【物理】内蒙古赤峰市2020届高三上学期期末考试试题（解析版） 19页

内蒙古赤峰市2020届高三上学期期末考试 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷1至5页，第Ⅱ卷6至16页，共300分。‎ 考生注意：‎ ‎1.答题前，考生务必将自己的考号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上的考号、姓名与考生本人考号、姓名是否一致。‎ ‎2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需要改动用 橡皮擦干净，再选涂其他答案标号。第Ⅱ卷用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答。在试题卷上作答，答案无效。‎ ‎3.考试结束。监考人员将试卷、答题卡一并收回。‎ 第Ⅰ卷（选择题 共126分）‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，14~18题只有一项是符合题目要求的，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎1.关于光电效应，以下说法正确是（　　）‎ A. 用紫光照射某金属有光电子逸出，则用蓝光照射该金属也一定有光电子逸出 B. 对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应 C. 光电效应的发生基本不需要时间积累，只要入射光的波长小于金属的极限波长即可 D. 在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 ‎【答案】C ‎【详解】A．当入射光的频率不小于金属的极限频率时，才能发生光电效应现象，用紫光照射某金属有光电子逸出，由于蓝光的频率小于紫光，则用蓝光照射该金属不一定有光电子逸出，故A错误；‎ B．光电效应发生条件与光的强度无关，只与入射光的频率有关，故B错误；‎ C．对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应，且光电效应的发生几乎不需要时间积累，故C正确；‎ D．根据Ekm=hγ－W知，光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，不成正比，故D错误。故选C。‎ ‎2.如图所示，一质量均匀正方体物块，用两根细绳悬挂在天花板上，当物块平衡时，细绳O‎1A与水平面的夹角为，细绳O‎1A与水平面的夹角为，O‎1A绳的弹力为T1，O‎2A绳的弹力为T2。下列说法正确的是（　　）‎ A. T1＜T2 ‎ B. T1＞T2‎ C. .T1、T2的合力大小可能大于物块的重力 ‎ D. T1、T2的合力方向可能不沿竖直方向 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对物体进行受力分析，如图所示，根据平衡条件 因为，所以 故A正确，B错误；‎ CD．对物体，T1、T2、mg三力平衡，T1、T2的合力和mg等大反向，故CD错误。‎ 故选A。‎ ‎3.如图是物体做直线运动的v﹣t图象，由图可知，该物体：‎ A. 第1s内和第3s内的运动方向相反 B. 第1s内和第4s内的位移大小不等 C. 第3s内和第4s内的加速度大小方向相同 D. 0～2s内和0～4s内的平均速度大小相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．第1内和第3内的速度均为正值,沿正方向运动,选项A错误;‎ C．图象的斜率代表加速度,第3内和第4内斜率相同, 所以加速度相同,选项C正确; B．图象与时间轴所围面积在数值上等于位移的大小, 第1内的位移, 第4内的位移,两段时间内位移大小相等,选项B错误; D．0-2内的平均速度, 0-4内的平均速度选项D错误.‎ 故选C ‎4.‎2019年11月14日，我国国家航天局在河北怀来的地外天体着陆综合试验场进行了火星探测器的相关实验工作，通过天文观测知道，火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转半径的1.5倍。以下说法正确的是（　　）‎ A. 火星公转的向心加速度比地球的大 B. 火星公转的周期比地球的小 C. 火星公转的线速度比地球的大 D. 火星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力，设行星的质量为m、轨道半径为r、太阳质量为M，有 解得 ‎，，‎ A．根据知轨道半径越大，加速度越小，故A错误；‎ B．根据知轨道半径越大，周期越大，故B错误；‎ C．根据知轨道半径越大，线速度越小，故C错误；‎ D．设火星体半径为R，表面重力加速度为 故D正确。故选D ‎5.图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连，在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 磁铁的转速为10r/s B. 该交流电可以直接加在击穿电压为9V的电容器上 C. 交流的电压表达式为u=12sin10πt（V）‎ D. 线圈两端电压的有效值为6V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电流的周期为T=0.4s，故磁体的转速为 故A错误；‎ B．