【物理】四川省泸县第二中学2020届高三上学期期末考试（解析版）

【物理】四川省泸县第二中学2020届高三上学期期末考试（解析版）

四川省泸县第二中学2020届高三上学期 期末考试 第卷 选择题（48分）‎ ‎1.在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理的发展起到了重要作用，下列关于物理思想与方法说法错误的是（　　）‎ A. 质点和点电荷是同一种思想方法 B. 重心、总电阻都体现了等效替换的思想 C. 加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量 D. 我们所学的概念，诸如平均速度，瞬时速度以及加速度等，就是牛顿首先建立起来的．‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、质点和点电荷都采用了理想化物理模型的方法，所以质点和点电荷是同一种思想方法，故A正确；‎ B、重心、总电阻和各个电阻等效，都采用了等效替代的思想，故B正确；‎ C、加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量．故C正确 D、我们所学的概念，诸如平均速度，瞬时速度以及加速度等，是伽利略首先建立起来的，故D错误．‎ ‎2.一理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=10:1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，副线圈只接入一个10Ω的电阻，则 A. 流过电阻的电流最大值为2.2A B. 与电阻并联的电压表示数为31.1V C. 电阻在1.0s内产生的热量为96.8J D. 变压器的输入功率约为48.4W ‎【答案】D ‎【详解】原线圈电压最大值为311V，有效值为220V，根据 ‎ 可知副线圈电压最大值为31.1V，有效值为22V，所以流过电阻的电流最大值为3.11A，与电阻并联的电压表示数为22V；电阻在1.0s内产生的热量Q=I2Rt=48.4J；输出功率等于输入功率为48.4W.故选D.‎ ‎3.德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知)‎ A. 太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期 B. 太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离 C. 太阳系的运行速度和该黑洞的半径 D. 太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径 ‎【答案】D ‎【详解】设太阳系的质量为m，黑洞的质量为M，太阳系绕黑洞做圆周运动的向心力由万有引力提供，则，解得黑洞的质量M：，则已知太阳系绕该黑洞公转的周期T和公转的半径r可求解黑洞的质量；或者已知太阳系的运行速度v和公转的半径r可求解黑洞的质量M，故选项D正确，ABC错误.‎ ‎4.如图为某一质点作直线运动的位移x随时间变化的规律，图为一条抛物线，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 在末，质点的速率最大 B. 在内，质点所受合力的方向与速度方向相反 C. 在末和末，质点的加速度方向相反 D. 在末，质点的位移大小为9m ‎【答案】B ‎【详解】A.位移-时间图象切线的斜率表示该时刻的速度，则知在10s末时，质点的速度为零．故A错误．‎ B.在1～10s内，斜率逐渐减小，说明物体做减速运动，质点所受合外力的方向与速度方向相反．故B正确．‎ C.在0-10s内，物体沿正方向做减速运动，加速度方向与速度方向相反，即沿负方向；在10-20s内，斜率为负值，说明物体沿负方向运动，斜率增大，做加速运动，加速度方向与速度方向相同，即沿负方向．所以在8s末和12s末，质点的加速度方向相同．故C错误．‎ D.由图可知，20s内位移为 ‎△x=x2-x1=0-1m=-1m 故D错误．‎ ‎5.如图甲所示，用竖直向上的力F拉静止在水平地面上的一物体，物体在向上运动的过程中，其机械能E与位移x的关系如图乙，其中AB为曲线．下列说法正确的是（ ）‎ A. 0～x1过程中物体所受拉力最小 B. x1～x2过程中，物体的加速度先增大后减小 C. 0～x3过程中，物体的动能先增大后减小 D. 0～x2过程中，物体克服重力做功的功率一直增大 ‎【答案】C ‎【详解】由E＝Fx，结合Ex图线可知，0～x1过程中，拉力F不变，x1～x2过程中，拉力F逐渐减小到零，x2～x3过程中，物体只受重力作用，故0～x1过程中拉力最大，x1～x2过程中物体的加速度先减小后反向增大，0～x3过程中，物体的动能先增大后减小，C正确，A、B错误；由P＝mg·v可知，物体克服重力做功的功率先增大后减小，D错误；故选C．‎ ‎【点睛】此题考查牛顿第二定律的应用以及功和功率的概念；解题时求出物体的动能与势能的表达式，分析清楚图象，由图象找出吊篮的机械能与其位移的关系是正确解题的前提与关键；善于从图线中获取信息，是高考中考查的一种能力．