【物理】四川省宜宾市第四中学2020届高三上学期期中考试（解析版）

【物理】四川省宜宾市第四中学2020届高三上学期期中考试（解析版）

四川省宜宾市第四中学2020届高三上学期 期中考试 一、选择题 ‎1.某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m，功率为5.0×10－3 W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，该激光器发出的 A. 是紫外线 B. 是红外线 C. 光子能量约为1.3×10－13 J D. 光子数约为每秒3.8×1017个 ‎【答案】B ‎【详解】AB．该激光的波长比可见光的波长长，属于红外线．故A错误，B正确．‎ C．光子能量 E＝h＝6.63×10﹣34×J＝1.326×10﹣19 J．故C错误．‎ D．每秒钟发出的光子数 n＝＝≈3.8×1016个．故D错误．‎ ‎2.研究发现，若某行星自转角速度变为原来的2倍，则位于该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力，已知该行星的自转周期为，赤道半径为，引力常量为，则（ ）‎ A. 该行星的质量为 B. 该行星的质量为 C. 质量为的物体对该行星赤道表面的压力为 D. 环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为 ‎【答案】B ‎【详解】AB．该行星自转角速度变为原来两倍，则周期将变为原来的1/2，即为T/2，由题意可知此时：，解得：，故A错误；B正确；‎ C．行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力：mg−FN＝mR，又： ，，解得：，由牛顿第三定律可知质量为m的物体对行星赤道地面的压力为，故C错误；‎ D．7.9km/s是地球的第一宇宙速度，由于不知道该星球的质量以及半径与地球质量和半径的关系，故无法得到该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系，故无法确环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度是不是必不大于7.9km/s，故D错误．‎ ‎3.一滑块做直线运动的v﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（ ）‎ A. 滑块在2s末的速度方向发生改变 B. 滑块在4s末的加速度方向发生改变 C. 滑块在2～4s内的位移等于4～6s内的位移 D. 滑块在0～2s内的平均速度等于2～4s内的平均速度 ‎【答案】D ‎【详解】A、在2s末前后速度方向均为正,故速度方向没有发生改变,A错误; B、在4s末前后图线斜率没变,则加速度没变,故B错误; C、由图像可知，滑块在2～4s内的位移等于4--6s内的位移大小相等，方向相反，故C错；‎ D、由图像可知：滑块在0～2s内的位移等于2～4s内的的位移，所以滑块在0～2s内的平均速度等于2～4s内的平均速度，故D对；故选D ‎4.如图所示，A、B两带正电粒子质量相等，电荷量之比为1：4．两粒子在O上方同一位置沿垂直电场方向射入平行板电容器中，分别打在C、D两点，OC=CD忽略粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是 A. A和B在电场中运动的时间之比为1：2‎ B. A和B运动的加速度大小之比为4：1‎ C. A和B的初速度大小之比为1：4‎ D. A和B的位移大小之比为1：2‎ ‎【答案】C ‎【分析】带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学公式得到偏转量y的表达式,求解质量之比;根据水平位移与初速度之比求解时间之比.‎ ‎【详解】A、粒子电荷量之比为1：4，粒子在竖直方向上做匀加速运动，由 ‎ ，可知 A和B在电场中运动的时间之比为2：1，故A错；‎ B、A、B两带正电粒子质量相等，电荷量之比为1：4，根据 ，所以A和B运动的加速度大小之比为1:4,故B错；‎ C、根据题意OC=CD，两粒子水平方向上做匀速运动，根据 ，可知A和B的初速度大小之比为1：4，故C对；‎ D、A和B的位移大小之比为1：2，竖直方向也有位移，那么合位移之比不能等于1：2，故D错；故选C ‎5.如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为l且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计．现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过60°的过程中(金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计)‎ A. 通过定值电阻的最大电流为 B. 通过定值电阻的最大电流为 C. 通过定值电阻的电荷量为 D. 通过定值电阻的电荷量为 ‎【答案】D ‎【详解】AB．棒绕端点转动切割磁感线而产生动生电动势，棒在60°位置时有效长度最大为，线速度关于半径均匀增大，则，由欧姆定律可得；故A，B错误.‎ CD．由电量的定义式，而，可得，棒转过60°扫过的有效面积为，联立可得；故C错误，D正确.‎ ‎6.如图所示，在直角坐标系xOy的第Ⅰ象限存在着方向平行于y轴的匀强电场，场强大小为5×103N/C．一个可视为质点的带电小球在t=0时刻从y轴上的a点以沿x轴正方向的初速度进入电场，图中的b、c、d是从t=0时刻开始每隔0.1s记录到的小球位置，已知重力加速度的大小是10m/s2．