【物理】重庆市第一中学2020届高三上学期期末考试（解析版）

【物理】重庆市第一中学2020届高三上学期期末考试（解析版）

重庆市第一中学2020届高三上学期期末考试 一.选择题（共8小题，1-5单选，6-8多选，每小题6分，少选3分，选错，多选0分，共48分）‎ ‎1.下列说法正确的是( )‎ A. 粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的 B. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定 C. 核力短程力，其表现一定为吸引力 D. 质子、中子、粒子的质量分别为、、，由2个质子和2个中子结合成一个粒子，释放的能量是 ‎【答案】B ‎【详解】A．α粒子散射实验的结果使卢瑟福根据它提出了原子的核式结构模型，故A错误；‎ B．比结合能是衡量原子核结构是否牢固的指标，它越大原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；故B正确；‎ C．核力是短程力，其作用的范围是，其表现既有吸引力也有排斥力，故C错误；‎ D．2个质子和2个中子结合成1个α粒子，根据质能方程知：‎ 故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图甲所示，0～1 s内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，如图乙所示，导体棒始终保持静止，则其所受的摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向) ( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】根据题意可得：在0~1s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由楞次定律可得线圈感应电流的方向是逆时针，再由左手定则可得导体棒安培力方向水平向左，所以静摩擦力的方向是水平向右，即为正方向；而在0~1s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由法拉第电磁感应定律可得线圈感应电流的大小是恒定的，即导体棒的电流大小是不变的；再由：‎ 可得安培力大小随着磁场变化而变化，因为磁场是不变的，则安培力大小不变，所以静摩擦力的大小也是不变的。故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎3.如图所示，物体A的左侧为粗糙竖直墙面，B的下面有一竖直压缩的弹簧，A，B保持静止,则( ) ‎ A. 物体A与墙面间一定有弹力 B. 物体A与墙面间一定有摩擦力 C. 物体A受到5个力的作用 D. 弹簧的弹力大小等于A、B的重力之和 ‎【答案】D ‎【详解】AB. 整体受力平衡，竖直方向受到重力和弹簧的弹力，水平方向不受力，所以A 与墙之间没有弹力；没有弹力就不会有摩擦力，故AB错误．‎ C.物体A受重力和B对A的支持力与摩擦力，故C错误．‎ D.整体分析可知，弹簧的弹力大小等于A、B的重力之和，故D正确．‎ ‎4.将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受空气阻力大小恒定，方向与运动方向相反，该过程的v-t图像如图所示，g取10m/s2。下列说法中正确的是( ) ‎ A. 小球重力和阻力大小之比为6:1‎ B. 小球上升与下落所用时间之比为2:3‎ C. 小球落回到抛出点的速度大小为m/s D. 小球下落过程受到向上的空气阻力，处于超重状态 ‎【答案】C ‎【详解】A．根据图像可得上升过程的加速度大小为：‎ 由牛顿第二定律有：‎ 代入数据解得：‎ 即：‎ 故A错误；‎ B．下降过程中由牛顿第二定律可得：‎ 结合A选项解得：‎ 根据：‎ 可得：‎ 所以可知上升和下降时间之比为：‎ 故B错误；‎ C．小球匀减速上升的位移：‎ 根据：‎ 代入数据解得：，故C正确；‎ D．小球下落过程中，加速度竖直向下，处于失重状态，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以正点电荷为圆心的圆，M点是两点电荷连线的中点，M、N两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，则下列判断中正确的是( )‎ A. , ‎ B. 若将一正点电荷从虚线上M点移动到N点，该点电荷的电势能增加 C. 若将一负点电荷从虚线上M点移动到N点，电场力做功为零 D. 若点电荷仅受该电场的电场力作用，不可能做匀速圆周运动 ‎【答案】B ‎【详解】A．由电场线的分布情况可以知道，N处电场线比M处电场线疏，则N 处电场强度比M处电场强度小，即：‎ 而沿着电场线方向电势逐渐降低，由图可知有：‎ 故A错误；‎ B．由：‎ 可知正电荷在电势高处电势能大，所以对于正电荷有：‎ 故将一正点电荷从虚线上M点移动到N点，该点电荷的电势能增加，B正确；‎ C．因为M、N两点电势不同，对于负电荷有：‎ 故将一负点电荷从虚线上M点移动到N点，电势能减小，电场力做正功，故C错误；‎ D．如图所示，取一点P，当正电荷以一个恰当的速度垂直PM进入电场时，若满足：‎ 根据牛顿第二定律和向心力公式可得：‎ 所以带电粒子可以以PM为半径M点为圆心做匀速圆周运动；再根据电场分布的对称性可知在双电荷的左边对称位置可以让负电荷做匀速圆周运动，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.