【物理】福建省厦门市2020届高三下学期3月线上质量检查（一）（解析版）

【物理】福建省厦门市2020届高三下学期3月线上质量检查（一）（解析版）

福建省厦门市2020届高三下学期3月线上 质量检查（一）‎ 第I卷 一、选择题：（本题共8小题，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～8题有多项符合要求。）‎ ‎1.烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（ ）‎ A. 镅放出的是X射线 B. 镅放出的是γ射线 C. 1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变 D. 发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短 ‎【答案】C ‎【详解】AB．镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅放出的是α射线，故AB错误；‎ C．半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg，还剩下0.25 mg没有衰变，故C正确；‎ D．半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故D错误。故选C。‎ ‎2.乒乓球作为我国的国球，是一种大家喜闻乐见的体育运动，它对场地要求低且容易上手。如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（ ）‎ A. 飞出时的初速度大小可能相等 B. 飞出时的初速度竖直分量可能相等 C. 在空中的时间可能相等 D. 撞击墙壁的速度可能相等 ‎【答案】A ‎【详解】C．将乒乓球的运动反向处理，即为平抛运动，由题知，两次的竖直高度不同，所以两次运动时间不同，故C错误；‎ B．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，故B错误；‎ D．撞击墙壁的速度，即可视反向平抛运动的水平初速度，两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，故两次撞击墙壁的速度不同，故D错误；‎ A．由上分析，可知竖直速度大的，其水平速度速度就小，所以根据速度的合成可知，飞出时的初速度大小可能相等，故A正确。故选A ‎3.如图所示，一根质量为M、长为L的铜管放置在水平桌面上，现让一块质量为m、可视为质点的钕铁硼强磁铁从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中不与铜管接触，在此过程中（ ）‎ A. 桌面对铜管的支持力一直为Mg B. 铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒 C. 铜管中没有感应电流 D. 强磁铁下落到桌面的时间 ‎【答案】D ‎【详解】C．强磁铁通过钢管时，导致钢管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故C错误；‎ B．磁铁在铜管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，出现安培力做功产生热能，所以系统机械能不守恒，故B错误；‎ A．由于圆管对磁铁有向上的阻力，则由牛顿第三定律可知磁铁对圆管有向下的力，则桌面对铜管的支持力F＞Mg，故A错误；‎ D．因圆管对磁铁有阻力，所以运动时间与自由落体运动相比会变长，即有，故D正确。故选D。‎ ‎4.如图所示，顶端附有光滑定滑轮斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于0点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下处于水平状态。现保持结点O位置不变，使OA绳逆时针缓慢旋转至竖直方向，在此过程中，P、Q及斜面均保持静止，则（ ）‎ A. 斜面对物块P的摩擦力一直减小 B. 斜面对物块P的支持力一直增大 C. 地面对斜面体的摩擦力一直减小 D. 地面对斜面体的支持力一直增大 ‎【答案】C ‎【详解】缓慢逆时针转动绳OA的方向至竖直的过程中，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置再到3位置，如图所示，‎ 可见绳OA的拉力先减小后增大，绳OB的拉力一直减小。‎ A．由于不清楚刚开始绳子拉力与重力沿斜面向下的分力大小关系，所以当连接P物体的绳子拉力一直减小，不能判断斜面对物块P的摩擦力变化情况，故A错误；‎ B．P物体一直在斜面上处于静止状态，则斜面对P的支持力等于重力在垂直斜面向下的分力，保持不变，故B错误；‎ C．以斜面体和P的整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与OB绳子水平方向的拉力等大反向，因绳OB的拉力一直减小，与水平方向的夹角不变，故其水平分力一直减小，则地面向左的摩擦力一直减小，故C正确；‎ D．以斜面体和P整体为研究对象受力分析，由于绳OB的拉力一直减小，其竖直向下的分力一直减小，根据竖直方向受力平衡，知地面对斜面体的支持力不断减小，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大型抛石机。它采用杠杆式原理，由一根横杆和支架构成，横杆的一端固定重物，另一端放置石袋，发射时用绞车将放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松开，因为重物的牵缀，长臂会猛然翘起，石袋里的巨石就被抛出。将其工作原理简化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量m=10kg，可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴O点相距L=5m的末端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M，发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的夹角α=37°，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石块落地位置与O点的水平距离s=20m，空气阻力不计，g取10m/s2。则（ ）‎ A. 石块水平抛出时的初速度为l0m/s B. 石块水平抛出时的初速度为20m/s C. 从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050J D. 从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2500J ‎【答案】C ‎【详解】AB．