【物理】四川省棠湖中学2020届高三上学期期中考试（解析版）

【物理】四川省棠湖中学2020届高三上学期期中考试（解析版）

四川省棠湖中学2020届高三上学期期中考试 ‎1.下列核反应方程中，属于β衰变的是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】β衰变生成电子，新原子核的质量数不变，而核电荷数增加1个；由此分析可知，A是β衰变，B是核聚变，C是a衰变，D是人工核反应，A正确，BCD错误．‎ ‎2.平直公路上行驶的a车和b车，其位移时间图象分别为图中直线a和曲线b，已知b车做匀变速直线运动，t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（ ）‎ A. b车的加速度大小为1 m/s2‎ B. a车的速度大小为3 m/s C. b车做匀加速直线运动 D. t=2s时，a、b两车相遇，速度不相等 ‎【答案】A ‎【详解】AB.位移时间图像中的斜率代表物体的速度，所以a物体做匀速运动，t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，所以，对b车从0到2s，设初速度：，，联立解得：，，A正确B错误 C.因为斜率代表速度，而b车的斜率越来越小，所以b车做匀减速运动，C错误 D.因为t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，斜率相同，所以辆车在该时刻速度相等，D错误 ‎3.如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个α粒子从两板正中央垂直电场、磁场入射，它在金属板间运动轨迹如图中曲线所示，则在α粒子飞跃金属板间区域过程中（　　）‎ A. α粒子动能增大 B. α粒子的电势能增大 C. 电场力对α粒子做负功 D. 磁场力对α粒子做负功 ‎【答案】A ‎【详解】对α粒子在电场、磁场中进行受力分析，受到竖直向上的洛伦兹力和竖直向下的电场力．运动过程中，洛伦兹力不做功，由图中给出的α粒子的运动轨迹可知电场力对其做正功，因此α粒子的电势能减小．再由动能定理可知，α粒子的动能增大．因此A正确、BCD错误．‎ ‎4.由于“潮汐锁定”，月球的自转和公转的周期几乎相同，使月球永远以一面向着地球．2019年Ⅰ月3日，我国发射的嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面．若月球和地球的自转周期之比为q，则月球和地球同步卫星绕地球公转的轨道半径之比和加速度之比分别为 A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】B ‎【详解】根据可得，由于月球和地球的自转周期之比为q，所以月球和同步卫星的公转周期之比为q，则月球和地球同步卫星的轨道半径之比为；根据可得，月球和地球同步卫星的向心加速度之比为，故B正确，A、C、D错误；故选B．‎ ‎5.如图甲所示,质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2‎ ‎ kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F．若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)．‎ A. 0-4 s时间内拉力的冲量为3.2 N·s B. t=4 s时滑块的速度大小为17.5 m/s C. 木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s D. 木板的速度最大为2 m/s ‎【答案】C ‎【详解】A.冲量的定义式:,所以F-t图像面积代表冲量，所以0-4 s时间内拉力的冲量为，A错误 B.木块相对木板滑动时：对木板：，对木块：，联立解得：，，所以0时刻，即相对滑动，对滑块：，解得4s时滑块速度大小：，B错误 CD.4s时，木板的速度，撤去外力后，木板加速，滑块减速，直到共速，根据动量守恒：，解得：，对木板根据动能定理可得：C正确，D错误 ‎6.竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的圆弧MN和半径为r的半圆弧NP拼接而成（两段圆弧相切于N点），小球带正电，质量为m，电荷量为q．已知将小球由M点静止释放后，它刚好能通过P点，不计空气阻力．下列说法正确的是（　　）‎ A. 若加竖直向上的匀强电场，则小球能通过P点 B. 若加竖直向下的匀强电场，则小球不能通过P点 C. 若加垂直纸面向里的匀强磁场，则小球不能通过P点 D. 若加垂直纸面向外的匀强磁场，则小球不能通过P点 ‎【答案】AC ‎【分析】应用动能定理求出小球到达P点的速度，小球恰好通过P点时轨道对球的作用力恰好为零，应用动能定理与牛顿第二定律分析答题．