1、安徽省临泉二中2020届高三物理上学期期末测试试题（含解析）一、选择题1.研究表明，太阳内部持续不断地发生着4个质子（）聚变为氦核（）的热核反应，这个核反应释放的能量就是太阳的能源。已知太阳每秒钟向空间辐射的能量约为3.81026J，质子的质量mp=1.0073u，氦核的质量mHe=4.0015u，电子的质量me=0.00055u，1u=931.5MeV。则太阳内部每秒钟参与核反应的质子数约为（ ）A. 7.61035个B. 5.21036个C. 9.61037个D. 3.81038个【答案】D【解析】【分析】考查核聚变，质量亏损。【详解】热核反应方程式为：发生一次核聚变的质量亏损为：则一次核
2、聚变释放的核能为：已知太阳每秒钟向空间辐射的能量约为，相当于每秒钟发生核聚变的次数为：每次有4个质子参与，则每秒钟参与核反应的质子数约为：个D正确，ABC错误。故选D。2.甲、乙两辆汽车沿同一直线运动，两车在某一时刻刚好经过同一位置，以此时作为计时起点，它们的速度随时间变化的关系如图所示，根据以上条件可知（）A. 乙车作加速度先增大后减小的变加速运动B. 在前10s的时间内，甲乙两车的速度方向相同C. 在t=4s内，甲乙两车相遇D. 在t=10s时，乙车又回到起始位置【答案】B【解析】【分析】考查运动的v-t图像。【详解】Av-t图的斜率表示加速度，由图可看出，乙的斜率绝对值先减小后增大再减小
3、，即乙车的加速度先减小后增大再减小，A错误；B在前10s的时间内，甲乙两车的v-t图线均在t轴的上方，即一直都是正方向，B正确；Cv-t图的面积表示位移，开始时两车在同一位置，t=4s时乙的位移大于甲的位移，即乙车在甲车前面，未相遇，C错误；D在前10s的时间内，乙车速度方向未变，做单向直线运动，未回到起始位置，D错误。故选B。3.四颗人造卫星a、b、c、d在地球大气层外的圆形轨道上运行，其中a、c的轨道半径相同，b、d在同步卫星轨道上，b、c轨道在同一平面上。某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示，则（）A. 四颗卫星的运行速度均大于7.9km/sB. 卫星a、c的加速度大小相等，且小于b的
4、加速度C. 卫星b、d的线速度大小相等，且小于月球绕地球运动的线速度D. 在相等时间里，a、c两颗卫星的运转半径所扫过的面积相等【答案】D【解析】【分析】考查万有引力与航天。【详解】A第一宇宙速度大小等于7.9km/s，第一宇宙速度是最小的发射速度，最大的环绕速度，所有卫星的环绕速度都不可能大于第一宇宙速度，A错误；B由万有引力提供向心力：可得，向心加速度，卫星a、c的轨道半径相同，所以卫星a、c的加速度大小相等，卫星b轨道半径大于卫星a、c的轨道半径，所以卫星b的加速度小于卫星a、c的加速度，B错误；C由万有引力提供向心力：可得，向心加速度，卫星b、d在同步卫星轨道上，轨道半径相同，所以卫星
5、b、d的线速度大小相等，月球绕地球运动的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以月球绕地球运动的线速度小于卫星b、d的线速度，C错误；D根据开普勒第二定律可知，在相等时间里，a、c两颗卫星的运转半径所扫过的面积相等，D正确；故选D。4.如图所示，在方向竖直向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，等边三角形abc的a、b两点分别放置一长直导线，导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的恒定电流，测得c点的磁感应强度大小为2B，若将b处电流反向，则此时c处的磁感应强度大小为（）A. 2BB. BC. BD. B【答案】A【解析】【分析】考查磁场的叠加。【详解】根据右手螺旋定则判断如图：设a、b两点处导线在c
6、点产生的磁场磁感应强度大小为，则有：解得，将b处电流反向，则：则此时c处的磁感应强度大小为，A正确，BCD错误。故选A。5.理想变压器原、副线圈匝数比为50:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是（）A. 电压表的读数为6.2VB. 该交流电的频率为0.5HzC. P向左移动时，电压表的示数增大D. P向左移动时，变压器的输出功率减小【答案】D【解析】【分析】考查理想变压器原副线圈电压关系，功率关系。【详解】A如图甲可知，原线圈电压的最大值为310V，由变压器原副线圈电压关系可得副线圈电压的最大值为：电压表示数为副线圈电压的有效
7、值：A错误；B如图甲可知，该交流电的周期为，则：B错误；C电压表的示数为副线圈电压有效值，由原线圈电压决定，与负载无关，所以移动滑片P，电压表示数不变，C错误；D变压器的输出功率由负载决定，输出功率为：由于电压U不变，滑动变阻器电阻R1增大，所以输出功率减小，D正确故选D。6.如图所示，倾角为的光滑斜面上有一个重为G的小球被轻绳拴住挂在天花板上，轻绳与竖直方向的夹角为，整个装置处于静止状态。现对斜面施加一个水平向左的拉力F作用，使斜面缓慢向左运动直至轻绳刚好竖直，则在此过程中（ ）A. 轻绳对小球的拉力一定先减小后增加B. 斜面对小球的支持力一定减小C. 轻绳对小球的拉力一定对小球做负功D.