电容器的击穿电压为交流电的最大值，而交流电的最大值为12V大于电容器的击穿电压，故不能直接加在击穿电压9V的电容器上，故B错误；‎ C．周期T=0.4s，故 故电压的表达式为 故C错误；‎ D．通过乙图可知电压的最大值为12V，故有效值为 故D正确。故选D。‎ ‎6.如图所示，一带负电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（　　）‎ A. M带正电荷，N带负电荷 ‎ B. a点的电势大于d点的电势 C. M在b点的动能大于它在a点的动能 ‎ D. N在d点的电势能等于它在e点的电势能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由粒子运动轨迹的弯曲方向可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带正电荷，N带负电荷，故A正确；‎ B．在负电荷的电场中，靠近负点电荷处的电势低，所以a点的电势小于d点的电势，故B错误；‎ C．M从a到b点，库仑力做负功，电势能增加，动能减小，所以M在b点的动能小于它在a点的动能，故C错误；‎ D．由图可知e与d到点电荷的距离是相等的，所以两点的电势是相等的，所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎7.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　)‎ A. a绳的张力不可能为零 B. a绳的张力随角速度的增大而增大 C. 当角速度，b绳将出现弹力 D. 若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，故D错误．‎ ‎8.质量分别为m1和m2的木块A和B之间用一轻质弹簧相连，将它们静置于倾角为θ的光滑斜面上，其中B置于斜面底端固定的挡板上。弹簧的劲度系数为k。现用一平行于斜面的恒力F拉木块A沿斜面由静止开始向上运动，当木块B恰好对挡板的压力为零时，木块A在斜面上运动的速度为v。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 此时弹簧的弹力大小为m1gsinθ B. 在此过程中，A木块可能一直做加速运动 C. 在此过程中，拉力F在该过程中对木块A所做的功为 D. 弹簧在该过程中弹性势能增加了F－‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当木块B恰好对挡板的压力为零时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，即 故A错误；‎ B．若恒力F大于等于，A木块一直做加速运动，故B正确；‎ C．开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，则有 x1为弹簧相对于原长的压缩量，当木块B恰好对挡板的压力为零时，有 x2为弹簧相对于原长的伸长量，则A沿斜率上升的距离 联立解得 则拉力F在该过程中对木块A所做的功为 故C正确；‎ D．木块A在该过程中重力势能增加量为 根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为 故D错误。‎ 故选BC。‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共174分）‎ 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分，第22~32题为必考题，每个学生都必须作答。第33~38为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必答题（共129分）‎ ‎9.某同学用下图所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．回答下列问题：‎ ‎（1）在安装实验器材时斜槽的末端应____________．‎ ‎（2）小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma_____mb，两球的半径应满足ra______rb ‎（选填“＞”、“＜”或“=”）．‎ ‎（3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的________点和_________点．‎ ‎（4）在本实验中结合图，验证动量守恒的验证式是下列选项中的_____________．‎ A. B. C. ‎ ‎【答案】（1）保持水平；（2）＞，=；（3）A，C；（4）B ‎【解析】‎ ‎（1）小球离开轨道后做平抛运动，在安装实验器材时斜槽的末端应保持水平，才能使小球做平抛运动． （2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量ma大于mb，即ma＞mb，为保证两个小球的碰撞是对心碰撞，两个小球的半径要相等，故填＞、=． （3）由图1可知，小球a和小球b相撞后，被碰小球b的速度增大，小球a的速度减小， b球在前，a球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球a的落地点为B点，碰撞后a、b的落点点分别为A、C点． （4）小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有：， 两边同时乘以时间t得：，可得：，故B正确，AC错误． ‎ ‎10.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。