【物理】内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区2020届高三第一次统考试题（解析版）

【物理】内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区2020届高三第一次统考试题（解析版）

内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区2020届高三 第一次统考试题 一、选择题 ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 爱因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理学 B. 单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多 C. 一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子 D. 玻尔的原子理论能够解释氦原子的光谱 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；‎ B．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，则入射光子的数目越多，所以单位时间内发射的光电子数越多，故B正确；‎ C．根据玻尔理论，一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2 种不同频率的光子，故C错误；‎ D．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，很好地解释了氢光谱，但不能够解释氦原子的光谱，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.一根重为G的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为30°光滑斜面上，如图所示为截面图。当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面的压力为FN1，安培力大小为F1，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向改为竖直向上时，适当调整电流大小，使金属棒再次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为FN2，安培力大小为F2。下列说法正确的是（　　）‎ A. 金属棒中的电流方向垂直纸面向外 B. 金属棒受到的安培力之比 C. 调整后电流强度应比原来适当减小 D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据题意可知，当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的安培力沿着斜面向上，根据左手定则可知，金属棒中的电流方向垂直纸面向里，故A错误；‎ BD．当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的力如图所示 根据平衡条件可知 当磁场的方向改为竖直向上时，金属棒受力如图所示，‎ 根据三角形定则有 所以有 ‎，‎ 故B正确，D错误；‎ C．根据以上分析可知F1＜F2，所以I1＜I2，故C错误。‎ 故选B。‎ ‎3.2020年全国第十四届冬季运动会在呼伦贝尔市举行。为此全市都在开展丰富多彩的冰上运动。如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两同学坐在冰车上进行游戏。当甲从倾角为θ的光滑冰道顶端A由静止开始自由下滑时，在斜面底部B处的乙通过冰钎作用于冰面，从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速直线运动。已知甲、乙和冰车均可视为质点，甲通过斜面与水平面的交接处（B处）时，速度的方向改变、大小不变，且最终甲刚好能追上乙，则（　　）‎ A. 到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定不相等 B. 到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等 C. 甲在斜面上的加速度一定小于乙的加速度 D. 无法求出甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设甲到达B的时间为t1，追上B的时间为t2，水平面都是光滑的，A到达水平面后做匀速直线运动，设甲的速度为v，则甲在水平面上的位移 ‎ ①‎ 乙做匀加速直线运动，被甲追上时的速度也是v，乙的位移 ‎ ②‎ 联立①②可得 可知到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等，故A错误，B正确；‎ C．由以上的分析可知，甲的速度达到v用的时间少，所以甲在斜面上的加速度一定大于乙的加速度，故C错误；‎ D．AB之间的距离 所以甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比为2，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，并以此位置开始计时做为导线框位移x的起点，随后导线框进入磁场区域，直至导线框的右边与磁场区域右边界重合。下列图象中，可能正确描述上述过程的是（其中q表示流经线框的电荷量，v表示线框的瞬时速度）（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．线圈进入磁场时，产生的感应电动势为 E=BLv 感应电流为 线框受到安培力大小为 由牛顿第二定律为 F=ma 则有 在线框进入磁场的过程中，由于v减小，所以a也减小，则流经线框的电荷量 则q∝x，q-x图象是过原点的直线。