甘肃省武威市第六中学2020届高三物理下学期一诊试题（含解析）

甘肃省武威市第六中学2020届高三物理下学期一诊试题（含解析）

甘肃省武威市第六中学2020届高三物理下学期一诊试题（含解析） ‎ 一、单选题（本大题共3小题，共18.0分）‎ ‎1.关于物理学的研究方法，下列说法中不正确的是（　　）‎ A. 伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法 B. 卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法 C. 由牛顿运动定律可知加速度，该公式体现了比值定义法 D. “总电阻”“交流电的有效值”等用的是等效替代的方法 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物理学的发展离不开科学的研究方法，要明确各种科学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等，由此分析解答.‎ ‎【详解】A、伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法，故A正确；‎ B、卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法，故B正确；‎ C、由，知a与F成正比，与m成反比，可知该公式不属于比值定义法，故C不正确；‎ D、合力与分力、总电阻用的是“等效替代”的方法，故D正确.‎ 本题选不正确的故选C.‎ ‎【点睛】本题考查了常见的研究物理问题的方法，要通过练习体会这些方法的重要性，培养学科思想.‎ ‎2.如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是( )‎ A. 该卫星的运行速度一定大于‎7.9km/s B. 该卫星与同步卫星的运行角速度之比为2:1‎ C. 该卫星与同步卫星的运行半径之比为l:4‎ D. 该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、‎7.9km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以该卫星的运行速度一定小于‎7.9km/s，故A错误；‎ BC、从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方转过的圆心角为，则周期为，同步卫星的周期是24h，由 得，所以该卫星与同步卫星的运行半径之比；由得该卫星与同步卫星的运行角速度之比为，故B错误，C正确；‎ D、由于不知道卫星与同步卫星的质量关系，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】考查人造卫星与同步卫星的关系，灵活运动用重力和万有引力相等以及万有引力提供圆周运动的向心力是解决本题的关键。‎ ‎3.一定质量的小球自t=0时刻从水平地面上方某处自由下落，小球与地面碰后反向弹回，不计空气阻力，也不计小球与地面碰撞的时间，小球距地面的高度h与运动时间t关系如右图所示，取g=‎10m/s2。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 小球第一次与地面碰撞前的最大速度为‎15m/s B. 小球第一次与地面碰撞后的最大速度为‎12m/s C. 小球在4~5秒内小球走过的路程为‎2.5m D. 小球将在t=6s时与地面发生第四次碰撞 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由图象可得小球第一次与地面碰撞前释放高度h=‎20m，则可得第一次落地时速度为，则A错误；由图象可知第一次撞后上升的最大高度为h'=‎5m，可得第一碰撞后的速度为，则B错误。由图象可知小球在4~5s内刚好与地面撞击两次，即在空中运动时间为1s，所以有，则其在4~5秒内小球走过的路程为，故C正确；根据图象规律可知，小球第四次碰撞时间应在5~6秒之间，故D错误。‎ 二、多选题（本大题共7小题，共40.0分）‎ ‎4.在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示．下列判断正确的是（　　）‎ A. I 减小，减小 B. I 减小，增大 C. I 增大，增大 D. I 增大，增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，滑动变阻器电阻增大，由“串反并同”原理可知与其并联的电压表V2示数增大，与其串联的电压表和电流表示数都减小，AB对；‎ ‎5.如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电量可忽略，二极管具有单向导电性。闭合开关S，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是 A. 平行板电容器的电容将变大 B. 静电计指针张角变小 C. 带电油滴的电势能将减少 D. 油滴仍将保持静止 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 根据 知，d增大，则电容减小．故A错误．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器电容减小，则电容器要放电，但是由于二极管的单向导电性，导致电容器电量不变，故根据Q=CU可知，U变大，，所以静电计指针张角变大．故B错误．因电容器电量不变，则当d增大时，根据,电场强度不变，P点与下极板的电势差变大，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小．