山东省泰安市2020届高三物理上学期期末试题（PDF版含答案）

高三物理试题 第 页 （共 6 页） 试卷类型：A 高 三 年 级 考 试 物 理 试 题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 6 页，满分 100 分，考试时 间 90 分钟。 第Ⅰ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 α 粒子轰击铝核27 13Al，α+27 13Al→n+X，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 28 B. 15 和 30 C. 16 和 30 D. 17 和 31 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. 30N B. 40N C. 50N D. 70N 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 2.0×104Pa，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. 2.0W B. 1.8W C. 1.4W D. 1.2W 2020.1 1高三物理试题 第 页 （共 6 页） 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 3 4 波长，N位于M右方。 设向上为正，在t=0 时刻M位移为 + A 2 ，且向上运动；经时间t（t＜T），M位移仍为+ A 2 ，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 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 T1，神舟飞船在地球表面附 近的圆形轨道运行周期为 T2，火星质量与地球质量之比为 p，火星半径与地球半径之 比为 q，则 T2 与 T1 之比为 A. pq3姨 B. 1 pq3姨 C. q3 p姨 D. p q3姨 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. 光电子的最大初动能 D. 逸出功 7. 如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,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 g 2 的加速度 匀加速向下运动(g为重力加速度,空气阻力不计),此过程中 FN 随x变化的图象正确的是 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. 0～h B. h～2h C. 2h～3h D. 3h～5h 2高三物理试题 第 页 （共 6 页） 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，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 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＝110Ω， 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 甲 乙 A. 电流表的示数为 1A B. 原线圈中的电流是 0.5A C. 原、副线圈的匝数比为 2∶1 D. 原线圈中交变电压的频率为 100Hz 11. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机，经常出现手机砸伤人脸的情 况。 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 0.3kg·m/s B. 人脸对手机的冲量大小约为 0.3N·s C. 人脸对手机的冲量大小约为 1.0N·s D. 手机对人脸的平均冲力大小约为 4.5N 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 Eka＝2Ekb＝2Ekc B. 物体到达底端的动能 Eka>2Ekb>2Ekc C. 因摩擦产生的热量Qc＝2Qa＝2Qb D. 因摩擦产生的热量Qc＝4Qa＝2Qb 3高三物理试题 第 页 （共 6 页） 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 注意事项：第Ⅱ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. （6 分）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、P2 C. 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= . 14. （8 分）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 0～3V;内阻约为 3kΩ）； 电压表 V2（量程 0～6V；内阻约为 6kΩ）； 定值电阻 R1（阻值 2.0 Ω）； 滑动变阻器 R2（阻值 0～20.0 Ω）； 开关 S 一个，导线若干。 （1）实验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”)。 4高三物理试题 第 页 （共 6 页） （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= Ω。 (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。 15. （6 分）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。 16. （10 分）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θ=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。 5高三物理试题 第 页 （共 6 页） 17. （14 分）如图所示，倾角θ=37°，间距L＝0.1m 的足够长光滑金属导轨底端接有阻值 R=0.16Ω 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 0.2m≤x≤0.8m 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-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）0≤x≤0.8m 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。 18. （16 分）如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场， 第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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（q>0） 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。 