2020届高三物理上学期期末试题（Word版带答案）

2019-2020 学年度上学期期末考试 理科综合试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上， 写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量： H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 Cl:35.5 一、选择题：本题共 13 个小题，每小题 6 分。共 78 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。 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~17 题只有一 项符合题目要求，第 18~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的 得 3 分，有选错的得 0 分。 14．如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是欧姆表的 内部电路图，丁图是速度选择器，下列说法正确的是（ ） 甲 乙 丙 丁 A．甲图是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度变大 B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡 A 可能会突然闪亮一下 C．丙图在测量电阻时，电流从 A 经过 R 流向 B D．丁图中电子从右向左运动时，可能是直线运动 15．如图所示的木块 B 静止在光滑的水平面上，木块上有半径为 的光滑 圆弧轨道， 且圆弧轨道的底端与水平面相切，—可视为质点的物块 A 以水平向左的速度 冲上木块，经 过一段时间刚好运动到木块的最高点，随后再返回到水平面。已知两物体的质量为 0.4mr = 1 4 0v、重力加速度 g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ） A．物块 A 滑到最高点的速度为零 B．物块 A 的初速度大小为 4m/s C．物块 A 返回水平面时的速度为 4m/s D．木块 B 的最大速度为 2m/s 16．如图所示，边界 OM 与 ON 之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界 ON 上有一粒子源 S．某一时刻，从离子源 S 沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子 （不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相等，经过一段时 间有大量粒子从边界 OM 射出磁场。已知∠MON＝30°，从边界 OM 射出的粒子在磁 场中运动的最长时间等于 T（T 为粒子在磁场中运动的周期），则从边界 OM 射出的粒子在 磁场中运动的最短时间为（　　） A． T B． T C． T D． T 17．如图所示，卫星在半径为 的圆轨道上运行速度为 ，当其运动经过 点时点火加速， 使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点 与地心的距离为 ，卫星经过 点的速度为 ，若规定无穷远处引力势能为 0，则引力势能的表达式 ，其中 为引力常量， 为中心天体质量， 为卫星的质量， 为两者质心间距，若卫星运动过程中仅受万有引力 作用，则下列说法正确的是 A．vB >v1 B．卫星在椭圆轨道上 点的加速度小于 点的加速度 1kgA Bm m= = 1 2 1 3 1 4 1 6 1 8 1r 1 υ A B 2r B B υ p GMmE r = − G M m r A BC．卫星在 点加速后的速度为 D．卫星从 点运动至 点的最短时间为 18．如图所示，实线是电场中一簇方向已知的电场线，虚线是一个带电粒子通过该电场区域 时的运动轨迹，a、b 是运动轨迹上的两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图作出的判 断是（　） A．带电粒子一定带负电 B．带电粒子一定是从 a 向 b 运动的 C．带电粒子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 D．带电粒子在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 19．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地 以速度 v0 射入 P1 和 P2 两极板间的匀强磁场 中，ab 直导线与 P1 、P2 相连接，线圈 A 与直 导线 cd 相连接，线圈 A 内存在如图乙所示的变 化磁场，且磁感应强度 B 的正方向规定为向左， 则下列叙述正确的是（　　） A．0～1s 内 ab、cd 导线互相排斥 B．1～2s 内 ab、cd 导线互相吸引 C．2～3s 内 ab、cd 导线互相排斥 D．