故C正确．因电场强度不变，则油滴所受电场力不变．油滴仍将保持静止，‎ 故D正确．故选CD．‎ 点睛：本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，二极管的存在导致电容器不能放电，则电量不变；当电容量电量不变时，两板间的场强与两板间距无关.‎ ‎6.小明同学遥控小船做过河实验，并绘制了四幅小船过河的航线图，如图所示．图中实线为河岸，河水的流动速度不变，方向水平向右，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，小船相对于静水的速度不变，并且大于河水的流动速度．则（　　）‎ A. 航线图甲是正确的，船头保持图中的方向，小船过河时间最短 B. 航线图乙是正确的，船头保持图中的方向，小船过河位移最短 C. 航线图丙是正确的，船头保持图中的方向，小船过河位移最短 D. 航线图丁不正确，如果船头保持图中的方向，船的轨迹应该是曲线 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小船参与了静水中的运动和水流的运动，最终的运动是这两个运动的合运动，根据平行四边形定则进行分析．‎ ‎【详解】A、静水速垂直于河岸，合速度的方向偏向下游。且过河时间最短，故A正确.‎ B、根据平行四边形定则知，合速度的方向正好垂直河岸，过河的位移最小；故B正确.‎ C、由于流水速度，因此不可能出现此现象，故C错误；‎ D、船头的指向为静水速的方向，静水速的方向与流水速度的合速度的方向不可能是图示方向；故D正确.‎ 故选ABD.‎ ‎【点睛】该题考查运动的合成与分解，解决本题的关键知道速度的合成遵循平行四边形定则，以及船的运动是由船相对于静水的运动与水的运动组成的，解决本题的关键知道速度的合成遵循平行四边形定则．‎ ‎7.如图a、b所示，是一辆质量m=6×‎103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片．当t=0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）．图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象，测得θ=15°．根据题中提供的信息，可以估算出的物理量有（　　）‎ A. 汽车的长度 B. 4s末汽车的速度 C. 4s内汽车牵引力所做的功 D. 4s末汽车牵引力的功率 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 从图c中求出汽车的加速度的，根据初速度、时间、加速度可求出汽车的位移（即汽车的长度）、以及汽车的速度．根据加速度可求出汽车所受的合外力，从而求出合外力做的功，因无法知道汽车的牵引力，故无法求出汽车牵引力的功率．‎ ‎【详解】A、从c图知道，汽车的加速度为gtanθ，还知道初速度为0和运动的时间，根据和v=v0+at可求出汽车的位移（即汽车的长度）和4s末汽车的速度；故A、B正确.‎ C、根据F=ma求合外力，根据位移可求出合外力做的功，但不能求出牵引力做的功；故C错误.‎ D、因牵引力大小未知，所以功率无法求出；故D错误.‎ 故选AB.‎ ‎【点睛】解决本题的关键通过c图求出汽车的加速度，从而求出位移、速度、合外力．‎ ‎8.某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O、M、N为电场中的三个点，则由图可得（　　）‎ A. M点的场强小于N点的场强 B. M点的电势低于N点的电势 C. 将一负电荷由O点移到M点电势能增加 D. 将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ M点的电场线较N点密集，故M点的场强大于N点的场强，选项A错误；顺着电场线电势降低，故M点的电势低于N点的电势，选项B正确；O点电势高于M点，故将一负电荷由O点移到M点电势能增加，选项C正确；M点的电势低于N点的电势，故OM与ON之间的电势差不等，故将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功不相同，选项D错误；故选BC.‎ ‎9.下列关于热力学定律的说法正确的是（　　）‎ A. 一定质量的理想气体保持压强和体积不变，而只改变其温度是不可能的 B. 热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律 C. 一定质量的理想气体放出热量，则其分子平均动能一定减少 D. 对于密闭容器内的理想气体而言，分子在单位时间内对单位面积容器壁碰撞的平均次数会随温度的升高而增多 E. 热运动的宏观过程是熵减少的过程 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由理想气体状态方程可知，保持压强和体积不变，则温度一定不变，热力学第二定律反映了宏观自然过程的方向性。体积压缩放出热量，温度可能升高，故分子的平均动能可能增加，由理想气体状态方程可知，对于密闭容器内的理想气体而言，如果温度升高，分子在单位时间内对单位面积容器壁碰撞的平均次数增多，根据热力学第二定律可知，实际的宏观过程都会自发地往熵增加的方向进行.‎ ‎【详解】A、由理想气体状态方程可知，保持压强和体积不变，则温度一定不变，故A正确；‎ B、热力学第二定律反映了宏观自然过程的方向性，故B正确；‎ C、体积压缩放出热量，温度可能升高，故分子的平均动能可能增加，故C错误；‎ D、由理想气体状态方程可知，对于密闭容器内的理想气体而言，如果温度升高，分子在单位时间内对单位面积容器壁碰撞的平均次数增多，故D正确；‎ E、根据热力学第二定律可知，实际的宏观过程都会自发地往熵增加的方向进行，故E错误；‎ 故选ABD.