1、山西省运城市2020届高三物理下学期4月调研测试（一模）试题（含解析）二、选择题1.与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）A. 甲图，汤姆生通过粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型B. 乙图，氢原子的能级结构图，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子C. 丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程D. 丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为【答案】B【解析】【详解】A甲图为卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子概念，建立了原子的核式结构模型，故A错误；B
2、乙图中，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射的光子种类为即共辐射出6种不同频率的光子，故B正确；C丙图的“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了光子说，建立了光电效应方程，故C错误；D重核裂变称为链式反应是因为生成的多个中子继续作为反应物又轰击铀核，反应方程为故D错误。故选B。2.如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I，线圈所受安培力的合力为F，则I和F的方向为（）A. I顺时针，F向左B. I顺时针，F向右C. I逆时针，F向左D. I逆时针，F向右【答案】B【解析】【详解】金属线框abcd放在
3、导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。AI顺时针，F向左，与结论不相符，选项A错误；BI顺时针，F向右，与结论相符，选项B正确；CI逆时针，F向左，与结论不相符，选项C错误；DI逆时针，F向右，与结论不相符，选项D错误；故选B。3.如图，小球甲从A点水平抛出，
4、同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为30，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（ ）A. 小球甲做平抛运动的初速度大小为B. 甲、乙两小球到达C点所用时间之比为C. A，B两点高度差为D. 两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等【答案】C【解析】A项，小球乙到C的速度为 ，此时小球甲的速度大小也为，又因为小球甲速度与竖直方向成角，可知水平分速度为故A错；B、小球运动到C时所用的时间为 得 而小球甲到达C点时竖直方向的速度为，所以运动时间为 所以甲、乙两小球到达C点所用时间之比 故B错C、由甲乙各自运动的时间得： ，故C对；D、由于
5、两球在竖直方向上的速度不相等，所以两小球在C点时重力的瞬时功率也不相等故D错；故选C4.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已知静电场的方向平行于x轴，其电势q随x的分布如图所示，一质量m1.01020kg，带电荷量大小为q1.0109C的带负电的粒子从（1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动忽略粒子的重力等因素，则（ ）A. x轴左侧的电场强度方向与x轴正方向同向B. x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1：E22：1C. 该粒子运动的周期T1.5108sD. 该粒子运动的最大动能Ekm2108J【答
6、案】D【解析】【详解】A沿着电场线方向电势降落，可知x轴左侧场强方向沿x轴负方向，x轴右侧场强方向沿x轴正方向，故A错误；：B根据UEd可知：左侧电场强度为：E1V/m2.0103V/m；右侧电场强度为：E2V/m4.0103V/m；所以x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比E1：E21：2，故B错误；C设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有：vmt1同理可知：vmt2；Ekmmvm2；而周期：T2（t1+t2）；联立以上各式并代入相关数据可得：T3.0108s；故C错误D该粒子运动过程中电势能的最大值为：EPmqm2108J，由能量守恒得当电势
7、能为零时动能最大，最大动能为Ekm2108J，故D正确；5.甲乙两辆汽车在平直的高速公路上以相同的速度小一前一后同向匀速行驶。甲车在前且安装有ABS制动系统，乙车在后且没有安装ABS制动系统。正常行驶时，两车间距为100m。某时刻因前方突发状况，两车同时刹车，以此时刻为零时刻，其图像如图所示，则（ ）A. 甲、乙两车会发生追尾B. 甲车的刹车距离大于乙车的刹车距离C. t=2s时，两车相距最远，最远距离为105mD. 两车刹车过程中的平均速度均为15m/s【答案】C【解析】【分析】在速度时间图像中，图像与坐标轴围成的面积表示位移，由几何知识求位移，在分析平均速度的大小。并由几何关系求刹车的距离
8、。根据速度关系分析距离如何变化，从而确定两车是否追尾。【详解】A选项，时，两车间距为100m，因为所以甲、乙两车不会追尾，A选项错误；BD选项，根据图像的面积表示位移，甲车的刹车距离为：平均速度为乙车的刹车距离为平均速度为则知，甲车的刹车距离小于乙车的刹车距离，故BD错误；C选项，时两车间距为100m，乙车在后，刹车后，02s内甲车的速度比乙车快。两车间距减小，则时，两车相距最远，根据图像的“面积”表示位移，知两车相距最远的距离为105m，C选项正确；故选C。6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:2，正弦交流电源输出电压恒为U=12V，电阻R1=1，R2=2，滑动变阻器R3最大阻值为2