如图所示，不可伸长的轻绳，绕过光滑定滑轮C，与质量为m的物体A连接，A放在倾角为的光滑斜面上，绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接，连接物体B的绳最初水平。从当前位置开始，使物体B以速度v沿杆匀速向下运动，设绳的拉力为T，在此后的运动过程中，下列说法正确的是( )‎ A. 物体A做加速运动 B. 物体A做匀速运动 C. T小于mgsinθ D. T大于mgsinθ ‎【答案】AD ‎【详解】‎ 由图可知绳端的速度为，与B的位置有关，因为B为匀速运动，B下降过程中α变大，因此物体A做加速运动，T大于；故AD正确，BC错误。故选AD。‎ ‎7.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，电压表为理想电表，R为光敏电阻（其阻值随光的照射强度增大而减小），、、是三个额定电压均为10V的灯泡，其中、规格相同。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，三个灯泡均正常发光，设灯泡不会烧坏，下列说法正确的是( )‎ A. 电路中电流1s内改变50次方向 B. 灯泡L1、L2的电功率之比为1:5‎ C. 若将灯泡换为一个理想二极管，则电压表示数为11V D. 若将灯泡换为一个理想电流表，把照射R的光减弱，、仍然可能正常发光 ‎【答案】BD ‎【详解】A．由图乙可知交流电的周期为，所以频率为：‎ 所以电路中电流1s内改变100次方向，故A错误；‎ B．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，故原副线圈电流之比为：‎ 又因为、规格相同，所以的电流等于副线圈电流的一半，所以有流过、电流之比为：‎ 因为三个灯泡均正常发光，电压相同，故由：‎ 可知电功率之比等于电流之比，即：‎ 故B正确；‎ C．若将灯泡换为一个理想二极管，则根据二极管单向导电性可知输入电压图像为：‎ 根据有效值定义可得：‎ 解得有效值；理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，故副线圈电压为，即电压表示数为，故C错误；‎ D．若将灯泡换为一个理想电流表，则原线圈电压增加，副线圈电压增加；把照射R的光减弱，则阻值增加，根据：‎ 可知副线圈电流可能不变，流过、的电流可能不变，即、仍然可能正常发光，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎8.如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒在ab位置以初速度v沿斜面向上运动，最远到达a′b′处，导体棒向上滑行的最远距离为x。导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在导体棒向上滑动过程中，下列说法正确的是( )‎ A. 导体棒受到的最大安培力为 B. 导体棒损失的机械能为mv2－mgxsin θ C. 导体棒运动的时间为 D. 整个电路产生的焦耳热为mv2－mgx(sin θ＋μcos θ)‎ ‎【答案】BCD ‎【详解】A．根据：‎ 可以知道速度最大时感应电动势最大，电流和安培力也最大，所以初始时刻的安培力最大，根据：‎ 可得：‎ 故A错误；‎ B．从初始位置到滑行最远时根据能量守恒有损失的机械能为：‎ 故B正确；‎ C．导体棒向上滑动过程中由动量定理可知：‎ 而由电荷的定义式结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知：‎ 联立解得：‎ 故C正确；‎ D．上滑过程中克服摩擦力和重力做的总功为：‎ 根据能量守恒定律可得整个电路产生的焦耳热为：‎ 故D正确。故选BCD。‎ 二、非选择题：共62分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～16题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题：‎ ‎9.为了测量木块与木板间动摩擦因数，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置，让木块从倾斜木板上A点由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律，取g=10m/s2，，如图所示：‎ ‎ ‎ ‎（1）根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为v=_________m/s ‎（2）根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a=________m/s2；‎ ‎（2）现测得斜面倾角为，则= ________。‎ ‎【答案】 (1). 0.4 (2). 1 (3). 0.625‎ ‎【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，得0.4s末的速度为：‎ ‎(2)[2]同理可得0.2s末的速度为：‎ 则木块的加速度为：‎ ‎(3)[3]选取木块为研究对象，木块沿斜面方向是受力根据牛顿第二定律有：‎ 得：‎ 带入斜面倾角和已知物理量解得：‎ ‎10.我校小明同学想测量某段铜导线的电阻率，进行了如下实验。