山东省济南市莱芜第一中学2020届高三物理下学期开学考试试题.doc

山东省济南市莱芜第一中学2020届高三物理下学期开学考试试题

山东省济南市莱芜第一中学2020届高三物理下学期开学考试试题

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山东省济南市莱芜第一中学2020届高三物理下学期开学考试试题（含解析）
考生注意：
1．本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分。考试时间90分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：高考全部内容。
第I卷(选择题 共40分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下来自原子核内的不带电的射线是（　　）
A. β射线 B. α射线 C. γ射线 D. X射线
【答案】C
【解析】
【详解】A. β射线本质是来自原子核内的高速电子流，带负电，故A错误；
B. α射线本质是来自原子核内的高速氦核流，带正电，故B错误；
C. γ射线本质是来自原子核内的高速光子流，不带电，故C正确；
D. X射线不是来自原子核内的射线，由原子内层电子跃迁产生的，故D错误。
故选C。
2. 如图所示为斧头劈柴的剖面图，图中BC边为斧头背，AB、AC边为斧头的刃面．要使斧头容易劈开木柴，需要（　　）

A. BC边短些，AB边也短些
B. BC边长一些，AB边短一些
C. BC边短一些，AB边长一些
D. BC边长一些，AB边也长一些
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示：

斧头的重力形成对木柴两端的挤压力，两力与斧头的AB、BC边相互垂直； 则可知当BC边短一些，AB边长一些时两力之间的夹角更大，则两分力更大；
故C正确；故选C．
3. 振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下图的四个图中能表示P点振动图像的是（　　）

A B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由于波源起振方向沿y轴负方向，因此当波传到P点时，P点首先从平衡位置向下振动，即0时刻处于平衡位置，下一时刻向下运动，B正确，ACD错误。
故选B。
4. 太阳的能量来自于热核反应，其中一种核反应是四个质子聚变成一个α粒子，同时放出两个正电子和两个没有静止质量的中微子。已知α粒子的质量为mα，质子的质量为mp，电子的质量为me，c为光在真空中的传播速度，N为阿伏伽德罗常数。在这种核反应中1000g的氢核聚变所放出的能量为（　　）
A. 1000（4mp+mα+2me）Nc2
B. 1000（mα＋2me－4mp）Nc 2
C. 250（mα＋2me－4mp）Nc 2
D 250（4mp－mα－2me）Nc 2
【答案】D
【解析】
【详解】4个氢核聚变的质量亏损

根据质能方程核聚变释放的能量

1000g氢核的个数为

1000g氢核聚变放出的能量

故选D。
5. 如图所示，在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( )

A. 线圈恰好在完全离开磁场时停下
B. 线圈在未完全离开磁场时即已停下
C. 线圈在磁场中某个位置停下
D. 线圈能通过场区不会停下
【答案】D
【解析】
【详解】线圈出磁场时的速度小于进磁场时的速度，安培力，知出磁场时所受的安培力小于进磁场时所受的安培力，根据动能定理，由于进磁场时安培力做功大于出磁场时安培力做功，则出磁场时动能的变化量小于进磁场时动能的变化量，进磁场时其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，知出磁场后，动能减小量小于在磁场外面的一半，故不为零，还有动能，将继续运动，不会停下来，D正确．ABC错误。
故选D
6. 如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角。关于a、b两点场强大小Ea、Eb及电势、的关系，以下结论正确的是（　　）

A. Ea=3Eb，
B. Ea=3Eb，
C. Ea=Eb，
D. Ea=Eb，
【答案】B
【解析】
【详解】设ab两点间的距离为L，根据几何关系得a点到O点的距离

b点到O点的距离

根据点电荷场强公式得
，
所以

a点的场强方向指向O点，可判断该点电荷带负电，越靠近负电荷电势越低，可得。
故选B。
7. 弯曲管子内注有密度为ρ的水，中间部分有空气，各管内液面高度差如图中所标，大气压强为p0，重力加速度为g，则图中A点处的压强是（ ）

A. p0+3ρgh
B. p0+2ρgh
C. p0+ρgh
D. ρgh
【答案】B
【解析】
【详解】同一液体内部等高处的压强处处相等，由图中液面的高度关系可知，封闭气体的压强为，A点的压强为：，故选项B正确，A、C、D错误；
故选选项B．

8. 物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在0～6s内其速度与时间关系的图象和拉力的功率与时间关系的图象如下图所示，由图象可以求得物体的质量为（取g=10m/s2）（ ）