‎ ‎【详解】设M、P间的高度差为h，小球从M到P过程由动能定理得：，，小球恰好通过P点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：，r=2h；‎ A、若加竖直向上匀强电场E（Eq＜mg），小球从M到P过程由动能定理得：，解得：，则：，小球恰好通过P点，故A正确；‎ B、若加竖直向下的匀强电场，小球从M到P过程由动能定理得：，解得:，则：，小球恰好通过P点，故B错误；‎ C、若加垂直纸面向里的匀强磁场，小球到达P点的速度v不变，洛伦兹力竖直向下，则:，小球不能通过P点，故C正确；‎ D、若加垂直纸面向外的匀强磁场，小球到达P点的速度v不变，洛伦兹力竖直向上，则：，小球对轨道有压力，小球能通过P点，故D错误；‎ 故选AC.‎ ‎【点睛】本题是一道力学综合题，知道小球通过P点的临界条件是：的、轨道对小球的支持力恰好为零，分析清楚小球的运动过程，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题．‎ ‎7.如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在的平面平行．已知a点电势为20 V，b点电势为24 V，d点电势为12 V．一个质子从b点以速度v0射入此电场，入射方向与bc 成45°角，一段时间后经过c点．不计质子的重力．下列判断正确的是（ ）‎ A. c点电势高于a点电势 ‎ B. 场强的方向由b指向d C. 质子从b运动到c所用的时间为 D. 质子从b运动到c，电场力做功为4 eV ‎【答案】C ‎【详解】A．在匀强电场中，沿着电场线方向每前进相同的距离，电势变化相等，故 Ua-Ud=Ub-Uc 解得 Uc=16V a点电势为20V．则c点电势低于a点电势．故A错误；‎ B．设ad连线中点为O，则其电势为16V，故co为等势面，电场线与等势面垂直，则电场线沿着bo方向，故B错误；‎ C．由上可知，电场线沿着bo方向，质子从b运动到c做类平抛运动，垂直于bo方向做匀速运动，位移大小为 则运动时间为 故C正确； D．根据W=qU，质子从b点运动到c点，电场力做功 W=qUbc=1e×（24V-16V）=8eV 故D错误；‎ ‎8.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.‎ ‎9.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测量弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图甲所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测量相应的弹簧的总长度，并在图乙坐标纸上描出了弹簧所受的拉力与弹簧长度所对应的五个点，连接这些点就得到一条图线．‎ ‎ ‎ ‎（1）由此图线可计算出该弹簧的劲度系数k＝______N/m；‎ ‎（2）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：________________；‎ 缺点在于：_________________________.‎ ‎【答案】(1). 20 (2). 避免弹簧自身所受重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差 ‎【详解】（1）描点作图，F－L图线如图所示，当弹力为零时，弹簧的形变量为零，此时弹簧的长度等于弹簧的原长，则弹簧的原长 根据胡克定律知，，可知图线的斜率表示劲度系数，则；‎ ‎（2）优点是可以避免弹簧自身所受重力对实验的影响，从而减小实验误差；‎ 缺点是弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．‎ ‎10.为测定电流表内电阻Rg，实验中备用的器件有：‎ A．电流表（量程0﹣100μA） B．标准伏特表（量程0﹣5V）‎ C．电阻箱（阻值范围0﹣999Ω） D．电阻箱（阻值范围0﹣99999Ω）‎ E．电源（电动势2V） F．电源（电动势6V）‎ G．滑动变阻器（阻值范围0﹣50Ω，额定电流1.5A），还有若干开关和导线．‎ ‎（1）如果采用如图所示的电路测定电流表A的内电阻并且想得到较高的精确度，那么从以上备用器件中，可变电阻R1应选用_____，可变电阻R2应选用_____，电源应选用_____（用字母代号填写）．‎ ‎（2）如果实验时要进行的步骤有：‎ a．合上开关K1；‎ b．合上开关K2；‎ c．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调到最大；‎ d．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；‎ e．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；‎ f．记下R2的阻值．‎ 把以上步骤的字母按实验的合理顺序为：_____．‎ ‎（3）如果在步骤f中所得R2的阻值为600Ω，则图中电流表的内电阻Rg的测量值为_____Ω．‎ ‎（4）如果再给出：H．电源（电动势8V）；I．电源（电动势12V），电源应选择_____（选填选项前的字母）．‎ ‎（5）某同学认为步骤e中不需要保证“电流表指针偏转到满刻度的一半”这一条件，也可测得的电流表内阻Rg，请你分析论证该同学的判断是否可行．