山东省新高考质量测评联盟2020届高三5月联考物理试题 Word版含解析

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山东省新高考质量测评联盟2020届高三5月联考物理试题 Word版含解析

山东新高考质量测评联盟5月联考试题 高三物理 一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1.下列说法正确的是(  )‎ A. 物理量中表述加速度和功时均可引入正负号,所以它们都是矢量 B. 电导率是电阻率的倒数,即=,的单位用国际单位制中的基本单位表示为 C. 卡文迪许利用扭秤实验装置测出了静电力常量 D. 第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物理量中功是只有大小,没有方向的标量,故A错误;‎ B.根据电阻定律可知得 则 根据欧姆定律可知联立可得 由,,,联立并根据公式对应单位的换算可知,其单位为,故B正确;‎ C.库仑利用扭秤实验装置测出了静电力常量,故C错误;‎ D.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律,D错误。‎ 故选B。‎ - 25 -‎ ‎2.黄旭华,中国核潜艇之父。黄旭华为中国核潜艇事业的发展做出了重要贡献,在核潜艇水下发射运载火箭的多次海上试验任务中,作为核潜艇工程总设计师、副指挥,开拓了中国核潜艇的研制领域,被誉为中国核潜艇之父。‎2020年1月10日,获国家最高科学技术奖。下列关于核反应正确的是(  )‎ A. 为原子核的衰变,放出的射线有很强的穿透性 B. 氪90()是不稳定的,衰变成为锆90()需要经过4次衰变 C. 是核聚变,释放大量能量为核潜艇提供动力 D. 结合能越小的原子核越稳定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.为轻核的聚变,射线电离能力很强,穿透性很弱,故A错误;‎ B.根据质量数与质子数守恒,结合β衰变是电子,则,故B正确;‎ C.根据核聚变的概念,则不是不是核聚变,也不是裂变,是人工转变,故C错误;‎ D.比结合能越大的原子核越稳定,故D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDouNavigationSatelliteSystem,简称BDD)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。2020年再发射2-4颗卫星后,北斗全球系统建设将全面完成。同步卫星是北斗卫星导航系统非常重要的组成部分,在抗新冠状病毒疫情期间,科学家们在克服各种困难的情况下又成功发射一枚导航卫星。如图为地球某同步卫星的转换轨道示意图,其中Ⅰ为近地轨道,Ⅱ为转换轨道,Ⅲ为同步轨道,下列说法正确的是(  )‎ - 25 -‎ A. 赤道上静止物体加速度为a0,Ⅰ轨道上卫星的加速度为a1,Ⅲ轨道上卫星的加速度为a3,则加速度的大小关系为 B. 在Ⅱ轨道上,从P到Q的过程中机械能增加 C. 在P点,Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度 D. Ⅱ轨道的运行周期大于Ⅲ轨道的运行周期 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.赤道上静止物体与地球同步卫星角速度相等,由可得 根据 可得 则 所以 故A错误;‎ B.在Ⅱ轨道上,从P到Q的过程中只有万有引力做功,则机械能守恒,故B错误;‎ C.卫星从轨道I转移到轨道II要在P点点火加速做离心运动,所以在P点,Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度,故C正确;‎ - 25 -‎ D.由开普勒第三定律可知,由于II轨道半长轴小于III轨道的半径,则Ⅱ轨道的运行周期小于Ⅲ轨道的运行周期,故D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.一列简谐波在t=0时的波形如图甲所示,P、Q为平衡位置的两质点,其中P位于x=‎4cm处、Q位于x=‎6cm处,图乙为P点的振动图像,则(  )‎ A. 这列简谐波的波速为‎20m/s B. 该波传播方向向左 C. t=0.15s时,质点Q位于波峰 D. 经过0.1s,质点P传到Q点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图甲可知波长为,由图乙可知周期为,则波速为 故A错误;‎ B.