2020届高三物理上学期期末考试试题（含解析）

2020届高三物理上学期期末考试试题（含解析）

‎2019届高三上学期期末考试理综物理试题 二、选择题： ‎ ‎1. 2017年量子通信卫星“墨子号”首席科学家潘建伟获得“物质科学奖”，对于有关粒子的研究，下列说法正确的是 A. 在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反应 B. 铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化 C. 轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损 D. 比结合能小的原子核结合成（或分裂成）比结合能大的原子核时一定吸收能量 ‎【答案】A ‎【解析】在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反应，故A正确；半衰期的大小与温度无关，由原子核内部因素决定，故B错误；综合裂变和氢核聚变都有质量亏损，向外辐射能量，故C错误；比结合能小的原子核结合成（或分裂成）比结合能大的原子核时有质量亏损，释放能量，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎2. 甲乙两物体同时从同一地点出发沿同一直线运动，最终又停止在同一位置，整个过程甲乙运动的v-t图像如图所示，则 A. 直到停止甲运动的时间可能等于乙运动的时间 B. 在运动过程中甲始终在乙的后方 C. 在运动过程中甲乙两物体的速度不可能相同 D. 在运动过程中甲乙两物体的加速度不可能相同 ‎【答案】B ‎【解析】因v-t - 13 -‎ 图像的横轴表示时间，由图可知乙运动的时间小于甲，故A错误；由图象可知开始时乙的速度大于甲，乙在甲的前面，当甲乙速度相等时，两者距离最大，然后甲的速度大于乙，直到追上乙，故运动中乙始终在甲的前面，故B正确，C错误；切线的斜率等于加速度，故由图象可知，当甲图象的斜率等于乙的斜率时两者加速度相等，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎3. 如图所示的调压器，滑动触头P和Q都可以调节，在输入交变电压一定的条件下，要使输出电压增大，输入电流增大，下列做法正确的是 A. Q不动，P向下移动 B. Q不动，P向上移动 C. P不动，Q向上移动 D. P不动，Q向下移动 ‎【答案】A ‎【解析】Q不动，变阻器的有效电阻不变，P向下移动，原线圈匝数n1减小，输入电压U1不变，副线圈匝数n2不变，根据变压器的变压规律，得知，副线圈的电压增大，即输出电压增大，根据欧姆定律可知输出电流增大，输入电流随之增大，故A正确；Q不动，变阻器的有效电阻不变，P向上移动，原线圈匝数n1增大，输入电压U1不变，副线圈匝数n2不变，根据变压器的变压规律，得知，副线圈的电压变小，即输出电压变小，根据欧姆定律可知输出电流减小，输入电流随之减小，故B错误；若P不动，则原线圈的匝数不变，根据变压器的变压规律，得知，副线圈的电压不变，输出电压不变，Q向上移动，接入电路的电阻变小，输出电流变大，则输入电流随之变大，故C错误；若P不动，则原线圈的匝数不变，根据变压器的变压规律，得知，副线圈的电压不变，输出电压不变，Q向下移动，接入电路的电阻变大，输出电流减小，则输入电流随之减小，故D错误。所以A正确，BCD错误 ‎4.‎ - 13 -‎ ‎ 2017年11月6日报道，中国的首批隐形战斗机现已在一线部队全面投入使用，演习时，在某一高度匀速飞行的战机在离目标水平距离s时投弹，可以准确命中目标，现战机飞行高度减半，速度大小减为原来的，要仍能命中目标，则战机投弹时离目标的水平距离应为（不考虑空气阻力）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】设原来的速度大小为v，高度为h，根据平抛运动的规律可知在竖直方向有：，解得：，在水平方向：，现战斗机高度减半，速度大小减为原来的，要仍能命中目标，则有，联立以上解得：，故C正确，ABD错误。‎ ‎5. 如图所示，A、B两物块放在光滑的水平面上，一轻弹簧放在A、B之间与A相连，与B接触到不连接，弹簧刚好处于原长，将物块A锁定，物块C与A、B在一条直线上，三个物块的质量相等，现让物块C以v=2m/s的速度向左运动，与B相碰并粘在一起，当C的速度为零时，解除A的锁定，则A最终获得的速度大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】每个物块的质量为m，设C与B碰撞后的共同速度为，根据动量守恒定律：，代入数据解得：，设A最终获得的速度大小为，B和C获得的速度大小为，根据动量守恒定律则有：，根据能力守恒定律可得：，代入数据解得：，故D正确，ABC错误。‎ ‎6. 