【物理】广东省潮州市2020届高三上学期期末考试（解析版）
广东省潮州市2020届高三上学期期末考试
一、选择题
1.2019年6月，我国使用长征十一号运载火箭成功发射“一箭七星”。卫星绕地球运行的轨道均可近似看成圆轨道，用h表示卫星运行轨道离地面的距离，Ek表示卫星在此轨道上运行的动能，下列四幅图中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由题意可知卫星在轨道上运动时，万有引力提供向心力，设地球半径为R，有：
化简后可得：
又因为：
移项后变形得：
所以可知Ek与h成反比例关系，故B正确，ACD错误。
故选B。
2.在有空气阻力的情况下，以速度v1竖直上抛一小球，经过时间t1上升到最高点。又经过时间t2，物体由最高点落回到抛出点，这时物体的速度为v2。则
A. v2=v1，t2=t1 B. v2>v1，t2>t1
C. v2
t1
【答案】D
【详解】因为有空气阻力，且大小恒定，故根据牛顿第二定律有上升过程中：
下降过程中：
所以a1>a2；根据运动学公式上升过程有：
下降过程有：
比较各式可知有：
v2t1
故D正确，ABC错误。
故选D。
3.一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受的牵引力和阻力随时间变化的情况如图所示，则作用在小车上的牵引力F 的功率随时间变化的情况是下图图中的
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】小车在水平面上做匀速直线运动，速度不为零；从某时刻起，小车所受牵引力和阻力都恒定不变且牵引力大于阻力，所以物体做匀加速直线运动，速度均匀增加；据可知，牵引力F的功率均匀增加且开始时不为零．故D项正确，ABC三项错误．
4.如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP=。在M、N处各有一条长直导线垂直于纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流、方向如图所示，这时O点磁感应强度的大小为B1；若将N处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2。则B1与B2之比为
A. 1∶1 B. 1∶ C. ∶1 D. 2∶1
【答案】C
【详解】由题意可知O点为MN的中点，O点磁感应强度的大小为B1，则可知M和N在O点处产生的磁场磁感应强度为；当将N处的长直导线移至P处后，M和N在O处产生的磁场如图所示：
由几何关系可知O点的合磁感应强度大小为：
所以：
故C正确，ABD错误。故选C。
5.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，它们的v－t图像如图所示。已知两车在t2
时刻并排行驶，则
A. 乙车加速度大小逐渐增大 B. 甲车的加速度大小先增大后减小
C. 两车在t1时刻也并排行驶 D. 在t1时刻甲车在前，乙车在后
【答案】D
【详解】A．由v－t图像可知乙车图线的斜率不变，故乙车的加速度大小不变，故A错误；
B．由v－t图像可知甲车图线得斜率逐渐增大，故甲车的加速度逐渐增大，故B错误；
CD．在v－t图像中，图线与t轴围成的面积表示位移，由图可知在t1~t2时间内乙车的位移大于甲车，而由题意可知两车在t2时刻并排行驶，故在t1时刻甲车在前，乙车在后，故C错误；D正确。
故选D。
6.如图，一细绳跨过光滑定滑轮，其一端悬挂物块B，另一端与地面上的物块A相连，系统处于静止状态。现用水平向右的拉力缓慢拉动B，直至悬挂B的细绳与竖直方向成。已知A始终保持静止，则在此过程中
A. A所受细绳的拉力一直增大 B. A所受地面的支持力一直增大
C. 水平拉力大小可能减小 D. A所受地面的摩擦力一直增大
【答案】AD
【详解】AC．对B受力分析可知，设悬挂B的细绳与竖直方向成θ时，在竖直方向平衡有：
在水平方向有：
所以当θ逐渐增大过程中细绳的拉力逐渐增大，水平拉力逐渐增大，故A正确，C错误；
BD．对A受力分析如图：
根据平衡关系有：
因为A始终保持静止，α保持不变，T增大，所以N减小，f增大，故B错误，D正确。
故选AD。
7.如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽略不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻与OP金属杆电阻阻值相同。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度ω逆时针转到OS位置，则该过程
A. MO两点的电压 B. MO两点的电压
C. 回路中电流方向沿M－Q－P－O D. 回路中电流方向沿M－O－P－Q
【答案】BD
【详解】根据OM转动方向可由右手定则判断电流方向为M到O即回路中电流方向沿M－O－P－Q；
OM转动过程中产生的电动势大小为：
因为OM和OP电阻相同，OM作为电源电流由低电势流向高电势，故MO两点的电压为：
故BD正确，AC错误。
故选BD。
8.如图所示，在粗糙均匀的绝缘斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中
A. 小物块具有的电势能逐渐减小
B. M点的电势一定高于N点的电势
C. 小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功
D. 若将物块释放点上移，物块将经过N点后才停止