8、斜面对小球的支持力一定对小球做负功【答案】BD【解析】【分析】考查平衡状态的动态分析，动能定理。【详解】AB对小球受力分析： 根据三角形定则如图所示：重力竖直向下大小方向不变，斜面的支持力垂直斜面方向不变，斜面缓慢向左运动过程中，细线与竖直方向的夹角不断减小，由图可看出，拉力T逐渐增大，支持力N逐渐减小，A错误，B正确；C轻绳对小球的拉力始终沿着绳，绳长不变，小球沿着绳方向没有发生位移，所以绳的拉力不做功，C错误；D缓慢移动，动能不变，小球位置降低，重力做正功，绳的拉力不做功，由动能定理可知，斜面对小球的支持力一定对小球做负功，D正确。故选BD。7.如图所示，从A点以v0=4m/s的水平速度抛
9、出一质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物块与长木板间的动摩擦因数1=0.5，长木板与地面间的动摩擦因数2=0.2，取g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）A. 小物块运动至B点时的速度大小为5m/sB. 小物块滑动至C点时的速度大小为7m/sC. 小物块对圆弧轨道C点的压力为10ND. 长木板至少长2.8m，才能保证小物块不滑出长木板【答案】AD【解析】【
10、详解】A物体做平抛运动：解得设到达B点时竖直分速度vy，则：解得所以小物块运动至B点时的速度大小为：A正确；B从A点到C点，由动能定理：解得C点时的速度为，B错误；C设小物块在C点受到的支持力为FN，则：解得，由牛顿第三定律可知，小物块对圆弧轨道C点的压力为47.3N，C错误；D小物块对长木板的摩擦力为：长木板与地面间的最大静摩擦力为：可以看出，所以小物块在长木板上滑动时，长木板保持不动，小物块在长木板上做匀减速直线运动，要使小物块不滑出长木板，则至少要使小物块速度减为零时，刚好到长木板的右端，所以长木板的最小长度为：D正确。故选AD。8.如图所示，虚线a、b、c、d为匀强电场的等势面，相邻等
11、势面间的距离均相等。质量m=0.1kg、电荷量q=2.010-3C的带正电小球，从匀强电场中的A点以v0=2m/s的初速度水平向右抛出，经t=0.4s的时间，带电小球刚好运动到B点，已知AB两点间的水平距离是其竖直距离的2倍，重力加速度g=10m/s2，则（ ）A. b、c两等势面间的电势大小一定满足bcB. 匀强电场的场强大小为500V/mC. A、B两点间的电势差UAB=200VD. 小球运动到B点时的速度大小为2m/s【答案】BD【解析】【分析】考查带点小球在匀强电场中的运动。【详解】A竖直方向做自由落体运动：解得，依题意，水平位移为，则水平方向有：解得，为正值，即水平方向做匀加速直线运
12、动，电场力向右，而小球带正电，所以电场方向向右，沿电场方向电势逐渐降低，所以 ，A错误；B由于水平方向加速度，由牛顿第二定律：解得：B正确；CA、B两点间水平距离为，由匀强电场的电势差与电场强度的关系：解得，C错误；D从A点运动到B点由动能定理：解得，D正确；故选BD。二、实验题9.在“验证牛顿运动定律”的实验中，某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验(1)用20分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则宽度d=_ cm.(2)接通气源，调节气垫导轨水平，让滑块从不同位置由静止释放，记录挡光片通过光电门的挡光时间t，测出释放点到光电门的间距为s，以s为纵轴， 为横轴作图，得到的图象是一条
13、过原点的倾斜直线，且斜率为k，则滑块的加速度a=_ (用d、k表示)(3)若以测得的滑块加速度a为纵轴，所挂钩码的重力代替拉力F，作出如图丙中图线1.为了减小误差，该兴趣小组将一个力传感器安装在滑块上(传感器的质量可忽略不计)，从力传感器中得出拉力，作出图象是图丙中的图线_ (填“2”或“3”)【答案】 (1). 0.940; (2). ; (3). 2;【解析】(1)游标卡尺读数为0.9cm+80,005cm=0.940cm；(2)滑块做匀加速直线运动，有，即，斜率为，易得；(3)细线的拉力应比钩码的重力小，传感器读出的是实际的拉力，应为图线2. 10.某物理兴趣小组在学习了电表的改装后，将