2017年10月16日，美国激光干涉引力波天文台等机构联合宣布首次发现双中子星并合引力波事件，如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则 - 13 -‎ A. A的质量一定大于B的质量 B. A的线速度一定大于B的线速度 C. L一定，M越大，T越大 D. M一定，L越大，T越大 ‎【答案】BD ‎【解析】设双星质量分别为，轨道半径分别为，角速度相等且为，根据万有引力定律可知：， ，距离关系为：，联立解得：，因为，所以A的质量一定小于B的质量，故A错误；根据线速度与角速度的关系有：，因为角速度相等，半径，所以A的线速度大于B的线速度，故B正确；又因为，联立以上可得周期为：，所以总质量M一定，两星间距离L越大，周期T越大，故C错误，D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎7. 如图所示，开口向上的半球壳上均匀分布有正电荷，A、B为球壳对称轴上的两点，且这两点还关于开口处直径对称，已知俊宇带电球壳内部电场强度处处为零，则关于A、B两点场强和电势，下列说法正确的是 A. A点场强大于B点场强 B. A点场强和B点场强相同 C. A点电势高于B点电势 D. A点电势和B点电势相等 ‎【答案】BC - 13 -‎ ‎8. 如图甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t=0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是 A. 0.5时刻，R中电流方向为由a到b B. 1.5时刻，R中电流方向为由a到b C. 0~时间内R的电流小于~2时间内R的电流 D. 0~时间内R的电流大于~2时间内R的电流 ‎【答案】AC ‎【解析】由楞次定律可知0~时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，~2时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A正确，B错误；根据法拉第电磁感应定律：，可知时间内感应电动势是~2时间内的，感应电流为：，所以0~时间内R中的电流是~2时间内电流的，故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。‎ 三、非选择题：‎ ‎（一）必考题 ‎9. 某同学用如图甲所示的实验装置测量弹簧弹性势能的大小，实验过程如下：一轻质弹簧左端固定在粗糙水平固定轨道MN上，弹簧处于原长时，物块恰好在桌面边缘处，现将物块压缩弹簧后被锁扣锁住，然后进行实验，已知当地的重力加速度为g - 13 -‎ 实验中涉及下列操作步骤：‎ ‎①用天平测量出物块的质量m ‎②从教材上查出物块与水平桌面间的动摩擦因数μ；‎ ‎③解除锁扣，让物块抛出，测桌面到地面的高度h和物块抛出点到落地点的水平距离s；‎ ‎④计算弹簧弹性势能的大小；‎ ‎（1）该实验还需要测量的物理量有____________________。‎ ‎（2）更换大小不同的物块，物块锁扣锁住的位置不变，重复操作，获得多组数值，并作出图像如图乙所示，由图像可知，每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小__________，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=__________。（均用含b、a、h及测量的物理量的式子表示）。‎ ‎【答案】 (1). （1）弹簧的压缩量x (2). （2）、 (3). ‎ ‎【解析】（1）释放弹簧后弹簧对滑块做功，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，从释放滑块到滑块到达桌面边缘过程，由能量守恒定律得：，滑块离开桌面后做平抛运动，水平方向：s=vt，竖直方向：，联立可得：，实验除了测出m、h、μ和水平距离s外，还需要测出弹簧的压缩量x。‎ ‎（2）由可知，图象的斜率，图象的纵轴截距：b=4μhx，解得：，动摩擦因数：。‎ ‎10. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室除提供开关S和若干导线外，还有以下器材供选择：‎ A．待测的干电池一节；‎ B．电流表A1（量程0~3mA，内阻=10Ω）‎ C．电流表A2（量程0~0.6mA，内阻=10Ω）‎ D．滑动变阻器R1（0~20Ω，1.0A）‎ - 13 -‎ E．电阻箱R0（0~9999.9Ω）‎ ‎（1）为了解决器材中没有电压表问题，该同学的做法是将电流表__________与电阻箱____________联改装成量程为0~3V的电压表，改装后电阻箱的阻值应取___________Ω。‎ ‎（2）请在虚线框中画出合理的电路图___________。‎ ‎（3）该同学用设计的电路图做实验，获得多组数据后，在坐标上绘出的图像（为改装电压表的电流表的示数，为测干路电流的电流表的示数）。