陕西省汉中市2020届高三上学期第四次质量检测物理试题
2020届高三第4次质量检测物理试题
一、选择题
1.科学家探究自然界的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献。下列描述符合物理学史实的是
A. 卢瑟福首先实现了原子核的人工转变，该实验验证了原子核是可再分的
B. 波尔最先将“能量子”的概念引入物理学，为量子力学的建立开创了先河
C. 库伦最先通过实验测量出了元电荷的电量
D. 牛顿最先采用数学推理与实验验证相结合的方法来研究物理问题
【答案】A
【解析】
【详解】A．卢瑟福首先实现了原子核的人工转变，该实验验证了原子核是可再分的，故A正确；
B．普朗克最先将“能量子”的概念引入物理学，为量子力学的建立开创了先河，故B错误；
C．密立根最早测出了元电荷e的数值，故C错误；
D．伽利略最先采用数学推理与实验验证相结合的方法来研究物理问题，故D错误。
2.一质点在x轴上做直线运动，位置坐标随时间的变化关系为x=6t+2-t2（t的单位为“s”，x的单位为“m”），则
A. 质点的加速度为1m/s2 B. 从t=0到t=4s质点发生的位移为10m
C. 从t=0到t=4s质点通过的路程为8m D. 从t=0到t=4s质点的平均速率为2.5m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题，此质点沿直线运动的位移随时间的变化关系式
匀变速直线运动的位移-时间关系式为，两式相比较，得到：
物体的初速度为，加速度保持不变，说明物体做匀加速直线运动，故A错误；
B．质点前4s的位移
故B错误；
C．质点速度减为零的时间
前3s内质点的位移
反向匀加速运动的位移
所以4s内通过的路程为
故C错误；
D．从t=0到t=4s质点的平均速率
故D正确。
3.如图所示，面积足够大的两平行金属板竖直放置，板间距离为d，两平行金属板与直流电压为U的电源连接（图中未画出），右极板接地，板间放有一个半径为R的绝缘金属球壳，AB为金属球壳的水平直径，若d=4R，则下列说法正确的是
A. 由于静电感应，金属球壳上A、B两点的电势差为
B. 金属球壳中心O点的场强方向水平向右
C. 由于静电感应，金属球壳中心O点的电势一定大于0
D. 金属球壳外表面上的任何两点场强都相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面上电势处处相等，金属球壳上A、B两点的电势差为零，故A错误；
B．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，球壳中心O点场强为零，故B错误；
C．处于静电平衡状态的导体是等势体，右极板接地，右极板电势为零，左极板带正电，电场线方向向右，沿电场线的方向电势降低，所以金属球壳中心O点的电势一定大于0，故C正确；
D．球壳AB是一个等势体，AB的外表面处，各点的电场强度的方向与球壳的外表面垂直，所以A点与B点的电场强度的方向一定不同，故D错误。
4.如图所示，两个大小不等光滑球置于半球状的凹槽内，O为凹槽的球心，O1是质量为m1的大球的球心，O2是质量为m2的小球的球心，两球静止时切点正好处于O点正下方。则下列说法正确的是
A. m1>m2 B. m1
μ乙．
三、计算
15.如图所示，电子以初速度v0射入匀强电场中的沿水平方向的等势面1（己知电势为），已知电子电量为e，质量为m、射入时速度与竖直方向夹角为α，求电子从等势面2（已知电势为）射出时速度与竖直方向的夹角β的正弦值sinβ。（电子重力不计）
【答案】
【解析】
【详解】设电子经过等势面2时速度大小为v，电子经过两等势面的过程水平分速度不变，
则有
①
另由动能定理：
②
由①②得：
16.如图是一种常见的圆桌，桌面中间嵌一半径为r=1.5m、可绕中心轴转动的圆盘，桌面与圆盘面在同一水平面内且两者间缝隙可不考虑。已知桌面离地高度为h=0.8m，将一可视为质点的小碟子放置在圆盘边缘，若缓慢增大圆盘的角速度，碟子将从圆盘上甩出并滑上桌面，再从桌面飞出，落地点与桌面飞出点的水平距离是0.4m．已知碟子质量m=0.1kg，碟子与圆盘间的最大静摩擦力Fmax=0.6N．求：
（1）碟子从桌面飞出时的速度大小；
（2）碟子在桌面上运动时，桌面摩擦力对它做的功；
（3）若碟子与桌面动摩擦因数为μ=0.225，要使碟子不滑出桌面，则桌面半径至少是多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
详解】（1）根据平抛运动规律：
解得：
（2）碟子从圆盘上甩出时的速度为 ，则：
解得：
由动能定理得：
代入数据得：
（3）当物体滑到餐桌边缘时速度恰好减为零，对应的餐桌半径取最小值。设物体在餐桌上滑动的位移为s，由动能定理有：
餐桌的最小半径为：
可得：
s=2.5m
17.如图所示，足够长的粗糙水平轨道AB上放置长木板m2和小滑块m3，小滑块m1置于m2的右端。m3与长木板m 2左端距离S=0.16m。现m1以水平向左的初速度v0=2.1m/s滑上长木板m 2的右端。当m 2与m 3发生弹性正碰（碰撞时间极短）后最终m 1和m 2均停下，且m 1还在长木板m 2上。己知m 1＝1.0kg，m 2=0.5kg，m 3=0.3kg，m 1与m 2之间动摩擦因数μ1=0.1、m 2与AB之间动摩擦因数μ2＝0.05、m 3与AB间摩擦不计，取g=10m/s2。求：
（1）m 2开始运动到与m 3发生碰撞经历的时间；
（2）m 2与m3碰撞结束瞬间，m 3速度大小；
（3）m 2运动的总路程。
【答案】（1）0.8s（2）0.1m/s（3）0.65m
【解析】