A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】匀速运动时拉力等于摩擦力，
F2=f==
匀加速运动拉力为恒力，v随时间均匀增大，所以P随t均匀增大
F1==5N，F1﹣f=ma
可得m=kg。
故B正确，A、C、D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为T1，地球自转的周期为T2，地球绕太阳公转周期为T3，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（　　）
A. 地球的质量为 B. 月球的质量为
C. 地球的密度为 D. 月球绕地球运动的加速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 月球围绕地球圆周运动，已知月球公转的周期为T1，公转半径为L，根据万有引力提供向心力

可得地球质量，故A错误；
B. 因为月球是环绕天体，万有引力提供向心力等式两边消去环绕天体的质量，故无法求得月球的质量，故B错误；
C. 地球的密度为

故C正确；
D. 月球绕地球公转，万有引力提供圆周运动向心力有

月球绕地球运动的加速度为，故D正确。
故选CD。
10. 如图为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间电压应为（　　）

A. 匝数比2∶1
B. 匝数比1∶2
C. ab间电压为25V
D. ab间电压为20V
【答案】AC
【解析】
【详解】、 并联后与 串联，各灯泡都正常发光。可知副线圈电压

副线圈功率

原线圈功率

原线圈电流

原线圈电压

变压器原、副线圈匝数比

ab间电压为

故选AC。
11. 如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ，则下列说法正确的是（　　）

A. 光线在Q的下表面可能发生全反射
B. 如果光线从Q的下表面射出，出射光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C. 如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
D. 如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定于大θ
【答案】AC
【解析】
【详解】A．单色光斜射向P，光在P中的折射角小于临界角；Q的折射率大，则光线从Q射向空气的临界角；光线正好垂直通过两棱镜的界面，沿直线射到Q的下表面，由于光在Q的下表面的入射角与临界角关系不清楚，光线在Q的下表面可能发生全反射，不从Q的下表面射出，也可能不发生全反射，从Q的下表面射出，故A正确；
BCD．如果光线从Q的下表面射出，光路图下图所示。

根据折射定律
，
由几何知识的，由题，可得

所以

故BD错误，C正确。
故选AC。
12. 带有光滑圆弧轨道、质量为m0的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示。一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车，当小球上滑再返回，并脱离滑车时，以下说法可能正确的是（　　）

A. 小球一定沿水平方向向右做平抛运动
B 小球可能沿水平方向向左做平抛运动
C. 小球可能做自由落体运动
D. 若小球初速度v0足够大以致小球能从滑道右端冲出滑车，且小球再也落不进滑车
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC. 小球滑上滑车又返回直到小球离开滑车的整个过程中，系统水平方向动量守恒。选取向右为正方向，由动量守恒定律得

由机械能守恒得：

解得
，
如果，则，即小球离开轨道后速度方向向左，小球向左做平抛运动，
如果，则，即小球离开轨道时速度为零，小球做自由落体运动，
如果，则，即，小球离开轨道后速度方向水平向右，小球向右做平抛运动，故A错误，BC正确；
D. 小球与轨道组成系统在水平方向动量守恒，如果小球速度足够大，小球从滑到右端冲出小车，小球冲出小车时在水平方向小球与小车的速度相等，冲出小车后，小球与小车在水平方向以相等速度做匀速直线运动，小球一定会再次落回小车中，故D错误。
故选：BC。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 用双缝干涉测光的波长．实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1=60 mm，双缝与屏的距离L2=700 mm，单缝宽d1=0.10 mm，双缝间距d2=0.25 mm．用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图2所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．

（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时读数x1=________mm，对准第4条时读数x2=________mm，相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm．
（2）计算波长的公式λ=_________；求得的波长值是________nm．
【答案】 (1). 2.190 (2). 7.868 (3). 1.893 (4). (5). 676
【解析】
【详解】①螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米整数倍，第一条即读为，同时找到第19条刻度线与固定刻度对齐，估读一位即，再乘以精确度，最终结果为，同理，第4条对应读数为，第一条到第四条共有三个间距，所以两条相邻条纹间距。
②双缝干涉相邻条纹间距，其中是双缝到屏的距离，是双缝间距，对照已知条件可得，可得波长，代入数据计算可得。
14. 实验室中准备了下列器材：
待测干电池(电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω)，
电流表G(满偏电流1.5 mA，内阻10 Ω)，
电流表A(量程0～0.60 A，内阻约0.10 Ω)，
滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)
滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)，
定值电阻R3＝990 Ω，开关S和导线若干