14、图甲所示的电流表分别改装成了图乙所示的欧姆表和图丙所示的电压表。（1）若电流表的量程为1mA，内阻为100，按照图丙所示将其改装成一个量程为3V的电压表，则需串联的电阻R2=_。（2）该小组将电流表改装成图乙所示的欧姆表后，其表盘上的刻度如图丁所示，弧AB为以指针轴为圆心的弧，两表笔分开时指针指A，接触时指针指B，弧C为AB的中点，D和F分别为弧AC和弧CB的中点。已知改装后欧姆表的总电阻R=4.8k，电流表指针偏转角度与电流大小成正比，则刻度盘上D点所对应的电阻为RD=_，F点所对应的电阻为RF=_。（3）某小组将甲、乙、丙所示的电流表、欧姆表和电压表整合成一个多用电表，要求单刀多掷开关接1
15、时成为甲图所示的电流表，接2时成为乙图所示的电欧姆表，接3时成为丙图所示的电压表，请将虚线框中的电路图补充完整。（ ）【答案】 (1). 2900 (2). 14.4K (3). 1.6K (4). 【解析】【分析】考查闭合电路的欧姆定律，电表改装。【详解】（1）1由改装电压表的量程：解得：；（2）2 3指针指向B时，电流满偏，外电阻为零：指针指向D时，电流为，则：解得；指针指向F时，电流为，则：解得；（3）4按要求画出电路图如图所示：三、解答题11.如图所示，足够长滑板静止在光滑水平面上，离滑板右端L=0.9m处有一竖直固定的挡板P。一物块以v0=6m/s的初速度从左端滑上滑板。物块可视为质
16、点，质量为m=1kg的，滑板质量M=2kg，二者间的动摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2。滑板与挡板的碰撞没有机械能损失。求：（1）滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小。（2）站在地面上的观察者看到在一段时间内物块正在做加速运动，求这段时间内滑板的位移大小。【答案】（1）2m/s（2）m【解析】【分析】考查动能定理的应用，动量守恒定律。【详解】（1）假设滑板与P碰撞前，物块与滑板有共同速度v1，取向右为正，由动量守恒定律，解得v1=2m/s设此过程滑板位移为s，由动能定理，得：解得s=0.8mL所以假设成立，物块的速度大小为v1=2m/s（2）滑板与挡板碰撞后速度大小不变，方向向左。
17、设当物块的速度减为零时，滑板的速度为v2，由动量守恒定律得，解得v2=1m/s设二者第二次具有共同速度为v3，根据动量守恒定律，有解得在物块加速阶段设滑板位移为x，由动能定理得解得12.如图，竖直平面内放着两根间距L=1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N，两板间接一阻值R=2的电阻，N板上有一小孔Q，在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0=1T的有界匀强磁场，N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T。有一质量M=0.2kg、电阻r=1的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直
18、向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷1104C/kg的正离子，经电场加速后，以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=10m/s2。求：（1）金属棒达最大速度时，电阻R两端电压U；（2）电动机的输出功率P；（3）离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板，Q点距分界线高h等于多少？【答案】（1）2V（2）9W（3）1.210-2m【解析】【分析】考查带电粒子在复合场中的运动。【详解】（1）离子从P运动到Q，由动能定理：解得R两端电压U=2V；（2）感应电动势为：由闭合电路欧姆定律：电流：安培力：金属棒受