由图甲、乙可知,时P质点在平衡位置且向上振动,由同侧法可知,该波传播方向向右,故B错误;‎ C.t=0s时,质点Q位于平衡位置且向下振动,经过0.15s即四分之三周期,振动到波峰,C正确;‎ D.介质中的质点只能在各自平衡位置附近振动,并不随波逐流,故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.一带负电粒子在如图所示的电场中仅受静电力作用,由静止开始从A点运动到B点,带电粒子的电势能Ep、速度v、动能Ek、加速度a随位移x的变化图象中合理的是(  )‎ - 25 -‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场力做正功,则粒子的电势能减小,且图像斜率表示电场力,从A点运动到B点过程中电场强度减小,即电场力减小,所以图像斜率减小,故A正确;‎ B.带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场强度减小,即电场力减小,则粒子的加速度减小,图像斜率减小,故B错误;‎ C.由动能定理可知,图像斜率表示电场力,带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场强度减小,即电场力减小,即图像斜率减小,故C错误;‎ D.带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场强度减小,即电场力减小,则粒子的加速度减小,故D错误。‎ 故选A。‎ ‎6.如图所示,在光滑的水平地面上静止地叠放着两个物体A、B,AB之间的动摩擦因数为0.2,A质量‎2kg,B质量‎1kg,从0时刻起,A受到一向右的水平拉力F的作用,F随时间的变化规律为F=(6+2t)N。t=5s时撤去外力,运动过程中A一直未滑落,(g取‎10m/s2)则(  )‎ - 25 -‎ A. t=2s时,A、B发生相对滑动 B. t=3s时,B的速度为‎8m/s C. 撤去外力瞬间,A的速度为‎19m/s D. 撤去外力后,再经过1s,A、B速度相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.当AB间摩擦力达到最大静摩擦力时有 则 对AB整体有 根据可知 故A错误;‎ B.内AB一起运动,0时AB的加速度为 则t=3s时,B的速度为 故B错误;‎ C.5s时A物体的加速度为 则5s时A物体的速度为 故C正确;‎ D.撤去外力时,B的速度 - 25 -‎ 设经过时间两物体速度相等则有 解得 故D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.氢原子的能级分布图如图甲所示,用一束光子能量为12.09eV的光照射大量处于基态的氢原子,氢原子发生能级跃迁,进而用辐射出的光照射钨(钨的逸出功为4.5eV)进行光电效应实验,如图乙所示,则下列说法正确的是(  )‎ A. 某个氢原子吸收光子后向低能级跃迁,最多能够辐射出3种频率的光 B. 氢原子向低能级跃迁时发出的光,有两种频率的光能够使钨发生光电效应 C. 分别用两种不同的单色光照射钨,得到如图丙所示的两条光电流随电压变化关系的图象,则a曲线对应的光频率更高 D. 在图乙中发生光电效应时若只改变电源的正负极,则一定不能发生光电效应 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.用一束光子能量为12.09eV的光照处于基态的氢原子,氢原子则跃迁到n=3能级,某个氢原子吸收光子后向低能级跃迁,最多能够辐射出2种种频率的光,故A错误;‎ B.氢原子向低能级跃迁时,从n=3能级到n=2能级放出的能量为1.89eV,从n=3能级到n=1‎ - 25 -‎ 能级放出的能量为12.09eV,从n=1能级到n=1能级放出的能量为10.2eV,由于钨的逸出功为4.5eV,所以原子向低能级跃迁时发出的光,有两种频率的光能够使钨发生光电效应,故B正确;‎ C.由爱因斯坦光电效应方程且可得 由图可知,b曲线对应的截止电压较大,则b曲线对应的光频率更高,故C错误;‎ D.只要照射光的能量大于金属逸出功,就能发生光电效应,与所加电压正负无关,故D错误。‎ 故选B。‎ ‎8.在粗糙水平面上竖直放置一如图所示装置,该装置上固定一光滑圆形轨道,总质量为M,现一质量为m的小球在圆形轨道最低端A以v0的水平初速度向右运动,恰能通过圆形轨道最高点B,该装置始终处于静止状态,则在小球由A到B的过程中(重力加速度取g)(  )‎ A. 当小球运动到与圆心等高处的C点时,装置对地面的摩擦力方向向左 B. 