‎ ‎6.如图所示，实线为方向未知的三条电场线.、两个带电粒子以相同的速度从M点飞入电场，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内（粒子在图示区域内）（ ）‎ A. 、一定带异号电荷 B. 受的电场力较大，受的电场力较小 C. 的速度将减小，的速度将增大 D. 两个粒子的电势能均减小 ‎【答案】AD ‎【详解】由a、b两粒子的运动轨迹可知，a、b粒子所受的电场力方向相反，故带异种电荷，选项A正确；因两粒子所带的电量未知，故无法比较两粒子所受电场力的大小，选项B错误；电场力对两粒子均做正功，故动能均增大，电势能均减小，选项C错误，D正确；故选AD.‎ ‎7.如图，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．M为磁场边界上一点，有无数个带电量为q、质量为m的相同粒子(不计重力)在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/4．下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子从M点进入磁场时的速率为v=‎ B. 粒子从M点进入磁场时的速率为v=‎ C. 若将磁感应强度的大小增加到 ，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的 D. 若将磁感应强度的大小增加到 ，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的 ‎【答案】AC ‎【详解】AB．因为粒子射出边界的位置处于边界的某一段圆弧上，并不是整个圆周上都有，所以，粒子做圆周运动的半径小于R；则粒子能射到的边界其圆弧所对应的弦长正好等于圆周运动的直径，因为这段圆弧的弧长是圆周长的，所以，弦长对应的等腰三角形的内顶角为90°，所以，弦长2r=2Rsin45°，则粒子做圆周运动的半径：‎ r=Rsin45°=，‎ 粒子做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，即，所以：‎ ‎，‎ 故A正确，B错误；‎ CD．若B变为原来的倍，则粒子在磁场中做圆周运动的半径：‎ ‎，‎ 同理可得，对应的弦长为R，由几何关系可得粒子做圆周运动转过磁场的圆心角为60°，所以，所以弧长之比为2∶3，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎8.如图甲所示，固定在水平面上电阻上不计的光滑金属导轨间距，导轨右端连接一阻值为为小灯泡，在矩形区域内有竖直向上的匀强磁场.磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，长为.在时，金属棒在水平恒力作用下从图中位置由静止向右运动，时进入磁场，并恰好以的速度在磁场中匀速运动到位置.已知金属棒电阻为.下列分析中正确的是（ ）‎ A. 内小灯泡的功率为 B. 恒力的大小为 C. 金属棒的质量为 D. 金属棒进入磁场后小灯泡功率为 ‎【答案】ABC ‎【详解】金属棒未进入磁场时，电路总电阻为，回路中感应电动势为，灯泡中的电流大小为，小灯泡的功率为，选项A正确；金属棒在磁场中匀速运动，则.又因为，代入数据解得，选项B正确；金属棒未进入磁场时的加速度为，金属棒的质量，选项C正确；金属棒进入磁场后小灯泡的功率为，选项D错误.‎ 第II卷 非选择题（62分）‎ ‎ (一)必考题 ‎9.某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门．水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下：‎ ‎ ‎ A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；‎ B．用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb；‎ C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上；‎ D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动； ‎ E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；‎ F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高 度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；‎ G．改变弹簧压缩量，进行多次测量．‎ ‎(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度为_____mm·‎ ‎(2)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即 ______= _______ (用上述实验所涉及物理量的字母表示)．