19、力平衡：功率：联立解得电动机功率P=9W；（3）如图所示，设离子恰好不会回到N板时，对应的离子在上下区域运动半径分别为r1和r2，圆心连线与N板夹角为。在磁场中，有：解得， 几何关系：解得h=1.210-2m。13.下列说法正确的是（ ）A. 1g100的水的内能小于1g100的水蒸气的内能B. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动C. 空气中的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果D. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点E. 分子间距离增大时，分子力一定减小【答案】ACD【解析】【分析】考查改变物体内能的方式，布朗运动，液体表面张力，液晶，分子间的相互作用力。【详
20、解】A1g100的水需要继续吸收热量后变成1g100的水蒸气，所以1g100的水的内能小于1g100的水蒸气的内能，A正确；B悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，B错误；C表面张力有把液体表面拉成面积最小的形状，同体积的情况下，球形的面积最小，所以空气中的小水滴呈球形，C正确；D利用液晶的光学性质具有各向异性的特点可以用来做屏幕显示器，D正确；E根据分子间的相互作用力与分子间距的关系图像可知，分之间的相互作用力随距离增大而先减小后增大再减小，E错误。故选ACD。14.如图所示，一个开口向上的圆柱形气缸置于水平面上，活塞与气缸之间封闭有一定质量的理想气体，温度t1=27，气柱高度为l
21、。活塞的质量M=2kg，面积S=10cm2，与气缸之间无摩擦且不漏气。活塞正上方用轻质细线悬挂一重物，重物的质量m=1kg，重物底部与活塞的距离也为l。大气压强p0=1.0105Pa，气缸高度h=3l，热力学温度与摄氏温度的关系为T=（t+273）K，g=10m/s2，如果给封闭气体缓慢加热，求：（1）当轻质细线作用力刚好变为零时缸内气体的压强；（2）当活塞移动到气缸顶部时气体的摄氏温度。【答案】（1）1.3105Pa（2）702【解析】【分析】考查理想气体的状态变化。【详解】（1）初态气体压强：轻质细线张力为零时：（2）初态气体温度：对封闭气体，由理想气体状态方程：解得T2=975K摄氏温度
22、为t2=T2-273=70215.如图甲所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=2s时的波形图，此时距波源x=6m处的质点M刚好从平衡位置开始振动。图乙为该波波源的振动图像，N为波传播方向上距波源x=11m处的质点。下列说法正确的是（ ）A. 该波的波速为1m/sB. 此时质点M的速度方向沿y轴负方向C. 质点N在t=8s时第一次到达波峰位置D. t=4s时，x=7.5m的质点的加速度方向沿y轴负方向E. 质点M和质点N的振动方向始终相反【答案】ACD【解析】【分析】考查波的振动图像和波形图。【详解】A由图可知，该列波波长为，周期为，所以波速为：A正确；B根据“上坡下，下坡上”可知，此时质点
23、M的速度方向沿y轴正方向，B错误；Ct=2s时第一个波峰离N点距离为，在经过时间传播到N点，则：即时，质点N第一次到达波峰位置，C正确；Dt=4s时，波形传播到x=8m处，x=7.5m的质点在x轴上方，此时回复力向y轴负方向，即加速度方向沿y轴负方向，D正确；E质点M和质点N之间相距个波长，根据周期性可知，质点M和质点N的振动情况与相距个波长的情况相同，当两个质点分别位于x轴两侧时，振动方向相同，E错误。故选ACD。16.如图所示，一个圆柱形水桶的底面半径和高相等，在其底部的正中间O点有一个点光源，在水桶内加入一定深度的水后，从水面上A点射出的光，恰好经过水桶口边缘的D点。已知BC为水桶直径，
24、BA：AC=5：2，DC：CE=3：4。求：（1）水对该单色光折射率；（2）若在水面上放置一遮光圆盘，圆盘的中心始终在O点正上方，使点光源发出的光无论照射到水面上任何位置，都不能射出水面，求该遮光圆盘的面积至少应为水面面积的多少倍？（结果保留两位有效数字）【答案】（1）（2）0.42【解析】【分析】考查光的折射和全反射。【详解】（1）光路图如图所示：设水桶的半径为R，则有：，设光的折射角为i，入射角为 ，则有：由折射定律：解得：；（2）由题意，当点光源发出的光照射到水面发生全反射时，光不在射出水面。设光线入射到点时恰好发生全反射，则有：设光线在水面恰好发生全反射的位置到O点的水平距离为x，则有：所以遮光圆盘的面积至少应为：遮光圆盘的面积与水面面积之比为：联立解得：，即遮光圆盘的面积至少应为水面面积的0.42倍。