【物理】重庆市第一中学2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

【物理】重庆市第一中学2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

重庆市第一中学2020届高三上学期期中考试试题 一、选择题 ‎1.用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下列四个选项中全部都应用了比值定义法的是 ‎①加速度②电场强度③电容④电流⑤导体电阻⑥磁感应强度 A. ①③⑤⑥ B. ②③⑤⑥ C. ②③④⑥ D. ①③④⑥‎ ‎【答案】D ‎【详解】①加速度与速度的变化量无关，所以加速度属于比值定义法；②电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以电场强度不属于比值定义法；③电容是由电容器本身的性质决定，其大小与带电量以及两板间的电压无关，所以电容属于比值定义法；④电流的大小由导体两端的电压和导体的电阻决定，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度，电流属于比值定义法；⑤电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，所以导体的电阻不属于比值定义法；⑥磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以属于比值定义法；‎ A. ①③⑤⑥与分析不符，故A错误；‎ B. ②③⑤⑥与分析不符，故B错误；‎ C. ②③④⑥与分析不符，故C错误；‎ D. ①③④⑥与分析相符，故D正确。‎ ‎2.下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是 A. 地球的第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度 B. 地球的第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度 C. 人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D. 美国发射的凤凰号火星探测卫星，其发射速度大于地球的第三宇宙速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 地球的第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，也是最小发射速度，故A错误；‎ B. 第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度，故B正确；‎ C. 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，所以沿圆轨道绕地球运行的人造卫星的运动速度小于地球的第一宇宙速度，故C错误；‎ D. 美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，因它绕火星旋转，仍在太阳的束缚下，其发射速度大于第二宇宙速度，小于地球的第三宇宙速度，故D错误。‎ ‎3.如图甲所示，电源E=12V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为。下列判断正确的是 A. 灯泡L的阻值随电流的增大而减小 B. 灯泡L额定功率为13.5W C. 灯泡L消耗电功率的最小值是4W D. 滑动变阻器接入电路的阻值应至少为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从图象可以看出随电流的增大，电压与电流的比值越来越大，即电阻越来越大，故A错误；‎ B.从图象可以看出额定电压时，电流1.5A，可得灯泡的额定功率为：‎ 故B正确 C.滑动变阻器取最大阻值时，灯泡消耗电功率最小，将电源和阻值看作一个电动势12V，内阻的等效电源，则其提供电压电流满足：‎ 即坐标（2，1）满足，是该表达式图象与灯泡伏安特性曲线的交点，即滑动变阻器取最大阻值时，灯泡电压，电流1A，电功率消耗电功率的最小值是：‎ 故C错误；‎ D.灯泡L额定电压，此时电流1.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值：‎ 故D错误。‎ ‎4.某同学釆用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压， 直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压。现分别用频率为v1和v2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系 式中不正确的是 A. 频率为单色光照射阴极K时光电子的最大初速度 B. 阴极K金属的极限频率 C. 普朗克常量 D. 阴极K金属的逸出功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：‎ 则得光电子的最大初速度：‎ 故A不符题意；‎ BCD根据爱因斯坦光电效应方程得：‎ 联立可得普朗克常量为：‎ 代入可得金属的逸出功：‎ 阴极金属的极限频率为：‎ 故C符合题意，B、D不符题意。‎ ‎5.