【物理】山东省淄博市部分学校2020届高三下学期6月阶段性诊断二模试题（解析版）

【物理】山东省淄博市部分学校2020届高三下学期6月阶段性诊断二模试题（解析版）

山东省淄博市部分学校2020届高三下学期 ‎6月阶段性诊断二模试题 一、单项选择题： ‎ ‎1.经过m次α衰变和n次β衰变，变成，则 A. m=7，n=4 B. m=7，n=3‎ C. m=14，n=10 D. m=14，n=18‎ ‎【答案】A ‎【详解】由质量数守恒得 由电荷数守恒得 联立解得 m=7‎ n=4‎ 故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎2.一定质量的理想气体由状态A沿平行T轴的直线变化到状态B，然后沿直线由状态B变化到状态C，P-T图象如图所示。关于该理想气体在状态A、状态B和状态C时的体积VA、VB、VC的关系正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】从A到B为等压变化，根据可知，随着温度的升高，体积增大，故 从B到C为不过坐标原点的直线，根据可知，B点和C点与坐标原点连线的斜率为，如图 C点与坐标原点连线的斜率较小，故体积较大，故有 所以 故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎3.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L1正常发光。保持滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是 A. 电压表读数增大 B. 电流表读数减小 C. 等效电阻R两端电压减小 D. 为使灯泡L1正常发光，滑片P应向上滑动 ‎【答案】D ‎【详解】A．滑片P位置不动，当S闭合时，总电阻变小，原线圈电压及匝数比不变，副线圈电压不变，电压表读数不变，故A错误；‎ B．副线圈电压不变，总电阻变小，根据可知输出功率变大，所以输入功率变大，根据知电流表读数变大，故B错误；‎ CD．因为副线圈电流增大，所以等效电阻两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L1正常发光，必须增大电压，滑片P应向上滑动，故C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎4.‎2020年5月5日，长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船，在海南文昌航天发射场首飞成功，将载人飞船试验船送入预定轨道后，试验船绕地球做圆周运动，淄博的40余种蔬菜种子在飞船中进行航天育种。未来月球探测器、火星探测器和载人空间站都要靠长征五号来发射升空。以下判断中正确的是（　　）‎ A. 同一火箭，在文昌航天发射场（北纬19.6度）时的有效载荷大于西昌航天发射场（北纬28.2度）的有效载荷 B. 试验船的绕地运行速度大于‎7.9km/s C. 在绕地球飞行的试验船内培养出的蔬菜的根，其生长方向应是指向地球的方向 D. 火星探测器的发射速度应大于‎7.9km/s，且小于‎11.2km/s ‎【答案】A ‎【详解】A．纬度越高，火箭随地球自转角速度越小，火箭具有的初动能越小，则同一火箭，在文昌航天发射场（北纬19.6度）时的有效载荷大于西昌航天发射场（北纬28.2度）的有效载荷，故A正确；‎ B．由公式 得 试验船的绕地运行的半径大于地球半径，则运行速度小于‎7.9km/s，故B错误；‎ C．由于绕地球飞行的试验船处于完全失重状态，则在绕地球飞行的试验船内培养出的蔬菜的根，其生长方向不一定指向地球的方向，故C错误；‎ D．第二宇宙速度‎11.2km/s是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度，第三宇宙速度 ‎16.7km‎/s是卫星逃逸太阳系的最小发射速度，火星探测器脱离地球引力束缚，绕火星做圆周运动，故发射速度应该大于‎11.2km/s，小于‎16.7km/s，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎5.研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过‎56℃‎时，30分钟就可以灭活。如图所示，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E，气缸的总高度h=‎90cm。a缸内被封闭气体初始温度℃，活塞与底部的距离cm，活塞和气缸间的摩擦不计。若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离cm，关于上述变化过程，下列说法正确的是 A. b气缸中逸出的气体占原b气缸中气体的 B. a气缸中的气体吸收的热量等于其增加的内能 C. 稳定后，a气缸内的气体温度为‎50℃‎ D. 