【详解】(1)根据牛顿第二定律可知：小滑块的加速度大小为
长木板的加速度为
与相撞时经过的时间t1，根据位移时间关系可得：
解得
此时小滑块的速度
长木板的速度
(2)与碰前的速度为，长木板与小滑块发生弹性碰撞前后
由动量守恒：
由机械能守恒得：
解得：
；
(3)与相碰后，设、碰撞后经过时间小滑块与长木板速度相同，设为v，则，
，
解得：
s；
恰好等于小滑块的速度，可知长木板不可能再与发生第二次碰撞。这段时间内长木板的位移
设此后长木板与小滑块一起以共同的加速度a做匀减速直线运动直到停止，因
所以小于a；故成立，一起匀减速的位移
长木板运动的总路程
四、选做题
18.下列说法中正确的有（ ）
A. 在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的作用力为零
B. 一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加
C. 悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
D. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
E. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．密封容器内的气体压强和气体的重力无关，故A与题意不符；
B．温度是分子平均动能的标志。根据气体压强的微观意义，气体压强与气体分子的平均动能和分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次有关，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加，故B与题意相符；
C．悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，小颗粒的运动就越趋于平衡，布朗运动越不明显，故C与题意不符；
D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大，物体内能不一定大，故D与题意相符；
E．当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，分子势能增大，故E
与题意相符。
19.如图所示，一个开口向上的圆柱形气缸置于水平面上，活塞与气缸之间封闭有一定质量的理想气体，温度t1=270C，气柱高度为l。活塞的质量m＝1kg，面积S=10cm2，与气缸之间无摩擦且不漏气。活塞正上方用轻质细线悬挂一重物，重物的质量M=2kg，重物底部与活塞的距离也为l。己知大气压强p0＝1.0×105Pa，气缸高度h＝2.5l，热力学温度与摄氏温度的关系为T＝（t+273）K，g＝10m/s2，如果给封闭气体缓慢加热，求当活塞移动到气缸顶部时气体的摄氏温度与压强。（保留三位有效数字）
【答案】613 ；
【解析】
【详解】初态气体压强
温度
当活塞移至气缸顶部时，栓重物的细绳变松弛，封闭气体压强
对封闭气体，由理想气体状态方程：
解得：
即此时的摄氏温度
20.下列说法正确的是（ ）
A. 观测到某星球上A元素发出的光的频率大于地球上A元素发出的光的频率，则该星球正在靠近地球
B. 自然光包含着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相同
C. 在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要浅一些
D. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
E. 若红光由真空进入折射率为n的介质中，则红光在介质中的波长与其在真空中的波长的比值为n
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，故A与题意相符；
B．自然光包含着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相同，故B与题意相符；
C．在岸边观察水中的鱼，看到的鱼是由于鱼发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据折射定律知折射角大于入射角，所以看到的鱼比实际深度要浅一些，故C与题意不符；
D．根据双缝干涉的宽度公式：可知，在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故D与题意相符；
E．红光由真空进入折射率为n的介质中，频率不变，则
得红光在介质中的波长与其在真空中的波长的比值
故E与题意不符。
21.如图所示，一弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间沿x轴做简谐运动，B、C两点间的距离为30cm。在t＝0时刻，振子从O、B两点间的P点以速度v向B点运动。在
t=0.4s时刻，振子速度第一次变为－v。在t=0.6s时刻，振子速度第二次变为－v。求：
（1）弹簧振子的周期，并写出振子的位移表达式
（2）从t=0时刻开始，4s内振子经过的路程
（3）与经过P点时的回复力大小相等且加速度正在减小的时刻
【答案】（1）（2）195cm（3） n=0、1、2
【解析】
【详解】(1)由对称性知
得：
振幅
由于t=0及t=0.4s振子的位移相同而速度等大反向，故初相
角频率为
故振子位移表达式为
(2)4s内周期数为
令，代入位移表达式解得
故振子的路程
(3)与经过P点时的回复力大小相等且加速度正在减小的时刻为
n=0、1、2
