【物理】广东省珠海市2020届高三上学期期末考试（解析版）

【物理】广东省珠海市2020届高三上学期期末考试（解析版）

广东省珠海市2020届高三上学期期末考试 一、选择题 ‎1.以下说法中正确的是 A. 如甲图是a粒子散射实验示意图，当显微镜在A，B，C，D中的A位置时荧光屏上接收到的a粒子数最多 B. 如乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从n=4能级跃迁到n=l能级时吸收了一定频率的光子能量 C. 如丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是负电荷 D. 如丁图是爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图 ‎【答案】A ‎【详解】A. 图甲是α粒子散射实验示意图，多数α粒子穿过金箔后运动方向几乎没有改变，当显微镜在A. Bs. C. D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多。故A正确；‎ B. 图乙是氢原子的能级示意图，结合氢光谱可知，氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射了一定频率的光子能量。故B错误；‎ C. 当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷。故C错误；‎ D. 普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，故D错误。 ‎ 故选：A ‎2.如图，空间某区域有一个正三角形ABC，其三个顶点处分别固定有三个等量正点电荷，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为正三角形三边的中点，F点为E关于C点的对称点。取无限远处的电势为0，下列说法中正确的是 A. E、G、H三点的电场强度均相同 B. E、G、H三点的电势均相同 C. D点的场强最大 D. 根据对称性，E.、F两点的电场强度等大反向 ‎【答案】B ‎【详解】A. 由对称性可知，E、G、H三点的电场强度大小相等，但电场强度的方向不同，故A错误； ‎ B. 由对称性可知，E. G、H三点的电势均相等，故B正确； ‎ C. 由于D点为正三角形的中心，即到三个点电荷的距离相等，故任意两点电荷在D点产生的合场强与第三个点电荷在D点产生的电场强度大小等大反向，故D点的电场强度为零，故C错误；‎ D. 由C点电荷在E、F两点产生的电场强度等大反向，但A、B两个点电荷在E、F两点产生的电场强度却不相等，故D错误； ‎ 故选：B ‎3.如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U的灯炮A和B。输入电压为5U时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是 A. 原、副线圈匝数比为1:4 B. 原、副线圈的功率为4:1‎ C. 流过灯炮A、B的电流之比为4:1 D. 灯炮A、B的额定功率之比为1:4‎ ‎【答案】D ‎【详解】A.两灯均正常发光，则A、B两端的电压均为U，原线圈两端电压U1=5U−U=4U，副线圈两端电压U2=U，所以原、副线圈匝数比 n1：n2=U1：U2=4：1，‎ 故A错误；‎ B.理想变压器自身不消耗能量，输入功率等于输出功率，所以原、副线圈的功率为1:1，故B错误；‎ C.原、副线圈匝数比n1：n2=U1：U2=4：1，则原副线圈的电流比 I1：I2=n2：n1=1：4，‎ 故C错误；‎ D.灯泡A、B的电流之比为1：4，两灯的额定电压相同，则灯泡A、B的额定功率之比为1:4.故D正确。‎ 故选：D。‎ ‎4.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v－t图像如图所示，下列对汽车运动状况的描述正确的是 A. 在第10s末，乙车改变运动方向 B. 在第10s末，甲、乙两车相距150m C. 在第20s末，甲、乙两车可能相遇 D. 第20s末两者相距最近 ‎【答案】C ‎【详解】A. 由图知，乙车的速度一直为正，说明乙一直沿正方向运动，运动方向没有改变，故A错误； ‎ BC. 在第10s末，甲通过的位移比乙的位移大，但由于它们初始位置关系未知，所以不能判断是否相遇或者什么时候相遇，故B错误，C正确；‎ D. 第20s内，甲、乙两车的位移之差最大，但由于出发点的位置关系未知，所以不能确定它们相距的距离是否最近，故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎5.2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆，中国载人登月工程前进了一大步．假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量Ⅰ时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动．