稳定后，保持该温度不变再持续30分钟，a气缸内新冠病毒能够被灭活 ‎【答案】D ‎【详解】A．由题意可知，原b气缸的高度 当a气缸稳定后活塞与底部的距离 cm 此时b气缸的高度 设S为活塞的面积，那么b气缸中逸出的气体占原b气缸中气体为 A错误；‎ B．a气缸中的气体吸收热量，对外做功,由热力学第一定律 可知，a气缸中的气体吸收的热量大于其增加的内能，B错误；‎ CD．由于K始终打开，a气缸中气体的压强不变，可得 代值求得 C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.如图甲所示，A、B是一条与光滑斜面平行电场线上两点，若在斜面上某点以一定初速度发射一带正电的小球，小球沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则（　　）‎ A. 电场是一个匀强电场 B. 电场强度 C. 电势 D. 小球的重力势能和电势能之和增大 ‎【答案】B ‎【详解】A．由图乙可知，小球从A到B的加速度减小，小球受重力，支持力，电场力，所以电场力应为变化的，故A错误；‎ BC．小球从A到B的加速度减小，且速度增大，则小球所受电场力沿斜面向上，则 所以 由于小球带正电，则场强方向沿斜面向上，所以 故B正确，C错误；‎ D．由能量守恒可知，小球沿电场线从A运动到B时动能增大，则小球的重力势能和电势能之和减小，故D错误。故选B。‎ ‎7.某同学采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。现分别用频率为和的单色光照射阴极，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，则下列关系式中正确的是 A. 两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动能之比 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】D ‎【详解】光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得 根据爱因斯坦光电效应方程得 两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动能之比 阴极K金属的极限频率 普朗克常量 阴极K金属的逸出功 故A、B、C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎8.在某长跑活动中，一长跑爱好者做匀加速直线运动，从某位置开始通过其携带的传感器收集位移x和速度v等数据信息，并从此位置开始计时，通过计算机自动生成的图象如图所示。下列说法正确的是 A. 爱好者运动的初速度为‎1m/s B. 爱好者运动的加速度为‎2m/s2‎ C. 第1秒内位移为2. ‎‎5m D. 爱好者速度的平方v2由‎4m2‎/s2增加到‎8m2‎/s2的过程中，运动时间为 ‎【答案】C ‎【详解】AB．爱好者做匀加速直线运动，则有 由图可知当时，，代入上式得 当时，，代入上式得 解得 故A、B错误；‎ C．第1秒内的位移为 故C正确；‎ D．爱好者速度的平方v2由‎4m2‎/s2增加到‎8m2‎/s2的过程中，运动时间为 故D错误；故选C。‎ 二、多项选择题： ‎ ‎9.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。从该时刻起（　　）‎ A. 经过0. 1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向 B. 经过0. 15s，质点P沿x轴的正方向前进了‎3m C. 经过0. 25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度 D. 经过0. 35s时，质点Q运动的路程大于质点P运动的路程 ‎【答案】AD ‎【详解】A．由P点的振动图像可知，该时刻质点P向下振动，可知波沿x轴正向传播，经过0. 1s=T时，波向右传播半个波长，则质点Q的运动方向沿y轴负方向，选项A正确；‎ B．波在传播的过程中，质点不随波迁移，选项B错误；‎ C．经过0. 25s=T时，质点P到达负向最大位置，质点Q在平衡位置上方向正向最大位移振动，则质点Q的加速度小于质点P的加速度，选项C错误；‎ D．经过0. 35s=T时，质点P运动的路程为‎7A，而质点Q运动的路程大于‎7A，则质点Q运动的路程大于质点P运动的路程，选项D正确。‎ 故选AD。‎ ‎10.如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是 A. 力F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 B. 力F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和 C. 