【物理】山东省泰安市2020届高三下学期4月多校联考试题（解析版）

【物理】山东省泰安市2020届高三下学期4月多校联考试题（解析版）

山东省泰安市2020届高三下学期4月多校联考 一、单项选择题： ‎ ‎1.在人类文明发展史上，有大批物理学家做出了重要贡献，以下叙述符合史实的是 A. 伽利略用斜面实验证明了力是使物体运动的原因 B. 库仑总结出了点电荷间相互作用的规律 C. 楞次发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 D. 汤姆生根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．伽利略用斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，选项A错误；‎ B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，选项B正确；‎ C．奥斯特发现了电流的磁效应，楞次总结了电磁感应中产生反应电流的方向判断方法即楞次定律，选项C错误；‎ D．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.原子核的核反应类型通常分为四种，反应过程中都遵守质量数、电荷数守恒规律。以下核反应方程式，书写正确且属于人工转变的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 用快速粒子（天然射线或人工加速的粒子）穿入原子核的内部使原子核转变为另一种原子核的过程，这就是原子核的人工转变。‎ ‎【详解】A．原子核自发的放出粒子称为衰变，此式属于衰变，选项A错误；‎ B．一个重原子的原子核分裂为两个或更多较轻原子核并在分裂时两到三个中子释放巨大能量的过程，此反应属于裂变反应，选项B错误；‎ C．用He核轰击Be核属于人工转变，选项C正确；‎ D．此反应属于氢核聚变，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.北斗卫星导航系统是继美国全球卫星定位系统（GPS），俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的全球卫星导航系统。‎2020年4月4日，第五十五颗北斗导航卫星，即北斗三号最后一颗组网卫星，如期运抵西昌卫星发射中心，将在西昌卫星发射中心开展测试、总装、加注等工作，计划于5月份发射。该卫星属地球静止轨道卫星。关于正常运行后的该卫星，以下说法正确的是 A. 可以位于北京上空 B. 距地面的高度可根据需要随时调整 C. 运行速度可以大于第一宇宙速度 D. 运行轨道不会经过地球两极 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．地球静止轨道卫星只能围绕赤道上方运转，也就是只能相对静止在赤道正上方，选项A错误，D正确；‎ B．由于同步卫星周期与地球一致，所以地球同步通讯卫星到地心的距离都相同，离地面的高度是确定的值，选项B错误；‎ C．第一宇宙速度，也是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，选项C错误。‎ 故选D。‎ ‎4.“牛顿环”又称“牛顿圈”，如图甲所示。牛顿环的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理为“薄膜干涉”。可以用来判断透镜表面曲率半径和液体折射率等。把牛顿环与玻璃面接触，在日光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示。它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关。以下分析正确的是 A. 圆环间距大小与球冠半径大小无关 B. 球冠的半径越大，圆环的间距越小 C. 若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的 D. 被检测的面必须是平的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设透镜的曲率半径为R，由暗条纹的条件和几何关系可知第k级暗条纹的半径 对上式求导得 为晶环间距 即圆环的间距大小与球冠半径大小有关且半径越大，圆环的间距越大，产生的干涉条纹各环的间距内疏外密。选项A、B错误；‎ CD．牛顿环实验不仅可以测平面还可以测球面。若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的，选项C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.以下说法中不正确的是 A. 晶体的都具有各向异性 B. 同温度的氢气和氧气，分子的平均动能相同 C. 空调机制冷时把热量从低温处带到高温处，并不违背热力学第二定律 D. 液体表面层分子距离大于液体内部，故表现引力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．单晶体具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项A不正确；‎ B．分子平均动能只与温度有关，所以同温度的氢气和氧气，分子的平均动能相同，选项B正确，不符合题意；‎ C．空调机制冷时把热量从低温处带到高温处以消耗电能为代价，并不违背热力学第二定律，选项C正确，不符合题意；‎ D．液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，选项D正确，不符合题意。‎ 故选A。‎ ‎6.如图，为研究光电效应的装置，金属板K所用材料为铝，已知铝的逸出功4.2eV，以下分析正确的是 A. 只要照射时间长一些，入射光光子能量小于4.2eV时，也能发生光电效应 B. 若入射光光子能量大于逸出功，即使光的强度很弱，也能发生光电效应 C. 发生光电效应时，遏止电压与入射光的频率成正比 D. 研究饱和光电流和遏止电压时，电源的极性相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．能否发生光电效应不取决于光的强度，而取决于光的频率，若入射光光子能量大于逸出功则能发生光电效应，若小于则不能。