当小球运动到B点时装置对地面的压力大小为 C. 当小球在A点时装置对地面的压力大小为 D. 若小球在最低点A的速度越大,装置对地面的压力越小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.当小球运动到与圆心等高处的C点时,装置受到小球的作用方向水平向向右,由平衡可知,装置对地面的摩擦力方向向右,故A错误;‎ B.由于恰能通过圆形轨道最高点B,则此时小球对装置作用力为0,则当小球运动到B点时装置对地面的压力大小为Mg,故B错误;‎ C.由于恰能通过圆形轨道最高点B,则有 - 25 -‎ 从B到A由动能定理得 在A点由牛顿第二定律有 联立解得 方向竖直向上,则小球对装置的作用力大小6mg,方向竖直向下,所以当小球在A点时装置对地面的压力大小为,故C正确;‎ D.若小球在最低点A的速度越大,由 可知,小球对装置的作用力越大,且由小球对装置的作用力方向竖直向下,则装置对地面的压力越大,故D错误。‎ 故选C。‎ 二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。‎ ‎9.2020年抗击新冠状病毒疫情期间,山东省捐赠物资运往武汉,通过传送带对货物进行装卸。如图所示,一足够长的倾斜传送带,以v的速度顺时针匀速转动,一物块以v0的初速度沿传送带滑下,取沿传送带向下为正方向,则下列运动图像可能正确的是(  )‎ - 25 -‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.物块受重力,支持力,滑动摩擦力,滑动摩擦力方向沿传送带向上。设物块的质量为m,传送带的倾角为θ,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,若 物块的合力沿传送带向上,则物块先沿传送带做匀减速直线运动,速度减至零后,再反向加速,直至速度与传送带相同,之后做匀速直线运动,故AC错误,B正确;‎ D.如果 则物块以一直做匀匀速直线运动,故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.一空心玻璃球体外球面S1,内球面S2,球体外径r1,内径r2,如图所示为过球心的一截面,一单色光从外球面S1上的A点以等于角入射恰好在内球面S2上发生全反射(只考虑第一次全反射),则(  )‎ A. 空心球体内径外径之比为r2:r1=1:2‎ - 25 -‎ B. 若角增加为时折射光线恰好与内球面S2相切,则折射率n=‎ C. 若入射光改为频率更高的单色光,入射角仍为,则也恰好能在内球面S2上发生全反射 D. 入射光频率越髙在玻璃球体内传播速度越大 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.设光在A点发生折射的折射角为,发生全反射的入射角为,则有 发生全反射时有 如图1,在三角形ANO中由正弦定理得 联立解得 故A正确;‎ B.若角增加时折射光线恰好与内球面S2相切,如图2,由几可关系可知 折射率为 故B正确;‎ C.若入射光改为频率更高的单色光,入射角仍为,设此时的折射角为,射到内球面上的入射角为,则有 - 25 -‎ 且 联立解得 则说明恰好发生全反射,故C正确;‎ D.由公式可知,入射光频率越髙在玻璃球体内传播速度越小,故D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎11.水平地面上固定一倾角为的光滑斜面体,斜面体底端有一垂直于斜面的固定挡板,如图所示,一劲度系数为K的轻弹簧两端连接两物体,质量分别为m、M,用力作用在M上,使系统静止,同时m恰好对挡板无压力。某时刻撤去外力,则撤去外力后(重力加速度取g)(  )‎ A. M下滑过程中弹簧的最大弹性势能为 B. M下滑过程中弹簧处于原长时M速度最大 C. M运动到最低点时m对挡板的压力为 D. M在下滑过程中机械能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ - 25 -‎ ‎【详解】A.平衡时对m有 撤去外力时,M的加速度为 根据简谐运动对称性M在最低点时的加速度与刚撤去外力时大小相等,方向相反,即有 得 此时弹簧的压缩量为 弹簧的最大弹性势能为 故A错误;‎ B.当弹簧弹簧力重力沿斜面向下的分力大小相等,方向相反时,M的速度最大,此时弹簧处于压缩状态,故B错误;‎ C.M运动到最低点时,弹簧的弹力为 此时对m由平衡得 故C正确;‎ D.M在下滑过程中弹簧对M做功,机械能不守恒,故D错误。‎ 故选C。‎ ‎12.