木箱增加的机械能等于力F、重力及摩擦力对木箱所做的功之和 D. 木箱增加的动能等于力F、重力及摩擦力对木箱所做的功之和 ‎【答案】BD ‎【详解】AB．根据功和能量转化的关系可知，力F对木箱做的功应等于木箱增加的动能、木箱克服摩擦力做的功以及木箱增加的重力势能的总和，即力F对木箱做的功应等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和，故A错误，B正确；‎ C．根据功和能量转化的关系可知，木箱增加的机械能等于力F和摩擦力对木箱所做的功之和，故C错误；‎ D．根据动能定理可知，木箱增加的动能等于力F、重力及摩擦力对木箱所做的功之和，故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎11.如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为‎0.01C、质量为‎0.1kg的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中，电场强度E随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5。t=0时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g取‎10m/s2。下列说法正确的是（　　）‎ A. 环先做加速运动再做匀速运动 B. 2s时环的加速度为‎5m/s2‎ C. 0～2s内，环的位移小于‎2.5m D. 0～6s内，环的最大动能为20J ‎【答案】BCD ‎【详解】A．在t=0时刻，圆环所受摩擦力为 所以开始时刻圆环保持静止，当 即 时，摩擦力与重力大小相等，所以圆环从t=1s开始沿着杆向下运动，因为电场力从t=1s时刻到t=3s时刻，逐渐减小，滑动摩擦力也逐渐减小，所以圆环 加速度会增大，物体做加速运动，一直加速到t=5s时刻速度达到最大，从t=5s时刻到t=6s时刻，滑动摩擦力大于重力，加速度方向向上，要做减速运动，故A错误；‎ B．当t=2s时刻，E=1×102V/m，由牛顿第二定律得 代入数据解得 故B正确；‎ C．假设从t=1s到t=2s这段时间内圆环一直做匀加速直线运动，则0～2s内环的位移为 故C正确；‎ D．由题意知当t=5s时刻圆环达到最大速度，根据E－t图得到函数关系为 E=300－100t 由牛顿第二定律得：‎ mg－μqE=ma 代入数据解得a与t的函数关系为 a=5t－5‎ 即加速度a与时间t也是一次函数，即线性关系，（3s后斜率变为负，因为摩擦力开始增大）依据a－t图象面积物理意义表示速度的改变量，所以从t=1s到t=5s这段时间内，速度的改变量为 又因为 得圆环得最大速度为 故圆环的最大动能为 故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎12.如图所示，在地面上方等间距分布着足够多的、水平方向的条形匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度及相邻区域的间距均为d。现有一边长为l（l ＜d）的正方形金属线框在离地高h处以水平初速度从左侧磁场边缘进入磁场，运动中线框平面始终竖直，最终落在地面上，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）‎ A. 线框在空中运动的时间一定为 B. 一定，h越大线框运动的水平位移一定越大 C. h一定，越大线框运动过程中产生的焦耳热一定越多 D. h一定，的大小连续变化，线框落地点也一定相应的连续变化 ‎【答案】AC ‎【详解】A．线框水平方向上进磁场和出磁场受安培力做减速运动，在无磁场区以及全部在磁场中做匀速直线运动，在竖直方向上仅受重力，做自由落体运动。根据自由落体运动 解得线框的运动的时间为，故A正确；‎ B．在进磁场和出磁场过程中，线框在水平方向受安培力作用，水平方向的速度减小，当水平方向的速度减为0时，线框只有竖直方向的速度，水平方向的位移不再增大。则在进或出磁场中，根据动量定理有 又 则有 且 联立得 解得，即在v0一定的情况下，线框进出磁场中的水平位移不变，与h无关，而线框在无磁场区和完全在磁场区，水平方向的位移都一样为d，故总的水平位移不变；同理，当水平方向的速度没有减到零时线框就落地，则h越高，x越大，总的水平位移越大，故B错误；‎ C．线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，才受到安培力，出现安培力做功，从而产生焦耳热，由公式 可知v0越大，线框进出磁场任一过程中安培力越大，因为距离一定，则线框克服安培力做功越多，故产生的焦耳热一定越多，故C正确；‎ D．线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，才受到安培力，在水平方向做减速运动。