如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、N是匀强电场中的四个点，ab=2bc=2L,电场线与矩形所在的平面平行，已知a点电势为18V, b点电势为10V, c点电势为6V,一质子从a点以速度v0射入电场，v0与亦边的夹角为，一段时间后质子经过ab中点e,不计质子重力。下列判断正确的是 A. d点电势为12V B. 质子从a到e电势能增加了 4eV C. 质子从a到e所用时间为 D. 将另一比荷相同的带正电粒子以相同的初动能从a点沿与v0相同的方向射入电场该粒子一定经e点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，故有：‎ 即：‎ 可得d点电势为：‎ 故A错误；‎ B. 中点的电势为：‎ 质子从到电势能变化了：‎ 电势能减小了4eV，故B错误；‎ C.连线为等势线，故质子抛出后做类平抛运动，落到点时，垂直于电场线方向的位移为：‎ 所需时间为：‎ 故C确；‎ D. 另一比荷相同的带正电粒子射入电场做类平抛运动，落到上时，设垂直于电场线方向的位移为，平行于电场线方向的位移为，根据运动的合成与分解则有：‎ 解得：‎ 由于另一带正电粒子与质子的比荷相同，初动能相同，则另一带正电粒子与质子的不一定相同，则粒子落到上时垂直于电场线方向的位移不一定等于，所以射入电场该粒子不一定经点，故D错误。‎ ‎6.按照十八大“五位一体”的总体布局，全国各省市启动“263”专项行动，打响碧氷蓝天保卫战。暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直 径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极。 污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为显示仪器显示污水流量为（单位时间内 排出的污水体积）。则下列说法正确的是 A. a侧电势比c侧电势高 B. 若污水中正离子较多，则a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则a侧电势比c侧电势低 C. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大 D. 污水流量Q与U成正比，与L无关 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 正、负离子从左向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则可知，正离子向侧偏转，负离子向侧偏转，则仪器显示侧电势比侧电势高，可知，电势的高低与哪种离子多少无关，故A正确，B错误； ‎ C. 最终稳定时，电荷受洛伦兹力和电场力平衡，有:‎ 可得：‎ 电压表的示数与成正比，与浓度无关，故C错误；‎ D.污水流量为：‎ 则污水流量与成正比，与有关，与无关，故D错误。‎ ‎7.如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻r,开关K闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为，理想电流表示数变化量的绝对值为，正确的是 A. V2的示数增大，A的示数减小 B. 电源输出功率在增大 C. 与的比值在减小 D. .‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻与变阻器串联，电压表、、分别测量、路端电压和变阻器两端的电压；当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则的示数减小，故A错误；‎ B.当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大；故B正确；‎ C.根据闭合电路欧姆定律得：‎ 可得：‎ 与的比值保持不变，故C错误；‎ D.根据闭合电路欧姆定律得：‎ 可得：‎ 根据欧姆定律得：‎ 可得：‎ 则有：‎ 故D正确。‎ ‎8.如图所示，在直角三角形AOC的三条边为边界的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，已知∠A＝60°，边AO的长度为a。现在O点放置一个可以向各个方向发射某种带负电粒子的粒子源，已知粒子的比荷为 ，发射的速度大小都为v0，且满足 ．粒子发射的方向可由图中速度与边CO的夹角θ表示，不计重力作用，关于粒子进入磁场后的运动，正确的是（　　）‎ A. 以θ＝0°和θ＝60°飞入的粒子在磁场中的运动的时间相等 B. 以θ＜60°飞入的粒子均从AC边出射 C. 以θ＞60°飞入的粒子，θ越大，在磁场中的运动的时间越大 D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 ，当粒子以θ＝0°飞入磁场区域时，最终将从AC边的中点射出，A点为轨迹圆心，圆心角为60°，时间为T，当θ＝60°时，粒子将从A点射出磁场区域，圆心角为60°，时间为T，故AD正确；‎ B.随着θ的增大，粒子在AC边上的射出点将向A点靠拢，以θ＜60°飞入的粒子均从AC边出射，故B正确；‎ C.粒子的速度大小相等，在磁场中做圆周运动的轨迹弧长越小，运动时间越短，以θ＞60°飞入的粒子，随着θ的增大，出射点从A逐渐向O靠拢，轨迹长度逐渐减小，在磁场中运动时间逐渐减小，故C错误。‎ 二、非选择题 ‎9.某实验小组利用如图甲所示装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验，已知小车质量为M，重力加速度为g．