已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由最小发射速度应是万有引力等于重力，而重力又充当向心力时的圆周运动速度，由此可以解得最小发射速度.‎ ‎【详解】小球获得瞬时冲量Ⅰ的速度为v0，有；‎ 而小球恰好通过圆周的最高点，满足只有重力提供向心力，；‎ 从最低点到最高点由动能定理可知：；‎ 联立解得：‎ 月球的近地卫星最小发射速度即为月球的第一宇宙速度，满足 解得：；故选B.‎ ‎6.自动卸货车始终静止在水平地面上。车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物。当倾角增大到时，质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下，则下列说法正确的是 A. A受到的静摩擦力方向沿斜面向上 B. A受到的摩擦力为，方向沿底面向上 C. A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为 D. A与车厢底面间的动摩擦因数 ‎【答案】BD ‎【详解】A. A受到车厢地面的摩擦力是滑动摩擦力，受到B的摩擦力是静摩擦力，故A错误；‎ B.对A受力分析，受重力、支持力、车厢底面的摩擦力和沿B的摩擦力，根据A匀速运动，受力平衡，A受到的摩擦力大小为，方向沿底面向上，故B正确；‎ C.将A、B作为整体，匀速运动，受力平衡，所以A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M+m)gsinθ，故C错误；‎ D. 对于A、B整体，根据受力平衡：‎ ‎(M+m)gsinθ=μ(M+m)sinθ，‎ 所以 μ=tanθ，‎ 故D正确。‎ 故选：BD ‎7.如图，长为L、板间距离为d的平行板电容器水平放置，电容器充电后与电源断开，现将两电荷量相等的带电粒子a、b分别从两极板的中心线、上极板的边缘处同时沿水平方向射入电场，两粒子恰好能在距下极板为的P点处相遇。若不考虑粒子的重力和相互作用力，则下列说法中正确的是 A. a质量是b的3倍 B. 相遇时，a在水平方向上运动的距离为 C. 相遇时，b的动能变化量是a的3倍 D. 若仅将下极板向下移动一小段距离，则两粒子仍能在P点相遇 ‎【答案】ACD ‎【详解】A. 粒子a与粒子b竖直分运动是匀加速直线运动，根据分位移公式,有：‎ ‎，‎ 竖直位移与质量成反比，故 ma：mb=yb：ya=3：1，‎ 即a所带的质量是b的3倍，故A正确；‎ B. 相遇时，两个粒子的水平分位移之和为L，a、b的水平位移不一定是，故B错误；‎ C. 根据动能定理，动能变化量等于电场力做的功，故：‎ ‎△Ek=qEy，‎ 由于a、b粒子的电荷量相等，竖直分位移之比均为1:3，故a、b粒子的动能变化量之比为1:3，即相遇时，b的动能变化量是a的3倍，故C正确；‎ D. 若仅将下极板向下移动一小段距离，电容器的电荷量不变，故板间场强不变，故粒子的运动情况相同，轨迹也相同，故两粒子仍能在P点相遇，故D正确；‎ 故选：ACD。‎ ‎8.如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在竖直方向的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为R，则 A. PM刚进入磁场时线框中的感应电流为 B. PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为 C. PM刚进入磁场时两端的电压为 D. PM进入磁场后线框中的感应电流将变小 ‎【答案】AD ‎【详解】A. PM刚进入磁场时有效的切割长度等于a，产生的感应电动势为 E=Bav，‎ 感应电流为 ‎，‎ 故A正确；‎ B.NM边所受的安培力大小为 F1=BIa=，‎ 方向垂直NM向下。PN边所受的安培力大小为 F2=BIa=，‎ 方向垂直PN向下，线框所受安培力大小 ‎，‎ 故B错误；‎ C. PM两端电压为 ‎，‎ 故C错误；‎ D. PM刚进入磁场后，有效的切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流将减小，故D正确。‎ 故选：AD。‎ 二、非选择题 ‎9.图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：‎ A.易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。‎ B.取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。‎ C.撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。‎ ‎(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___‎ ‎(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____ (用所测物理量的符号表示)。