【答案】ACD
【详解】A．由题意可知小物块运动到N点静止，受力分析可知小物块受到的电场力沿斜面向下，则从M点运动到N点的过程中电场力做正功，电势能减小，故A正确；
B．由于点电荷Q的电性未知，电场线方向未知，无法判断M、N电势的高低，故B错误；
C．由能量守恒定律得，小物块电势能和重力势能的减少量之和等于增加的内能，所以小物块电势能变化量的值一定小于它克服摩擦力做功的值，故C正确；
D．若将物块释放点上移，则在上移部分电场力较大，上移距离电场力做功多，电势能减少多，因为相同距离重力势能和摩擦产生的内能不变，所以会多下降一点距离，即物块将经过N点后才停止，故D正确。
故选ACD。
二、非选择题
9.某同学用图（a）所示的实验装置研究重物下落的运动。图（b）是打出纸带的一段，ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。已知重力加速度为g。
（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图（b）给出的数据可求出重物下落的加速度a=_________m/s2。（保留2位有效数字）
（2）为了求出重物在下落过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_______________。
（3）用测得的物理量及加速度a表示阻力的计算式为f=_______________。
【答案】(1)9.7 (2)重物的质量m (3) m(g－a)
【详解】(1)[1]打点计时器使用交流电频率为50Hz，所以每隔0.02s打一个点；每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则图中相邻两计数点的时间间隔为：
T=0.02×5=0.1s
根据逐差法可得：
(2)[2]根据牛顿第二定律有：
可知要求所受的阻力，还需要测量的物理量为重物的质量m；
(3)[3]由上式可知：
10.实验室内有一电压表量程为150mV，内阻约为130Ω。现要将其改装成量程为10mA的电流表。为此，实验室提供如下器材：
A．干电池E(电动势为1.5V)
B．滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)
C．电流表A(有1.5mA，15mA与150mA三个量程)
D．导线若干及开关K。
（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻。虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路原理图的一部分，请将电路图补充完整.
（2）在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中电流表A应选用的量程是__mA。若合上K，调节滑动变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表A的读数为1.20mA，则电压表的内阻RmV为________Ω。
（3）要将该电压表mV改装成量程为10mA的电流表，那么应该在电压表上______联 （填“串”或“并”）一个定值电阻，该电阻阻值R0=______Ω。（保留3位有效数字）
【答案】 (1) (2). 1.5 125 (3) 并 17.0
【详解】(1)[1]因为题目中所给滑动变阻器阻值较小，电压表内阻较大，故采用分压式接法，如图所示：
(2)[2]在测量电路中电压表与电流表并联，电流表测量的最大电流约为：
故电路中电流表A应选用的量程是1.5mA；
[3]电压表的内阻为：
(3)[4][5]改装前流过的电流最大为1.20mA，改装后流过电流为10mA，所以应该要并联一个电阻，阻值为：
11.如图所示，在水平面上有一质量为m的小球A，通过长为l的细线悬挂于O点，此时A刚好与地面接触。质量为4m物块B以某速度与静止的小球A发生正碰（碰撞时间极短），碰后小球A上升至最高点D时恰与O点等高。物块B与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，碰后物块B经2l停止运动。A、B均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)碰后物块B在水平面上滑行的时间t；
(2)与小球A碰前瞬间物块B的速度v0
【答案】（1） （2）
【详解】(1)对B碰后由牛顿第二定律得：
由运动学公式有：
代入数据解得：
(2)碰后对A小球由机械能守恒有：
碰后小球B由动能定理有：
碰撞过程由动量守恒定律可得：
代入数据解得：
答：(1)碰后物块B在水平面上滑行的时间；
(2)与小球A碰前瞬间物块B的速度。
12.如图，在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场；第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为q（q>0）的粒子以速率v自y轴的A点斜射入磁场，经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场，然后从y轴负半轴上的D点射出，最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=，OC=d，OD=，OQ=4d，不计粒子重力。
（1）求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小；
