【物理】福建省莆田市2020届高三下学期3月毕业班教学质量检测试（解析版）

【物理】福建省莆田市2020届高三下学期3月毕业班教学质量检测试（解析版）

福建省莆田市2020届高三下学期3月毕业班 教学质量检测试 一、选择题 ‎1.职业高空跳伞运动员从近万米高空带着降落伞跳下，前几秒内的运动可视为自由落体运动。已知运动员的质量为80 kg，重力加速度g取10 m/s2，关于运动员所受重力做功的功率，下列说法正确的是（　　）‎ A. 下落第1 s末的瞬时功率为4 000 W B. 下落第1 s内的平均功率为8 000 W C. 下落第2s末的瞬时功率为8 000 W D. 下落第2s内的平均功率为12000 W ‎【答案】D ‎【详解】A．下落第1 s末的瞬时功率为 选项A错误；‎ B．下落第1 s内的平均功率为 选项B错误；‎ C．下落第2s末的瞬时功率为 选项C错误；‎ D．下落第2s内的平均功率为 选项D正确；‎ 故选D。‎ ‎2.在光电效应实验中，某同学先后用甲、乙两种光照射同一光电管，得到如图所示两条光电流与电压之间的关系曲线，则两种光中（　　）‎ A. 甲光的频率比较大 B. 甲光的波长比较长 C. 甲光照射时单位时间内逸出的光电子数比较少 D. 甲光照射时逸出的光电子的最大初动能比较大 ‎【答案】B ‎【详解】ABD．根据 由图像可知，乙光的截止电压较大，则乙光照射时逸出的光电子的最大初动能比较大，乙光的频率较大，根据则甲光波长较大，选项AD错误，B正确；‎ C．由图像可知，甲光的饱和光电流较大，则甲光照射时单位时间内逸出的光电子数比较多，选项C错误；‎ 故选B。‎ ‎3.如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。他估测得足球的直径约为20 cm，质量约为0. 48 kg，收纳架两根平行等高的横杆之间的距离d约为12 cm。忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（　　）‎ A. 2.4 N B. 3.0 N C. 4.0 N D. 4.8 N ‎【答案】B ‎【详解】设每根横杆对足球的弹力方向与竖直方向夹角为α，由几何关系可知 对足球竖直方向有 解得 FN=3N 故选B。‎ ‎4.在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其中Q1为正电荷，Q2为负电荷。一带正电的粒子仅在电场力作用下从原点O由静止开始沿x轴运动，其动能Ek随位置x的变化关系如图，则能够正确表示Q1、Q2位置的图像是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】由动能定理可知可知图像的斜率等于电场力，由图像可知，在0~x0之间存在一个场强为0的点（设为M点），且在OM之间运动时电场力做正功，在M与x0之间运动时电场力做负功；由此刻判断0~x0区间肯定在两点荷的同一侧，且正电荷Q1距离O点较近，故选项A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎5.如图，两根细杆M、N竖直固定在水平地面上，M杆顶端A和N杆中点B之间有一拉直的轻绳。两杆的高度均为4.0 m，两杆之间的距离为2.0 m。将一个小球从M杆上的C点以一定的初速度vo水平向右抛出。已知C点与A点的距离为0.8 m，重力加速度g取10 m/s2.不计空气阻力。若要使小球能碰到轻绳，则vo的最小值为（　　）‎ A. 2.5 m/s B. ‎ C. 4.0 m/s D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】细绳与水平方向夹角为45°，要使小球恰能碰到轻绳，则轨迹与轻绳相切，此时速度方向与水平方向夹角为45°，此时位移偏向角满足 即 其中 由几何关系 解得 v0=4m/s。‎ 故选C。‎ ‎6.2020年2月，北斗卫星导航系统第41、49、50和51颗卫星完成在轨测试、入网评估等工作，正式入网工作。其中第41颗卫星为地球同步轨道卫星，第49颗卫星为倾斜地球 同步轨道卫星，它们的轨道半径约为4.2×107 m，运行周期等于地球的自转周期24小时。 第50和51颗卫星为中圆地球轨道卫星，运行周期约为12小时。已知引力常量G=6. 67×l0-11 Nm2/kg2，倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。下列说法正确是（　　）‎ A. 根据题目数据可估算出地球的质量 B. 中圆地球轨道卫星轨道半径约为2. 1×107m C. 在地面观察者看来，倾斜地球同步轨道卫星是静止的 D. 倾斜地球同步轨道卫星运行速度比中圆地球轨道卫星小 ‎【答案】AD ‎【详解】A．对同步卫星 已知绕地球运动的周期T和运动半径r 可求解地球的质量，选项A正确；‎ B．根据开普勒第三定律可知 因 ‎ 则中圆地球轨道卫星的轨道半径不等于同步卫星轨道半径的一半，选项B错误；‎ C．倾斜地球同步轨道卫星与地球自转周期相同，每过24h都运动一圈，在地面观察者看来，倾斜地球同步轨道卫星是运动的，选项C错误；‎ D．根据可知，倾斜地球同步轨道卫星的运行速度比中圆地球轨道卫星小，选项D正确。‎ 故选AD。‎ ‎7.如图，质量为M、长度为L的长木板静止在光滑水平面上，质量为m的小铁块以水平初 速度v0从木板左端向右滑动，恰好不会从木板右端滑出。下列情况中，铁块仍不会从木板右端滑出的是（　　）‎ A 仅增大m B. 仅增大M C. 