【物理】广东省广州市白云区2020届高三下学期3月物理合试题（一）（解析版） 17页

广东省广州市白云区2020届高三下学期 ‎3月物理合试题（一）‎ 一、选择题 ‎1.氢原子能级示意图如图所示。氢原子由高能级向低能级跃迁时， 从 n＝4 能级跃迁到 n＝2 能级所放出的光子恰能使某种金属发生 光电效应，则处在 n＝4 能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光 子中有几种光子能使该金属发生光电效应（ ）‎ A. 2 B. 3 C. 4 D. 8‎ ‎【答案】C ‎【详解】氢原子由高能级向低能级跃迁时，从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应；从n=4向低能级跃迁时能辐射的不同频率的光子数为 其中从n=4→n=1、n=3→n=1、n=2→n=1 、n=4→n=2能级差大于或等于从n=4到n=2的能级差，则有4种光子能使该金属发生光电效应。‎ 故选C；‎ ‎2.如图所示，实线表示一簇关于 x 轴对称的等势面，在轴上有 A、B 两点，则（ ）‎ A. A 点场强大于 B 点场强 B. A 点电势低于 B 点电势 C. A 点场强方向指向 x 轴负方向 D. 电子从 A 点移到 B 点电势能增加 ‎【答案】D ‎【详解】A．电场线与等势面垂直，等势面越密集则电场线越密集，电场线密的地方电场强度大，则A点场强小于B点场强，故A错误； B．由等势面分布可知，A点电势高于B点电势，故B错误； C．电场线与等势面垂直并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故C错误； D．负电荷在高电势点的电势能较小，则电子从 A 点移到 B 点电势能增加，选项D正确。故选D。‎ ‎3.如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别 为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（ ）‎ A. A、B的质量之比为︰1‎ B. A、B 所受弹簧弹力大小之比为：‎ C. 悬挂A、B的细线上拉力大小之比为1︰‎ D. 快速撤去弹簧瞬间，A、B 的瞬时加速度大小之比为 1︰1‎ ‎【答案】A ‎【详解】A．系统静止时，对A、B两个物体分别进行受力分析，如图所示： A、B所受弹簧弹力大小相等，设为F。 对物体A，根据平衡条件有 对物体B，有 F=mBg 则 mA：mB=：1‎ 故A正确； B．同一根弹簧弹力大小相等，A、B所受弹簧弹力大小之比为1：1，故B错误； C．悬挂A、B的细线上拉力大小之比 ‎ ‎ 故C错误； D．快速撤去弹簧的瞬间，A物体的合力为 ‎ FA=mAgcos60°‎ 加速度大小为 ‎ ‎ ‎ B物体的合力为 ‎ FB=mBgcos45°‎ 加速度大小为 ‎ ‎ 则 aA：aB=1：‎ 故D错误。 故选A。‎ ‎4.如图所示的变压器电路中，三个定值电阻的阻值相同，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，在端加上电压为的交流电压，电键断开时，电流表的示数为，则闭合后，电流表的示数为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】设每个定值电阻的阻值为，电键断开时，根据变流比，副线圈中的电流为，副线圈两端的电压为，根据变压比，原线圈两端的电压为，结合串并联电路特点有 同理，当电键闭合时，设电流表的示数为，副线圈中的电流为，副线圈两端的电压为，原线圈两端的电压为，则 得到 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，R3 为定值电阻，R1、R2 为滑动变阻器，A、B 为电容器两个水平放置的极板。当滑动变阻器 R1、R2的滑片处于图示位置时，A、B 两板间的带电油滴静止不动。下列说法中正确的是 （ ）‎ A. 把 R2的滑片向右缓慢移动时，油滴向上运动 B. 把 R1的滑片向右缓慢移动时，油滴向下运动 C. 缓慢增大极板 A、B 间的距离，油滴向下运动 D. 缓慢减小极板 A、B 的正对面积，油滴向上运动 ‎【答案】C ‎【详解】油滴静止不动，处于平衡状态，所受重力与电场力合力为零，油滴所受电场力竖直向上； A．由电路图可知，把R2‎ 的触头向右缓慢移动时，电容器两端电压不变，板间场强不变，油滴受力情况不变，油滴仍然静止，故A错误； B．由电路图可知，把R1的触头向右缓慢移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路电流变小，电源内电压减小，路端电压增大，电容器两极板电压变大，油滴所受电场力变大，所受合力向上，则油滴向上运动，故B错误； C．缓慢增大极板A、B间的距离，极板间的电压不变，极板间的电场强度减小，油滴所受电场力减小，油滴所受合力向下，油滴向下运动，故C正确； D．缓慢减小极板A、B的正对面积，极板间电压不变，场强不变，油滴所受电场力不变，油滴所受合力为零，仍然静止不动，故D错误； 故选C。‎ ‎6.