福建省莆田市第一联盟体2020届高三上学期期末联考物理试题

福建省莆田市第一联盟体2020届高三上学期期末联考物理试题

莆田市第一联盟体2019-2020学年上学期高三联考试卷 ‎ 物理 注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号和座位号填写在答题卡上；‎ ‎2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑； 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，答在试卷上无效；‎ ‎3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效；‎ ‎4.考生必须保证答题卡的整洁，考试结束后，将答题卡交回．‎ 第Ⅰ卷 （选择题 共48分）‎ 一、选择题（本大题共12小题，共48分。第1-8题为单选题，每小题只有一个选项正确，选对的得4分；第9-12题为多选题，每小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法。下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是 A．物理学中所有物理量都是采用比值法定义的 ‎ B．法拉第最早提出了“电场”的概念 C．奥斯特首先发现了电磁感应现象 ‎ D．卡文迪许通过卡文迪许扭称实验，测出静电力常量 ‎2．某电场的电场线分布如图中实线所示，虚线为其等势面。a、b是同一等势面上的两点，c为另一等势面上的一点，下列判断正确的是 ‎ A．a点的电场强度Ea与b点的电场强度Eb相同 B．c点电势高于b点电势 C．将一带负电的粒子从a点沿虚线移到b点，电场力不做功 D．将一带正电的粒子从a点移到c点，其电势能增加 ‎3．某中学科技小组制作的利用太阳能驱动的小车。当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。‎ 小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度恰好达到最大值vm，设这一过程中电动机的输出功率恒定，小车所受阻力恒为f，那么 A．小车先匀加速运动，达到最大速度后开始匀速运动 B．小车前进距离s等于 C．这段时间内电动机所做的功为 D．这段时间内电动机所做的功为 ‎4．如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有 A．小球对斜劈的压力保持不变 B．轻绳对小球的拉力先减小后增大 C．竖直杆对小滑块的弹力先增大再减小 D．对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大 ‎5．如图所示，小车A放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上，与小球B通过绕过轻质定滑轮的细线相连。已知重力加速度为g，滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计，A的质量为3m，B的质量为m，A从静止释放后，在B竖直上升h的过程中，A受到细线的拉力大小FT和A获得的动能Ek分别为 ‎ ‎ v m ‎6．一皮带传送装置如图所示沿逆时针转动，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m 的滑块。现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平。若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是 A．速度增大，加速度增大 ‎ B．速度增大，加速度减小 C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大 a b c ‎7．如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向外的双边界匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；保持其他条件不变，现将磁场上移使磁场下边界处于虚线处，此时细线中拉力为。导线框中的电流大小为 A． B． C． D．‎ ‎8．图甲为一运动员(可视为质点)进行3米板跳水训练的场景，某次跳水过程中运动员的v-t图象如图乙所示，t=0是其向上起跳的瞬间，此时跳板位于平衡位置，t3=5.5t1，不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2。则 A．运动员入水时的速度大小为 B．运动员离开跳板后向上运动的位移大小为 C．运动员在水中向下运动的加速度大小为 D．运动员入水的深度为 ‎9．跳伞运动已成为年轻人最时髦的极限运动之一，跳伞人像翱翔的雄鹰一样，从几千米，甚至上万米高空俯冲下来。‎ 某人跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是 A．在加速下降的过程中，系统的机械能增大 B．在减速下降的过程中，系统受到的合力向上 C．系统的重力势能一直减小 D．任意相等的时间内重力做的功相等 ‎10．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，负极接地，R1、R2、R3为定值电阻，R为滑动变阻器，C为电容器，、分别为理想电流表和电压表。在滑动变阻器的滑片P自b端向a端滑动的过程中，下列说法正确的是 A．电压表示数变大 B．电流表示数变小 C．电路中a点的电势升高 D．电容器C所带电荷量减小 ‎11．在星球A上将一小物块P竖直向上抛出，P的速度的二次方v2与位移x间的关系如图中实线所示；在另一星球B上将另一小物块Q竖直向上抛出，Q的v2-x关系如图中虚线所示。已知星球A、B的半径相等，若两星球均为质量均匀分布的球体，两星球上均没有空气，不考虑两星球的自转，则下列说法正确的是 ‎ A．星球A表面的重力加速度是星球B表面的重力加速度的 B．A的密度是B的密度的3倍 C．P抛出后落回原处的时间是Q抛出后落回原处的时间的 D．A的第一宇宙速度是B的第一宇宙速度的倍 ‎12．如图所示，a、b、c分别为固定竖直光滑圆弧轨道的右端点、最低点和左端点，Oa为水平半径，c点和圆心O的连线与竖直方向的夹角α=53°。现从a点正上方的P点由静止释放一质量m=1 Kg的小球（可视为质点），小球经圆轨道飞出后以水平速度v=3 m/s通过Q点。已知圆弧轨道半径R=1 m，重力加速度取10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力。下列分析正确的是 ‎ A．小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为4.5 J B．P、a两点的高度差为0.8 m ‎ C．小球运动到c点时的速度大小为v=4 m/s D．小球运动到b点时对轨道的压力大小为43 N 第II卷（非选择题 52分）‎ 二、 实验题（本大题共2小题，共16分。每个空格2分） ‎ ‎13．（6分）某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为f，得到如图乙所示的纸带，如图所示。重物的质量为m，当地的重力加速度为g。‎ 纸带 打点 计时器 重物 甲 乙 丙 右 左 ‎（1）在进行实验时，与重物相连的是纸带的________端（选填“左”或“右”）．‎ ‎（2）图丙是用刻度尺测量打点AB间的距离，则AB间的距离s为________ m。‎ ‎（3）取A、B为研究的初、末位置，则验证机械能守恒成立的表达式是________。（用题、图中所给的字母表示）‎ ‎14．（10分）小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。‎ ‎(1)小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0 Ω的定值电阻R0，所用电路如图甲所示。‎ ‎①请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路。‎ 图乙 图甲 ‎②闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表（可视为理想电压表）相应的示数U，得到了一组U、R数据。为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，应选择以下哪个图像来处理数据________。