‎ ‎ ‎ ‎（1）实验中平衡摩擦力后，必须采用______法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足______；‎ ‎（2）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中1、2、3、4、5为相邻计数点，且相邻计数点间的时间间隔为0.1s，由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2；（结果保留3位有效数字）‎ ‎（3）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，由图象直线部分OA，可得出的结论是______________．直线部分OA的斜率k=______（用M、g表示）‎ ‎【答案】 (1). 控制变量 小车质量远大于钩码质量 (2). 1.15 (3). 小车质量不变时，加速度与合外力成正比 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]．实验中平衡摩擦力后，必须采用控制变量法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足小车质量远大于钩码质量；‎ ‎（2）[3]．由匀变速直线运动的推论△x=at2可知，加速度：‎ ‎（3）[4]．由图丙所示图象可知，图象OA部分是直线，由此可知：小车质量不变时，加速度与合外力成正比．由牛顿第二定律得：，则a-F图象直线部分OA的斜率：；‎ ‎10.某同学想利用图示装置探究系统机械能守恒问题，设计了如下实验：‎ ‎①将质量分别为mA和mB（B的质量含遮光片）的小球A、B分别固定于一轻杆的左右两端，使杆呈水平且处于静止状态，测量出转轴O到A球的距离LA和到B球的距离LB，光电门放置于转轴O的正下方，与转轴O的距离为LB ‎②释放轻杆使A、B两球随轻杆顺时针转动，光电门记录遮光片遮光的时间为△t ‎③测量出遮光片的宽度d必计算有关物理量，验证机械能守恒定律 ‎④改变小球B 的质量，多次重复①〜③步骤 ‎(1)小球B经过光电门时的速度vB表达式为vB= ______（用题中测量量表示）,此时小球A的速度vA表达式为 _________用题中己知量、测量量表示）。‎ ‎(2)如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为________（已知重力加速度为g，用题中己知量、测量量表示）。‎ ‎(3)验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统的机械能守恒，不断增大小球B的质量为，小球B过最低点的速度vB也将不断增大，那么vB随mB增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：最终vB的值会趋于_________ （已知重力加速度为g，用题中已知量、测量量表示）。‎ ‎【答案】(1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，小球经过光电门时的速度：‎ ‎[2]根据、角速度相等，则有：‎ 此时小球的速度为：‎ ‎(2)[3]为一系统，则其重力势能的减小量为：‎ 动能的增量为：‎ 机械能守恒要满足二者相等，即为：‎ ‎(3)[4]系统的机械能守恒则有：‎ 可得：‎ 不断增大小球的质量，当小球的质量趋势于无穷大时，则趋势于0，故有：‎ 解得：‎ ‎11.如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从上距水平轨道高为h处由静止释放。在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距足够远，相互作用的静电力忽略不计，A、B两球组成的系统的电势能可认为是零，带电小球均可视为质点。己知重力加速度为g。‎ ‎(1)A、B两球相距最近时，求A球的速度大小v.‎ ‎(2)A、B两球相距最近时，求A、B两球组成的系统的电势能EP ‎(3)求A、B两球最终的速度大小vA、vB ‎【答案】（1）（2）mgh（3） ；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对球下滑的过程，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎(2)当球进入水平轨道后，、两球组成的系统动量守恒，当、相距最近时，两球速度相等，由动量守恒定律可得：‎ 由能量守恒定律得：‎ 联立解得：‎ ‎(3)当、相距最近之后，由于静电斥力的相互作用，它们将会相互远离，当它们相距足够远时，它们之间的相互作用力可视为零，电势能也视为零，它们就达到最终的速度，该过程中，、两球组成的系统动量守恒、能量也守恒，由动量守恒定律可得：‎ 由能量守恒定律可得：‎ 解得：‎ ‎12.如图所示，在竖直平面内，水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1，并且在第一象限和第二象限有方向相反，强弱相同的平行于x轴的匀强电场，电场强度大小为E1.已知一质量为m的带电小球从y轴上的A(0，L)位置斜向下与y轴负半轴成60°角射入第一象限，恰能做匀速直线运动.