_____‎ ‎【答案】(1). D C F (2). cadbef (3). 600 (4). H (5). 可行 ‎【详解】（1）该实验是半偏电流法测电流表的内阻．K2闭合前后的两次电路，如果干路电流变化不大，那么就可以认为，K2闭合后，电流表半偏时，电流表和电阻箱R2所分的电流各占一半，又因为二者并联，两端的电压相等，自然就可以推出电流表的内阻和电阻箱R2的阻值相等．要保证两次实验干路的电流变化不大，就需要保证两次实验电路的总电阻变化不大，也就是说，在给电流表并联上一个电阻箱后导致的电阻变化，对整个电路影响不大．要达到这个效果，R1就需要选一个尽可能大的电阻，可以是电阻箱，也可以是滑变，也可以是电位器，但阻值要尽可能地大，经此分析，R1应选用D．‎ 该实验要通过可变电阻R2阻值来间接反映出电流表的内阻值，因此可变电阻R2的选取原则是：能读数且尽量和电流表的内阻在同一数量级上．经此分析，可变电阻R2应选用C．‎ 在R1是一个尽可能大的电阻、电流表满偏的前提下，那么电源电动势相对地就要大一些的，但不是越大越好，大了烧表也不行．初步分析电源可选用F，其实可以估算一下电动势大概的最大值，即： 电源应选F．‎ ‎（2）半偏法测电流表内阻的步骤为：实验前，将R1的阻值调到最大；合上开关K1；调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；保持R1的阻值不变，合上开关K2；调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；记下R2的阻值．我们就认为电流表的内阻值就是R2的阻值．因此答案为：cadbef．‎ ‎（3）根据（1）中的分析可知，电流表的内电阻Rg的测量值，就等于电阻箱R2的阻值，即600Ω．‎ ‎（4）由（1）中的分析可知，在不烧表的前提下，电源要尽可能地大一些，这样可以减小实验误差．因为估算出的电源电动势的最大值大约是10V，所以，该题答案为H．‎ ‎（5）该同学的判断可行．只需保证步骤abcd不变．例如在步骤e中，可以调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的三分之二，记下此时R2的阻值，根据并联电路反比分流原则，计算出电流表内阻的测量值：，同样可以测得电流表的内阻．‎ ‎11.如图所示，光滑水平面上放着质量都为m的物块A和B，A紧靠着固定的竖直挡板，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接)，用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能为,在A、B间系一轻质细绳，细绳的长略大于弹簧的自然长度．放手后绳在短暂时间内被拉断，之后B继续向右运动，一段时间后与向左匀速运动、速度为v0的物块C发生碰撞，碰后B、C立刻形成粘合体并停止运动，C的质量为2m．求：‎ ‎(1)B、C相撞前一瞬间B的速度大小；‎ ‎(2)绳被拉断过程中，绳对A所做的W．‎ ‎【答案】（1）2v0 （2）mv02/2‎ ‎【详解】（1）B与C碰撞过程中，动量守恒，以B的初速度方向为正，根据动量守恒定律得：mvB-2mv0=0，解得：vB=2v0‎ ‎（2）弹簧恢复原长时，弹性势能全部转化为物块B的动能，则EP=mvB02‎ 解得：vB0=3v0，‎ 绳子拉断过程，A、B系统动量守恒，以B的初速度方向为正，根据动量守恒定律得：‎ mvB0=mvB+mvA 解得：vA=v0‎ 由动能定理可得，绳对A所做的功 ‎【点睛】本题主要考查了动量守恒定律以及动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，知道弹簧恢复原长时，弹性势能全部转化为物块B的动能，明确应用动量守恒定律解题时要规定正方向，难度适中．‎ ‎12.如图所示，直角坐标系的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E=1.8×104V/m．在第二象限内的a（-0.16m，0.21m）、c（-0.16m，0.11m）两点之间有一带电离子发射带，能连续不断的发射方向沿x轴正方向、速度大小v0=4.8×105m/s的带正电离子，离子的比荷=6×107C/kg．在以x轴上的M（0.2m，0）为圆心、半径R=0.16m的圆形区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=6.25×10-2T．不计重力及离子之间的相互作用力．‎ ‎（1）求粒子进入磁场时，离子带的宽度d；‎ ‎（2）从a、c两点发射的离子，都从磁场边界上的同一点离开磁场，求两离子离开磁场时的速度方向的夹角．