如图所示,在光滑的水平面上,存在一宽度为d=lm的匀强磁场,磁场方向垂直水平面向下,水平面内有一质量为m=‎2kg的直角梯形金属线框,左右两边分别与磁场边界平行,其左右边长之比为5:1,梯形高为2d,现使线框AB边在磁场左边界L1的d处,在一水平恒力F=4N - 25 -‎ 作用下由静止开始向右运动,(运动过程中右边始终与磁场边界平行,线框平面始终与磁场方向垂直),当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,在CD边刚进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动。则(  )‎ A. AB边刚进入磁场时线框的速度‎2m/s B. CD边刚进入磁场时的速度是‎1m/s C. 从开始运动到CD边刚进入磁场的过程中,线框产生的焦耳热为11.75J D. CD边刚进入磁场时,线框加速度的大小为‎10.5m/s2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由匀变直线运动规律有 得 解得 故A正确;‎ B.当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,则有 在CD边刚进入磁场前一段时间内,线框做匀速运动,设此时速度为,此时BC边切割的有效长度为 由题意可得 - 25 -‎ 由平衡有 解得 故B错误;‎ C.从开始运动到CD边刚进入磁场的过程中,则有 即 解得 故C正确;‎ D.CD边刚进入磁场时,线框切割的有效长度为 CD边刚进入磁场时,线框加速度的大小为 故D错误。‎ 故选AC。‎ 三、非选择题:本题共6小题,共60分。‎ ‎13.某同学用图甲所示的单摆研究简谐运动中的规律:‎ - 25 -‎ 让摆球在竖直平面内做简谐运动,用力传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示,且从平衡位置开始为运动的0时刻。由图乙中所给的数据结合力学规律可得 ‎(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示,其读数为_________cm;‎ ‎(2)由图象得该单摆的振动周期T=_____________s;‎ ‎(3)摆球的质量m=_________kg(g=‎10m/s2)。‎ ‎【答案】 (1). 1.570 (2). 2 (3). 0.05‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为:d=‎1.5cm+14×‎0.05mm=‎1.570cm;‎ ‎(2)[2]由图乙结合单摆运动规律可知,该单摆的振动周期为2s;‎ ‎(3)[3]设最大摆角为,则有 从最高点到最低点由动能定理得 联立解得 ‎14.2019年我国新能源汽车累计销量120.6万辆,位于世界领先水平。某兴趣小组为研究车载电池的性能,设计了如图所示的电路测量一块车载电池的电动势和内阻。所用器材如下:‎ - 25 -‎ A.待测电池,电动势约为12V,内阻约几欧姆 B.直流电压表V1(量程为0-15V),内阻约为10KΩ C.直流电压表V2(量程为0-6V),内阻约为3KΩ D.定值电阻R0(未知)‎ E.滑动变阻器R,最大阻值为20Ω F.导线和开关 ‎(1)由于定值电阻R0阻值未知,某同学需先利用该电路测量定值电阻R0的阻值,其先把滑动变阻器R的阻值调到最大,再闭合开关,读出电压表V1、V2的读数分别为9.0V、3.0V,则R0=_________Ω。‎ ‎(2)改变滑动变阻器的滑片位置,得出几组U1,U2的值,作出如图所示的图象,可得电源的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω。(结果均保留3位有效数字)‎ - 25 -‎ ‎(3)由该实验测得的电池的电动势值_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)实际值。‎ ‎【答案】 (1). 10 (2). 11.8 (3). 9.35 (4). 小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据电路特点,电压表V2示数为3V,滑动变阻器的电压为6V,则 ‎(2)[2]由实验原理得 整理得 将图线延长如图,图线与纵轴的交点即为电动势,由图可知电动势为 由于误差116V11.8V均可 ‎[3]图线的斜率绝对值表示内阻,则有 得 由于误差均正确;‎ ‎(3)[3]由等效电路可知,当外电路断开时,电源两端电压等于电动势,由原理图可知,当电路断开时,电压表V1的示数小于电动势,则由该实验测得的电池的电动势值小于实际值。