‎ ‎(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图1和图2所示，则长度为L=______cm，直径为d=______mm。‎ ‎(2)按图3连接电路后，实验操作如下：‎ ‎①将滑动变阻器R1的滑动触头置于______端（填。“左”或“右”），将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；‎ ‎②将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”），S2拨向接点2，保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为128Ω；‎ ‎③由此可知，圆柱体电阻R=______Ω，进而可计算出该圆柱体的电阻率的表达式为______（用题目中的字母表示相关物理量）。‎ ‎【答案】 (1). 2.25 6.860－6.862 (2). 右 大 128 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]游标卡尺是10分度的，分度值为‎0.1mm，长度为 ‎[2]由图示螺旋测微器可知，直径为 由于误差‎6‎‎860mm－‎6.862mm均正确 ‎(2)[3]为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处，即最右端 ‎[4]为使电路中电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大 ‎[5]将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示，将S2拨向接点2时，其等效电路图如图乙所示，由闭合电路欧姆定律可得 当两次I相同均为I0时有 所以 ‎[6]根据电阻定律可得 横截面积，联立解得 ‎11.‎2019年12月27日上午10时15分，我国自行研制的C919大型客机106架机从浦东机场第四跑道起飞，经过2小时5分钟的飞行，在完成了30个试验点后，于12时20分返航并平稳降落浦东机场，顺利完成其首次飞行任务。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当滑跑距离x=1.35×‎103m时才能达到起飞所要求的速度v=‎90m/s，已知飞机质量m=7.0×‎104kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍。重力加速度取g=‎10m/s2.在飞机滑跑过程中，求：‎ ‎(1)加速度a的大小；‎ ‎(2)牵引力的平均功率P。‎ ‎【答案】(1)‎3m/s2(2)1.26×107W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)飞机在滑跑的过程中，由运动学公式有2ax=v2，解得 a==‎3m/s2‎ ‎(2)飞机在滑跑过程中，由牛顿第二定律有 F－f=ma 解得 F=2.8×105N 飞机滑跑的平均速度为 ‎==‎45m/s 则飞机在滑跑过程中的牵引力的平均功率 ‎12.如图所示，电子电量为e=1.6×10－‎19C，质量为m=9.0×10－‎31kg，在O点以水平速度v0=8.0×‎106m/s沿极板中心飞入平行板电容器。已知两极板间距为d=‎16cm，板长为L=‎16cm，电子恰好从上极板的边缘飞出，进入垂直纸面向里的区域足够大匀强磁场，磁感应强度为B，电子在磁场力的作用下又恰好从下极板边缘进入电场，并在进入电场瞬间改变极板电性，电压大小不变。不计电子重力。求：‎ ‎(1)两极板间的电压大小；‎ ‎(2)磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎(3)如图建立平面坐标系xOy，在保证两极板间电压不变的情况下，当电子的速度变为2v0时，求电子从磁场左边界射出点的纵坐标。‎ ‎【答案】(1)360V(2)5.625×10－4T(3)－‎‎0.30m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子在电场中做类似平抛运动，平行极板方向电子做匀速直线运动，由运动学公式有 L=v0t 解得 t=2×10－8s 垂直极板方向，电子做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律有F=ma，由运动学公式有：‎ y=‎ 电子在电场中 F=e 解得 U ==360V ‎(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有 evB=m 电子进入磁场的速度 v=×‎106 m/s 由几何关系得 R=0.8m 解得 B=5.625×10－4T ‎(3)初速为2v0电子在电场中仍做类平抛运动，由运动学公式有 ‎ L=2v0t1‎ y1=‎ 解得电子进入磁场时的纵坐标 y1 =‎‎2cm 设电子离开电场时的速度偏转角为θ，则以初速2v0运动的电子进入磁场的速度为 ‎ v1=‎ 电子在磁场中运动，由牛顿第二定律有 eBv1=m 解 R1 =‎ 在磁场左边界上的入射点与出射点之间的距离 ‎△y=2R1cosθ 电子出射点的坐标 y2=－（y1－△y)=－‎‎0.30m ‎（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题号后的方框涂黑。