质量与 B 相等的小球 A 以速度v 水 平向右朝 B 运动，当两球相距 L 时，突然给该空间加上一竖直向下的、大小为 E 的 电场和重力场，此时小球 A 继续水平向右运动，当小 球到达 O 点时撤去重力场和电场，加上一垂直纸面向里的磁场，若两球能相碰，则： （1）电场强度 E 与磁感应强度 B 应满足什么关系？ （2）从两球相距 L 时经过多长时间相碰？ 15．（原创题）（20 分）空间内存在两互相垂直、由金属焊接而成的导轨平面．如图 所示建立坐标系以确定方向．在水平导轨上放有一电阻为 r 的金属杆，金属杆处于 导轨内部的长度为l ,导轨左端连接有一阻值为 R 的纯电阻，在竖直方向上的导轨上 连接有一由两片完全相同的圆形金属板构成的平行板电容器，两金属板距离为 d ．整 个装置处于竖直向上的匀强磁场 中．现用一水平外力 F 拉动金属 杆，使金属杆匀速向右运动，速度 大小为 v ，此时有一装置沿 y 轴正 方向电容器左侧边缘（图中虚线箭 头处）以速度 0v 发射带电液滴，发 现带电液滴做匀速圆周运动，运动 轨迹所成的圆与圆形金属板大小完 全相同．据此请问： （1）液滴带何种电荷？圆形金属板 面积 S 为多少？ （2）带电液滴的周期T 为多少？ 参考答案及详细解析 2020.10 选择题答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 BD B C D BD B C A C B 1．【说明】原创题．纵观近几年的高考试题，几乎每年都有一题与核反应有关，题 型多变但难度不深，其中以 2020 年最为经典，2020 年和 2020 年的感觉过于简单， 估计今年仍有可能会在这一点上继续做文章，但难度可能有所加深． 【解析】A 项：因为 3)2 1(8 1  ，所以 6h 为三个半衰期所用时间，所以一个半衰期为 2h，故 A 错；B 项：若 Xa b 是 Yg h 的同位素，则 hb  ，所以从 Xa b 到 Yg h 的过程中，发 生了一次α衰变、两次β衰变，所以 ga  4 即 4 ga ，故 B 正确；C 项：若 Xa b 发生的三次衰变全是β衰变，则 ga  ，故 C 不正确；D 项：若 Xa b 发生的三次衰变 全是α衰变，则 ga  有最大值 12，故 D 正确。所以答案为 BD． 2．【解析】分析物体的运动过程. F  滑=  FN F 静 =G 故答案为 B 10．【说明】原创题．本题改编自 2020 年全国卷Ⅰ（理科综合）第 19 题，难度有所 加深，需要真正理解并在此基础上运用电磁感应相关知识来解题，正是通过选项的 改变，才能让学生真正掌握电磁感应的相关理论，加深了对电磁感应的理解，这样 通过这道题，我们的目标也就达到了． 【解析】根据右手定则可知，当 bc 边、ab 边和 dc 边进入磁场时，三边产生的感应 电流方向一致，且随着线圈进入磁场，ab 边和 dc 边处于磁场的部分在不断增大， 此时感应电流方向为逆时针方向，当 ab 边和 dc 边刚好完全进入磁场时，总感应电 流达到最大；此后 ad 边开始进入磁场，bc 边不在磁场中，ab 边和 dc 边离开磁场， 此时 ad 边产生的感应电流方向与 ab 边和 dc 边产生的感应电流方向相反，但要大于 ab 边和 dc 边产生的感应电流，所以总感应电流方向为顺时针，且随着线圈离开磁 场，ab 边和 dc 边处于磁场的部分在不断减小，所以总感应电流在增大，当 ab 边和 dc 边刚好完全离开磁场时，只有 ad 边在切割总感应电流达到最大，此时感应电流 大小与整个线圈刚好完全进入磁场时相同，故选 B． 非选择题部分： 11．【说明】本题考查用半偏法测电流表内阻及相对误差的概念. 按连接电路的程序可接好电路图, 依据闭合电路欧姆定律, 对步骤①②列出方 程, 联立可得相对误差的表达式. 易误点: 解题时应特别注意, 不能将题给条件 rA ≈R2 代入方程求解.因为 rA≈R2 后, 相对误差变为零, 无法求出答案. 【解析】 (1)连线如图所示（4 分） (2)由①步骤得: ArR E 1 =I0① 由步骤②得: 2 0 2 2 2 2 1 I Rr R Rr RrR E A A A   ② 解得: E I r Rr A A 02  rA③（4 分） (3)6 V（3 分） 12．【说明】原创题．本题是对一道老题的改编，主要考查三力共点的相关知识，本 题看似简单，但要拿满分并不容易。高考题往往都是对老题的改编、加深，也是很 多高考命题专家思路的发源点和命题的方向． 【解析】设链条左端受到天花板的拉力大小为 1N ，链条右端受到竖直墙的拉力大小 为 2N ，对链条的两部分分别隔离进行分析，有 1N sin T  （1）………………………………………………………………………（2 分） 1 2 3N cos G  （2）……………………………………………………………………（4 分） 2 sinN T  （3）………………………………………………………………………（6 分） 2 1cos 3N G  （4）……………………………………………………………………（8 分） 由以上四式可得： 2 tan3 GT  ……………………………………………………（10 分） 3tan 2tanTG    ……………………………………… …………（12 分） 13．【解析】(1)设滑块A与滑块B相 遇时的速度大小为 1v ，根据动能定 理 ， 2 12 1 mvqEl  ， 得 smv /0.61  v．