根据数学知识得：‎ 因为v减小，则q-t图象切线斜率减小；当线框完全进入磁场后，无感应电流，不受安培力，线框做匀速直线运动，磁通量不变，故AB错误；‎ C．线圈进入磁场的过程做加速度减小的变减速运动，v-t图象是曲线，故C错误；‎ D．线圈进入磁场的过程，根据动量定理得：‎ 又 ‎ 联立整理得 v-x图象是向下倾斜的直线，线框完全进入磁场后，做匀速直线运动，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.真空中，在x轴上的坐标原点O和x=‎50cm处分别固定点电荷A、B，在x=‎10cm处由静止释放一正点电荷p，点电荷p只受电场力作用沿x轴方向运动，其速度与在x 轴上的位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A. x=‎10cm处的电势比x=‎20cm处的电势高 B. 从x=‎10cm到x=‎40cm的过程中，点电荷p的电势能一定先增大后减小 C. 点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为9：4‎ D. 从x=‎10cm到x=‎40cm的过程中，点电荷p所受的电场力先增大后减小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．点电荷p从x=‎10cm处运动到x=‎30cm处，动能增大，电场力对点电荷做正功，则点电荷所受的电场力方向沿+x轴方向，因此，从x=‎10cm到x=‎30cm范围内，电场方向沿+x轴方向，所以，x=‎10cm处的电势比x=‎20cm处的电势高，故A正确；‎ B．点电荷p在运动过程中，只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变，点电荷的动能先增大后减小，则其电势能先减小后增大，故B错误；‎ C．从x=‎10cm到x=‎30cm范围内，点电荷p所受的电场力沿+x轴方向，从x=‎30cm到x=‎50cm范围内，点电荷p所受的电场力沿-x轴方向，所以，点电荷p在x=‎30cm处所受的电场力为零，则点电荷A、B对点电荷p的静电力大小相等，方向相反，故有 其中rA=‎30cm，rB=‎20cm，所以，QA：QB=9：4，故C正确；‎ D．点电荷x=‎30cm处所受的电场力为零，由电场力公式F=qE可知：x=‎30cm处的电场强度为零，所以从x=‎10cm到x=‎40cm的过程中，点电荷p所受的电场力一定先减小后增大，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎6.在水平地面上有一质量为m的物体，物体所受水平外力F与时间t的关系如图A，物体速度v与时间t的关系如图B，重力加速度g已知，m、F、v0均未知，则（　　）‎ A. 若v0已知，能求出外力F的大小 B. 可以直接求得外力F和阻力f的比值 C. 若m已知，可算出动摩擦因数的大小 D. 可以直接求出前5s和后3s外力F做功之比 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若v0已知，根据速度图象可以求出加速运动的加速度大小 还能够求出减速运动的加速度大小 根据牛顿第二定律可得 其中m不知道，不能求出外力F的大小，故A错误；‎ B．由于 ‎，‎ 可以直接求得外力F和阻力f的比值，故B正确；‎ C、若m已知，v0不知道，无法求解加速度，则无法求出动摩擦因数的大小，故C错误；‎ D．前5s外力做的功为 后3s外力F做功 前5s和后3s外力F做功之比 故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎7.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电小球，以初速度v从点竖直向上运动，通过点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，而后到达与点在同一水平面上的P点，轨迹如图。其中N/是N点在MP直线上的投影点。以下关于小球的运动说法正确的是（　　）‎ A. 从M到N重力势能增加 B. 从M到N机械能增加2mv2‎ C. 从M到P动能增加8mv2‎ D. 重力与电场力大小之比为1：2‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球在电场中运动的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达N点时，其竖直方向的速度为零，‎ M到N，在竖直方向上有 则该段过程重力势能的增加量为 故A错误；‎ B．从M到N机械能增加量为 故B正确；‎ C．根据题意可知，从M到N与从N到M所用时间相等，根据v=at可知，到达P点时小球在水平方向的速度为 ‎ ‎ 此时小球的合速度为 则从M到P动能增加量为 故C正确；‎ D．从M到N，竖直方向有 水平方向上有 所以重力与电场力大小之比为1：2，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎8.在星球M上一轻弹簧竖直固定于水平桌面，物体P轻放在弹簧上由静止释放，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如图P线所示。另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如Q线所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1‎ B. 物体P、Q的质量之比是6：1‎ C. M星球上物体R由静止开始做加速度为‎3a0的匀加速直线运动，通过位移x0时的速度为 D. 图中P、Q下落的最大速度之比为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．