根据该线圈可得被测电池的电动势E=______V，内阻r=________Ω。（流过改装为电压表的电流较小时此电流可以忽略不计）。‎ ‎【答案】 (1). （1）A1； (2). 串联； (3). 990 (4). （2）如图所示 ‎ (5). （3）1.48（1.46~1.50）； (6). 0.84（0.82~0.86）‎ ‎【解析】（1）为了解决器材中没有电压表问题，该同学的做法是将电流表A1与电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表，改装后电阻箱的阻值为：。‎ ‎（2）为了减小实验误差，电流表A2采用电流表相对电源的外接法，电路如图所示：‎ - 13 -‎ ‎...............‎ ‎11. 现上海有若干辆超级电容车运行，运行中需要连接电缆，只需再候客上车间隙充电30s到1min，就能行驶3到5公里，假设有一辆超级电容车，质量m=2.5×103kg，额定功率P=75kW，当超级电容车在阻力恒定的平直水平路面上行驶时，其所能达到的最大速度vm=30m/s，取。‎ ‎（1）超级电容车在此路面上行驶时受到的阻力f是车重的多少倍？‎ ‎（2）若超级电容车从静止开始，保持1m/s2的加速度做匀加速直线运动，则这一过程能维持多次时间？‎ ‎【答案】（1）0.1（2）15s ‎【解析】试题分析：当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fvm求出阻力的大小，从而得出阻力与车重的关系；根据牛顿第二定律求出牵引力，结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间。‎ ‎（1）设超级电容车在此路面上行驶时受到的阻力f是车重的k倍，则在其速度达到最大时，有，‎ 联立解得：k=0.1‎ ‎（2）汽车做匀加速运动时，根据牛顿第二定律得有：‎ 设汽车刚达到额定功率时的速度为，则有 所求时间 联立并代入数据解得：t=15s 点睛：本题主要考查了机车启动问题，解决本题的知道电容车在整个过程中的运动规律，掌握功率和牵引力、速度的关系，知道加速度为零时，速度最大。‎ ‎12.‎ - 13 -‎ ‎ 图中虚线圆中有垂直于纸面的随时间周期性变化的偏转磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场，已知电子质量为m，电荷量为e，电子枪加速电压为U，当没有磁场时，电子束通过磁场边界圆的圆心O，打在荧光屏正中的M点，O点到荧光屏中心的距离OM=L，电子经磁场偏转的最大偏向角θ=60°，若电子被加速前的初速度和所受的重力，电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计，不考虑相对论效应以及磁场变化所激发的电场对电子束的作用，求：‎ ‎（1）电子打在荧光屏上时的速率；‎ ‎（2）圆形有界磁场边界圆的半径r；‎ ‎（3）当电子经磁场偏转的偏向角为=30°时，磁场的磁感应强度为多大？电子从进入磁场到打到荧光屏上所用的时间为多长？（已知）‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：根据动能定理求出电子射出加速电场时的速度大小；做出运动轨迹，根据几何即可求出圆形有界磁场边界圆的半径r；根据半径公式可以求出磁感应强度，根据运动学公式即可出磁场后运动的时间，根据圆心角与求出在磁场里运动的时间，从而得到总时间。‎ ‎（1）电子经过加速电场加速，根据定理有，解得 由于电子经过磁场偏转，速度大小不变，因此所有打到荧光屏上的电子速度大小均为：‎ ‎（2）由于电子在磁场中偏转的最大偏向角θ=60°，此时对应的磁场磁感应强度为 由，解得 由几何关系可知，求得 - 13 -‎ ‎（3）当电子经磁场偏转的偏向角为时，此时 求得，‎ 电磁出磁场后运动的距离 出磁场后运动的时间 因此电子从进入磁场到打到荧光屏上所用的时间 点睛：本题主要考查电子受电场力做功和带电粒子在磁场中的运动规律； 要注意在电场中应用动能定理；而电子在磁场中，做匀速圆周运动，运用牛顿第二定律求出半径表达式，再根据圆心角求出在磁场里运动的时间。‎ ‎（二）选考题 ‎13. 关于热现象，下列说法中正确的是_________‎ A．一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加 B．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 C．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈 D．0℃的水喝0℃的冰具有相同的内能 E．