‎ ‎(1)判定带电小球的电性，并求出所带电荷量q及入射的速度大小；‎ ‎(2)为使得带电小球在x轴下方的磁场中能做匀速圆周运动，需要在x轴下方空间加一匀强电场，试求所加匀强电场的方向和电场强度的大小；‎ ‎(3)在满足第(2)问的基础上，若在x轴上安装有一绝缘弹性薄板，并且调节x轴下方的磁场强弱，使带电小球恰好与绝缘弹性板碰撞两次后从x轴上的某一位置返回到x轴的上方(带电小球与弹性板碰撞时，既无电荷转移，也无能量损失，并且入射方向和反射方向的关系类似光的反射)，然后恰能匀速直线运动至y轴上的A(0，L)位置，求：弹性板的最小长度及带电小球从A位置出发返回至A位置过程中所经历的时间.‎ ‎【答案】(1)负电　 　 　(2)竖直向下　E1(3) L　 ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）小球在第一象限中的受力分析如图所示，所以带电小球的电性为负电，‎ 又 即 ‎（2）小球若在x轴下方的磁场中做匀速圆周运动，必须使得电场力与重力二力平衡，即应施加一竖直向下的匀强电场，且电场强度大小满足 即 ‎（3）要想让小球恰好与弹性板发生两次碰撞，并且碰撞后返回x轴上方空间匀速运动到A点，则其轨迹应该如图所示，且由几何关系可知：‎ ‎3PD=2ON ‎ 联立上述方程解得 设在x轴下方的磁场磁感应强度为B，则满足 又 下方的磁场磁感应强度为 ‎13.下列说法正确的是 A. 在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动 B. 扩散现象表明分子在做永不停息地运动 C. 已知某物质的摩尔质量为M,密度为，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的分子体积为 D. 随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小 E. 内能相同的物体，温度可能不同 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动，这不是布朗运动，故A错误；‎ B. 扩散现象就是物质分子的无规则运动，它直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动，故B正确；‎ C. 已知某物质的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数为，则该种物质的每个分子占据空间的体积为；如果是气体，分子间隙远大于分子直径，分子体积未知，故C错误；‎ D.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子力表现为斥力时，分子势能减小，当分子力表现为引力时，分子势能增大，故D正确；‎ E. 温度是分子平均动能的标志，内能相同的物体，温度不一定相同，故E正确。‎ ‎14.如图所示，一开口气缸内盛有密度为的某种液体，一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露岀液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为，已知各部分气体的温度均为T，大气压强为，重力加速度为g，求：‎ ‎(1)现使小瓶内气体温度降低，当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为，求此时小瓶内气体的温度 ‎(2)现用活塞将气缸封闭（图中未画岀）,使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持T不变。当小瓶露出液面的部分为时，进入小瓶中的液柱长度为。求此时气缸内气体的压强 ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小瓶内气体初态：‎ ‎，，‎ 末态：‎ ‎，‎ 根据理想气体状态方程可得：‎ 解得：‎ ‎(2) 小瓶内气体初态：‎ ‎，，‎ 末态：‎ ‎，，‎ 根据理想气体状态方程可得：‎ 解得此时气缸内气体的压强：‎ ‎15.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图所示,质点A与质点B相距2m,质点A的速度沿y轴正方向:t=0.01s时,质点A第一次到达正向最大位移处,由此可知；‎ A. 此波的传播速度为100m/s B. 此波沿x轴负方向传播 C. 此波沿x轴正方同传播 D. 从t=0时刻起,经0.04s质点A沿波的传播方向迁移了4m E. 在t=0.02s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由题可知，，则波速，故选项A正确；‎ BC、A点速度沿y轴正方向，则波沿x轴负方向传播，故选项B正确，C错误；‎ D、简谐横波沿x轴传播，质点A沿波传播方向并不迁移，故选项D错误；‎ E、在时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向，故选项E正确；‎ ‎16.有一截面为正方形物体ABCD静止浮在水面上，刚好在一半在水下，正方形边长l=1.2m，AB侧前方处有一障碍物。一潜水员在障碍物前方处下潜到深度为P处时，看到A点刚好被障碍物挡住。已知水的折射率。求：‎ ‎①深度；‎ ‎②继续下潜恰好能看见CD右侧水面上方的景物，则为多少？‎ ‎【答案】① ；②‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：①设过A点光线，恰好障碍物挡住时，入射角、折射角分别为，则：s ①‎ ‎ ②‎ ‎  ③‎ 由①②③解得：         ‎ ‎②潜水员和C点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则： ④‎ ‎ ⑤‎ 由④⑤解得：‎