9、0，滑片P处于中间位置，则（ ）A. R1与R2消耗的电功率相等B. 通过R1的电流为3AC. 若向下移动P，电源输出功率增大D. 若向上移动P，电压表读数将变小【答案】BD【解析】【分析】对理想变压器的原副线圈匝数之比等于原副线圈的电压之比，等于电流的倒数之比，据此进行分析。【详解】A选项，理想变压器的原副线圈的匝数之比为1:2，可知原副线圈的电流之比为2:1，根据，可知与消耗的电功率之比为2:1，选项A错误；B选项，设通过的电流为I，则副线圈的电流为0.5I，初级电压根据匝数比可知次级电压为则解得选项B正确；CD选项，若向下移动P，则的电阻增大，次级电流变小初级电流也变小，根据可知电源输出
10、功率变小，电阻的电压变小，变压器输入电压变大，次级电压变大，电压表的读数变小，则选项C正确，D错误。故选BD。7.一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则A. 在x1处物体所受拉力最大B. 在x1x2过程中，物体的动能先增大后减小C. 在x1x2过程中，物体的加速度先增大后减小D. 在0x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功【答案】AB【解析】【详解】AE-x图像的斜率代表竖直向上拉力F，物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上，说明在x=0
11、处，拉力F大于重力，在0-x1过程中，图像斜率逐渐增大，则拉力F在增大，x1处物体图象的斜率最大，所受的拉力最大，故A正确；BC在x1x2过程中，图象的斜率逐渐变小，说明拉力越来越小；在x2处物体的机械能达到最大，图象的斜率为零，说明此时拉力为零根据合外力可知，在x1x2过程中，拉力F逐渐减小到mg的过程中，物体做加速度逐渐减小的加速运动，物体加速度在减小，动能在增大，拉力F=mg到减小到0的过程中，物体的加速度反向增大，物体做加速度逐渐增大的减速运动，物体的动能在减小；在x1x2过程中，物体的动能先增大后减小，物体的加速度先减小后反向增大，故B正确，C错误；D物体从静止开始运动，到x2处以后
12、机械能保持不变，在x2处时，物体具有重力势能和动能，故在0x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功与物体的动能之和，故D错误8.若宇航员到达某一星球后，做了如下实验:(1)让小球从距离地面高h处由静止开始下落，测得小球下落到地面所需时间为t;(2)将该小球用轻质细绳固定在传感器上的O点，如图甲所示给小球一个初速度后，小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，传感器显示出绳子拉力大小随时间变化的图象所示(图中F1、F2为已知)已知该星球近地卫星的周期为T，万有引力常量为G，该星球可视为均质球体下列说法正确的是A. 该星球的平均密度为B. 小球质量为C. 该星球半径为D. 环绕该星球表面运
13、行的卫星的速率为【答案】ABD【解析】【详解】A.对近地卫星有，星球密度，体积，解得，故A正确B.小球通过最低点时拉力最大，此时有最高点拉力最小，此时有最高点到最低点，据动能定理可得可得，小球做自由落体运动时，有可得，故B正确C.根据 及 可得：星球平均密度可表示为可得，故C错误D.环绕该星球表面运行的卫星的速率可表示为故D正确三、非选择题9.某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C处是钩码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦实验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下,改变C处钩码个数,测出C处不同个数钩码的总质量m及对应加速度a,然后通过对实
14、验数据的分析求出滑块与木板间的动摩擦因数(1)该同学手中有电火花计时器、纸带、10个质量均为100克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线,为了完成本实验,得到所要测量的物理量,还需要_A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.弹簧测力计(2)在实验数据处理中,该同学以C处钩码的总质量m为横轴,以加速度a为纵轴,绘制了如图乙所示的实验图线,可知滑块与木板间的动摩擦因数=_(g取10m/s2)【答案】 (1). (1)B (2). (2)0.3【解析】【详解】第一空. 打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A错误本实验不需要测滑块的质量，钩码质量已知，故不需要天平，故B错误实验需要测量两点
15、之间的距离，需要毫米刻度尺，故C正确滑块受到的拉力等于钩码的重力，不需要弹簧测力计测拉力，故D错误故选C；第二空.对ABC系统应用牛顿第二定律可得：，其中m+m=m0；所以a-m图象中，纵轴的截距为-g，故-g=-3，=0.3.10.课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线。(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行侧量，当红表笔接A端、黑表笔同时接B端时，指针几乎不偏转，则可以判断二极管的正极是_端(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线，要求准确测出二极管两端的电压和电流。有以下器材可供
