2020届山东省泰安市高三上学期期末物理试题（解析版）.docx

1、高三年级考试物理试题第卷（选择题 共40分）注意事项：1. 答第I卷前，考生务必将自己的姓名、考号、试卷类型、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。2. 每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，不能答在试卷上。3. 考试结束后，监考人员将本试卷和答题卡一并收回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：X的原子序数和质量数分别为A. 15和28B. 15和30C. 16和30D. 17和31【答案】B【解

2、析】【详解】根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2+13=15，质量数为4+27-1=30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，故B正确；ACD错误2.如图，质量均为2kg滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连，滑块A套在水平直杆上。现用大小为30N的水平力F拉B，A、B保持静止，重力加速度为10m/s2，则水平直杆对A的作用力大小为（ ）A. 30NB. 40NC. 50ND. 70N【答案】C【解析】【详解】以整体为研究对象，受到总重力、拉力、水平杆的支持力和摩擦力，水平直杆对A的作用力为水平杆的支持力和摩擦力的合力；如图所示：根据几何

3、关系可得：F合=50NC正确，ABD错误。故选C。3.一名优秀运动员的心脏在一次搏动中泵出的血液约为90ml，推动血液流动的平均压强约为Pa，每分钟搏动60次，则该运动员心脏推动血液流动的平均功率约为（ ）A. 2. 0WB. 1. 8WC. 1. 4WD. 1. 2W【答案】B【解析】【详解】设心脏每次推动血液前进的位移为L，血液受到心脏的压力为F，由可知，心脏起搏一次对血液所做的功：V是心脏跳动一次输送的血液体积，代入数据解得：J则平均功率WACD错误，B正确。故选B。4.一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，传播周期为T，介质中质点的振幅为A。绳上两质点M、N的平衡位置相距波长，N位于M

4、右方。设向上为正，在t=0时刻M位移为，且向上运动；经时间t（tT），M位移仍为，但向下运动，则（ ）A. 在t时刻，N位移为负，速度向下B. 在t时刻，N位移为负，速度向上C. 在t时刻，N恰好在波谷位置D. 在t时刻，N恰好在波峰位置【答案】A【解析】【详解】由题，在t=0时M位移为，且向上运动，则M点的振动方程为：将在t=0时M位移方程得：解得：经时间t（tT），M位移仍为，但向下运动，代入公式得：，两质点M、N的平衡位置相距波长，N位于M右方，所以N点的振动方程：代入数据得：，随t的增大，位移的绝对值增大，所以N向下运动，即在t时刻，N位移为负，速度向下，A正确，BCD错误。故选A。5

5、.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为，火星质量与地球质量之比为，火星半径与地球半径之比为，则与之比为A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】试题分析:研究探测器和飞船做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：=得T=其中M为中心体的质量，r为轨道半径，所以=故选D.6.在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是（ ）A. 饱和光电流B. 遏止电压C. 光电子的最大

6、初动能D. 逸出功【答案】A【解析】【详解】A饱和光电流和光的强度有关，这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和光电流相同，A正确；CD不同的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：用同种频率的单色光，光子能量相同，光电子的最大初动能Ek不同，CD错误；B根据遏止电压和最大初动能关系：可知光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B错误。故选A。7.如图所示，一劲度系为k的轻度弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以FN表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态(x=0)，现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速

7、向下运动(f为重力加速度，空气阻力不计），此过程中FN或F随x变化的图象正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为x，则有解得在此之前，根据可知，二者之间的压力由开始运动时的线性减小到零，而力F由开始时的mg线性减小到，此后托盘与物块分离，力F保持不变。故选D。8.水平地面上的物体由静止开始竖直向上运动，在运动过程中，物体的动能Ek与位移x的关系图像如图所示，则满足机械能守恒的阶段是（ ）A. 0hB. h2hC. 2h3hD. 3h5h【答案】C【解析】【详解】0-h阶段，动能增加量为2mgh，重力势能的增加量为mgh，所以机械能

8、增加了3mgh；h-2h阶段，动能不变，重力势能增加mgh，所以机械能不守恒；2h-3h阶段，重力势能增加mgh，动能减小mgh，所以机械能守恒；3h-5h阶段，重力势能增加2mgh，动能减小mgh，机械能增加，ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（ ）A. a、b两点的电场强度都为零B. a点电场强度为零

9、，b点不为零C. a、b点的电势相等D. a点电势比b点电势高【答案】AC【解析】【详解】AB金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；故选AC。10.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=110，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）A. 电流表的示数为1AB. 原线圈中的电流是0. 5AC. 原、副线圈