‎ - 25 -‎ ‎15.如图所示,在一次警犬训练中,训练员在O处将一物体以v0=‎20m/s的初速度沿地面向前弹射出去,物体的运动可视为匀减速直线运动,经x=‎100m停止运动。求 ‎(1)物体做匀减速运动的加速度a1为多大?‎ ‎(2)物体做匀减速运动的同时,警犬由静止开始从O点沿同一直线做匀加速直线运动向前追赶物体。它能达到的最大速度为‎15m/s,结果刚好在物体停止运动时将其追上。则警犬加速时的加速度a2为多大?‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)将物体的匀减速直线运动看作反方向的匀加速运动,则由解得 ‎(2)设警犬加速的时间为,匀速时间为,对物体由得 对警犬 加速位移,匀速位移 - 25 -‎ 联立解得 ‎16.为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化,可在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸,气缸内封闭气体温度与锅炉外壁温度相等。如图所示,气缸右壁的压力传感器与活塞通过轻弹簧连接,活塞左侧封闭气体可看做理想气体。已知大气压强为p0,活塞横截面积为S,不计活塞质量和厚度及与气缸壁的摩擦。当锅炉外壁温度为T0时,活塞与气缸左壁的间距为L,传感器的示数为0。温度缓慢升高到某一值时,传感器的示数为p0S,若弹簧的劲度系数为,求: ‎ ‎(1)此时锅炉外壁的温度;‎ ‎(2)若已知该过程气缸内气体吸收的热量为Q,求气体内能增加量。‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)传感器的示数为时,封闭气体的压强为 活塞向右移动的距离为 由理想气体状态方程可得 解得 - 25 -‎ ‎(2)该过程气体对外界做功为 由热力学第一定律可知,气体内能增加量为 ‎17.如图所示光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧轨道A,圆弧轨道质量为‎3m,半径为R,左侧放置一竖直固定挡板,右侧紧靠轨道放置与其最低点等高的水平长木板B,质量为‎2m,长木板上表面粗糙,动摩擦因数为μ,左端放置一物块C,质量为‎2m,从圆弧轨道最高点由静止释放另一质量为m的物块D,物块D滑至最低点时与物块C发生弹性碰撞,碰后D沿圆弧轨道上升至速度为0时撤去挡板(C、D均可视为质点,重力加速度取g)。求: ‎ ‎(1)碰后D上升的高度;‎ ‎(2)撤去挡板后圆弧轨道A与物块D分离时A的位移;‎ ‎(3)若C恰好未滑离长木板B,求长木板B的长度。‎ ‎【答案】(1);(2);(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)D下滑过程中,由机械能守恒有 得 D与C发生弹性碰撞则有 解得 - 25 -‎ ‎,‎ 之后D沿圆弧上滑,由机械能守恒 解得 ‎(2)撤去挡板后,对D、A由动量守恒得 即 解得 ‎(3)对B、C由动量守恒有 由能量守恒有 解得 ‎18.如图所示,在第一象限存在一竖直向下的匀强电场,在x≤0区域存在磁感应强度为B0的匀强磁场Ⅰ,方向垂直于xoy平面向外,在第四象限存在垂直于xoy平面向外另一匀强磁场Ⅱ(图中未画出)。一带电粒子,质量为m,电量为+q,以速度v0从坐标原点沿x轴负向进入磁场Ⅰ,经过磁场Ⅰ和电场的偏转,与x轴正向成角离开电场,再经过磁场Ⅱ的偏转,垂直y轴进入第三象限。重力不计,求: ‎ - 25 -‎ ‎(1)电场强度E;‎ ‎(2)磁场Ⅱ的磁感应强度B;‎ ‎(3)若粒子能够再次进入电场,求粒子离开电场时获得的速度;若粒子不能再次进入电场,求轨迹与y轴的第三次(不包含起始点)相交的交点与O点的距离。‎ ‎【答案】(1);(2);(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由 得 在电场中,粒子做平抛运动,由几何关系和平抛运动规律得 解得 ‎,‎ ‎(2)粒子在电场中的水平位移,粒子出电场时的水平速度 由几何关系得,带电粒子在第四象限的半径为 - 25 -‎ 即 由 得 ‎(3)由几何关系知,带电粒子进入第三象限时距坐标原点的距离为 带电粒子在第三象限做圆周运动的直径为 因为,所以带电粒子不能再次进入电场,轨迹与y轴第三次相交距坐标原点的距离为 代入得 - 25 -‎ - 25 -‎
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