‎ ‎（1）如图甲所示，采用绕线法用毫米刻度尺测得10匝铜导线总直径为__________ cm；‎ ‎   ‎ ‎（2）现取长度为L ‎=100m的一捆铜导线，欲测其电阻，在实验前，事先了解到铜的电阻率很小，在用伏安法测量其电阻时，设计图乙电路，则电压表的另一端应接 _________ 填“a”或“b”，测量得电压表示数为4.50V，而电流表选择0~3.0A量程，其读数如图丙所示，则其读数为________A，可得铜的电阻率为 _______ (计算结果保留两位有效数字。小明参考课本上的信息如下图所示，发现计算得到的电阻率有一些偏差，但是实验的操作已经十分规范，测量使用的电表也已尽可能校验准确，请写出一条你认为造成这种偏差的可能原因是_____。‎ 几种导体材料在20ºC时的电阻率 材料 ρ/ Ω∙m 材料 ρ/ Ω∙m 银 ‎1.6×10-8‎ 铁 ‎1.0×10-7‎ 铜 ‎1.7×10-8‎ 锰铜合金 ‎4.4×10-7‎ 铝 ‎2.9×10-8‎ 镍铜合金 ‎5.0×10-7‎ 钨 ‎5.3×10-8‎ 镍铬合金 ‎1.0×10-6‎ ‎【答案】 (1). 1.25 (2). a 2.50 2.2×10-8 可能由于电流较大，实验过程中铜导线的温度明显超过了20 ℃‎ ‎【详解】(1)[1]根据读数规则由图甲所示刻度尺可知其分度值为 1mm ，总长度：‎ ‎11.25−10.00=1.25cm ‎(2)[2]由题意可知，电压表内阻远大于铜线电阻，电流表应采用外接法，电压表的另一端应接 a ；‎ ‎[3]电流表量程为 3.0A ，由图示表盘可知，其分度值为 0.1A ，示数： I=2.50A ；‎ ‎[4]铜线电阻：‎ 由电阻定律得：‎ 整理得：‎ 代入数据解得： ρ=2.2×10−8Ω∙m；‎ ‎[5]铜线电阻率受温度影响，随温度升高而增大，实验误差可能是：由于电流较大，实验过程中铜导线的温度明显超过了 20 ℃造成的；‎ ‎11.如图所示，半径的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为=1.25m，现将一质量=0.2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以的速度水平飞出（取）．求：‎ ‎（1）小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功；‎ ‎（2）小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小；‎ ‎（3）小滑块着地时的速度大小.‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【详解】（1）滑块在圆弧轨道受重力、支持力和摩擦力作用，由动能定理 mgR-Wf =mv2‎ Wf =1.5J ‎（2）由牛顿第二定律可知：‎ 解得：‎ ‎ ‎ ‎（3）小球离开圆弧后做平抛运动根据动能定理可知：‎ 解得：‎ ‎12.磁悬浮列车的运动原理如图所示，在水平面上有两根水平长直平行导轨，导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2，B1和B2相互间隔，导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时，金属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m，两种磁场的宽度均为L2，L2=ab，B1＝B2=1.0T。金属框的质量m=0.1kg，电阻R=2.0Ω。金属框受到的阻力与其速度成正比，即f=kv，k=0.08 kg/s，只考虑动生电动势。求：‎ ‎（1）开始时金属框处于图示位置，判断此时金属框中感应电流的方向;‎ ‎（2）若磁场的运动速度始终为v0=10m/s，在线框加速的过程中，某时刻线框速度v1=7m/s，求此时线框的加速度a1的大小;‎ ‎（3）若磁场的运动速度始终为v0=10m/s，求金属框的最大速度v2为多大？此时装置消耗的总功率为多大？‎ ‎【答案】（1）abcda的方向（2）4m/s2（3）8m/s；6.4W ‎【详解】(1)磁场以恒定速度沿导轨向右匀速运动，则由楞次定律可知金属框中感应电流的方向是：abcda的方向；‎ ‎(2)根据楞次定律可知金属框与磁场同向运动，感应电动势：‎ 感应电流：‎ 左右两边受到的安培力都为：‎ 根据牛顿第二定律有：‎ 解得此时金属框的加速度：‎ 代入数据解得：；‎ ‎(3)当金属框有最大速度时做匀速运动，所受合外力为零：‎ 左右两边受到的安培力都为：‎ 代入数据解得最大速度：；‎ 装置消耗的功率分克服阻力做功的功率和电功率两部分，克服阻力做功的功率：‎ 代入数据解得：；‎ 电功率：‎ 代入数据解得：；‎ 此时装置消耗的功率：‎ 答：（1）此时金属框中感应电流的方向为abcda；‎ ‎（2）此时线框的加速度；‎ ‎（3）金属框的最大速度；此时装置消耗的总功率为6.4W。‎ ‎（二）选考题： ‎ ‎［物理选修3-3］‎ ‎13.下列说法正确的是_____。‎ A. 温度升高，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大 B. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 C. 两分子的间距离从小于平衡位置距离r0逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大 D. 液晶具有液体流动性，其光学性质具有各向同性的特点 E. 空气中水蒸气越接近饱和状态，人感觉空气越潮湿 ‎【答案】BCE ‎【详解】A．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律；当温度升髙时，分子的平均动能增大，并不是物体内每一个分子热运动的速率都增大。