发生光电效应后，光强的大小影响光电流的大小，选项A错误，选项B正确；‎ C．由光电效应方程遏止电压与入射光的频率为一次函数关系，不是成正比，选项C错误；‎ D．研究饱和光电流时A板为收集电子的板，光电管中的电场方向为板，研究遏制电压时电场阻碍电子运动，光电管中的电场方向为板即研究饱和光电流和遏止电压时，电源的极性相反，选项D错误。故选B。‎ ‎7.中国高速铁路系统简称“中国高铁”，完全由我国科技工作者自主研发，是中国呈现给世界的一张靓丽名片，目前“中国高铁”通车里程达到3.5万公里，居世界第一位。为满足高速运行的需要，在高铁列车的前端和尾端各有一节机车，可以提供大小相等的动力。某高铁列车，机车和车厢共16节，假设每节机车和车厢的质量相等，运行时受到的摩擦和空气阻力相同，每节机车提供大小为F的动力。当列车沿平直铁道运行时，第10节（包含机车）对第11节的作用力大小和方向为 A. 向后 B. 向前 C. 向后 D. 向前 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】假设机车和车厢的质量为m，摩擦和空气阻力f，加速度为a，对于16节车厢 第10节（包含机车）对第11节的作用力大小 则对后六节车厢 解得 第10节（包含机车）对第11节的作用力大小为和方向向后，选项A正确。‎ 故选A。‎ ‎8.如图甲所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线框产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，若线框电阻为10Ω，线框面积为‎0.1m2‎，取，。则 A. 该交流电的有效值为 B. 当线框平面与中性面的夹角为30°时，电动势的瞬时值为 C. 匀强磁场的磁感应强度为1T D. 从到时间内，通过线框某一截面的电荷量为2.82×10‎‎-2C ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．交流电瞬时值 则交流电有效值为 选项A错误；‎ B．当线框平面与中性面的夹角为30°时 电动势的瞬时值为 选项B错误；‎ C．电动势瞬时值表达式 将电动势最大值代入得 选项C错误；‎ D．从到时间内即半个周期内通过线框某一截面的电荷量为 选项D正确。‎ 故选D。‎ 二、多项选择题： ‎ ‎9.如图所示，A、B两点有等量同种正点电荷，AB连线的中垂线上C、D两点关于AB对称，时刻，一带正电的点电荷从C点以初速度v0沿CD方向射入，点电荷只受电场力。则点电荷由C到D运动的v-t图象，以下可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由于AB是同种电荷，所以连线中点的场强为零，无穷远处场强也为零，其间有一点电场强度最大，所以粒子从C点向中点运动过程中，加速度可能一直减小，也可能先减小后增大，选项AC错误，BD正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为‎60 kg的学员在A点位置，质量为‎70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为‎5.0 m，B点的转弯半径为‎4.0 m，则学员和教练员（均可视为质点）（　　）‎ A. 线速度大小之比为5∶4‎ B. 周期之比为5∶4‎ C. 向心加速度大小之比为4∶5‎ D. 受到的合力大小之比为15∶14‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．一起做圆周运动的角速度相等，根据 知半径之比为5：4，则线速度之比为5：4，A正确；‎ B．做圆周运动的角速度相等，根据 周期相等，B错误；‎ C．做圆周运动的角速度相等，根据 半径之比为5：4，则向心加速度大小之比为5：4，C错误；‎ D．根据 向心加速度之比为5：4，质量之比为6：7，则合力大小之比为15：14，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎11.不管从环保，还是从能源的层面考虑，电动汽车都是未来的发展趋势。为便于方便、快速充电，在某些城市设立了一些无线充电点，如图甲所示。图乙为充电原理示意图。充电板连同送电线圈埋在地下，接通交流电源，送电线圈可产生交变磁场，从而使汽车内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对汽车电池充电。设受电线圈的匝数为n，面积为S，总电阻（含所接元件）为R，若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1增加到B2。下列说法正确的是 A. 在t1到t2时间内，c点的电势高于d点的电势 B. 在t1到t2时间内，受电线圈感应电动势的平均值 C. 若增加受电线圈匝数，则受电线圈产生的感应电动势升高 D. 若只增大充电电源的频率，则受电线圈获得的电压会升高 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d所以c点电势低于d点电势，选项A错误；‎ B．根据法拉第电磁感应定律可得受电线圈感应电动势的平均值 选项B正确；‎ C．若增加受电线圈匝数，相当于增大变压器副线圈的匝数，受电线圈产生的感应电动势升高，选项C正确；‎ D．受电线圈是通过电磁感应获得能量的，所以受电线圈中的电流大小与交流电的频率无关，选项D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.某质点在Oxy平面上运动。t =0时，质点位于y轴上。它x方向运动的速度－时间图像如图甲所示，它在y方向的位移－时间图像如图乙所示，则（　　）‎ A. 质点做匀加速直线运动 B. 1s末的瞬时速度大小为‎11m/s C. 2s内的位移大小为2m D. 质点沿y轴正方向做匀速直线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．质点在x轴方向做匀变速运动，而在y轴方向上为匀速直线运动，故合运动一定为匀变速曲线运动，A错误；‎ B．物体在x方向的加速度为 物体在x方向1秒末的速度为 物体在y方向做匀速直线运动，在y方向的速度为 则1秒末瞬时速度大小为 B错误；‎ C．