‎ ‎【答案】 （1）m1g； （2）， ‎ ‎【详解】（1）[1] 小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为m1g；‎ ‎（2）[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故 ‎；‎ ‎[3]动能增量为：‎ ‎，‎ 合力的功为：‎ ‎，‎ 需要验证的关系式为：‎ ‎10.某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的电动势E和内阻r，又能同时测量未知电阻的阻值。器材如下：‎ A.电池组（四节干电池）‎ B.待测电阻（约10）‎ C.电压表V1 (量程3V、内阻很大）‎ D.电压表V2 (量程6V、内阻很大）‎ E.电阻箱及（最大阻值99.9)‎ F.开关一只，导线若干 ‎ 实验步骤如下：‎ ‎(1)将实验器材连接成如图甲所示的电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表V1接近满偏，逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出两只电压表的读数。‎ ‎(2)根据记录的电压表V1的读数U1和电压表V2的读数U2，以为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值A为横坐标，得到的实验结果如图乙所示。由图可求得图像在纵轴的截距为____，待测电阻=____ (保留两位有效数字)。‎ ‎(3)图丙分别是以两电压表的读数为纵坐标，以两电压表读数之差与电阻箱阻值的比值为横坐标得到结果。由图可求得电池组的电动势E=______V，内阻r= ____;两图线的交点的横坐标为___A,纵坐标为_____V.(结果均保留两位有效数字)‎ ‎【答案】(2). 1.0 8.0 (3). 6.0 4.0 0.50 4.0‎ ‎【详解】（2）[1]串联电路电流处处相等，由图甲所示电路图可知：‎ ‎，‎ 则：‎ ‎，‎ 当R=0时，=1，所以图像在纵轴的截距为1.0；‎ ‎[2]则图象斜率：‎ ‎，‎ 解得：‎ Rx=8.0Ω；‎ ‎（3）[3]由图(a)所示电路图可知：‎ ‎，‎ 图线是电源的U−I图象，由图示图象可知，电源电动势：E=6.0V；‎ ‎[4]电源内阻：‎ ‎；‎ ‎[5]图线是Rx的U−I图象，两图线交点反应的是电源与定值电阻直接串联时的情况，交点的横坐标：‎ ‎；‎ ‎[6]纵坐标：‎ ‎。‎ ‎11.如图，半径R = 1.0m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L＝0.5m的水平面BC相切于B点，BC离地面高h = 0.45m，C点与一倾角为θ = 37°的光滑斜面连接，质量m＝1.0 kg的小滑块从圆弧上某点由静止释放，到达圆弧B点时小滑块对圆弧的压力刚好等于其重力的2倍,当小滑块运动到C点时与一个质量M=2.0kg的小球正碰，碰后返回恰好停在B点，已知滑块与水平面间的动摩擦因数µ＝0.1．（sin37°=0.6 cos37°=0.8, g取l0 m/s2）‎ 求：‎ ‎（1）小滑块应从圆弧上离地面多高处释放；‎ ‎（2）小滑块碰撞前与碰撞后的速度；‎ ‎（3）碰撞后小球的速度；‎ ‎【答案】（1）H=0.95m （2）3m/s，1m/s （3）v2=2.0m/s ‎【解析】‎ ‎（1）设小滑块运动到B点的速度为 ‎ 由机械能守恒定律有：‎ 由牛顿第二定律有： ‎ 联立上式解得： ‎ ‎（2）设小滑块运动到C点的速度为，由动能定理有： ‎ 可得小滑块在C点速度即与小球碰前的速度           ‎ 碰后滑块返回B点过程：由动能定理： ‎ 得可碰后滑块速度 ‎ ‎ （3）碰撞过程由动量守恒： ‎ 解得碰后小球速度  ‎ 综上所述本题答案是：（1），（2），（3）‎ ‎12.如图所示，质量为、长度为L的绝缘滑板B静置于水平面上，滑板与地面间的动摩擦因数，水平面右端的固定挡板C与滑板等高。在挡板C的右边有一个区域PQMN，区域内有竖直向上的匀强电场，还有两个半径分别为R1=1和R2=3的半圆构成的半圆环区域，在半圆环区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，半圆环的圆心O到固定挡板C的顶点的距离为2r，现有一质量为m带电量为+q的小物块A(视为质点)以初速度滑上滑板B，A与B之间的动摩擦因数。当小物块A运动到滑板B右端时两者刚好共速，且滑板B刚好与挡板C碰撞，A从挡板C上方飞入PQNM区城，并能够在半圆环磁场区域内做匀速圆周运动。求：‎ ‎(1)A刚滑上B时，A和B的加速度大小；‎ ‎(2)A刚滑上B时，B右端与挡板C之间的距离S；‎ ‎(3)区域PQMN内电场强度E的大小，以及要保证小物块A只能从半圆环区域的开口端飞出，磁感应强度B需满足的取值范围。‎ ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【详解】（1）对小物体A有：‎ 解得：‎ ‎ ‎ 对滑板B有：‎ 解得：‎ ‎（2）依题，设A、B的共同速度为v， ‎ 对小物块A：‎ ‎ .‎ 对滑板B有：‎ 解得：‎ ‎ ；‎ ‎（3）进入区域PQNM，并能够在半圆环磁场区域内做匀速圆周运动，则有：‎ ‎ . ‎ 解得：‎ 粒子做匀速圆周运动：‎ 要小物块A不从半圆环区域的内环和外环飞出磁感应强度B要满足：‎ ‎， ‎ 解得：‎ ‎ ，‎ 即：‎ ‎；‎ ‎， ‎ 解得：‎ ‎，‎ 即：；‎ 综上所述，要小物块A不从半圆环区域的内环和外环飞出磁感应强度B要满足：‎ ‎ 或 。