如图，运行轨道在同一平面内的两颗人造卫星 A、B，同方向绕地心做匀速圆周运动， 此时刻 A、B 连线与地 心恰在同一直线上且相距最近，已知 A 的周期为 T，B 的周期为。下列说法正确的是（ ）‎ A. A 的线速度大于 B 的线速度 B. A 的加速度小于 B 的加速度 C. A、B 与地心连线在相同时间内扫过的面积相等 D. 从此时刻到下一次 A、B 相距最近的时间为 2T ‎【答案】BD ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力，得 可知轨道半径越大，速度越小，由图可知A的轨道半径大，故A的线速度小，故A错误。 B．根据万有引力提供向心力 得 ‎ 可知轨道半径越大，加速度越小，由图可知A轨道半径大，故A的加速度小，故B正确。 C．卫星在时间t内扫过的面积为 所以A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，故C错误。 D．从此时刻到下一次A、B相距最近，转过的角度差为2π，即 ‎ 所以t=2T 故从此时刻到下一次A、B相距最近的时间为2T，故D正确。故选BD。‎ ‎7.如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为 B，方向相反的水平匀强磁场，PQ 为两个磁场的理想边界，磁场范围足够大。一个边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的 单匝正方形金属线框，以速度 v 垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ开始向右运动，当线框运动 到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度为0。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 此过程线框的加速度最大值为 C. 此过程中回路产生的电能为mv2‎ D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为 ‎【答案】BCD ‎【详解】A．线框经过位置Ⅱ时，线框的速度为零，则此时的感应电动势为零，线框中的电功率为零，选项A错误；‎ B．线圈的右边刚进入磁场Ⅱ时感应电动势最大，安培力最大，线圈的加速度最大，则 ‎ ‎ 最大加速度为 ‎ ‎ 选项B正确；‎ C．此过程中减小的动能为mv2，则回路产生的电能为mv2，选项C正确；‎ D．由 三式联立，解得 线框在位置Ⅰ时其磁通量为Ba2，而线框在位置Ⅱ时其磁通量为零，故 选项D正确。 故选BCD。‎ ‎8.如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦。圆心 O点 正下方放置为 2m的小球A，质量为m的小球 B以初速度 v0 向左运动，与小球 A 发生弹 性碰撞。碰 后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度 v0可能为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】ABD ‎【详解】A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：‎ mv0=mv1+2mv2‎ 由动能守恒得 联立得 ‎ ①‎ a．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得 ‎ ②‎ A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得 ‎③‎ 联立①②③得 可知若小球B经过最高点，则需要： b．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得 ‎ ④‎ 联立①④得 ‎ ‎ 可知若小球不脱离轨道时，需满足 由以上的分析可知，若小球不脱离轨道时，需满足：或，故ABD正确，C错误。‎ 故选ABD。‎ 二、非选择题 ‎9.某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩擦因数μ．实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，P为连接数字计时器的光电门且固定在B点．实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度，让它沿木板从左侧向右运动，小滑块通过光电门P后最终停在木板上某点C．已知当地重力加速度为g．‎ ‎(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d=___________cm．‎ ‎(2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t外，下列物理量中还需测量的有___________．‎ A．木板的长度L1 B．木板的质量m1‎ C．小滑块的质量m2 D．