注意所选题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡作答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。‎ ‎13.下列说法正确的是（　　）‎ A. 水的饱和气压随温度的升高而增加 B. 自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生 C. 液晶具有光学的各向异性 D. 荷叶上的露珠成球形是表面张力的结果 E. 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的分子无规则运动的反映 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．与液体处于动态平衡的蒸气叫饱和蒸气；反之，称为不饱和蒸气。饱和蒸气压力与饱和蒸气体积无关，在一定温度下，饱和蒸气的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和蒸气压力。蒸发面温度升高时，水分子平均动能增大，单位时间内脱出水面的分子增多（此时，落回水面的分子数与脱出水面的分子数相等），故饱和气压随温度的升高而增加，故A正确；‎ B．一切与热现象有关宏观自然过程都是不可逆的，都有方向性，故B错误；‎ C．液晶既具有液体的流动性也具有单晶体的各向异性，即具有光学的各向异性，故C正确；‎ D．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，所以荷叶上的露珠是表面张力形成的结果，故D正确；‎ E．布朗运动是悬浮在液体里的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，故E错误。‎ 故选ACD。‎ ‎14.如图所示，一支粗细均匀且足够长的玻璃管，倒插入水银槽中，玻璃管封闭端的上部有一段‎60cm长的水银柱，玻璃管内下端水银柱上表面与槽内水银面相平，其间封有‎48cm长的空气柱。设环境温度保持不变，已知大气压强P0=75cmHg。求：‎ ‎①管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强；‎ ‎②将玻璃管缓慢上提后，当管内上段水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为零时，玻璃管中空气柱的长度。‎ ‎【答案】①15cmHg ②‎‎60m ‎【解析】‎ ‎【详解】①玻璃管上端水银柱处于平衡状态有 即管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强为 ‎②玻璃管缓慢上提的过程，管内气体体积增大，压强减小，管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力减小，当弹力减小为零时，气体压强p2=60cmHg，又 p1=p0=75cmHg 由玻意耳定律得 解得管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为空气柱长度 ‎15.如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为‎1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置上，t=0时刻振源a从平衡位置竖直向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示，形成的简谐横波以‎1m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 此六个质点都振动起来后，质点c运动方向始终与质点a运动方向相反 B. 6s时质点e的速度大小为‎1m/s，水平向右 C. 4－5s内质点c加速度在减小 D. 0－3s内质点b的运动路程为‎4cm E. 这列波的周期为4s ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】AE．波的周期与a点振动周期相等，由图乙知：周期为T=4s；该波的波长 此六质点都振动起来后，a、c的距离等于半个波长，所以质点a的运动方向始终与质点c的运动方向相反，故AE正确；‎ B．质点e只在上下振动，不可能向右运动，故B错误；‎ C．波从a传到c点的时间为 则在2s时，质点c刚开始振动，则在4－5s这段时间内质点c正由平衡位置向波谷运动，加速度在增大，故C错误；‎ D．波从a传到b点的时间为 则在0－3s内质点b已经振动了t=2s时间，而 所以质点b运动路程为 故D正确。‎ 故选ADE。‎ ‎16.如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为‎3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。‎ ‎(i)求池内的水深；‎ ‎(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为‎2.0m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。‎ ‎【答案】(i)‎2.6m(ii)‎‎0.7m ‎【解析】‎ ‎【详解】(i)光由A射向B点发生全反射，光路如图所示 图中入射角θ等于临界角C，则有：‎ 由几何关系可得 所以 ‎(ii)光由A点射入救生员眼中的光路图如图所示，在E点，由折射率公式得 得 设，则有 由几何关系可得，救生员到池边水平距离为