因为线框在水平方向上做变减速运动，虽然v0的大小连续变化，下落时间不变，但落地点不是相应的连续变化，故D错误。‎ 故选AC。‎ 三、非选择题： ‎ ‎13.如图甲所示，某探究小组用能够显示并调节转动频率的小电动机验证匀速圆周运动的向心力关系式 ‎①把转动频率可调的小电动机固定在支架上，转轴竖直向下，将摇臂平台置于小电动机正下方的水平桌面上；‎ ‎②在转动轴正下方固定一不可伸长的细线，小电动机转轴与细线连接点记为O。细线另一端穿过小铁球的球心并固定；‎ ‎③启动电动机，记录电动机的转动频率f，当小球转动稳定时，将摇臂平台向上移动，无限接近转动的小球；‎ ‎④关闭电动机，测量O点到摇臂平台的高度h；‎ ‎⑤改变电动机的转动频率，重复上述实验。‎ ‎(1)探究小组的同学除了测量以上数据，还用游标卡尺测量了小球的直径D，如图乙所示，读数为________mm；本实验___________（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量。‎ ‎(2)实验中测得了O点到摇臂平台的高度h、小球的直径D和电动机的转动频率f，已知当地的重力加速度为g，若所测物理量满足g=_________，则成立。（用所测物理量符号表示）‎ ‎【答案】(1). 10.52 不需要 (2). ‎ ‎【详解】(1)[1]主尺读数为‎10mm，游标尺第26个刻度和主尺对其，精确度为‎0.02mm ‎，故游标尺读数为‎0.52mm，故小钢球的直径为‎10.52mm；‎ ‎[2]设细线与竖直方向的夹角为，从到球心的距离为，如图所示 根据牛顿第二定律可得 可以约去，则得 其中 则有 所以本实验不需要测量小球的质量；‎ ‎(2)[3]通过上述分析可知所测物理量满足 ‎14.某实验小组欲将电流表G1的量程由3mA改装为0. ‎6A。实验器材如下：‎ A. 待测电流表G1（内阻约为10Ω）；‎ B. 标准电流表G2（满偏电流为6mA）；‎ C. 滑动变阻器R（最大阻值为3kΩ）；‎ D. 电阻箱R′（阻值范围为0～999. 9Ω）：‎ E. 电池组、导线、开关。‎ ‎(1)实验小组根据图甲所示的电路测电流表G1的内阻，请完成以下实验内容：‎ ‎①将滑动变阻器R调至最大，闭合S1；‎ ‎②调节滑动变阻器R，使电流表G1满偏；‎ ‎③再闭合S2，保持滑动变阻器R不变，调节电阻箱R′，如图乙所示，电流表G1指针的位置恰好指在中央刻度，此时电阻箱R′的示数为9. 0Ω。由此可知电流表G1内阻的测量值为_________Ω，与真实值相比__________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）。‎ ‎(2)为了更加准确地测量电流表G1的内阻，实验小组利用题中给出的实验器材重新设计实验，请完成以下实验内容：‎ ‎①完善图丙的电路图；‎ ‎②实验小组根据图丙设计的电路图进行实验，采集到电流表G1、G2的示数分别为1.0mA、5.0mA，电阻箱的读数为2.5Ω，则电流表G1内阻为_________Ω；‎ ‎③实验小组将电流表G1改装成量程为‎0.6A的电流表，要__________（选填“串联”或“并联”）一个阻值Rx=_________Ω的电阻（结果保留一位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 9.0 偏小 (3)① ‎ ‎②10.0 ③并联 0.05‎ ‎【详解】(1)③[1]电流表G1的量程为3mA，由图乙所示表盘可知，流过电流表的电流为1.5mA，滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S2‎ 时认为电路总电流不变，流过电流表的电流为1.5mA，则流过电阻箱的电流为1.5mA，流过电阻箱的电流等于流过电流表电流，由并联电路特点可知，电流表内阻等于电阻箱阻值，则电流表内阻为9.0Ω；‎ ‎[2]闭合开关S2时，电路总电阻减小，电路总电流变大，大于3mA，但实验认为电路电流不变，因此当流过电流表电流为1.5mA时，流过电阻箱的电流大于1.5mA，电流表内阻大于电阻箱阻值，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值，因此电流表内阻测量值小于真实值；‎ ‎(2)①[3]根据②中数据，并联电路两端电压相等，可以让电流表G1与电阻箱并联，然后与电流表G2串联，实验电路图如图所示 ‎②[4]根据电路结构可得电流表G1的内阻 ‎③[5][6]把电流表G1改装成‎0.6A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为 ‎15.由某种透明材料制成的棱镜的横截面如图所示，直角△ABC的AC边为半圆的直径，∠B=30°，一束光线从AB边上的M点以平行于BC的方向射入棱镜，经BC边一次反射后，反射光线与AB边平行。已知AC=L，，真空中的光速为c，求：‎ ‎（1）该棱镜的折射率n；‎ ‎（2）光线在棱镜中传播的时间t。