木板上BC间的距离L2‎ ‎(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=___________(用题中所涉及的物理量的符号表示)‎ ‎【答案】(1). 0.375 (2). D (3). ‎ ‎【解析】(1)由图乙所示游标卡尺可以知道,主尺示数为 ,游标尺示数为 ,,游标卡尺读数 ;  (2)通过光电门的速度为: 根据动能定理可以知道: ,  要测量动摩擦因数,需要知道滑木板上BC间的距离 所以D选项是正确的.  (3)根据动能定理可以知道:,  计算得出:‎ ‎ 综上所述本题答案是：(1). 0.375　 (2). D (3). ‎ ‎10.某同学用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻 Rx 的阻值、电流表 A 的内阻 和电源（内阻忽略不计）的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。‎ ‎(1)为了测量未知电阻 Rx 的阻值，他在 闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至_____（选填最大或最小），然后闭合开关 K1，将开关 K2 拨至 1 位置，调节 R2 使电流 表 A 有明显读数 I0；接着将开关 K2拨至 2位置。保持 R2不变，调节 R1，当调节 R1=35.2 Ω 时，电流表 A 读数仍为 I0，则该未知电 阻的阻值 Rx=_____ Ω。‎ ‎(2)为了测量电流表 A 的内阻 RA和电源（内阻忽略不计）的电动势 E，他将 R1的阻值 调到 R1=1.6Ω，R2调到最大，将开关 K2 拨至 2 位置，闭合开关 K1；然后多次调节 R2，并在表格中记录下了各次 R2 的阻值和对应电流表 A 的读数 I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图象，根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为： _____；利用图象中的数据可求得，电流表 A 的内阻 RA=______Ω，电源（内阻忽略不计）的电动势 E=_____V。‎ ‎【答案】(1). 最大 35.2 (2). 0.4 4‎ ‎【详解】(1)[1][2]．闭合开关K1之前，从保护电路的角度，两个电阻箱的阻值应调到最大值； 根据题意可知，开关K2拨至1位置和2位置时，电流表示数相同，R2阻值不变，所以Rx=R1=35.2Ω； (2)[3]．根据闭合电路欧姆定律得E=I（R1+R2+RA）‎ 整理得 ‎ ‎[4][5]．则图象的斜率表示，在纵轴上的截距表示，结合图象得 解得 E=4V RA=0.4Ω ‎11.如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量．现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A，B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到．求 ‎（1）A开始运动时加速度a的大小；‎ ‎（2）A，B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；‎ ‎（3）A的上表面长度l；‎ ‎【答案】(1) （2）1m/s （3）0.45m ‎【详解】(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有F＝mAa①‎ 代入数据解得a＝2.5 m/s2②‎ ‎(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6 s的过程，由动量定理得Ft＝(mA＋mB)v－(mA＋mB)v1③‎ 代入数据解得v1＝1 m/s④‎ ‎(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 mAvA＝(mA＋mB)v1⑤‎ A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有Fl＝mAv⑥‎ 由④⑤⑥式，代入数据解得l＝0.45 m.‎ ‎12.如图所示，在 xOy 平面的 y 轴左侧存在沿 y 轴正方向的匀强电场，y 轴右侧区域 I 内存在磁感应强度大小为B1=的匀强磁场，区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为 L，高度均为 3L。质量为 m、电荷量为 q 的带电的粒子从坐标为( −2L ， −L )的 A 点以速度 v0 沿 x 轴正方向射出，恰好经过坐标为(0， −( −1)L )的 C点射入区域Ⅰ ‎。粒子重力忽略不计。求：‎ ‎(1)粒子带何种电荷以及匀强电场的电场强度大小 E；‎ ‎(2)粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标；‎ ‎(3)要使粒子从区域Ⅱ的上边界离开磁场，可在区域Ⅱ内加垂直于纸面向里的匀强磁场。 试确定磁感应强度 B 的大小范围，并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向。