则以下说法正确的是 A. 小球从a运动到d的过程中，电势能一定减小 B. 小球从a运动到d的过程中，机械能一定减小 C. 小球的初速度是0.60m/s D. 小球的比荷(电荷量/质量)是1×10-3C/kg ‎【答案】BCD ‎【详解】在竖直方向上，由△y=aT2得，，说明电场力方向竖直向上，小球从a运动到d的过程中，电场力做负功，则其电势能一定增大．故A错误．电场力做负功，则小球的机械能一定减小．故B正确．在水平方向上，小球做匀速直线运动，则有 ．故C正确．由牛顿第二定律得：，得，．故D正确．‎ ‎7.如图所示，在直角坐标系xOy中x＞0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场（其他区域无磁场），在y轴上有到原点O的距离均为L的C、D两点．带电粒子P（不计重力）从C点以速率v沿x轴正向射入磁场，并恰好从O点射出磁场；与粒子P相同的粒子Q从C点以速率4v沿纸面射入磁场，并恰好从D点射出磁场，则（　　）‎ A. 粒子P带正电 B. 粒子P在磁场中运动的时间为 C. 粒子Q在磁场中运动的时间可能为 D. 粒子Q在磁场中运动的路程可能为 ‎【答案】ABD ‎【详解】A．粒子P从C点沿x轴正向进入磁场，受洛伦兹力而向上偏转过O点，由左手定则知带正电；故A正确.‎ B．据题意可知P粒子在磁场中做半个圆周运动，则半径为，运动时间为；故B正确.‎ CD．Q粒子与P粒子相同，而速度为4v，由可知，而CD距离为2L，故Q粒子不可能沿x轴正向进入磁场，设与y轴的夹角为θ，分别有两种情况从C点进过D出，轨迹如图：‎ 有几何关系可知，两种轨迹的圆心角为60°和300°，则粒子Q的运动时间为或；而圆周的弧长为或；故C错误，D正确.‎ ‎8.如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动．现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则 A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R B. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 C. 滑块可能重新回到出发点A处 D. 传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 滑块恰能通过C点时，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程求C点时的临界速度，由动能定理知AC高度差，从而知AB高度；对滑块在传送带上运动的过程根据动能定理列方程求滑行的最大距离的大小因素；根据传送带速度知物块的速度，从而知是否回到A点；滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x，看热量多少，分析相对路程．‎ ‎【详解】若滑块恰能通过C点时有：mg=m；由A到C，根据动能定理知  mghAC=mvC2；联立解得：hAC=R；则AB间竖直高度最小为 2R+R=2.5R，所以A到B点的竖直高度不可能为2R，故A错误；设滑块在传送带上滑行的最远距离为x，则有动能定理有：0-mvC2=2mgR-μmgx，知x与传送带速度无关，故B错误；若滑块回到D点速度大小不变，则滑块可重新回到出发点A点，故C正确；滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x，传送带速度越大，相对路程越大，产生热量越多，故D正确；故选CD．‎ ‎【点睛】本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律，理清物块在传送带上的运动情况，以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键．‎ 二、非选择题 ‎9.如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B．滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．‎ ‎(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝__________mm．‎ ‎(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t ‎，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是____________________．‎ ‎(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出__________（填“”“”或“”）的线性图像．‎ ‎【答案】 (1). 2.30 (2). 遮光条到光电门的距离L（或A、B间的距离） (3). ‎ ‎【详解】（1）游标卡尺的主尺读数为2mm，游标读数为0.05×6mm=0.30mm，所以最终读数d=2mm+0.30mm=2.30mm； （2）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式得若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L； （4）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as，，，则有：；所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出−F图象．