16、选择：A.二极管RxB.电源电压E4V(内电阻可以忽略)C.电流表A1(量程050mA，内阻为r10.5)D.电流表A2(量程00.5A，内阻为r21)E.电压表V(量程015V，内阻约2500)F.滑动变阻器R1(最大阻值20)C.滑动变阻器R2(最大阻值1000)H.定值电阻R37I.开关、导线若干实验过程中滑动变限器应选_(填“F”或“G”)，在虚线框中画出电路图_(填写好仪器符号)(3)假设接入电路中电表的读数：电流表A1读数为I1，电流表A2读数为I2，则二极管两瑞电压的表达式为_(用题中所给的字母表示)。(4)同学们用实验方法测得二极管两端的电压U和通过它的电流I的一系列数据，并作
17、出IU曲线如图乙所示。(5)若二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电，则需要在电路中串联一个电限R才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的二极管的伏安特性曲线进行分析，申联的电阻R的阻值为_(结果保留三位有效数字)【答案】 (1). A (2). F (3). (4). (5). 119【解析】【详解】(1)1当红表笔接端、黑表笔同时接端时，指针几乎不偏转，说明电阻很大，二极管反向截止，根据欧姆表的工作原理可知，黑表笔应与欧姆表内部电池的正极相连，由二极管的单向导电性可知，端应是二极管的正极；(2)2由图乙可知，实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压
18、接法；所以滑动变阻器应选阻值小的，即滑动变限器应选F；3在测量正向加电压的伏安特性曲线时，实验中最大电压约为3V，所以电压表V(量程015V，内阻约2500)不符合题意，故需要电流表A2(量程00.5A，内阻为)与定值电阻串联改装成量程为二极管两端的电压在3V以内，电流在40mA以内，电流表应选用电流表A1(量程050mA，内阻为)；因二极管的正向电阻较小，故采用电流表外接法，同时二极管正极应接电源正极；因实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压接法，所以电路图为(3)4根据电路结构特点可得解得二极管两瑞电压的表达式为(5)5二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5.0V的稳压电源(不
19、计内限)供电，根据图乙可知在电路中电流为21mA，根据欧姆定律和电路结构可得申联的电阻的阻值为11.如图所示，水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场（图中未画电场），磁感应强度B=1.0T，边界右侧离地面高h=0.45m处有一光滑绝缘平台，右边有一带正电的小球a，质量ma=0.1kg、电量q=0.1C，以初速度v0=0.9m/s水平向左运动，与大小相同但质量为mb=0.05kg静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生弹性正碰，碰后a球恰好做匀速圆周运动，两球均视为质点，重力加速度g=10m/s2。求(1)碰撞后a球与b球的速度；(2)碰后两球落地点间的距离（结果
20、保留一位有效数字）。【答案】(1)，；(2)【解析】【分析】(1)两车发生弹性正碰，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律就可以求出碰撞后的速度。(2)碰撞后a在磁场中做圆周运动，b做平抛运动，应用牛顿第二定律与几何知识、应用平抛运动规律可以求出两球落地间的距离。【详解】(1)a球与b球的碰撞，由动量守恒定律得：由能量守恒定律有：解得：，(2)对a球，重力和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有：解得：设a球落地点与圆心的连线和地面夹角为，有可得：则a球水平位移为：b球不带电，碰后做平抛运动，竖直方向：水平方向：故两球相距：12.如图所示，相距L=0.5m
21、的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，水平导轨处的磁场方向竖直向上，光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下质量均为m=0.04kg、电阻均为R=0.1的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上，并与导轨接触良好，导轨电阻不计质量为M=0.20kg的物体C，用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接细线沿导轨中心线且在导轨平面内，细线及滑轮质量不计已知倾斜导轨与水平面的夹角=37，水平导轨与ab棒间的动摩擦因数=0.4重力加速度g=10m/s2，水平导轨足够长，导体棒cd运动过程中始终不离开倾斜导轨物体C由静止释放，当它达到最大速度时下落高度h=1m，求这一
22、运动过程中：（sin37=0.6,cos37=0.8）（1）物体C能达到的最大速度是多少？（2）由于摩擦产生的内能与电流产生的内能各为多少？（3）若当棒ab、cd达到最大速度的瞬间，连接导体棒ab、cd及物体C的绝缘细线突然同时断裂，且ab棒也刚好进入到水平导轨的更加粗糙部分（ab棒与水平导轨间的动摩擦因数变为=0.6）若从绝缘细线断裂到ab棒速度减小为零的过程中ab棒向右发生的位移x=0.11m，求这一过程所经历的时间？【答案】（1）2m/s （2）0.16J 1.04J （3）0.15s【解析】【详解】（1）设C达到最大速度为，由法拉第电磁感应定律可得回路的感应电动势为：E=2BLvm 由