（2）求粒子由A至D过程所用的时间；
（3）试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。
【答案】（1），（2）（3）
【详解】(1)由题意画出粒子轨迹图如图所示：
粒子在第二象限做匀速圆周运动，设粒子在第二象限磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律有
由几何关系有：
可得：r=2d
联立以上各式得：
粒子在第三象限做类平抛运动，设粒子在第三象限电场中运动的时间为t2，y轴方向分运动为匀速直线运动有：
设x轴方向匀加速运动的加速度为a，有：
Eq＝ma
联立各式得：
(2)设粒子在第二象限磁场中运动的时间为t1，AC弧对应的圆心角为α，由几何关系知
可解得：α=60°
由运动学公式有：
由(1)可知：
所以粒子由A至D过程所用的时间为：
(3)设粒子在D点的速度与y轴负方向夹角为θ，在D处，粒子的x轴分速度：
由合速度与分速度的关系得：
联立可得：θ=60°，故；
设粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动半径为r1，由牛顿第二定律有
结合(1)得：r1=d；
在第四象限如图，粒子在第四象限运动的轨迹必定与D、Q速度所在直线相切，由于粒子运动轨迹半径为d，故粒子在第四象限运动的轨迹是如图所示的轨迹圆O2，该轨迹圆与速度所在直线相切于M点、与速度所在直线相切于N点，连接MN，由几何关系可知：
MN=
由于M点、N点必须在磁场内，即线段MN在磁场内，故可知磁场面积最小时必定是以MN为直径（如图所示）的圆。即面积最小的磁场半径为：
设磁场的最小面积为S，得
答：（1）第二象限磁感应强度，第三象限电场强度；
（2）粒子由A至D过程所用的时间；
（3）第四象限圆形磁场区域的最小面积。
13.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则气体对外____（填“做功”或“不做功”）,内能_________（填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】 不做功 不变
【详解】[1][2]气体膨胀，因为右边是真空，所以气体不对外做功；又因为是绝热过程，故由热力学第一定律可得气体的内能不变。
14.如图，一粗细均匀的细管上端开口，一段长度为l=38cm的水银柱下密封了一定量的理想气体。当玻璃管跟竖直方向成时，管内空气柱的长度l1=63cm，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为300K。现将细管沿逆时针方向缓慢转至竖直，在管内空气达到平衡状态后：
（i）求此时空气柱的长度l2；
（ii）若再缓慢加热管内被密封气体，直到管内空气柱的长度再变为l1为止，求此时密封气体的温度。
【答案】（i）52.5cm（ii）360K
【详解】(i)设水银密度为，重力加速度大小为，初始时气体的压强为p1；细管竖直时气体压强为p2。则
由玻意耳定律有:
p1l1=p2l2
带入数据得：l2=52.5 cm
(ii)设气体被加热前后的温度分别为T0和T1，由盖–吕萨克定律有
带入数据得：T1=360 K
答：（i）此时空气柱的长度l2=52.5 cm；
（ii）此时密封气体的温度T1=360 K。
15.如图所示为一简谐横波在t＝0时刻的波形图，Q是平衡位置为x＝4m处的质点．Q点与P点（图中未画出）平衡位置相距3m，P点的振动位移随时间变化关系为cm，下列说法正确的是__________
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速度为4m/s
C. 质点Q在随后的1s内通过的路程为0.2m
D. t＝0.5s时，质点Q的加速度为0，速度为正向最大
E. t＝0.75s时，质点P的加速度为0，速度为负向最大
【答案】BCE
【详解】A．当t=0时，，可知P点在Q点的左侧，在x=0～2m处，且向上振动，根据“上下坡法”知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．该波的波长λ=8m，质点P的振动周期，波的周期等于质点振动周期，则波的传播速度，故B正确；
C．质点Q在1s内，即二分之一个周期内通过的路程等于两倍的振幅，为20cm=0.2m，故C正确；
D．t=0.5s，即经过，质点Q运动到负的最大位移处，此时加速度最大，速度为零，故D错误；
E．t=0.75s时，质点P的位移y=10sin（0.75π+）=0，此时质点P处于平衡位置，加速度为零，向下振动，即速度为负向最大，故E正确．
16.如图所示，半圆玻璃砖的半径R=3cm,折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心0,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．
（1）求两个光斑之间的距离；
（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离．
【答案】（1）9.7cm（2）3cm
【详解】（2）①设折射角为r，根据折射定律有：
解得
由几何知识得两个光斑PQ之间的距离：
②入射角增大的过程中，当发生全反射时屏MN上只剩一个光斑，此光斑离A最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角：
则有：
代入数据解得：