‎ ‎13.下列说法正确的是 ‎ A. —定质量的气体，在压强不变时，则单位时间内分子与器壁碰撞次数随温度降低而减少 B. 知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体中分子间的平均距离 C. 若一定质量的理想气体在被压缩的同时放出热量，则气体内能可能减小 D. 同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 E. 液体表面具有收缩的趋势，是由于液体表面层里分子的分布比内部稀疏的缘故 ‎【答案】BCE ‎【详解】A. 温度降低，分子的平均动能减小，则单个分子对器壁在平均撞击力减小，所以一定质量的气体，在压强不变时，单位时间内分子与器壁碰撞次数随温度降低而增加，故A错误；‎ B. 由气体的摩尔质量和气体的密度，可估算出摩尔体积，再根据阿伏加德罗常数，可以估算出单个理想气体分子所占的平均体积。进而估算出理想气体分子间的平均距离，故B正确；‎ C. 根据热力学第一定律，如果外界对理想气体压缩所做的功，小于放出热量，则气体内能就会减小，故C正确；‎ D. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如煤炭与金刚石。故D错误；‎ E. 液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势，故E正确；‎ 故选：BCE ‎14.如图所示，竖直平面内有一粗细均匀的导热良好的直角形细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=，平衡时，A、C端等高，管内水银柱如图所示，管内水银柱总长度为,玻璃管ab内封闭有长为的空气柱，己知大气压强相当于高度为的水银柱产生的压强，环境温度为300K。(AB管内封入的空气可视为理想气体）‎ ‎(i)如果使玻璃管绕B点在竖直平面内逆时针缓慢地转动，并缓慢升高环境温度，求AB管水平时，若要保持AB管内空气柱的长度不变，则温度需要升高到多少？‎ ‎(ii)如果使玻璃管绕B点在竖直平面内逆时针缓慢地转动，并保持环境温度不变，求AB管水平时，管内空气的压强为多少？(水银密度为，重力加速度为g)‎ ‎【答案】(i)450K (ii)1.4ρgl0‎ ‎【详解】(i)设AB管水平时管内气体压强：‎ ‎，‎ 由题意可知：AB管内气体做等容变化，由查理定律得 ‎，‎ 解得：‎ T＝450 K；‎ ‎(ii)设AB管水平时，BC管内水银柱长度为x，AB管长l0，水银柱总长l0，所以末态体积为xS，‎ 对AB中密闭气体由玻意耳定律得 ‎，‎ 解得 ‎，‎ 所以AB管内气体的压强为p＝p0＋xρg，解得 ‎15.如图所示，O点为简谐横波的波源．振幅为5 cm的波从O点分别沿x轴向正方向和负方向传播，Oa=3 m，Ob=4 m，Oc=6 m．t=0时，波源O由平衡位置开始竖直向下振动；t=6s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动．则下列说法中正确的是 ‎ A. 该波的周期为4 s B. 0～10 s内，质点b走过的路程是0.3 m C. 该波的波速为0.75 m/s D. t =6 s时质点b经过平衡位置向上运动 E. 当质点c向下运动时，质点a一定向上运动 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ t=0时，波源O由平衡位置开始竖直向下振动，每一质点开始振动时都由平衡位置竖直向下振动．根据t=6s时质点a、c的振动情况，可知质点的振动时间，即可计算周期和波速．根据6s和10s与周期的关系，即可知6s时质点b的运动情况和0～10 s内质点b走过的路程．‎ ‎【详解】A. 质点a首先由平衡位置开始竖直向下振动．根据t=6s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动．说明质点a振动了3s=，T=4s．故A正确；‎ B.波速v==1m/s，经4s质点b开始振动，10s时，振动了1.5个周期，质点b走过的路程是6A=6×0.05m=0.3 m，故B正确，C错误；‎ D. 质点b开始振动时，从平衡位置向下振动，t=6s时质点b振动了0.5个周期，所以t =6 s时质点b经过平衡位置向上运动，故D正确；‎ E. 当质点c比质点a晚振动了个周期，当质点c向下运动时，质点a可能向上运动，也可能向下运动，故E错误．‎ 故选：ABD ‎16.如图所示，横截面为扇形的玻璃砖，为圆心，半径为，．一束激光垂直边从距离点处的点入射到玻璃砖中，然后从玻璃砖的边与成45°角射出．光在空气中的传播速度为．求：‎ ‎(1)玻璃砖折射率；‎ ‎(2)光在玻璃砖中传播的时间.‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【详解】（1）激光垂直射入玻璃砖后，其光路如图所示 因 所以 因此，‎ 由可得 ‎（2）由几何关系，可求得光在玻璃砖中通过的路程 光在玻璃砖中传播速度 联立以上各式得