仅将m和L增大为原来的两倍 D. 仅将M和L增大为原来的两倍 ‎【答案】ACD ‎【详解】由动量守恒和能量关系可知 联立解得 A．仅增大m，则∆x不变，即物块仍恰好从木板右端滑出，选项A正确；‎ B．仅增大M，则∆x变大，即物块能从木板右端滑出，选项B错误；‎ C．将m增大为原来的两倍，则∆x不变，而L增大为原来的两倍，物块不能从木板右端滑出，选项C正确；‎ D．仅将M增大为原来的两倍，则∆x变大，但是不会增加到原来的2倍，而L增加到原来的2倍，可知木块不会从木板上滑出，选项D正确；‎ 故选ACD。‎ ‎8.如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5 m。导体棒 a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2 T。物体c的质量为0. 06 kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（　　）‎ A. b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5 m/s2‎ B. b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0 m/s C. 足够长时间后a棒的加速度大小为 D. 足够长时间后a棒的速度大小为7.0 m/s ‎【答案】BC ‎【详解】A．b棒所受的最大静摩擦力 而 则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为 此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则 a棒的加速度大小为 选项A错误； ‎ B．b棒刚要开始运动时，对a棒 F安=BIL E=BLv 联立解得 v=5m/s 选项B正确；‎ CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为 此时对a棒 b棒 其中 解得 ‎ ‎ ‎ 此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，选项C正确，D错误；‎ 故选BC。‎ 二、非选择题 ‎9.某同学用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。‎ ‎(1)用游标卡尺测量立方体小钢块的边长d，测量结果如图乙，则d=____cm。‎ ‎(2)用电磁铁吸住小钢块，保持小钢块底面与水平面平行。用刻度尺测量小钢块与光电门的高度差h。‎ ‎(3)将电磁铁断电，小钢块由静止开始下落，测得小钢块通过光电门的时间t=3.20 ms。则小钢块通过光电门时的速度v=____________m/s。‎ ‎(4)改变小钢块与光电门的高度差h，重复步骤(2)(3)，得到多组数据。‎ ‎(5)利用实验数据作出v2一h图像。若v2一h图线为一条过原点的直线，且直线的斜率k=____，则说 明小钢块下落过程中机械能守恒。（用题中给出的物理量符号表示）‎ ‎【答案】(1). 0.96 (3). 3.0 (5). 2g ‎【详解】(1)[1]．用游标卡尺测量立方体小钢块的边长 d=0.9+0.1mm×6=0.96cm。‎ ‎(3)[2]．小钢块通过光电门时的速度 ‎(4)[3]．由，则v2=2gh，则做出的v2-h图像的斜率为2g。‎ ‎10.某同学用图甲电路测量一电源的电动势和内阻，其中电流表A的量程为0.6 A，虚线框内为用电流计G改装的电压表。‎ ‎(1)已知电流计G的满偏电流Ig= 300 μA，内阻Rg=100 Ω，改装后的电压表量程为3V，则可计算出电阻R1=____Ω。‎ ‎(2)某次测量时，电流计G的示数如图乙，则此时电源两端的电压为 ___V。‎ ‎(3)移动滑动变阻器R的滑片，得到多组电流表A的读数I1和电流计G的读数I2，作出I1-I2图像如图丙。由图可得电源的电动势E=____V，内阻r=____Ω。‎ ‎(4)若电阻R1的实际阻值大于计算值，则电源内阻r的测量值____实际值（填“小于”“等于”或“大于”）。‎ ‎【答案】(1). 9900 (2). 2.40 (3). 2.90 1.0 (4). 小于 ‎【详解】(1)[1]．由改装原理可知，要串联的电阻 ‎(2)[2]．电流计G的示数为240μA，则此时电源两端的电压为240μA×10-6×10000V=2.40V；‎ ‎(3)[3][4]．由图像可知，纵轴截距为290μA，则对应的电压值为2.90V，即电源电动势为E=2.90V；内阻 ‎(4)[5]．若电阻R1实际阻值大于计算值，则通过电流计G的电流会偏小，则图像I2-I1的斜率会偏小，则电源内阻r的测量值小于实际值。‎ ‎11.如图，竖直平面内固定有一半径为R的光滑网轨道，质量为m的小球P静止放置在网轨道的最低点A。将质量为M的小球Q从圆轨道上的C点由静止释放，Q与P发生一次弹性碰撞后小球P恰能通过圆轨道的最高点B。已知M=5m，重力加速度为g，求：‎ ‎(1)碰撞后小球P的速度大小；‎ ‎(2)C点与A点的高度差。‎ ‎【答案】(1) ； (2)0.9R ‎【详解】(1)设碰撞后小球P的速度为vA，到达最高点的速度为vB，由机械能守恒定律 在B点 联立解得 ‎(2)设小球Q碰撞前后的速度分别为v0和v1，由动量守恒定律 由能量守恒 设C点与A点的高速差为h，小球Q从C运动到A的过程中，由机械能守恒定律 联立解得 h=0.9R ‎12.