石块被抛出后做平抛运动，竖直高度为 可得 水平方向匀速直线运动 可得平抛的初速度为 故AB错误；‎ C D．石块从A点到最高点的过程，由动能定理 解得长臂对石块做的功为 故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎6.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的质子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，且方向与等势面平行，在B点的速度大小为v2，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（ ）‎ A. 粒子的速度v2一定大于v1‎ B. 等势面b的电势比等势面c的电势低 C. 粒子从A点运动到B点所用的时间为 D. 匀强电场的电场强度大小为 ‎【答案】AC ‎【详解】A．电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，带正电的质子弯曲的方向向下，所以质子受力的方向向下，从A到B的过程中电场力做正功，所以质子的速度增大，故A正确；‎ B．质子受力的方向向下，质子带正电，则电场的方向向下，而沿着电场线电势逐渐降低，故b的电势高于c的电势；故B错误；‎ C．质子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，质子在沿等势面方向的分速度不变为v1，所以质子运动的时间 故C正确；‎ D．在沿电场线的方向的位移为y=Lsinθ，由动能定理有 联立解得 故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.如图所示，灯泡A、B完全相同，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=5：1，指示灯L的额定功率是灯泡A的，当输入端接上的交流电压后，三个灯泡均正常发光，两个电流表均为理想电流表，且A2的示数为0.4A，则（ ）‎ A. 电流表A1的示数为0.08A B. 灯泡A的额定电压为22V C. 灯泡L的额定功率为0.8W D. 原线圈的输入功率为8.8W ‎【答案】AC ‎【详解】A．副线圈的总电流即A2的示数为I2＝0.4A，由理想变压器两端的电流比等于匝数的反比，可得 即电流表A1的示数为0.08A，故A正确；‎ BC．变压器的输入电压的有效值为U=110V，根据全电路的能量守恒定律有 而指示灯L的额定功率是灯泡A的，即 联立解得 ‎，‎ 由电功率 可得 故B错误，C正确；‎ D．对原线圈电路由，可得原线圈的输入功率 故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎8.如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a、b，分别以v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N点离开磁场，则（ ）‎ A. 粒子a、b可能带异种电荷 B. 粒子a、b一定带同种电荷 C. v1:v2可能为2:1‎ D. v1:v2只能为1:1‎ ‎【答案】BC ‎【详解】AB．两粒子都从M点入射从N点出射，则a粒子向下偏转，b粒子向上偏转，由左手定则可知两粒子均带正电，故A错误，B正确；‎ CD．设磁场半径为R，将MN当成磁场的边界，两粒子均与边界成45°入射，由运动对称性可知出射时与边界成45°，则一次偏转穿过MN时速度偏转90°；而上下磁场方向相反，则两粒子可以围绕MN重复穿越，运动有周期性，设a粒子重复k次穿过MN，b粒子重复n次穿过MN，由几何关系可知 ‎()‎ ‎()‎ 由洛伦兹力提供向心力，可得 而两个粒子的比荷相同，可知 如，时，，如，时，，则v1:v2可能为1:1或2:1，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ 第卷 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答,第13～14题为选考题，考生根据要求作答 ‎（一）必考题 ‎9.如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置图。水平桌面固定一长导轨，一端伸出桌面，另一端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，另一端被入射小球从自然长度位置A点压缩至B点，释放小球，小球沿导轨从右端水平抛出，落在水平地面上的记录纸上，重复10次，确定小球的落点位置；再把被碰小球放在导轨的右边缘处，重复上述实验10次，在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置(从左到右分别记为P、Q、R)，测得OP=x1，OQ=x2，OR=x3‎ ‎（1）关于实验的要点，下列说法正确的是___‎ A.入射小球的质量可以小于被碰小球的质量 B.入射小球的半径必须大于被碰小球的半径 C.重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点 D.导轨末端必须保持水平 ‎（2）若入射球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则该实验需要验证成立的表达式为__（用所给符号表示）；‎ ‎（3）除空气阻力影响外，请再说出一条可能的实验误差来源_______。‎ ‎【答案】 (1). CD (2). (3). 轨道摩擦的影响：确认落点P、Q、R时的误差：，，的测量误差 ‎【详解】（1）[1]A．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故A错误；‎ B．为使两球发生正碰，入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同，故B错误；‎ C．为了保证入射球每次到达桌面边缘速度相同，则重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点，从而让入射球获得相同的弹性势能，故C正确；‎ D．为了保证两球碰后都能做平抛运动从而能求出飞出时的速度，导轨末端必须保持水平，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎（2）[2]两球碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，有 小球做平抛运动的时间t相等，两边同时乘以t，有 结合碰撞前后小球落点情况，换算水平距离后，有 ‎，，‎ 可得 ‎（3）[3]除空气阻力影响外，本实验其它的误差有：轨道摩擦的影响；确认落点P、Q、R时的误差；，，的测量误差。