10、的匝数比为2：1D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz【答案】ABC【解析】【详解】A根据电路图可知，电阻R电压为110V，电阻为110，所以电阻R的电流为A所以电流表示数为1A，A正确；C由图乙可知，原线圈输入电压的有效值为220V，电压表的示数为110V，副线圈输出电压的有效值为110V，根据电压与匝数成正比：得匝数比为2：1，C正确；B根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则有：220I（W）=1101W解得原线圈中的电流I=0.5A，B正确；D根据图象可知，原线圈中交变电压的频率为HzD错误。故选ABC。11.人们对手机依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机，经常出现手机砸伤人脸的情况

11、。若手机的质量为150g，从离人脸约20cm的高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度g=10m/s2，下列计算正确的是（ ）A. 手机与人脸作用过程中，手机的动量变化量大小约为0.3kgm/sB. 人脸对手机的冲量大小约为0.3NsC. 人脸对手机的冲量大小约为1.0NsD. 手机对人脸的平均冲力大小约为4.5N【答案】AD【解析】【详解】A20cm=0.20m；150g=0.15kg；根据自由落体运动的规律，得下落的速度为：m/s手机与眼睛作用后手机的速度变为0，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为：-0.30kgm/sA正确；BC手机与眼接触的

12、过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向上为正方向，则有：代入数据可得：Iy=0.45Ns，BC错误；D由冲量的定义：代入数据可得：ND正确。故选AD。12.如图，斜面a、b、c底边的长分别为L、L、2L，高度分别为2h、h、h。某物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端，物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，三种情况相比较，下列说法正确的是（ ）A. 物体到达底端的动能B. 物体到达底端的动能C. 因摩擦产生的热量D. 因摩擦产生的热量【答案】BC【解析】【详解】AB设物体滑到底端时的动能为Ek，根据动能定理得：得：图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时动能大小关系为：EkaEKbEkc，根据数学知

13、识可得，Eka2Ekb2Ekc，A错误，B正确；CD设任一斜面和水平方向夹角为，斜面长度为x，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：式中即为底边长度。由图可知a和b斜面的底边相等且等于c的一半，故物体克服摩擦力做的功，又摩擦力做功等于摩擦产生的热量，即热量 ，C正确，D错误。故选BC。第卷（非选择题 共60分）注意事项：第卷用0. 5毫米黑色签字笔答在答题卡上。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.实验小组要测定玻璃砖的折射率，实验室器材有：玻璃砖、大头针4枚（P1、P2、P3、P4）、刻度尺、笔、白纸。（1）实验时，先将玻璃砖放到白纸上，画出玻璃砖的上、下两个表面aa，和bb，在白纸上竖直

14、插上两枚大头针P1、P2，如图甲所示，再插大头针P3、P4时，要使_A. P3要插在P1、P2的连线上B. P3要挡住透过玻璃砖观察到的P1、P2C. P4要插在P2、P3的连线上D. P4要挡住P3和透过玻璃砖观察到的P1、P2（2）作出光路如图乙所示，过C点作法线交玻璃砖于A点和C点，过O点延长入射光线交AC于B点。设OA的长度为l1，OB的长度为l2，OC的长度为l3，AB的长度为l4，AC的长度为l5，为方便地测量出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的量至少有_（选填l1、l2、l3、l4、l5），则计算玻璃砖折射率的表达式为n=_.【答案】 (1). BD (2). 、 (3). 【解析

15、】【详解】（1）1一侧观察P1、P2（经折射、折射）的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像：再插上P4，让其挡住P3及P2、P1的像，BD正确，AC错误；故选BD。（2）23设入射角为r，折射角为i，根据几何关系可得：根据折射定律有：得玻璃的折射率由表达式可知，要测量。14.实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5V，可用的实验器材有：待测电源；电压表V1（量程03V；内阻约3k）；电压表V2（量程06V；内阻约为6k）；定值电阻R1（阻值20）；滑动变阻器R2（阻值020.0）；开关S一个，导线若干。（1）实验

16、小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R1或滑动变阻器R2，则P应是_（选填“R1”或“R2”）。（2）按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数UM、UN。（3）根据UM、UN数据作出如图乙所示的关系图像，由图像得到电源的电动势E=_V，内阻r=_。（均保留2位有效数字）（4）由图像得到的电源的电动势值_（选填“大于”、“小于”、“等于”）实际值。【答案】 (1). R2 (2). 4.9 (3). 0. 901. 0 (4). 小于【解析】【详解】（1）1由电路图可知，电压表M