如图甲，两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置，O1、O2分别为两盒的圆心，盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙，正反向电压的大小均为Uo，周期为To，两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻，将一个质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子由O2处静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界M、N时运动不受影响，不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响，不计粒子重力。‎ ‎(1)求两D形盒边界M、N之间的距离；‎ ‎(2)若D1盒内磁场的磁感应强度，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后能到达 O1，求D2盒内磁场的磁感应强度；‎ ‎(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t= 2To时刻到达Ol，求磁场的磁感应强度。‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【详解】(1)设两盒之间的距离为d，盒间电场强度为E，粒子在电场中的加速度为a，则有 U0=Ed qE=ma 联立解得 ‎(2)设粒子到达O1的速度为v1，在D1盒内运动的半径为R1，周期为T1，时间为t1，则有 可得 t1=T0‎ 故粒子在时刻回到电场；‎ 设粒子经电场再次加速后以速度v2进入D2盒，由动能定理 设粒子在D2盒内的运动半径为R2，则 粒子在D1D2盒内各运动一次后能到达O2应有 R2=R1‎ 联立各式可得 ‎(3)依题意可知粒子在D1D2盒内运动的半径相等；又 故粒子进入D2盒内的速度也为v1；可判断出粒子第二次从O2运动到O1的时间也为 粒子的运动轨迹如图；‎ 粒子从P到Q先加速后减速，且加速过程的时间和位移均相等，设加速过程的时间为t2，则有 则粒子每次在磁场中运动的时间 又 联立各式解得 ‎13.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为1.0 cm，该油膜的面积是 ___cm2.若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸8×10-6mL，则油酸分子的直径是____m。‎ ‎【答案】91 ‎ ‎【详解】[1]．由图可知，油膜轮廓的方格数约为91，则油膜的面积是91cm2；‎ ‎[2]．油分子直径为 ‎14.如图，一导热性能良好的容器由三根内径相同的竖直玻璃管构成，管内装有足够多的水银，左管上端封闭有一定质量的理想气体A，右管上端与大气相通，下管用活塞顶住。开始时左右两管的水银面恰好相平，气体A的长度为20 cm，环境温度为304 K。已知大气压强恒为76 cmHg，现用外力缓慢向上推活塞，使气体A的长度变为19 cm。‎ ‎（i）求此时左右两管水银面的高度差；‎ ‎（ii）再将活塞固定，对气体A缓慢加热，使其长度变回20 cm。 求此时气体A的温度。‎ ‎【答案】(i)4cm (ii)328K ‎【详解】(i)由题意可知开始时气体A的压强等于大气压强p0，设玻璃管的横截面积为S，气体A长度为19cm时的压强为p1，根据玻意耳定律 又 可得 ‎(ii)设气体A长度变回20cm时的温度为T2，压强为p2，由题意可知此时左右两管液面的高度差为 根据查理定律 解得 ‎15.某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。‎ ‎①在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3________，用同样的方法插上大头针P4。‎ ‎②在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5. 00 cm的圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示。测得AC=4.00 cm，BD=2.80 cm，则玻璃的折射率n=_____________。‎ ‎【答案】①挡住P2、P1的像 ②1.43‎ ‎【详解】①[1]．在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3挡住P2、P1的像，用同样的方法插上大头针P4。‎ ‎②[2]．玻璃的折射率 ‎16.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为6 m/s，t=0时的波形如图。P、Q是介质中的两个质点，平衡位置分别为xP=9 m、xQ=11 m。求：‎ ‎（i）质点P的振动表达式；‎ ‎（ii）t=0.5 s时质点Q偏离平衡位置的位移。‎ ‎【答案】(i) (ii) -0.05m ‎【详解】(i)由图可知波长λ=12m，振幅A=0.1m 周期 ‎ ‎ 简谐振动的表达式 由题意可知t=0时P点从平衡位置向下振动，可得质点P的振动表达式为 ‎(ⅱ)振动从质点P传到Q所需的时间 在t=0.5s时质点Q已经振动的时间 故t=0.5s质点Q偏离平衡位置的位移为 解得