(1)某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是________．(填代号)
(2)请在如图甲所示虚线框中画出该同学的实验电路图______．
(3)如图乙为该同学根据实验数据作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得，被测干电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
【答案】 (1). R1 (2). 图见解析 (3). 1.46 (4). 0.75
【解析】
【详解】第一空.滑动变阻器应起到明确的调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选R1 ；
第二空.本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，再将滑动变阻顺与电流表A串接在电源两端即可；如下图

第三空第四空. 由闭合电路欧姆定律可得：I1（R3+RA）=E-I2r
变形得：；
由数学知可得：图象中的k= ；b= ；
由图可知：b= ；k==0.75×10-3；
故解得：E=1.46V，r=0.75Ω
15. 如图所示，横截面积S=100cm2的容器内，有一个质量不计的轻活塞，活塞的气密性良好，当容器内气体的温度T1=300K时，容器内外的压强均为p0=1.0×105Pa，活塞和底面相距L1=10cm，在活塞上放物体甲，活塞最终下降d=2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为T1=300K，活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g=10m/s2。
①求物体甲的质量m1；
②在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2=330K，系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变，求物体乙的质量m2。

【答案】①25kg；②12.5kg
【解析】
【详解】①活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为

容器内的气体做等温变化，则有
p0L1S=p(L1－d)S
解得
m1=25kg
②设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为p′，容器内的气体做等容变化，
则有由平衡条件，则有
m2g=(p′－p)S
解得
m2=12.5kg
16. 如图所示，摩托车做特技表演时，以v=10m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中以P=1.5kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t=16s，人和车的总质量m=1.5×102kg，台高h=5.0m，摩托车的落地点到高台的水平距离s=8m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：
(1)摩托车从高台水平飞出时的速度大小v0；
(2)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功。

【答案】(1)；(2)1.92×104J
【解析】
【详解】(1)摩托车在空中做平抛运动

运动时间为

从高台水平飞出时的速度

解得

(2)摩托车冲上高台过程中，根据动能定理

解得

所以，摩托车冲上高台过程中摩托车克服阻力所做的功为1.92×104J。
17. 如图所示，倾角θ=37°的光滑固定斜面上放有A、B、C三个质量均为m=0.5kg的物块（均可视为质点），A固定，C与斜面底端处的挡板接触，B与C通过轻弹簧相连且均处于静止状态，A、B间的距离d=3m，现释放A，一段时间后A与B发生碰撞，A、B碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撒去A，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
(1)求A与B碰撞前瞬间A的速度大小v0；
(2)若B沿斜面向下运动到速度为零时（此时B与C未接触，弹簧仍在弹性限度内），弹簧的弹性势能增量Ep=10.5J，求B沿斜面向下运动的最大距离x；
(3)若C刚好要离开挡板时，B的动能Ek=8.97J，求弹簧的劲度系数k。

【答案】(1)；(2)0.5m；(3)
【解析】
【详解】(1)根据机械能守恒定律有

解得

(2)设碰撞后瞬间A、B的速度大小分别为v1、v2，根据动量守恒定律有

A、B碰撞过程机械能守恒，有

解得

A、B碰撞后，对B沿斜面向下压缩弹簧至B速度为零的过程，根据能量守恒定律有

解得
0.5m
(3)A、B碰撞前，弹簧的压缩量为

当C恰好要离开挡板时，弹簧的伸长量为

可见在B开始沿斜面向下运动到C刚好要离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能的改变量为零。根据机械能守恒定律

解得

18. 如图甲所示，两平行金属板的板长l=0.20m，板间距d=6.0×10－2m，在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直。金属板的下极板接地，上极板的电压U随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10－2T。现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO´连续进入电场，经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷＝108C/kg，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用（计算中取tan15°=）。
(1)求t＝0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
(2)求t＝0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；
(3)以上装置不变，t＝0.10s时刻α粒子和质子以相同的初速度同时射入电场，再经边界MN射入磁场，求α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比。

【答案】(1)1.0m；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)t＝0时，u＝0，带电粒子在极板间不偏转，水平射入磁场

解得

粒子经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离

(2)带电粒子在匀强电场中水平方向的速度v0＝5.0×105m/s
竖直方向的速度为

所以进入磁场时速度与初速度方向的夹角为α，如图所示

解得

由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为，设带电粒子在磁场中运动的时间为，所以

(3)设带电粒子射入磁场时的速度为v，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据洛伦兹力提供向心力的

设进入磁场时带电粒子速度的方向与初速度的方向的夹角为，则

由几何关系可知，带电粒子在磁场中的圆弧所对的弦长

解得

从上式可知，α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比