17、测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。（3）23设电压表M的示数为UM，电压表N的示数为UN，由图示电路图可知，电源电动势为整理得：由UM-UN图象可知，电源电动势为E=4.9V，由图可知图线的斜率为：又从UM-UN的关系可知：则电源内阻为：r=kR1=0.94。（4）4根据题意可知：变形得：所以图象的纵截距为：则电源电动势为所以根据图象得到的电源电动势值小于实际值。15.据统计我国每年高速路上20%的事故都是因为疲劳驾驶，尤其是重型卡车发生交通事故造成的后果更为严

18、重。国内某品牌汽车率先推出AEBS系统，通过雷达和摄像头判断车距，当车距小于安全距离自动启动制动系统，并通过车内警报提醒驾驶员保持清醒。某次测试中汽车以速度v0=18m/s匀速前进，通过传感器和激光雷达检测到正前方58m处有静止障碍物，系统立即向驾驶员发出警告并自动采取制动措施，使车做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，驾驶员2s后清醒，立即又采取紧急制动，使汽车做匀减速直线运动，恰好未与障碍物发生碰撞。求驾驶员采取紧急制动后汽车运动的时间。【答案】3s【解析】【详解】由题知，位移x=58m，m/s2，s，紧急制动后运动时间为t2，初速为m/s自动制动过程中，根据速度公式有：解得：m/s根

19、据位移公式有：解得：m紧急制动过程中，则有：解得s16.如图所示，在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点，O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置，绳与竖直方向夹角=60，由静止释放，运动到最低点B时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍，重力加速度为g。（1）求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小；（2）若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。【答案】（1）；2）。【解析】【详解】（

20、1）甲球下摆过程，由机械能守恒有：解得设甲乙碰撞后速度分别为和，根据动量守恒定律有：根据能量守恒定律有：解得（2）乙球恰能做圆周运动，则在最高点，根据牛顿第二定律有：从最低到最高点，根据动能定理有：由得17.如图所示，倾角=37，间距L=0.1m的足够长光滑金属导轨底端接有阻值R=0.16的电阻，不计其它电阻。质量m=1kg的金属棒ab始终垂直导轨。以O为原点，建立如图所示方向沿导轨向上的坐标轴x。在0.2mx0.8m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下从x=0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v与位移x满足v=kx，加速度a与速度v满足a=kv，k值为k=5s

21、-1。当棒ab运动至x1=0.2m处时，电阻R消耗的电功率P=0.16W。重力加速度为g=10m/s2。（sin37=0.6）求：（1）磁感应强度B的大小;（2）0x0.8m范围内外力F随位移x变化的关系式；（3）在棒ab穿过磁场运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q。【答案】（1）1.6T；（2）0x0.2m时，F=25x+6；0.2x0.8m时，F=25.8x+6；（3）0.24J。【解析】【详解】（1）感应电动势为：电功率当棒ab运动至x1=0.2m处时，电阻R消耗的电功率为：P=0.16W联立解得B=1.6T（2）由牛顿第二定律得：0x0.2m时0.2x0.8m时又联立得：0x0.2m时0.

22、2x0.8m时（3）由和式得：根据功能关系可得：解得：J18.如图直角坐标系xOy中，第象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场，第、象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q0）的带电粒子，从P（l，l）处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标；（3）通过计算说明粒子离开P点后能否再次经过P点。【答案】（1）；（2）；（3）以后粒子的轨迹逐渐向上不会再次经过P点，证明见解析。【解析】【详解】（1）设粒子经第象限的电场加速后，到达y轴时的速度为，根据动能定理由左手定则可以判断，粒

23、子向y方向偏转，如图所示：由几何关系知，粒子在磁场中运动的半径为由牛顿第二定律得： 由得：（2）粒子第2次经过x轴时，速度沿+y方向，位置坐标为粒子在电场中做类平抛运动，经历的时间，第3次经过y轴时，轨迹如图由得（3）粒子第2 次离开电场时，根据动能定理有：解得，=45粒子第2次进入磁场时做圆周运动的半径R2，根据半径公式可得：第三次进入电场是从坐标原点O处沿与x轴正向45角斜向上方向。由类平抛对称性可知，粒子运动的横坐标为l时，纵坐标的值为2l，可知本次不会经过P点。粒子将从y=4l处第3次离开电场， 第3次通过磁场后从y=2l处与+x方向成45角斜向上第4次过电场，不会经过P点。 以后粒子的轨迹逐渐向上不会再次经过P点。