分析图象可知，弹簧压缩量为零时，物体只受重力作用，加速度为重力加速度，则物体在M星球表面的重力加速度：，在N星球表面的重力加速度：，则同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1，故A正确；‎ B．分析物体的受力情况，加速度为零时，重力和弹簧弹力平衡，根据平衡条件可得 ‎，‎ 解得 故B错误；‎ C．M星球上，物体R由静止开始做匀加速直线运动，加速度为‎3a0，通过位移x0，根据速度—位移公式 可知速度为，故C错误；‎ D．根据动能定理可知，合外力做功等于动能变化，即 根据图象的面积可得 ‎，‎ 动能之比 结合前面分析则最大速度之比 故D正确。‎ 故选AD。‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题 ‎9.某学习小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除导线和开关外，可供选择的实验器材如下：‎ A．小灯泡L，规格2.5V，1.0W B．电流表A1，量程‎0.6A，内阻约为1.5Ω C．电流表A2，量程‎3A，内阻约为0.5Ω D．电压表V1，量程3V，内阻约为3kΩ E．电压表V2，量程15V，内阻约为9kΩ F．滑动变阻器R1，阻值范围0~1000Ω G．滑动变阻器R2，阻值范围0~5Ω H．学生电源4V，内阻不计 ‎(1)为了调节方便，测量尽量准确，电流表应选用______、电压表应选用______、实验电路应选用如下电路中的______（一律填选项序号）。‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎(2)实验测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由此可知，当灯泡两端电压为2.0V时，小灯泡的灯丝电阻是_______Ω（保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). B D C (2). 5.1(或5.2或5.3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]小灯泡L的额定电压为2.5V，故电压表选D(3V)，额定电流为 故电流表选B(‎0.6A)；‎ ‎[3]小灯泡的电阻为 由于 故采用电流表外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，故实验电路应选C。‎ ‎(2)[4]由图像可知，当灯泡两端电压为2.0V时，小灯泡的电流约为‎0.38A，则小灯泡的电阻为 ‎(5.1或5.2)‎ ‎10.某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：‎ ‎①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；‎ ‎②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；‎ ‎③测出两滑块甲、乙的质量M=‎0.20kg、m=‎0.10kg，当地重力加速度为g=‎9.80m/s2。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；‎ ‎(2)实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；‎ A.滑轮到竖直杆的距离L=‎‎0.60m B.滑块甲到滑轮的距离a=‎‎1.50m C.物块甲的遮光条到光电门的距离b=‎‎0.40m ‎(3)当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v乙=________________；‎ ‎(4)若测量值t=_____s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】(1). 0.420 (2). AC (3). (4). 0.0020或2.0×10-3‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数组成，遮光条的宽度 d=‎4mm+4×‎0.05mm=‎4.20mm=‎‎0.420cm ‎(2)[2]本实验验证系统的机械能守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能，研究滑块甲运动到光电门的过程，系统减少的重力势能 系统增加的动能 绳上的速度关系如图 则有 故必要的测量为滑轮到竖直杆的距离L=‎0.60m，物块甲的遮光条到光电门的距离b=‎0.40m，故AC正确，B错误。‎ 故选AC。‎ ‎(3)[3]利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，当遮光条通过光电门瞬间，滑块甲速度 根据绳上的速度关系可知，滑块乙的速度 ‎(4)[4]由(2)的分析可知，系统机械能守恒，则满足 解得 t=2.0×10-3s ‎11.如图所示，水平地面上有一辆小车在水平向右的拉力作用下，以v0=‎6m/s的速度向右做匀速直线运动，小车内底面光滑，紧靠左端面处有一小物体，小车的质量是小物体质量的2倍，小车所受路面的摩擦阻力大小等于小车对水平面压力的0.3倍。某时刻撤去水平拉力，经小物体与小车的右端面相撞，小物体与小车碰撞时间极短且碰撞后不再分离，已知重力加速度g=‎10m/s2。求：‎ ‎(1)小物体与小车碰撞后速度的大小；‎ ‎(2)撤去拉力后，小车向右运动的总路程。‎ ‎【答案】(1) ‎4m/s；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小物体的质量为m，由于车底面光滑，因此小物体做匀速直线运动，小车在地面摩擦力作用下做匀减速运动。