…………………… ……………………………………… ……………（1分） 滑块A、B碰撞的过程动量守恒，有 vMmmv )(1  ， smv /5.1 。………………（2 分） 两滑动共同运动，与墙壁发生碰撞后返回，在这段过程中，滑块克服电场力做的功 等于滑块动能的减少． 设两滑块离开墙壁的最大距离为L1，则 2 1 )(2 1)( vMmsLqE  ， 得： mL 28.040 11 1  …………………………………………………………………（4 分） (2)在滑块A、B碰撞之前摩擦力做功为 JmglW 3 1 100.9   ，…………………………………………………………（6分） 设两滑块相遇时滑块A的速度为V1，由动能定理，有： 2 12 1)( mVlngqE   得 smV /331  ………………………………………………………………………… （8分） 滑块A、B碰撞的过程动量守恒，有： VMmmV )(1  得 smV /34 3 ……………………………………………………………………… （10分） 两滑块共同运动，与墙壁发生碰撞后返回，在这段过程中，设两滑块最后静止的位 置 距 墙 壁 的 距 离 为 L2 ， 根 据 动 能 定 理 ， 得 2 22 )(2 10)()()( VMmsLgMmsLqE   ……………………………（12分） 在 A 、 B 碰 撞 之 后 到 两 滑 块 停 下 的 过 程 中 ， 滑 块 克 服 摩 擦 力 做 功 为 JsLgMmW 3 22 104.5)()(   ………………………………………………（14 分） 整个过程中产生的热Q等于滑块克服摩擦力做功的总和， 即 2 21 1044.1  WWQ ………………………………………………………（16 分） 14．【说明】原创题．本题考查带电粒子（小球）在复合场中的运动，结合了两大运 动——自由落体运动和匀速圆周运动，与高考难度相近． 【解析】（1）设两球的质量都为 m ，A 球带电量为 q，根据题意，加上电场与重力场 后，小球 B 开始做自由落体运动，因为小球 A 继续水平向右运动，则有 qE mg ，可得 qEm g  ，（1）…………………………………………………………… （2 分） 小球 A 到达 O 点的时间 Lt v  （2）……………………………………………………… （3 分） 因为撤去电场和重力场后小球 B 做匀速运动，所以小球 B 的最终速度 ' gLv gt v   （3）………………………………………………………………………… （4 分） 此过程小球 B 位移 2 2 2 1 2 2 gLS gt v   （4）………………………………………………（6 分） 小球 A 做圆周运动的半径 mvR qB  （5） 周期 2 mT qB  （6）………………………………………………… （8 分） 所以要时两球相碰，则 '( ) 22 TkT v S R   （其中 k =1，2，3……）（7）…………（11 分） 将（3）（4）（5）（6）代入（7）式，得： 2 2 1[ ( )]2 4 qBgLm v gL k v    ……………………………………………………………（13 分） 将（1）式代入上式，得 2 2 2 14 [ ( )]2 Bg LE v v gL k    （其中 k =1，2，3……）（8）………………………………（16 分） （2）由第（1）步： ' 1( )2t t kT T   …………………………………………………（17 分） 将（6）式代入，得： ' 1 2 1 2( ) ( )2 2 L m l Et k kv qB v gB        ………………………（19 分） 将（8）式代入上式， 所以 2 ' 2 1( )2 12 [ ( )]2 gL klt v v v gL K        （其中 k =1，2，3……）…………………………（21 分） 15．【说明】原创题．本题考查了带电粒子在复合场（重力场、电场、磁场）中的运 动同时也考查了对欧姆定律的应用．难度不大，但对学生了解和把握高考的侧重点 有一定帮助． 【解析】（1）①根据右手定则，可知感应电流方向，再由感应电流方向可知电容器 上极板带负电，下极板带正电，因为液滴做匀速圆周运动，所以电场力必定与重力 平 衡 ， 所 以 电 场 力 方 向 向 上 ， 所 以 液 滴 带 正 电．………………………………………………（3 分） ②设两极板间电压为U ，场强为 场E ，电阻 R 两端电压为 RU ，感应电动势为 E，感 应电流为 I，磁感应强度为 B，液滴质量为m ，带电量大小为q ． 由电场力与重力二力平衡可得： d qUqEFmg 场电  （1）………………………（6 分） 由欧姆定律： RrR EIRUU R  （2）…………………………………………（9 分） 又 BlvE  （3）……………………………………………………………………… （11 分） ∴由以上（1）（2）（3）三式解得： qRlv rRmgdB )(  ．………………………………（13 分） ∴圆周运动半径 )( 00 0 rRgd vlRv qB mvR  ．……………………………………………（15 分） ∴ 202 0 ])([ rRgd vlRvRS   ……………………………………………………………(17 分) （2）由第（1）步， )( 2 )( 22 0 00 0 rRgd lRv rRgd vlRv vv RT   ……………………………………………（20 分）