3～4s 内 ab、cd 导线互相吸引 20．如图 a 所示在光滑水平面上用恒力 F 拉质量 m 的单匝均匀正方形铜线框，边长为 a，在 1 位置以速度 v0 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场并开始计时 t＝0，若磁场的宽度为 b（b＞3a）， 在 3t0 时刻线框到达 2 位置速度又为 v0 并开始离开匀强磁场．此过程中 v﹣t 图象如图 b 所示， 则（　　） A．t＝0 时，线框右侧边 MN 的两端电压为 Bav0 B．在 t0 时刻线框的速度为 C．线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度一定比 t0 时刻线框的速度大 A 2 1 2 1 12A BGM r r υ υ = − +    A B ( )3 1 2 1 1 1 2 r rt rυ += 0 0 2Ftv m −D．线框从 1 位置进入磁场到完全离开磁场位置 3 过程中，线框中产生的电热为 2Fb 21．如图所示，斜面体 ABC 放在水平桌面上，其倾角为 37º，其质量为 M=5kg。现将一质量 为 m=3kg 的小物块放在斜面上，并给予其一定的初速度让其沿斜面向上或者向下滑动。已知 斜面体 ABC 并没有发生运动，重力加速度为 10m/s2，sin37º=0.6。则关于斜面体 ABC 受到地 面的支持力 N 及摩擦力 f 的大小，下面给出的结果可能的有( ) A．N=50N，f=40N B．N=87.2N，f=9.6N C．N=72.8N，f=0N D．N=77N，f=4N 三、非选择题：共 174 分，第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为 选考题，考生根据要求作答。 22.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫 导轨，导轨上 A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑 轮的细绳和一质量为 m 的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上 B 点有一光电门， 可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d 表示 A 点到光电门 B 处的距离，b 表示遮光 片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过 B 点时的瞬时速度，实验时滑块在 A 处由静止开始运动． (1)某次实验测得倾角 θ＝30°，重力加速度用 g 表示，滑块从 A 处到达 B 处时 m 和 M 组成的 系统动能增加量可表示为 ΔEk＝_________，系统的重力势能减少量可表示为 ΔEp＝________， 在误差允许的范围内，若 ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示) (2)在上述实验中，某同学改变 A、B 间的距离，作出的 v2－d 图象如图乙所示，并测得 M＝m， 则重力加速度 g＝________m/s2. 23. 图（a）为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。（1）虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路。已知毫安表表头的内阻为 10 Ω，满偏电流为 100 mA，电阻 R1=2.5 Ω，由此可知，改装后电流表的量程为_______A。 （2）实验步骤如下，请完成相应的填空： ①将滑动变阻器 R 的滑片移到______端（选填“A”或“B”），闭合开关 S； ②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数 U 和毫安表的示数 I；某次测量时毫安表的 示数如图（b）所示，其读数为_________mA。 ③以 U 为纵坐标，I 为横坐标，作 U–I 图线，如图（c）所示； ④根据图线求得电源的电动势 E=_________V，内阻 r=_______Ω。（结果均保留到小数点后两 位） 24．如图所示，在坐标系 xoy 平面的第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场 B1，在第Ⅳ象 限内存在垂直纸面向里的另一个匀强磁场 B2，在 x 轴上有一点 Q( ,0)、在 y 轴上有一点 P (0,a)。现有一质量为 m，电量为+q 的带电粒子（不计重力），从 P 点处垂直 y 轴以速度 v0 射 入匀强磁场 B1 中，并以与 x 轴正向成 60°角的方向进入 x 轴下方的匀强磁场 B2 中，在 B2 中偏转后刚好打在 Q 点。求： ⑴匀强磁场的磁感应强度 B1、B2 的大小； ⑵粒子从 P 点运动到 Q 点所用的时间。 25．