‎ ‎【答案】 (1). 3.550 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm，可动刻度读数为0.01×5.0mm=0.050mm，所以最终读数为：3.5mm+0.050mm=3.550mm． （2）烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为： ；故a的动量为：Pa=ma b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：h=gt2 sb=vbt 解得：vb=sb 动量大小：Pb=mbsb 若动量守恒，设向右为正，则有：0=mbvb-mava，即ma=mbsb 点睛：本题为探究型实验，解题的关键在于分析题意，明确实验原理，再根据对应的物理规律进行分析求解；要注意明确验证动量守恒定律以及光电门和平抛运动规律的正确应用．‎ ‎10.有一待测电阻Rx ，甲、乙两同学分别采用了不同的方法进行测量 ‎①甲同学直接用多用电表测其电阻．用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表测量，则读数为_________Ω．‎ ‎②乙同学则利用实验室里的下列器材：‎ 电流表G（量程0~300µA，内电阻r=100Ω）‎ 滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω，允许的最大电流为1A）‎ 变阻箱R2（阻值范围0-9999Ω，允许的最大电流为0.1A）‎ 直流电源E（电动势约为1.5V，内阻不计）‎ 单刀单掷开关、单刀双掷开关及若干导线 设计了如图甲所示电路进行测量．请根据电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路并将接线后的主要实验步骤填写完整．‎ A、先闭合开关s1，将开关s2掷向a，再调节滑动变阻器R1，使电流表示数为300µA；‎ B、___________________________，调节电阻箱R2的阻值，使电流表的示数为150µA ，记录电阻箱R2的读数．若电阻箱R2的读数为2180Ω，则电阻Rx=_______Ω ‎【答案】①. 2200 ② B. 再将开关s2掷向b，保持滑动变阻器R1不变 2180‎ ‎【详解】①欧姆表不估读，；‎ ‎②‎ 设计了如图甲所示电路进行测量．请根据电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路并将接线如图所示 由实验原理及实验步骤可知，本实验采用半偏法测量待测电阻的阻值，即利用串联电路的电流相等原理，当串联一个电阻后，电流值将减小，若电流值为原电流值的一半，则可知串联电阻的阻值等于待测电阻的阻值；再将开关s2掷向b，保持滑动变阻器R1不变；由题意可知，此时待测电阻与电流表的电阻之和应等于2180Ω，则电阻Rx=2180Ω．‎ ‎11.如图所示，在真空中有一个以(r，0)为圆心，r为半径、磁感应强度为B.方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场．在y=r的虚线上方有足够大的、电场强度为E、方向水平向左的匀强电场．现从坐标原点0，在纸面内以不同方向发射质量均为m、电荷量均为q、速率均相同的质子，所有质子在磁场中的运动半径也为r．不计重力以及质子间的相互作用力，求：‎ ‎(1)速度方向沿x轴正方向射入的质子到达y轴上的时间 ‎(2)速度方向与x轴正方向成300斜向下射入磁场的质子，到达y轴时离坐标原点0的距 ‎【答案】（1）；（2）；‎ ‎【详解】(1) 质子沿x轴正方向射人磁场后经1/4圆弧以速度垂直于电场方向进入电场．‎ 质子在磁场中：，‎ ‎ ，‎ 质子在磁场中运动的时间：‎ ‎ ，‎ 进入电场后质子作类平抛运动，在电场方向上运动的距离x=r 运动到y轴上的时间为t2，有： ‎ 质子从进入磁场到达y轴上的时间为：t=t1+t2‎ 由以上各式解得：‎ ‎；‎ ‎(2) 质子在磁场中转过1200后从P点垂直进入电场 P点距轴y的距离：‎ x=r+rsin300，‎ 根据动力学知识：qE=ma 根据运动学知识：‎ 质子沿y轴方向作匀速直线运动：y= v0t 由以上各式解得：‎ ‎。‎ ‎12.如图所示，水平地面上放置一个长木板B，在木板右端放置一个质量为m＝1kg小滑块A，滑块可看成质点．已知B的质量也为m＝1kg，A与B之间的动摩擦因数、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。现对B施加一水平恒力F＝6N，作用时间t0＝1s后撤去F，再过一段时间后A刚好停在B的最左端，则：‎ ‎(1)力F作用期间A、B的加速度分别是多少？‎ ‎(2)木板B长度是多大？‎ ‎【答案】(1)1m/s2，3m/s2；(2)1.5m。