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【详解】（1）根据题意，作出光路图，如图所示 根据几何关系可知，光线在M点的入射角为i=60°，折射角为r=30°，根据折射定律有 解得 ‎（2）光在棱镜中传播的速度为 根据几何知识可得，，‎ 则光线在棱镜中传播的路程为 则光在棱镜中传播的时间为 ‎16.近年来，网上购物促使快递行业迅猛发展。如图所示为某快递车间传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面相切，且保持的恒定速率顺时针运行，传送带的长。某次传输中由于包裹A比较粗糙没有到达接收点D而停在了C点，已知C点距离传送带右端，距离D点。现将一质量为kg的包裹B轻放在传送带左端，包裹B离开传输带后与静止的包裹A发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后包裹A先到达D点，包裹B后到达D点，速度都刚好为零。已知包裹B与传送带间的动摩擦因数为，与水平面间的动摩擦因数为，包裹A与水平面间的动摩擦因数为，g取‎10m/s2。求：‎ ‎（1）包裹B在传送带上运动的时间；‎ ‎（2）包裹A的质量。‎ ‎【答案】（1）1.25s；（2）‎ ‎【详解】（1）物体B在传送带上的加速度 加速到共速时的时间 加速的距离 匀速运动的时间 则物体B在传送带上的时间 ‎（2）物体B在水平面上的加速度 与A碰前B的速度 碰后A的加速度 ‎ ‎ 则碰后A的速度 碰后B的速度 则AB碰撞过程由 动量守恒定律 解得 ‎17.如图所示，一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连）、高度可调的斜轨道AB组成，各部分平滑连接。某次游戏时，滑块从高为h=1. ‎0m的斜轨道AB端点B由静止释放，沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧，然后被弹出，再次经过圆轨道并滑上斜轨道，循环往复。已知圆轨道半径r=0. ‎1m，滑块质量m=‎20g且可视为质点，CA长，EO长，滑块与AB、EO之间的动摩擦因数，滑块与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计，g取‎10m/s2。‎ ‎（1）求滑块第一次过最高点F时对轨道的压力大小；‎ ‎（2）求弹簧获得的最大弹性势能EP；‎ ‎（3）调节斜轨道的高度h，使滑块从B点下滑后，只通过最高点F一次，且不脱离轨道，则h的大小范围。‎ ‎【答案】（1）2.2N；（2）0.13J；（3）‎ ‎【详解】（1）从滑块从高为h=1. ‎0m的斜轨道AB端点B由静止释放到滑块第一次过最高点过程中，由动能定理得 在最高点，由向心力公式得 联立解得：F=2.2N ‎（2）滑块从高为h=1. ‎0m的斜轨道AB端点B由静止释放到弹簧获得的最大弹性势能过程中，由能量守恒定律得 ‎（3）①从滑块从高为h1斜轨道静止释放恰好能通过最高点F，由动能定理得 在最高点，由向心力公式得 联立解得：‎ ‎②要求只通过F点一次，压锁弹簧后弹开再次到达圆心等高点时，h取最大值，滑块从B到压缩弹簧后弹开再到圆心等高点的过程中，由动能定理得 解得：‎ 只通过F点一次，且不脱离轨道，则h的大小范围为 ‎ ‎18.在如图甲所示的xOy平面内，y轴右侧空间有分布均匀、随时间变化的电场和磁场，其变化规律分别如图乙、丙所示，以y轴正方向为电场强度的正方向，电场强度大小为E0、2E0、3E0、……；垂直xOy平面向外为磁场的正方向。t=0时刻，质量为m、电荷量为q的负粒子，以初速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入，不计粒子的重力。已知磁感应强度大小，求该粒子在：‎ ‎（1）t0时刻的速度大小；‎ ‎（2）2t0时刻的位置坐标；‎ ‎（3）nt0（n=1，2，3，…）时刻的动能。‎ ‎【答案】（1）；（2），；（3）当n为偶数时（n=2，4，6……）；当n为奇数时（n=1，3，5……）‎ ‎【详解】（1）带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，沿y轴负方向的速度为 ‎，‎ 根据 解得 ‎（2）粒子在时间内在电场运动，则水平位移为 竖直位移有 粒子在时间内是在磁场内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 周期 由题意可得，粒子运动轨迹如图所示 根据几何关系，可知水平位移为 竖直位移为 则2t0时刻的位置坐标为 ‎，‎ ‎（3）由于粒子每次经过磁场时初末速度相同，每次经过电场，在y轴负方向不断加速，经k次电场时，‎ ‎（k=1，2，3……）‎ 当n为偶数时n=2k ‎（n=2，4，6……）‎ 当n为奇数时n=2k-1‎ ‎（n=1，3，5……）‎ 时刻的动能为 当n为偶数时 ‎（n=2，4，6……）‎ 当n为奇数时 ‎（n=1，3，5……）‎