‎ ‎ ‎ ‎(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9 V，内阻r2为35～55 Ω，允许通过的最大电流为 50 mA。小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～9 999 Ω。‎ 图丙 ‎①电路中R0为保护电阻。实验室中备有以下几种规格的定值电阻，阻值和允许通过的最大电流如下，本实验中应选用________。‎ A．20 Ω，125 mA B．50 Ω，20 mA ‎ C．150 Ω，60 mA D．1 500 Ω，5 mA ‎②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率绝对值为b，则电源的电动势E2＝______，内阻r2＝________。‎ 三、计算题（本大题共3小题，共36分）‎ ‎15．（9分）如图所示，粒子发射器发射出一束质量为m，电荷量为q的粒子(不计重力)，从静止经加速电压加速后，‎ 从两偏转极板的正中央，沿与板平行的方向进入电压为的偏转电场，然后以某一速度离开偏转电场。已知平行板长为L，两板间距离为d，求：‎ ‎(1)粒子进入偏转电场速度v0；‎ ‎(2)粒子在偏转电场中运动的时间t；‎ ‎(3)粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量y。‎ ‎16．（13分）如图甲所示，。物块A、B用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触。另有一物块C从t＝0时以一定速度向右运动，在t＝4 s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，C的v－t图象如图乙所示。已知物块A、B的质量分别是mA＝4.0 kg和mB＝3.0 kg，求：‎ ‎（1）C的质量mC；‎ ‎（2）t＝8 s时弹簧具有的弹性势能Ep1，4~12 s内墙壁对物块B的冲量大小I；‎ ‎（3）B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2。‎ ‎17．（14分）北京正负电子对撞机(BEPC)主要由直线加速器、电子分离器、环形储存器和对撞测量区组成，图甲是对撞测量区的结构图，其简化原理如图乙所示： MN和PQ为足够长的水平边界，竖直边界EF将整个区域分成左右两部分，I区域的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小恒为B，II 区域的磁场方向垂直纸面向外大小可以调节。调节II区域磁感应强度的大小可以使正负电子在测量区内不同位置进行对撞。经加速和积累后的电子束以相同速率分别从注入口C和D入射，入射方向平行EF且垂直磁场。已知注入口C、D到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距为6d，正、负电子的质量均为m，所带电荷量分别为+e和-e，忽略电子进入加速器的初速度。（电子重力不计，）。‎ ‎(1)判断从注入口C、D入射的分别是哪一种电子；‎ ‎(2)若电子束以的速率连续入射，欲使正负电子能回到区域I，求区域II感应强度BII的最小值为多少；‎ ‎（3）若将II区域的磁感应强度大小调为，正负电子以的速率射入，但负电子射入时刻滞后于正电子，求正负电子相撞的位置坐标 (以F为原点，为x轴正方向，为y轴正方向建立坐标系)。‎ 莆田市2020届高三上学期物理期末考试卷参考答案 ‎1．B 2．C 3．D 4．D 5．C 6．D 7．A 8．B ‎ ‎9．BC 10．BC 11． B D 12．AD ‎13． 左(2分) 0.4545(0.4542-0.4548) (2分) (2分)‎ ‎14．（1） (2分) B(2分) ‎ ‎（2） C(2分) (2分) (2分) ‎ ‎15．(1)由动能定理得：‎ ‎ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ 解得：‎ ‎ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎(2)离子在偏转电场中水平方向做匀速直线运动，则有：‎ ‎ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 解得：‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎(3)粒子在偏转电场中做类平抛运动，则有：‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅┅ ┅┅ ┅（1分）‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 联立解得：‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 16． ‎（1）由题图乙知，C与A碰前速度为v1＝9 m/s，碰后速度大小为v2＝3 m/s，C与A碰撞过程动量守恒 mCv1＝(mA＋mC)v2┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ 解得C的质量mC＝2 kg。┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎（2）t＝8 s时弹簧具有的弹性势能 Ep1＝(mA＋mC)v22=27 J┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ 取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12 s内墙壁对物块B的冲量大小 I=(mA＋mC)v3-(mA＋mC)（-v2）┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ 得I =36 N·S┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎（3）由题图可知，12 s时B离开墙壁，此时A、C的速度大小v3＝3 m/s，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大 ‎(mA＋mC)v3＝(mA＋mB＋mC)v4┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ ‎(mA＋mC)＝(mA＋mB＋mC)＋Ep2┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ 解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2＝9 J。┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 17． ‎(1)从C入射的为正电子，从D入射的为负电子┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（2分）‎ (2) 区域I中 ‎ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 得┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 设轨迹半径与FE的夹角为 ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 在II 区域的磁场中┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 由几何关系可知：┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 得：或Bmin=0.229B┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎(3)电子在I区域中运动时半径为r1、II 区域中运动时半径R 根据 ‎ 得: ‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 则在A处相碰，坐标:‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ ‎┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎ 坐标为（，）┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅ ┅（1分）‎