故A错误；‎ B．液体表面层的密度比较小，分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力。故B正确；‎ C．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子之间的作用力开始时是斥力，当距离大于r0后表现为引力，所以该过程中分子力先做正功，后做负功，它们之间的分子势能先减小后增大。故C正确；‎ D．液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性的特点。故D错误；‎ E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近水的饱和气压，水蒸发越慢，这时空气就越潮湿，故E正确。‎ 故选BCE。‎ ‎14.如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B．开始时，缸内气体的温度t1=27℃，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态．已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，取重力加速度g=10m/s2，不计一切摩擦．现使缸内气体缓慢冷却，求：‎ ‎（1）当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度；‎ ‎（2）气体的温度冷却到-93℃时B离桌面的高度H．（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1）-66℃（2）15cm.‎ ‎【详解】(ⅰ)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1＝mg 由活塞受力平衡得p2S＝p0S－kx1‎ 根据理想气体状态方程有 ‎ ‎ 代入数据解得T2＝207 K 当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2＝－66 ℃；‎ 由(ⅰ)得x1＝5 cm 当温度降至－66 ℃之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖－吕萨克定律有 ‎ ‎ 代入数据解得H＝15 cm．‎ ‎［物理选修3-4］‎ ‎15.下列说法正确的是（　　）‎ A. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆摆长无关 C. 火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 D. 当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象 E. 用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长 ‎【答案】BCE ‎【解析】试题分析：在干涉现象中，振动加强点振幅最大，位移在变化，所以振动加强点的位移不是总是比减弱点的位移大，故A错误．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，单摆的周期与驱动力的周期相等，与固有周期无关，故B正确．火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应知，我们接收的频率大于波源发出的频率，故C正确．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小的多时，将发生明显的衍射现象，故D错误．根据知，A光的条纹间距比B光的条纹间距大，则A光的波长大于B光的波长，故E正确．故选BCE．‎ ‎【名师点睛】本题考查了干涉现象、衍射现象、双缝干涉、多普勒效应、受迫振动、简谐运动等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点；振动加速度的振幅最大，不是位移总是最大．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．当波长与障碍物尺寸差不多，或比障碍物尺寸大，会发生明显的衍射，这些地方都容易出错．‎ ‎16.机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，波长λ=0.8m，质点p的坐标x=0.32m．从此时刻开始计时．‎ ‎①若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速；‎ ‎②若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；‎ ‎③若p点经0.4s到达平衡位置，求波速．‎ ‎【答案】①2 m/s ②0.3 m/s ③（0.8+n）m/s（n=0，1，2，3，…）‎ ‎【详解】①依题意，周期T=0.4 s，波速 v= = m/s=2 m/s．‎ ‎②波沿x轴正方向传播，当x=0.2m的振动传到p点，p点恰好第一次达到正向最大位移．‎ 波传播的距离 ‎△x=0.32 m﹣0.2 m=0.12 m 波速 v= = m/s=0.3 m/s．‎ ‎③波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则 ‎△x=0.32 m，‎ 由周期性，可知波传播的可能距离 ‎△x=（0.32+n）m（n=0，1，2，3，…）‎ 可能波速 v==m/s=（0.8+n）m/s（n=0，1，2，3，…）．‎