‎ ‎【详解】(1)设F作用期间A的加速度为，B的加速度为 解得：‎ ‎ ‎ 解得：；‎ ‎(2)设F撤去时A、B的速度分别为vA1、vB1，A运动的位移为sA1，B运动的位移为sB1，则 设撤去F后，A的加速度为，B的加速度为，至A、B共速的时间为，木板长度为L，则 ‎【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，关键理清撤去F前后A、B的运动规律，抓住速度关系、位移关系，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。‎ ‎(二)选做题 ‎13.下列说法正确的是 A. PM2.5在空气中的运动属于分子热运动 B. 荷叶上的露珠呈球形是表面张力的结果 C. 绝热膨胀，气体的内能一定减小 D. 晶体具有各向异性，具备各向同性的都是非晶体 E. 水的饱和汽压随温度的升高而变大 ‎【答案】BCE ‎【详解】A．PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，是分子团整体的运动，故A错误．‎ B．表面张力形成的原因是：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，即表面张力，液体的表面张力使液体的表面积收缩到最小，故B正确．‎ C．绝热膨胀，气体的内能一定减小，故C正确．‎ D．多晶体是各向同性的，非晶体都是各向同性的，故D错误．‎ E．水的饱和汽压随温度的升高而变大，故E正确；‎ 故选BCE．‎ ‎14.如图所示，一个质量为M的导热气缸置于粗糙的水平地面上，气缸内有一个质量为m的光滑活塞封闭着长度为L0的气体，系统处于稳定状态，给活塞施加一水平向右的恒力使活塞与气缸一起匀速运动．已知活塞横截面积为S，导热气缸与水平地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，外界热力学温度为T0，大气压强为p0.求：‎ ‎①稳定时活塞封闭气柱的长度L；‎ ‎②撤去恒力，将气缸竖直放置，将外界温度缓慢升高，当活塞离气缸底部距离为L0时气体的热力学温度T．‎ ‎【答案】① ② ‎ ‎【解析】‎ ‎①将气缸和活塞作为整体，由平衡你得： ‎ 稳定时活塞封闭气柱的压强为p1: ‎ 由得： ‎ 由上式得： ‎ ‎②现将气缸竖直放置时，内部气体压强为p2‎ ‎ ‎ 由气体状态方程 得： ‎ 联立上式得：‎ ‎15.下列说法正确的是______‎ A. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 B. 机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同 C. 能产生衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小 D. 黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大的引力使环绕其运动的物体速度超过了光速 E. 地面上的人观测到的一高速飞行的火箭长度要比火箭上的人观测到的要短一些 ‎【答案】ABE ‎【详解】单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期只与外力的周期有关，与单摆的周期无关，即与摆长无关，选项A正确；机械波传播时，各个质点在振源的作用下做受迫振动，则机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同，选项B正确；能产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小，衍射是波特有的性质，选项C错误；黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大的引力使环绕其表面运动的物体速度超过了光速，选项D错误；根据相对论可知，地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些．故E正确．故选ABE.‎ ‎16.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，质点P在波峰质点Q在平衡位置再过0.2s，质点Q第1次到达波峰．求：‎ ‎(1)这列波的传播速度；‎ ‎(2)质点P的位移随时间的变化规律以及t=s时P点的位移．‎ ‎【答案】（1）30m/s （2）-0.1m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据波源振动情况，确定波的传播方向，再根据波形确定周期根据v=λ/T求解波速；‎ ‎（2）根据找到ω求解关系式，带入时间求解位移．‎ ‎【详解】（1）t=0时刻波源恰在平衡位置且向下振动，则波沿x轴正方向传播，根据再过0.2s，质点Q第一次到达波峰，可知T/4=0.2s，解得T=0.8s，即波速v=λ/T=30m/s ‎（2）设质点P振动位移随时间变化的关系为 其中的 则质点P的振动位移随时间变化的关系为m；‎ 当t=s时，‎ ‎【点睛】本题要能根据质点的振动过程确定周期，判断波的传播方向是应具备的基本功．质点的振动方程要根据位移和速度方向由数学知识分析函数特征，写出振动方程．‎