‎ ‎10.关于相对论，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B. 真空中的光速在不同的惯性参考系中不同 C. 一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大 D. 微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量 E. 在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；相对论告诉我们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B错误；一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故C错误；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，选项D正确；在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关，故E正确；故选ADE.‎ 三、实验题探究题（本大题共2小题，共16.0分）‎ ‎11.某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，用10分度的游标卡尺测其长度为______mm，用螺旋测微器测其直径为______mm．后正确操作获得了电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是______A、______V.‎ ‎【答案】91．7； 1．062±0．001； 0．42； 2．26‎ ‎【解析】‎ 试题分析：游标卡尺读数为‎91cm+0．‎1mm×7=91．‎7mm，螺旋测微器测其直径为‎1mm+0．‎01mm×6．2=1．‎062mm。电流表、电压表的读数依次是0．‎42A、2．26V．‎ 考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数；电压表及电流表的读数 ‎12.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，可供选择的器材及代号如下：‎ A．小灯泡L（3V、1.8W）；‎ B．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流‎1.5A）；‎ C．电压表V1（量程：0～3V，RV=5kΩ）；‎ D．电压表V2（量程：0～15V，RV=10kΩ）；‎ E．电流表A1（量程：0～‎0.6A，RA=0.5Ω）；‎ F．电流表A2（量程0～‎3A，RA=0.1Ω）‎ G．铅蓄电池、电键各一个，导线若干 实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压.‎ ‎①为了减少误差，实验中应选电压表______，电流表______；‎ ‎②某同学实验后作出的I-U图象如图所示，请分析该图象形成的原因是______．‎ ‎③请在图中虚线框内按要求完成实验电路图_________（用笔线代替导线）‎ ‎【答案】 (1). ① C； (2). E； (3). ②温度升高，灯泡电阻增大； (4). ③；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：电压表、电压表最佳测量范围为大于等于满偏的；根据额定值可以确定电表的选择；I-U图象的斜率等于电阻R的倒数，故I-U图象的斜率逐渐减小，即电阻R逐渐增大；被测电阻是小电阻，电流表应该采用外接法；要小灯泡两端的电压从0开始连续可调，滑动变阻器要采用分压接法．‎ ‎（1）由于小灯泡的额定电压为3伏，而电压表最佳测量范围为大于等于满偏的，故不能选0-15V的量程，而只能选0-3V的量程，故电压表应选C．由于小灯泡的额定电流，而电流表最佳测量范围为大于等于满偏的，故不能选0‎ ‎-3A的量程而只能选‎0.6A的量程，故电流表应选E．‎ ‎（2）由于，故I-U图象的斜率等于电阻R的倒数，从图象可知I-U图象的斜率逐渐减小，即电阻R逐渐增大，故金属材料的电阻随着温度的升高而升高，而，故随温度升高，金属材料的电阻率升高，灯泡电阻增大．‎ ‎（3）由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线，故要小灯泡两端的电压从0开始连续可调，故滑动变阻器要采用分压接法；由于的电阻，而中值电阻，故被测电阻是小电阻，故电流表应该采用外接法．如图所示．‎ 四、计算题（本大题共4小题，共51.0分）‎ ‎13. （16分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落人小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落人圆弧轨道时的能量损失。求 ‎（1）物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍；‎ ‎（2）物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。‎ ‎【答案】（1）物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍。