1、2020河北区高三年级期末考试第I卷（选择题共40分）一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.下列说法正确的是A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变【答案】A【解析】【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强A温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；B内能是物体中
2、所有分子热运动所具有动能和分子势能之和，故B错误；C由压强公式可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；D温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误2.2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）该卫星A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二宇宙速度D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少【答案】D【解析】【详解】由同步卫星的特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答由于卫星为同步卫星，所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故A错误；由于第一宇宙速
3、度为卫星绕地球运行的最大速度，所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度，所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故C错误；将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大，所以发射到近地圆轨道所需能量较小，故D正确3.氢原子能级示意图如图所示光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为A. 12.09 eVB. 10.20 eVC. 1.89 eVD. 1.5l eV【答案】A【解析】【详解】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3
4、能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV3.10eV的可见光故故本题选A4.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流表中给出了6次实验的结果组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是A. 两组实验采用了不同频率的入射光B. 两组实验所用的金属板材质不同C. 若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD. 若入射光子的能量为5.0 eV，相
5、对光强越强，光电流越大【答案】B【解析】【详解】由爱因斯坦质能方程比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A正确；由爱因斯坦质能方程可得：第一组实验：，第二组实验：，解得：，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B错误；由爱因斯坦质能方程可得：，故C正确；由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D正确5.手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为Lt=0时，O位于
6、最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是A. 该简谐波是纵波B. 该简谐波的最大波长为2LC. 时，P在平衡位置上方D. 时，P的速度方向竖直向上【答案】C【解析】【详解】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故A错误，根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离应为，其中n=0、1、2，波长，可知当n=0时有波长的最大值，为，故B错误；0内P由平衡位置振动到波峰，内P由波峰回动到平衡位置，可知时P在平衡位置上方向上振动，时P在平衡位置上方向下振动，故C正确，D错误二、不定项选择题（每
7、题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化设线圈总电阻为，则A. 时，线圈平面平行于磁感线B. 时，线圈中的电流改变方向C. 时，线圈中的感应电动势最大D. 一个周期内，线圈产生的热量为【答案】AD【解析】【详解】A根据图象可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，A正确；B-t图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s1.5s之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动
8、势方向不变，则电流强度方向不变，B错误；C所以在t=1.5s时，通过线圈的磁 量最大，线圈位于中性面，感应电动势为0，故C错误；D感应电动势的最大值为，有效值，根据焦耳定律可得一个周期产生的热为，故D正确7.静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则A. 运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B. 在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C. 粒子在M点电势能不低于其在N点的电势能D. 粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】【详解】A若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，故A正
9、确；B若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，故B错误C由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，故C正确D粒子可能做曲线运动，故D错误；8.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45已知M始终保持静止，则在此过程中A. 水平拉力的大小可能保持不变B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】【详
10、解】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大； 对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加故本题选BD第II卷（非选择题共60分）三、实验题9.如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C
11、.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_A.OA、AD和EG的长度B、OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度 D、AC、BD和EG的长度【答案】 (1). AB; (2). BC;【解析】【详解】（1）A实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的
12、影响，从而减小实验误差，故A正确;B为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确;C因为实验中比较的是mgh与的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故C错误;D实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，对减小实验误差没有影响，故D错误.（2）根据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，结合动能与重力势能表达式.:A当知道OA、AD和EG的长度时，只有求得F点与AD的中点的瞬时速度，从而确定两者的动能变化，却无法求解重力势能的变化，故A错误；B当知道OC、BC和CD的长度时，同理，依据B
13、C和CD的长度，可求得C点的瞬时速度，从而求得O到C点的动能变化，因知道OC间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒，故B正确；C当知道BD、CF和EG的长度时，依据BD和EG的长度，可分别求得C点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，再由CF确定重力势能的变化，进而得以验证机械能守恒，故C正确；D当AC、BD和EG的长度时，依据AC和EG长度，只能求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，而BF间距不知道，则无法验证机械能守恒，故D错误；10.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率实验操作如下：（1）螺旋测微器如题1图所示在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间
14、，再旋动_（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏（2）选择电阻丝的_（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径（3）2图甲中Rx，为待测电阻丝请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置_（4）为测量R，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1I1关系图象如图图所示接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060080.0100.0请根据表中的数据，在
15、方格纸上作出U2I2图象_（5）由此，可求得电阻丝的Rx=_根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率【答案】 (1). C (2). 不同 (3). (4). (5). 23.5（23.024.0都算对）【解析】【详解】(1)在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即C，直到听见“喀喀”的响声；(2)为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；(3)按照原理图，将实物图连线如图：；(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图：；当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为的电压，由图可得：，所以四、计算题（要求写出必要的文字
16、说明、方程式和推导过程，只有结果的不给分）11.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板是与水平甲板相切的一段圆弧，示意如图2，长，水平投影，图中点切线方向与水平方向的夹角（）若舰载机从点由静止开始做匀加速直线运动，经到达点进入已知飞行员的质量，求（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功；（2）舰载机刚进入时，飞行员受到竖直向上的压力多大【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板
17、时的速度为，则有 根据动能定理，有 联立式，代入数据，得 （2）设上翘甲板所对应圆弧半径为，根据几何关系，有 由牛顿第二定律，有 联立式，代入数据，得 12.如图所示，垂直于纸面匀强磁场磁感应强度为B纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】【详解】由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和解题(1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程
18、中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为：；(2)线框进入过程中线框中的电流为：ad边安培力为：由于线框匀速运动，所以有拉力与安培力大小相等，方向相反，即 所以拉力的功率为：联立以上各式解得：；(3) 线框进入过程中线框中的电流为：进入所用的时间为： ad边的电阻为：焦耳热为： 联立解得：13.如图所示，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45的有界匀强电场，电场强度大小未知，MN下方存在方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN
19、，而第五次经过直线MN时恰好又通过O点不计粒子的重力，求：(1)电场强度E的大小(2)该粒子再次(第五次经过直线MN时)从O点进入磁场后，运动的轨道半径R(3)该粒子从O点出发到再次回到O点(第五次经过直线MN时)所需的时间t【答案】（1）vB（2）（3）【解析】【分析】首先分析带电粒子的运动情况，先是一段半径为R的圆弧到a点，接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v，再在磁场中运动一段圆弧到c点，之后垂直电场线进入电场作类平抛运动，再根据平抛运动和匀速圆周运动的基本公式及几何关系即可解题【详解】粒子的运动轨迹如图：；先是一段半径为R的圆弧到a点，接着恰好逆电场线匀减速运动
20、到b点速度为零再返回a点速度仍为v，再在磁场中运动一段圆弧到c点，之后垂直电场线进入电场作类平抛运动(1)易知：；带电粒子类平抛运动的垂直和平行电场方向的位移都为：，所以类平抛运动时间为：，又：，再者：，由可得：；即：电场强度的大小为vB；(2)由平抛知识得：；所以：，则第五次过MN进入磁场后的圆弧半径：；即：该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径为；(3)粒子在磁场中运动的总时间为：，粒子在电场中的加速度为：，粒子做直线运动所需时间为：，联立以上可得粒子从出发到第五次到达O点所需时间：；即：该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间为： 。【点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径