‎ ‎10.为了粗略测量电阻，小明同学用量程为5mA的毫安表、电动势为3V的电池、0~999.9Ω)的电阻箱制作了一块简易欧姆表，电路如图所示：‎ ‎（1）为制作欧姆表，__准确测量毫安表的内阻（填“需要”或“不需要”）；‎ ‎（2）进行欧姆调零之后，用该表测量某电阻时，a表笔是__表笔（填“红”或“黑”），此时毫安表读数为2.5mA，则待测电阻阻值为____Ω；‎ ‎（3）如果在毫安表两端并联一个电阻，其余电路均不变，表盘中间刻度对应的电阻值___（填“变大”、“变小”或“不变”）；‎ ‎（4）该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值___真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎【答案】 (1). 不需要 (2). 红 600 (3). 变小 (4). 大于 ‎【详解】（1）[1]欧姆表的工作原理 而 即 则不用确定出Rg的值；根据工作原理可求得相应电流对应的电阻值。‎ ‎（2）[2]右表笔接欧姆档的内部电源的正极，根据所有测量都满足红进黑出向右偏的规律，可知右表笔b为黑表笔，左表笔a为红表笔；‎ ‎[3]毫安表读数2.5mA是表头满偏电流5mA的一半，有 可知此时的待测电阻值刚好等于欧姆表内阻，有 Ω=600Ω ‎（3）[4]在毫安表两端并联一个电阻后，有 其欧姆内阻为，阻值变小，即中值刻度值变小。‎ ‎（4）[5]电池电动势减小了，则欧姆调零后，欧姆表的内阻 故欧姆表的内阻减小了，由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，故实际测量时，当读数为600Ω，实际电阻是小于600Ω的，故测量值大于实际电阻值。‎ ‎11.如图所示，AB为一固定在水平面上的半圆形细圆管轨道，轨道内壁粗糙，其半径为R且远大于细管的内径，轨道底端与水平轨道BC相切于B点。水平轨道BC长为2R,动摩擦因数为μ1=0.5，右侧为一固定在水平面上的粗糙斜面。斜面CD足够长，倾角为θ=37°，动摩擦因数为μ2=0.8。一质量为m，可视为质点的物块从圆管轨道顶端A点以初速度水平射入圆管轨道，运动到B点时对轨道的压力为自身重力的5倍，物块经过C点时速度大小不发生变化。sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）物块从A点运动到B点的过程中，阻力所做的功；‎ ‎（2）物块最终停留的位置。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【详解】（1）物块到B点时，设轨道对其支持力为N，由牛顿第三定律知 由牛顿第二定律 解得 A到B的过程，由动能定理 得 ‎（2）设物块沿斜面上升的最大位移为，由动能定理 其中 ‎，‎ 得 因，故物块在速度减为零之后不会下滑，物体最终会静止在斜面上距离点的位置。‎ ‎12.如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g ‎，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：‎ ‎（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；‎ ‎（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；‎ ‎（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3），负号代表冲量沿斜面向上。‎ ‎【详解】（1）金属棒ab释放瞬间加速度最大，根据牛顿第二定律有 得 ‎（2）金属棒ab释放之后，合外力为零时速度最大，则有 其中 得 ‎（3）金属棒ab释放之后，根据牛顿第二定律，可得任意时刻的加速度 得：，其图象如图所示 图像面积代表速度增量，由运动的对称性可知，从金属棒ab释放起，经过时间速度减为零，此后保持静止，在此过程中，金属ef一直匀加速直线运动，则有 对金属棒ef，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理可得 其中 得：，负号代表冲量沿斜面向上 说明：其它方法求解也可以，如写出外力的表达式，用其平均值计算冲量大小 得 则可知释放瞬间，‎ 时刻，‎ ‎ ‎ 图象所围成的面积代表其冲量，则有 得：，负号代表冲量沿斜面向上 ‎（二）选考题：请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科都按所做的第一题计分 ‎13.抗击新冠肺炎疫情战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109—6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109—2.64×109Hz，则____‎ A. 5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快 B. 5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 C. 空间中的5G信号和4G信号不会产生干涉现象 D. 5G信号是横波，4G信号是纵波 E. 5G信号所用的无线电波具有波粒二象性 ‎【答案】BCE ‎【详解】A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；‎ B．5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号不易发生衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；‎ C．5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不能产生稳定的干涉现象，故C正确；‎ D．电磁波均为横波，故5G信号和4G信号都是横波，故D错误；‎ E．任何电磁波包括无线电波都具有波粒二象性的特点，故E正确。‎ 故选BCE。‎ ‎14.如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒直径为4cm，长度为30cm。一束光线从圆柱形棒的一个底面中心垂直射入，经由另一底面射出。求：‎ ‎（1）该透明材料的折射率；‎ ‎（2）保持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在内壁上发生全反射，仍从另一底面射出，最多能经历几次全反射。‎ ‎【答案】（1）；（2）次。‎ ‎【详解】（1）设光在该材料中传播速度为，则 得 由可知 ‎（2）设全反射临界角为，则 解得 每发生一次全反射，光在轴线方向前进的距离为 得 所以次。‎