如图甲，电阻不计的轨道 MON 与 PRQ 平行放置，ON 及 RQ 与水平面的倾角 θ＝53°， MO 及 PR 部分的匀强磁场竖直向下，ON 及 RQ 部分的磁场平行轨道向下，磁场的磁感应强 2 3a度大小相同，两根相同的导体棒 ab 和 cd 分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好， 棒 ab 仅在 MO 及 PR 部分运动，棒 cd 仅在 ON 及 RQ 部分运动．棒的质量 m＝1.0 kg，R＝ 1.0 Ω，长度L＝1.0 m 与导轨间距相同，棒与导轨间动摩擦因数 μ＝0.5，现对 ab 棒施加一个 方向水平向右，按图乙规律变化的力 F，同时由静止释放 cd 棒，则 ab 棒做初速度为零的匀加 速直线运动，g 取 10 m/s2. (1)求 ab 棒的加速度大小； (2)求磁感应强度 B 的大小； (3)若已知在前 2 s 内 F 做功 W＝30 J，求前 2 s 内电路产生的焦耳热； (4)求 cd 棒达到最大速度所需的时间． （二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。 如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33．[物理——选修3–3]（15分） （1）关于热现象和热力学规律，下列说法中正确的是__________。 A．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力的合力大小随着分子间距离的增大而 减小 B．物体的温度升高时，并不是物体内每个分子的热运动的速率都增大 C．在温度不变的条件下压缩一定量的理想气体，此过程中气体一定对外放热 D．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为它违背了热力学第一定律 E. 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 （2）．如图所示，导热性能良好的汽缸分为上下两部分，上半部分的横截面积为 3S，下半部 分的横截积为 S.重力不计的活塞与汽缸内壁没有摩擦，汽缸下半部分的长度为 L，活塞到汽缸 底部的距离为 2L，汽缸封闭的气体为理想气体，环境温度为，大气压强为，重力加速度为 g.①保持环境温度不变，在活塞上放一个重物图中未画出)，活塞下降，最终稳定在距离汽缸底 部 1.5L 的位置，则重物质量为多少? ②重物放在活塞上不动，缓慢升高环境温度，活塞可到原来位置时，环境温度为多少?活塞内 封闭的气体吸收的热量为 Q，汽缸内气体的内能增加了多少? 2019-2020 学年度上学期期末考试 理科综合试卷参考答案 物理部分 14．B 根据得，粒子的最大速度，可知最大速度与加速电压无关．只和磁场区域的半径有关；故 A 不正确．电键断开的瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡 A，所以 灯泡 A 不会立即熄灭，若断开前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪 亮一下然后逐渐熄灭．若断开前，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡 不会闪亮一下．故 B 正确．丙图为多用电表的欧姆档；需要进行欧姆调零，测量的电流都是 从正极出发流过黑表笔，流过电阻 R，最后从红表笔进表到电源的负极，故 C 错误．丁图利 用了速度选择器的原理，电子从右向左运动时，洛伦兹力和电场力都向上，则向上偏转；此 装置只能从左向右选择速度，故 D 错误。 15．B 物块 A 刚好运动到木块 B 的最高点时，两者共速为 v，对物块 A 和木块 B 组成的系统，由机 械能守恒和水平方向动量守恒得： =mAgR+ 解得 2 0 1 2 Am v 21 )2 A Bm m v（ + 0 ( )A A Bm v m m v= +v0=4m/s、v=2m/s 故 A 错误，B 正确； 当物块 A 返回到水平面时，木块 B 的速度最大，由机械能守恒和水平方向动量守恒得： = + 解得 v2=4m/s、v1=0m/s 另一组解 v1=4m/s、v2=0（舍去） 故 CD 错误。 16．A 粒子在磁场中运动做匀速圆周运动，入射点是 S，出射点在 OM 直线上，出射点与 S 点的连线 为轨迹的一条弦。当从边界 OM 射出的粒子在磁场中运动的时间最短时，轨迹的弦最短，根 据几何知识，作 ES⊥OM，则 ES 为最短的弦，粒子从 S 到 E 的时间即最短。 由题意可知，粒子运动的最长时间等于 ，设 OS＝d，则 DS＝OStan30°＝ ，粒子在磁 场中做圆周运动的轨道半径为： ， 由几何知识有： 2 0 1 2 Am v 2 1 1 2 Am v 2 2 1 2 Bm v A 0 A 1 B 2m v m v m v= + 1 2 3 3 d DS 3 2 6r d= =ES＝OSsin30°＝ d，cosθ＝ ＝ ，则：θ＝120°， 粒子在磁场中运动的最长时间为： tmin＝ ，故 A 正确，BCD 错误。 17．C 假设卫星在半径为 r2 的圆轨道上运行时速度为 v2．由卫星的速度公式 知，卫星在 半径为 r2 的圆轨道上运行时速度比卫星在半径为 r1 的圆轨道上运行时速度小，即 v2