‎ ‎10.小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻，又能测量定值电阻阻值电路．‎ 他用了以下的实验器材中的一部分，设计出了图(a)的电路图：‎ a．电流表A1(量程0.6A，内阻很小)；电流表A2(量程300μA，内阻rA=1000Ω)；‎ b．滑动变阻器R(0-20Ω)；‎ c，两个定值电阻R1=1000Ω，R2=9000Ω；‎ d．待测电阻Rx；‎ e．待测电源E(电动势约为3V，内阻约为2Ω)‎ f．开关和导线若干 ‎(1)根据实验要求，与电流表A2串联的定值电阻为___________(填“R1”或“R2”)‎ ‎(2)小明先用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图(b)所示．根据图线可得电源电动势E=___________V；电源内阻r=___________Ω，(计算结果均保留两位有效数字)‎ ‎(3)小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：‎ ‎①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数Ia，电流表A2示数Ib；‎ ‎②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数Ic，电流表A2示数Id；后断开S1；‎ ‎③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为___________．若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比___________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)‎ ‎【答案】 (1). R2 (2). 3.0 2.1 (3). 相等 ‎【详解】（1）电流表A2与R2串联，可改装为量程为的电压表，故选R2即可；‎ ‎（2）由图可知电流表A2的读数对应的电压值即为电源的电动势，则E=3.0V；内阻 ‎ ‎（3）由题意可知： ，；联立解得 ‎；由以上分析可知，若考虑电流表A1内阻影响，则表达式列成： ，，最后求得的Rx表达式不变，则用该方法测得的阻值与其真实值相比相等．‎ ‎11.跳台滑雪是冬奥会上最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h = 10 m，C是半径R = 20 m圆弧的最低点．质量m = 50 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度，到达B点时速度vB = 30 m/s．取重力加速度．‎ ‎（1）求长直助滑道AB的长度L；‎ ‎（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小；‎ ‎（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力的大小．‎ ‎【答案】（1）100m（2）1500N•s（3）3250N ‎【详解】（1）根据匀变速直线运动公式，有 ‎ ‎（2）根据动量定理，有I=mvB-mvA = 1500N·s ‎（3）运动员经C点时的受力分析如图 根据动能定理，运动员在BC段运动的过程中，有 根据牛顿第二定律，有 得 FN=3250N ‎12.如图所示，光滑平行轨道abcd的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度是cd段轨道宽度的2倍，bc段轨道和cd段轨道都足够长，将质量相等的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直．Q棒静止，让P棒从距水平轨道高为h的地方由静止释放，求：‎ ‎⑴P棒滑至水平轨道瞬间的速度大小；‎ ‎⑵P棒和Q棒最终速度．‎ ‎【答案】(1) (2) ，‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据动能定理解出金属棒刚刚到达磁场时的速度；（2）然后P棒开始减速，Q棒开始加速，P、Q两棒产生的电动势方向相反，导致总电动势减小，但是总电动势还是逆时针方向，所以Q继续加速，P继续减速，直到P、Q产生的电动势大小相等，相互抵消，此时电流为零，两棒不再受安培力，均做匀速直线运动．‎ ‎（1）设P，Q棒的长度分别为2L和L，磁感强度为B，P棒进入水平轨道的速度为v 对于P棒，金属棒下落h过程应用动能定理：‎ 解得P棒刚进入磁场时的速度为：‎ ‎（2）当P棒进入水平轨道后，切割磁感线产生感应电流．P棒受到安培力作用而减速，Q棒受到安培力而加速，Q棒运动后也将产生感应电动势，与P棒感应电动势反向，因此回路中的电流将减小．最终达到匀速运动时，回路的电流为零 所以：，即，解得：‎ 因为当P，Q在水平轨道上运动时，它们所受到的合力并不为零 ‎（设I为回路中的电流），因此P，Q组成的系统动量不守恒 设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为 P，Q对PQ分别应用动量定理得：‎ 联立解得：，‎ ‎13.下列说法正确的是___________．‎ A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 在分子力作用范围内若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大 C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程一定放热 D. 