‎ ‎【答案】（1）0.08m（2）30°‎ ‎【详解】（1）离子在电场中受到的力F=qE，加速度大小a= ‎ 离子在电场中沿x轴方向做匀速直线运动的时间t=，其中L=0.16m ‎ 粒子射出电场时速度方向与x轴正方向夹角的正切值 tan== ‎ 所有离子在电场中的偏转角相同，射出电场后运动方向平行，粒子带的宽度 ‎ ‎（2）离子在电场中沿y轴负方向的偏移量 ‎ 粒子射出电场时的速度 ‎ 粒子的运动轨迹如图所示：‎ 由洛仑磁力提供向心力可得离子在磁场中做圆周运动的半径 ‎ 从a点发射的离子射出电场后与y轴的交点坐标为ya=0.15m 该粒子射出电场后的延长线于x轴的交点坐标为 ‎ 该离子从原磁场区域圆心方向射入磁场，由粒子在磁场中的运动半径与圆形磁场区的半径相同可知，射出方向MN与入射方向的夹角α=90°，粒子带宽度 所以从c点发射的粒子进入磁场时的位置和圆心M点的连线与速度方向的夹角β=30°，由几何关系可知，钙离子射出磁场时速度的方向与半径MN的连线的的夹角β=30°．‎ ‎13.下列说法正确的是____________．‎ A. 气体很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现 B. 若两个分子间的势能增大，则一定是克服分子间的相互作用力做功 C. 两个物体的内能相同，则它们的温度一定相同 D. 摩尔质量为M（kg/mol）、密度为ρ（kg/m3）的1m3铜所含原子数为(NA为阿伏伽德罗常数)‎ E. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面层分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 ‎【答案】BDE ‎【详解】A．气体很容易充满整个容器，这是分子热运动的宏观表现，故A错误；‎ B．若两个分子间的势能增大，一定是克服分子间的相互作用力做功，故B正确；‎ C．物体的内能是物体内所有分子无规则热运动的分子动能和分子势能的总和；宏观上影响内能的因素是物质的量、物体的体积和物体的温度．两个物体内能相同，则它们的温度不一定相同，故C错误；‎ D．密度为ρ(kg/m3)的1m3的铜，质量；所含原子数，故D正确；‎ E．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎14.如图所示，一气缸竖直放在水平地面上，缸体质量M=10kg，活塞质量m=4kg，活塞横截面积S=2×10-3m2，活塞上面封闭了一定质量的理想气体，活塞下面与劲度系数k=2×103N/m的竖直轻弹簧相连，气缸底部有气孔O与外界相通，大气压强p0=1.0×105Pa．当气缸内气体温度为127℃时，弹簧为自然长度，此时活塞距离气缸顶部的高度为L1=20cm．g取10m/s2，缸体始终竖直，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．‎ ‎①当活塞距离气缸顶部的高度为L2=24cm时，缸内气体温度为多少？‎ ‎②缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少？‎ ‎【答案】①720K ②1012.5 K ‎【详解】(1)在气体温度为127℃时，对活塞根据平衡条件有p0S=mg+p1S 在气缸内气体长度L2=24 cm时，对活塞根据平衡条件有p0S+k(L2-L1)=mg+p2S 根据气体状态方程有:‎ 代入解得:T2=720K ‎(2)当气体压强达到一定值时，气缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化.‎ 设气缸刚好对地没有压力时弹簧伸长量为△x，则k△x=(m+M)g 对气缸，根据平衡条件有:p3S=Mg+p0S 根据气体状态方程有:‎ 各式联立解得: T0=1012.5K ‎15.下列说法正确的是 ‎ A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B. 两列波相遇时，在重叠的区域里，支点的位移等于两波单独传播时引起的位移的大小之和 C. 小明跑步离开小芳时，听到小方喊她的声音比平时的音调低 D. 光的偏振现象说明光是纵波 E. 紫外线的波长比红外线的波长短 ‎【答案】ACE ‎【详解】电磁波在真空中的传播速度为与电磁波的频率无关，故A正确；两列波相遇时，在重叠的区域里，质点的位移等于两波单独传播时引起的位移的矢量之和，故B错误；根据多普勒效应可知小明跑步离开小芳时，听到小方喊她的声音比平时的音调低，故C正确；光的偏振现象是横波特有的特征，故D错误；紫外线的频率大于红外线的频率根据可知紫外线的波长比红外线的波长短，故E正确；故选ACE ‎16.如图所示，一平行玻璃砖ABCD长（A、B间的距离）L1=9cm，宽（A、D间的距离）L2=3cm，折射率n=．已知真空中光速c=3×108m/s．求：‎ ‎①当细光束从AB边的中点E以入射角射玻璃砖时，从玻璃砖另一面射出的光线到入射光线的距离d．‎ ‎②当细光束从AD边的中点F以入射角射入玻璃砖时，光束通过玻璃砖所需的时间t．‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【详解】①作光路如图甲所示， ‎ 由折射定律可得折射角正弦值分析可知∠MEQ=∠MEP=30° 由几何关系可知：MQ=MP=L2tan∠MEP=．‎ ‎②光射到CD面会发生全反射，作光路如图乙所示，‎ 由折射定律可得折射角的正弦值 分析可知，光束在玻璃中通过的路程 ，光束在玻璃中的传播速度 ，则光束通过玻璃砖所需的时间 ．‎