23、欧姆定律可得回路中的电流强度为： 金属导体棒ab、cd受到的安培力为： 线中张力为T2，导体棒ab、cd及物体C的受力如图，由平衡条件可得：， ， 联立解得 （2）运动过程中由于摩擦产生的内能：E1=mgh=0.16J 由能的转化和守恒定律可得： 联立将，代入可得这一过程由电流产生的内能：（3）经分析， 在ab棒向右减速运动的过程中，其加速度大小与cd棒沿斜面向上运动的加速度大小始终相等，速率也始终相等设某时刻它们的速率为v，则：E=2BLV 由欧姆定律可得回路中的电流强度为：金属导体棒ab、cd受到的安培力为： 对ab棒运用动量定理： 又 计算可得 t=0.15s13.关于热现象，下列说法正
24、确的是（ ）A. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比B. 两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小C. 物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断D. 如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q =U + WE. 如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100%【答案】ABD【解析】【详
25、解】A.根据用“油膜法”估测分子大小的实验原理可知，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，由于油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径，故A正确；B.当分子间的距离rr0时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离rr0时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，所以当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小，故B正确；C.单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以不能根据各向异性或各向同性来判断物质是晶体还是非
26、晶体；晶体具有一定熔点，而非晶体没有固定的熔点，比较可靠的方法是通过比较熔点来判断，故C错误；D.根据热力学第一定律可知，如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功，U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=U+W，故D正确；E.即使没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%故E错误。故选ABD14.如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm
27、水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：左右管中水银面的高度差是多大？理想气体A的气柱长度为多少？【答案】15cm；12.5cm【解析】【分析】利用平衡求出初状态封闭气体的压强，B中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律即可求出末态B中气体的压强，再根据平衡，即可求出末状态左右管中水银面的高度差h；选择A中气体作为研究对象，根据平衡求出初末状态封闭气体的压强，对A中封闭气体运用玻意耳定律即可求出理想气体A的气柱长度【详解】设玻璃管横截面为S，活塞缓慢左拉过程中，气体B做等温变化初态：压强
28、pB1=75cmHg，体积VB1=20S，末态：压强pB2，体积VB2=25S，根据玻意耳定律可得：pB1VB1=pB2VB2解得：pB2=60cmHg可得左右管中水银面的高度差h=（75-60）cm=15cm活塞被缓慢的左拉的过程中，气体A做等温变化初态：压强pA1=（75+25）cmHg=100cmHg，体积VA1=10S，末态：压强pA2=（75+5）cmHg=80cmHg，体积VA2=LA2S根据玻意耳定律可得：pA1VA1=pA2VA2解得理想气体A的气柱长度：LA2=12.5cm15.如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,乙图为参与波动质点P的振动图像,则
29、下列判断正确的是_.A. 该波的传播速率为4m/sB. 该波的传播方向沿x轴正方向C. 经过0.5s,质点P沿波的传播方向向前传播4mD. 该波在传播过程中若遇到2m的障碍物,能发生明显衍射现象E. 经过0.5s时间,质点P的位移为零,路程为0.4m【答案】ADE【解析】【详解】A由甲图读出该波的波长为=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为v=4m/s，故A正确；B在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；C质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播，故C错误；D由于该波的波长为4m，与障碍物尺寸相差较多，
30、故能发生明显的衍射现象，故D正确；E经过t=0.5s=，质点P又回到平衡位置，位移为零，路程为S=2A=20.2m=0.4m，故E正确16.如图所示，一厚度均匀的圆柱形玻璃管内径为r，外径为R，高为R一条光线从玻璃管上方入射，入射点恰好位于M点，光线与圆柱上表面成30角，且与直径MN在同一竖直面内光线经入射后从内壁射出，最终到达圆柱底面，在玻璃中传播时间为，射出直至到底面传播时间为，测得.已知该玻璃的折射率为，求圆柱形玻璃管内、外半径之比.【答案】1:3【解析】【详解】光路图如图所示：由题可得入射角i=60，折射率，设折射角为由折射定律解得：由几何关系可得，设光线在玻璃中传播的速度为v，且解得：由解得：