‎ ‎【答案】(1)正电荷；；(2)，；(3)；带电粒子离开磁场时速度方向与轴正方向夹角为，‎ ‎【详解】(1)带电粒子在匀强中做类平抛运动。粒子带正电荷；‎ ‎(2)设带电粒子经点时的竖直分速度为、速度为 解得 可知 方向与轴正向成斜向上 粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，由 解得 由几何关系知，离开区域时的位置坐标，‎ ‎(3)如图所示根据几何关系可知，带电粒子从区域Ⅱ的上边界离开磁场的半径满足 由 解得 设带电粒子离开磁场时速度方向与轴正方向夹角为，根据几何关系可知 ‎。‎ ‎13.关于固体、液体和气体，下列说法正确的是( ) ‎ A. 固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的 B. 液体表面层中分子间的相互作用表现为引力 C. 液体的蒸发现象在任何温度下都能发生 D. 汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的 E. 有的物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高 ‎【答案】BCE ‎【详解】A．不论固体，还是液体与气体，分子均是永不停息做无规则运动，故A错误；‎ B．液体表面层中，分子间距较大，分子间的相互作用表现为引力，即为表面张力，故B正确；‎ C．在任何温度下，液体的蒸发现象都能发生，故C正确；‎ D．汽化现象与液体分子间相互作用力无关，故D错误；‎ E．有物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高，如晶体熔化，故E正确。‎ 故选BCE．‎ ‎【点睛】考查分子永不停息做无规则运动，理解液体表面张力的含义，知道蒸发快慢与温度有关，而有无蒸发与温度无关，掌握存在吸热，而温度不一定升高的结论．‎ ‎14.如图所示，内壁光滑、横截面积不同的两个连在一起的圆柱形绝热汽缸水平放置，左右两部分横截面积之比为 2∶1，汽缸左侧有一导热活塞 A，汽缸右侧有一绝热活塞 B， 活塞 A 距左侧汽缸底及距两汽缸连接处的距离均为 L，活塞 B距两汽缸连接处的距离也为 L，汽缸右侧足够长且与大气连通，两活塞的厚度均可忽略不计。汽缸左侧和两活塞 A，B 之间各封闭一定质量的理想气体，初始时两汽缸内气体的温度均为 27 ℃，压强等于外 界大气压 p0。现通过电热丝给汽缸左侧的气体缓慢加热。求：‎ ‎(1)活塞 A 刚好移动到汽缸连接处时气体的温度为 T0‎ ‎(2)若汽缸左侧内的气体温度升到 800 K，已知活塞 B 横截面积为 S。求此时汽缸左侧 气体的压强 p1和汽缸右侧气体推动对活塞 B做的功。‎ ‎【答案】(1)；(2)；‎ ‎【详解】(1)初始状态汽缸左侧气体温度为，设左右两部分横截面积分别为2S和S，当活塞A刚好移到汽缸连接处时气体的温度为，移动过程中气体的压强保持不变，‎ 根据盖一吕萨克定律有 代入数据解得 ‎(2)当汽缸左侧内的气体温度为之前，活塞A已经移动了两汽缸的连接处，之后体积不再变化，对汽缸左侧内的气体，根据理想状态方程有 代入数据解得 因活塞A导热，两活塞AB之间的气体温度也升高，在变化过程中压强不变，根据盖一吕萨克定律得 代入数据解得 活塞B移动的距离 ‎15.一列简谐横波在 x 轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c 为三个质点，a 正向上运动。由此可知（ ）‎ A. 该波沿 x 轴正方向传播 B. b正向下运动 C. c正向下运动 D. 三个质点在平衡位置附近振动周期不同 E. 该时刻以后，三个质点中，b最先到达平衡位置 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．a点正向上运动，由“逆向爬坡法”可知，故波向右传播，即该波沿x轴正方向传播，故A正确。 BC．根据波形的平移规律，b正向上运动，c正向下运动，则B错误，C正确；‎ D．三个质点同在波源的带动下做受迫振动，则三个质点在平衡位置附近振动周期相同，选项D错误；‎ E．因此时刻a点正向上运动，b正向上运动，c正向下运动，则该时刻以后，三个质点中，b最先到达平衡位置，选项E正确。‎ 故选ACE ‎16.如图，O1O2为经过球形透明体的直线，平行光束沿O1O2方向照射到透明体上。已知透明体的半径为R，真空中的光速为c。‎ ‎(1)不考虑光在球内的反射，若光通过透明体的最长时间为t，求透明体材料的折射率；‎ ‎(2)若透明体材料的折射率为，求以45°的入射角射到A点的光，通过透明体后与O1O2的交点到球心O的距离。‎ ‎【答案】(1)；(2)。‎ ‎【详解】(1)光在透明体内的最长路径为2R，不考虑光在球内的反射，则有 透明体材料的折射率 ‎；‎ ‎(2)该光线的传播路径如图，入射角i=45°，折射率为n=，根据折射定律，则折射角r=30°‎ 光从B点射出时的出射角为45°，由几何关系知，∠BOC=15°，∠BCO=30°，∠CBO=135°，由正弦定理，有 解得以45°的入射角射到A点的光，通过透明体后与O1O2的交点到球心O的距离 ‎。‎