液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征 E. 水的饱和汽压随温度的升高而增大 ‎【答案】BDE ‎【详解】布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，选项A错误；在分子力作用范围内若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，选项B正确；一定质量的理想气体等压膨胀过程，温度升高，内能变大，对外做功，则一定吸热，选项C错误；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，选项D正确；水的饱和汽压随温度的升高而增大，选项E正确.‎ ‎14.如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）．两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦．活塞的下方为理想气体，上方为真空．当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h.（已知m1＝3m，m2＝2m） ‎ ‎（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）； ‎ ‎（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到1.25T0，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）．‎ ‎【答案】（1）x=h（2）0.75mgh ‎【详解】⑴设左、右活塞的面积分别为和A，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即 由此得；‎ 在两个活塞上各加一质量为m的物块后，右边物体对活塞产生的压强较大，所以气体向左气缸移动，最终右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中．‎ 在初态，气体的压强为，体积为；在末态，气体压强为，体积为（x为左活塞的高度）．由玻意耳定律得：‎ 解得，即两活塞的高度差为；‎ ‎⑵当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为，设是温度达到T时左活塞的高度，由盖·吕萨克定律得：‎ 活塞对气体做的功为：‎ 在此过程中气体吸收热量。‎ ‎15.如图甲所示，O点为振源，OP＝s，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波．图乙为从t＝0时刻开始描绘的质点P的振动图象．下列判断中正确的是___________‎ A. t＝0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向 B. t＝t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向 C. t＝t2时刻，O点的振动方向沿y轴正方向 D. 这列波的频率为 E. 这列波的波长为 ‎【答案】ADE ‎【详解】P点的起振方向与O点起振方向相同，由乙图读出t1时刻，P点的振动方向沿y轴正方向，即P点的起振方向沿y轴正方向，则t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向，故A正确.由图乙振动图象看出，t2时刻，P点的振动方向沿y轴正方向，故B错误.因不知t1与周期T的倍数关系，故不能判断t2时刻O点的振动情况，故C错误.由乙图看出，周期T=t2-t1，所以；故D正确.由乙图看出，波从O点传到P点的时间为t1，传播距离为s，则波速为，则波长为，故E正确.故选ADE.‎ ‎16.如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0(实线)和t=0.5s(虚线)时刻的波形图．‎ ‎(1)若t=0时刻，x=2.5m处质点正沿y轴负方向振动，求该质点第一次回到t=0时刻的位置所经过的最长时间；‎ ‎(2)若波动的周期T≤0.5s≤2T，则在1s内波形传播的距离为多少?‎ ‎【答案】（1） （2）10m或14m 分析】①‎ 据在t=0时刻，x=2.5m处的质点向y轴负方向运动，根据波形平移法得到该波的传播方向；由两个时刻的波形可知时间与周期的关系，求出周期的通项，根据周期通项，读出波长，求出波速． ②简谐波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离．根据波形的平移法可知，若波向左传播，且T＜△t＜2T，则波传播的距离是 1λ；若波向右传播，且T＜△t＜2T，波传播的距离是1λ，从而求得波速，进而即可求解1s内波形平移的距离．‎ ‎【详解】（1）已知在t=0时刻，x=2.5m处的质点向y轴负方向运动，波形向左平移，所以该波沿x轴的负方向传播．结合图像可知，该质点回到t=0时刻的位置波形传播的最小距离为x=1m，波传播的速度 （k=0，1，2，…），k=0时波速最小，最小速度为v=6m/s；x=2.5m处质点回到t=0时刻的位置所用最长时间 （2）由于T≤0.5s≤2T，若波沿x轴正向传播，则0.5s内波传播的距离为x1=5m；波在1s内传播的距离为10m；若波沿x轴负向传播，则0.5s内波传播的距离为x2=7m；波在1s内传播的距离为14m；‎ ‎【点睛】本题是多解问题，关键是会通过波形微平移确定各个质点的振动方向和波动方向；然后由图象得到周期的通项，最后求解传播速度．‎