‎ ‎（2）μ= 0.3‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①设物块的质量为m，其开始下落处的位置距BC的竖直高度为h，到达B点时的速度为v，小车圆弧轨道半径为R．则由机械能守恒定律得，‎ 物块运动到B点时根据牛顿第二定律得，‎ 解得h=4R，即物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍．‎ ‎②设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F，物块滑到C点时与小车的共同速度为v′，‎ 物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为S，‎ 依题意，小车的质量为‎3m，BC长度为10R，由滑动摩擦定律有，‎ 由动量守恒定律有，‎ 对物块、小车分别应用动能定理得 解得μ=0．3．‎ 考点：考查了动量守恒定律，动能定理，机械能守恒定律，牛顿第二定律 ‎【名师点睛】分析物块的运动过程，明确物块和小车间的相互作用，知道物块在小车BC上滑动，通过摩擦力相互作用，物块做匀减速运动，小车做匀加速运动，恰好没有滑出小车，说明二者速度相等，这样就可以依次选择机械能守恒定律、牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理求解．求动摩擦因数选动能定理简单，因为不考虑中间的运动过程．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎14.如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0‎ 沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：‎ ‎(1)O处点电荷的电性和电荷量；‎ ‎(2)两金属板间所加的电压．‎ ‎【答案】(1)负电，；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点电荷带负电．由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度为： …①‎ 在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足…②‎ 由①②得： ‎ ‎（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30°‎ tan 30°= …③‎ vy=at…④‎ ‎ …⑤‎ ‎ …⑥‎ 由③④⑤⑥得：‎ ‎15.质量m1=‎30kg的气象探测气球充入质量m0=‎20kg的氦气后，压强为p0=1atm，容积为V0=‎100m3‎．要使探测气球能吊起设备升起，需要继续充入氦气，当探测气球内压强达到p=1.5atm时，探测气球恰好能吊起M=‎128.4kg的设备，已知空气的密度为ρ=‎1.29kg/m3，整个过程温度不变，重力加速度g=‎10m/s2．求此时探测气球的体积和气球内氦气的总质量。‎ ‎【答案】(1)V=‎160m3‎ (2)m=‎‎48kg ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 其以充入氮气后总气体和气球为研究对象，根据平衡列式，气体做等温变化，根据玻意耳定律列式，然后根据气球内氦气质量之比等于等温等压条件下氦气的体积之比即可求解.‎ ‎【详解】当探测气球恰好能吊起设备时，设此时气球内氦气的质量为m，体积为V，‎ 根据平衡得：ρgV=(m1+m+M)g 充入氦气后，假设气球等温膨胀到压强为1atm时体积为V1，则有pV=p0V1‎ p=1.5atm时气球内氦气的质量与p0=1atm时气球内氦气质量之比等于等温等压条件下氦气的体积之比，‎ 解以上各式代入数据可得：m=‎48kg，V=‎‎160m3‎ ‎【点睛】本题考查充气问题，关键选择好研究对象，找出初末状态参量，根据玻意耳定律列式求解即可.‎ ‎16.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为介质中平衡位置位于x=‎2m处的质点P的振动图象。Q点是xQ=‎64m处的质点（图中没有标出）.‎ ‎(1)求这列简谐波传播的方向和速度大小。‎ ‎(2)若x1=‎4m处的质点在t=0时刻才开始振动，则从t=0时刻开始到质点Q振动到正方向最大位移处需要多长时间？‎ ‎【答案】(1)沿x轴正方向传播, v=‎20m/s (2)t=(3.05+0.2n)s，(n=0,1,2,3，…)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据t=0时刻质点P的振动方向确定简谐波的传播方向，从图中读出波长和周期求解波速；‎ ‎(2)根据速度时间关系求解Q点第一次达到波峰的时间，根据周期性求出从t=0时刻开始到质点Q振动到正方向最大位移处需要的时间.‎ ‎【详解】(1)由题图乙可知，t=0时刻质点P的振动方向沿着y轴负方向,‎ 根据题图甲和简谐波的传播特点可知简谐波沿x轴正方向传播,‎ 由题图甲可知简谐波的波长λ=‎4m，由题图乙可知简谐波的周期为：T=0.2s，‎ 波速为：‎ ‎(2)要使质点Q振动到正方向最大位移处，则x3=‎3m处的质点的振动状态必须传到Q点，则Q点第一次达到波峰的时间为：t1==s=3.05s 则从t=0时刻开始到质点Q振动到正方向最大位移处需要的时间为：t=(3.05+0.2n)s，其中n=0,1,2,3,…‎ ‎【点睛】本题考查简谐运动和简谐波，意在考查考生对简谐波的振动图象和波形图的理解以及对简谐波的传播特点的理解和应用.‎