撤去拉力后，小车的加速度为a1‎ 由牛顿第二定律得 k(mg+2mg)=2ma1‎ 代入数值得 a1=‎4.5m/s2‎ 小物体与车碰撞时，小车的速度为v1，由运动学公式 v1=v0-a1t 代入数值得 v1=‎3m/s 碰撞过程由动量守恒定律得 mv0+2mv1=3mv 代入数值得：‎ v=‎4m/s ‎(2)碰撞前小车运动位移大小为x1‎ 碰后小车做匀减速直线运动，位移大小为x2‎ 由牛顿第二定律得 k(mg+2mg)=3ma2‎ 可得 a2=‎3m/s2‎ 由运动学公式 v2=‎2a2x2‎ 故撤去外力后，小车向右运动的总路程 s=x1+x2=m ‎12.在如图所示的xoy平面直角坐标系中，一足够长绝缘薄板正好和x轴的正半轴重合，在全部区域和的条形区域内均分布着方向垂直纸面向里的相同的匀强磁场，且区域磁场上下边界平行。一带正电粒子，从y轴上的（0，a）点以速度v沿与y轴负向成45°角出射。带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变，且碰撞过程中无电荷量损失。已知粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度的大小，不计粒子的重力。‎ ‎(1)求粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置；‎ ‎(2)为保证粒子不从的下边界射出，磁场下边界位置纵坐标y需要满足的条件；‎ ‎(3)在满足(2)的情况下，若在绝缘板上的合适位置开一小孔，粒子穿过后能再次回到出发点。写出在板上开这一小孔可能的位置坐标（不需要写出过程）；‎ ‎(4)在满足(3)情况下，求粒子从（0，a）出射仅一次经过区域的磁场到再次返回出发点经历的时间。‎ ‎【答案】(1)击中点的坐标；(2)；(3)（n=0，1，2，3，……）或（n=0，1，2，3，……）；(4) 或 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子的轨迹如图所示，‎ 已知由 得 下磁场区域中弦长 所以第一次击中点的坐标 ‎(2)如图，当运动轨迹与磁场下边界相切时，刚好不从y<-a的磁场下边界射出，磁场宽度d应满足：‎ 即磁场下边界位置坐标应满足 ‎(3)开孔位置 ‎（n=0，1，2，3，……）或（n=0，1，2，3，……）‎ ‎(4)如图，满足题意的运动过程分以下两种情况 若开孔位置在，如甲图所示，所用时间为：‎ 解得 若开孔位置在，如乙图所示，所用时间为：‎ 解得 ‎（二）选考题 ‎【物理-选修3-3】‎ ‎13.下列说法正确的是（　　）‎ A. 由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在张力 B. 把金片儿和铅片压在一起，经过足够长时间后，可发现金会扩散到铅中，但铅不会扩散到金中 C. 物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大 D. 热力学第二定律表明，不可能通过有限的过程，把一个物体冷却到绝对零度 E. 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，故A正确；‎ B．一切物质的分子处于永不停息的无规则运动之中，当铅片与金片接触时，会有一些铅的分子进入金片，同时，金的分子也会进入铅片，故B错误；‎ C．温度是分子平均动能的标志，则温度升高，物体内分子平均动能增大，故C正确；‎ D．根据热力学第三定律知，绝对零度只能接近，不可能达到，故D错误；‎ E．根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎14.如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其横截面积为S=1×10－‎4m2‎，质量为m=‎1kg，活塞上放有一个质量M=‎2kg的物块，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h=‎0.2m。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=‎10m/s2。‎ ‎(1)如果拿掉活塞上的物块，气柱高度将变为原来的多少倍；‎ ‎(2)如果缓慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量5J，求气体内能的增量ΔU。‎ ‎【答案】(1)2倍；(2)-1J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)拿掉活塞上的物块，气体做等温变化 初态：，‎ 末态：，‎ 由气体状态方程得 整理得 故 ‎(2)在降温过程中，气体做等压变化，外界对气体作功 由热力学第一定律 可得 ‎【物理-选修3-4】‎ ‎15.一列简谐横波沿x轴的正方向传播，在t=0时刻的波形图如图中的实线部分所示，当t=2.5s时刻的波形图如图中的虚线所示。若该波的周期T满足的条件是，则该简谐波的波长=__________m，该简谐波的传播速度v=______m/s。‎ ‎【答案】 (1). 2.0 (2). 1.8‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图可知λ=‎2m；根据平移法可知 ‎（n=0，1，2，3…）‎ 所以周期 ‎（n=0，1，2，3…）‎ 据题意波的周期1s＜T＜1.8s，所以n=2，则 由波速公式 ‎16.一个横截面为梯形的玻璃砖，如图所示，，∠A=∠B=60°，该玻璃砖的折射率n=1.5，一束光从距A点为的G点垂直AB射入玻璃砖。光在真空中的传播速度为c，不计光路逆向的来回反射情形。‎ ‎(1)请完成光路图；‎ ‎(2)该束光从G点进入起，到刚射出玻璃砖经历的时间t。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设光发生全反射的临界角为C，可知 光由G点垂直进入玻璃砖，由几何关系可知光在H点人射角 故入射光线射到AF面会发生全反射，同理在FE、EB面也发生全反射，光路图如图所示 ‎(2)由，解得 根据几何关系可得光在玻璃砖内传播的路程为：‎ 光束在玻璃砖内传播的时间为