6高三物理试题参考答案 第 1 页 （共 3 页） 高 三 年 级 考 试 物理试题参考答案及评分标准 第I卷(选择题，共40分) 一、单选题（每题 3 分，共 24 分） 二、多选题（每题 4 分，共 16 分） 第Ⅱ卷(非选择题，共60分) 三、（60 分） 13. （1）BD （2）l2、l3 l3 l2 评分标准：每空 2 分，共 6 分，（1）中答对 1 个给 1 分，答错不 给分。 14. （1）R2 （3）4.9 0.90~1.0 （4）小于 评分标准：每空 2 分。 1５. 解：（1）设位移x=58m a1=1m/s2 t1=2s 紧急制动后运动时间为t2,初速为v0=18m/s 自动制动过程中 v1=v0-a1t tttttttttttttttttttttttttttttt1 ① x1=v0t1- 1 2 a1t1 tttttttttttttttttttttttttttt2 ② 紧急制动过程中 （x-x2)= 1 2 v1t tttttttttttttttttttttttttttt2 ③ 解得t2=3 tttttttttttttttttttttttttttttts ④ 评分参考：①②每式各 1 分，③④每式各 2 分 16. 解：（1）甲球下摆过程，由机械能守恒 mgL(1-cos60°）= 1 2 mv0 tttttttttttttttttttttttt2 ① 2020.1 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C B A D A D C 9 AC 10 11 12 ABC AD BC高三物理试题参考答案 第 2 页 （共 3 页） 解得v0= gL姨 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ② 设甲乙碰撞后速度分别为v1 和v2 mv0=mv1+3mv !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ③ 1 2 mv0 2= 1 2 mv1 2+ 3 2 mv2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ④ 解得v2= 1 2 gL姨 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑤ （2）乙球恰能做圆周运动，则在最高点 3mg=3mv2 R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑥ 从最低到最高点 6mgR= 1 2 3mv2 2- 1 2 3mv !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ⑦ 由⑥⑦得R= L 20 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑧ 评分参考：本题 10 分，其中④⑦每式各 2 分，①②③⑤⑥⑧每式 1 分。 17. 解：（1）P= U2 R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ① U=BL !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!v ② 又 ∵v=kx 解得B=1.6 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!T ③ （2）由牛顿第二定律得 0≤x＜0.2m 时，F-mgsinθ=m !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!a ④ 0.2≤x≤0.8m 时，F-mgsinθ-F安=m !!!!!!!!!!!!!!!!!!!a ⑤ F安= B2L2v R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑥ 又 ∵v=kx a=kv 加③④⑤得 0≤x＜0.2m 时，F=25x+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!6 ⑦ 0.2≤x≤0.8m 时，F=25.8x+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!6 ⑧ （3）由v=kx和⑤式得F安=0.8x W安= 1 2 (0.8x1+0.8x2)(x2-x1 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!) ⑨ Q=W安=0.24 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!J ⑩ 评分参考：本题共 14 分，其中①②④⑦⑧⑩每式 1 分，③⑤⑥⑨每式 2 分。 18. 解：（1）设粒子经第Ⅰ象限的电场加速后，到达y轴时的速度为v1，根据动能定理 qEl= 1 2 mv1 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ① 由左手定则可以判断，粒子向-y方向偏转，由几何关系知，粒子在磁场中运动的半径为 R1= !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!l ②高三物理试题参考答案 第 3 页 （共 3 页） 粒子运动轨迹如图 1，由牛顿第二定律 qv1B=m v1 2 R1 !!!!!!!!!!!!! ③ 由①②③得 B= 2mE ql姨 !!!!!!!!!!!! ④ （2）粒子第 2 次经过x轴时，速度沿+y方向，位置 坐标为 x2= !!!!!!!!!!!!!!!!l ⑤ 粒子在电场中做类平抛运动， 经历的时间t3，第 3 次经过y轴时，轨迹如图 2 l= 1 2 at !!!!!!!!!!!!!!2 ⑥ a= qE m !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑦ y3=v1 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!t ⑧ 由①⑤⑥⑦⑧得y3=2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!l ⑨ （3）粒子第 2 次离开电场时， qEl= 1 2 mv2 2- 1 2 mv1 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ⑩ 解得v2= 2姨 v1 θ=45 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!° 輥輯訛 粒子第 2 次进入磁场时做圆周运动的半径R2 R2= 2姨 R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1 輥輰訛 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 !!!。 輥輱訛 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 !。 輥輲訛 评分参考：本题共 16 分，其中①-輥輰訛每式 1 分，輥輱訛輥輲訛各 2 分。