2秒末，物体在x方向的位移 物体在y方向的位移 则2秒末位移 C正确；‎ D．物体的运动方向应该是合速度的方向，不是y轴的方向，D错误。‎ 故选C。‎ 三、非选择题： ‎ ‎13.某实验小组利用光电门、气垫导轨等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲。让带遮光片的物块从气垫导轨上某处由静止滑下，若测得物块通过A、B光电门时的速度分别为v1和v2，AB之间的距离为L，料面的倾角为θ，重力加速度为g ‎（1）图乙表示示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度为d，由此读出d=__________mm；‎ ‎（2）若实验数据满足关系式_________（用所给物理量表示），则验证了物块下滑过程中机械能守恒；‎ ‎（3）本实验中误差的主要来源是_____________________而造成物块机械能的损失。‎ ‎【答案】 (1). 0.150 (2). (3). 摩擦阻力和空气阻力做功 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]螺旋测微器读数 ‎(2)[2]根据动能定理得 即 ‎(3)[3] 实验中存在摩擦阻力和空气阻力做功会造成物块机械能的损失。‎ ‎14.有一电动势E约为12V，内阻r在20~50Ω范围内的电源，其允许的最大电流为100mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0~999Ω；R0为保护电阻。‎ ‎（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用__________。‎ A.400Ω，1.0W B.100 Ω，1.0W C.50Ω，1.0W D.10 Ω，2.5W ‎（2）该同学按照图甲所示的电路图，连接实验电路，接好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，以纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图像，对应的函数方程式为_________________（用所给物理量的字母表示）。‎ ‎（3）图像中若用b表示图线与纵轴的截距，用k表示斜率。则E=____________，r=____________。‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为100mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最大阻值为 应选用B规格。‎ ‎(2)[2] 由闭合欧姆定律得 变形得 ‎(3)[3]可得图像中斜率 截距 即 ‎15.一列横波沿直线由A沿传播到B。如图所示，分别是A、B两质点的振动图像。已知A、B之间的距离，该波长大于‎8m。求这列波的波速。‎ ‎【答案】‎7m/s或‎3m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】由振动图像可知，质点的振动周期为 时，质点A经平衡位置向下运动，质点B处于波谷 设该波波长为 ‎ 则有 所以，该波波长为 当时，，波速 当时，，‎ 波速 当时，，‎ 故时不再符合题意。‎ ‎16.一定质量理想气体的体积V与热力学温度T的关系如图所示，气体在状态A的压强为pA=1.5p0，温度TA=1.5T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：‎ ‎(1)B点的压强pB：‎ ‎(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为50J，则该过程中吸收的热量Q；‎ ‎(3)状态C的温度Tc。‎ ‎【答案】(1)；(2)50J；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由A到B是等温变化：由玻意耳定律知 解得 ‎(2)由A到B是等温变化，理想气体内能不变，‎ 则由热力学第一定律知，吸收的热量 ‎(3)由B到C为等压变化 由盖吕萨克定律 解得 ‎17.如图所示，在直角坐标系xOy中，范围内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，以P（r，0）为圆心，以r为半径的圆为粒子接收器，A（2r，0），B（r，r）为接收器上两点。现有大量质量为m、电荷量为e的电子，以相同的速度从y轴上沿x轴正方向射入磁场，其中，从y=2r处射入磁场的电子，在A点被接收器接收，且到达A点时速度方向沿y轴负方向。求：‎ ‎(1)电子射入磁场的速度；‎ ‎(2)B点被接收的电子，在y轴上发射时的纵坐标；‎ ‎(3)能够被接收器吸收的电子，在y轴上发射时的纵坐标范围。‎ ‎【答案】(1) ；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意知，电子在磁场中做圆周运动的半径 由向心力公式得 得 ‎(2)电子轨迹如图所示，M为轨迹圆心，N为发射电子的点，BC垂直于y轴，‎ 由几何关系得 则 则 ‎(3)最上端电子与最下端电子轨迹如图所示 由几何关系 最上端电子坐标 最下端电子坐标 即 范围内电子被接收器吸收。‎ ‎18.如图所示，足够长水平光滑轨道连接一半径为R的光滑圆弧轨道，开始时A球静止，质量为m的球B在水平轨道上以某一初速度向右运动，经过半径为R的光滑圆弧轨道射出。调整挡板位置，发现当B球与固定挡板发生垂直撞击时，撞击点与圆心位置等高，且B球碰撞挡板时没有机械能损失。在物体B碰撞完成返回圆弧轨道后马上撤去挡板，之后B球能与A球在水平轨道上发生不止一次弹性碰撞。则 ‎(1)轨道右端与挡板间的距离x是多少？‎ ‎(2)B球的初速度v0为多大？‎ ‎(3)球A的质量M应该满足什么条件？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)水平方向 轨道最右端 解得 ‎(2)在圆轨道最右端 在圆弧轨道运动过程 解得 ‎(3)两球发生弹性碰撞，要发生多次碰撞则B球一定反向弹回，设碰撞后球B的速度大小为，碰撞后球A的速度大小为，‎ 动量守恒 机械能守恒 B球不飞出轨道能返回 返回后球B能追上球A，则有 解得