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高度物体 ‎【答案】ACE - 13 -‎ ‎【解析】一定质量的理想气体做放出热量的同时如果外界对其做功，则它的内能可能增加，故A正确；晶体分单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，各向异性，而多晶体没有规则形状，各向同性，故B错误；影响布朗运动的因素是温度和颗粒大小，温度越高颗粒越小，布朗运动越剧烈，故C正确；水结冰时需要放热，故和同质量下0℃的水的内能大于0℃的冰的内能，同时内能与物质的量有关，如果不能明确质量的大小，则无法比较内能的大小，故D错误；热传递具有方向性，故E正确。所以ACE正确，BD错误。‎ ‎14. 如图所示，两个水平相对放置的固定气缸通过一根带阀门K的容积不计的细管连通，两轻质活塞用刚性轻杆固连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞面积分别为SA=0.8m2和SB=0.2m2。开始时阀门K关闭，A中充有一定质量的理想气体，B内为真空，气缸中的活塞与缸底的距离a=b=30cm，活塞静止，设温度不变，气缸内壁光滑，外界大气压强p0=1.0×105Pa保持不变，求：‎ ‎①阀门K关闭时，A中气体的压强；‎ ‎②阀门K打开后，活塞A向何处移动，移动多远？‎ ‎【答案】（1）（2）20cm ‎【解析】试题分析：以两个活塞和杆整体为研究对象，根据平衡条件列方程即可求解此时A中气体的压强；打开阀门K后，仍以两个活塞为研究对象，根据平衡条件求出阀门打开后封闭气体的压强，再由玻意耳定律求出两部分气体的长度，由几何关系即可求解活塞A、B移动的距离。‎ 以两个活塞和杆整体为研究对象，设初始时刻压强为p，则 解得：‎ A中气体的压强 打开阀门K后，仍以两个活塞为研究对象，设压强为，则 ‎，解得：‎ 设重新平衡后，活塞A、B到缸底距离分别为，则 由气态方程可得 且，‎ 解得：‎ 即活塞A向左移动，移动了20cm 点睛：本题主要考查了理想气体状态方程，关键是选择恰当研究对象由平衡条件求解气体的压强，同时考查了气体实验定律，关键是状态参量的确定，注意几何关系的应用。‎ ‎15. 关于振动和波，下列说法正确的是____________。‎ - 13 -‎ A．机械波和电磁波在介质中传播速度仅由介质决定 B．单摆摆动时，摆球所需回复力就是摆球所受的合力 C．波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动 D．做简谐振动的物体，加速度随时间的变化规律符合正余弦函数变化规律 E．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接受，测出发射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应 ‎【答案】CDE ‎【解析】机械波在介质总的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故A错误；单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，通过平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，故B错误；波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动，故C正确；简谐振动的物体，受到的合外力与位移成正比，由其振动方程可知，其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正余弦函数变化规律，故D正确；测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”是利用多普勒效应原理，故E正确。所以CDE正确，AB错误。‎ ‎16. 如图所示，一玻璃砖的截面为四分之一的圆弧ABO，C是圆弧面AB的中点，一束单色光平行于BO边照射到圆弧面上的C点，光线在C点折射后照射到AO边上的D点（图中未标出），OD问的距离为d，玻璃砖的折射率为，光在真空中的传播速度为c，‎ ‎①试判断折射光线照射到AO面上会不会发生全反射？‎ ‎②求光从C到D传播的时间。‎ ‎【答案】（1）不会发生全反射（2）‎ ‎【解析】试题分析：作出光路图，根据几何知识在C点的折射光线照射到AO面时入射角，即可判断折射光线照射到AO - 13 -‎ 面上会不会发生全反射；由几何关系求出光在玻璃砖中传播的距离，由求出光在玻璃砖中传播的速度，即可求得传播的时间。‎ ‎①光传播的光路如图所示，根据光的折射定律有 由于C点是AB弧的中点，因此i=45°‎ 解得：， 因为 解得：‎ 根据几何关系可知，在C点的折射光线照射到AO面时入射角 因此光线在AO面上不会发生全反射 ‎②设CD长为L，由正弦定理可知：，‎ 因此有：‎ 光在介质中的速度为：‎ 光从C到D传播的时间 点睛：本题主要考查了几何光学题，对于几何光学，作出光路图是解题的基础，并要充分运用几何知识求解入射角和折射角。‎ - 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