天水市一中 2019-2020 学年第二学期高三诊断试题
物 理
一、单选题(本大题共 12 小题,每小题 4 分,1-10 题单选,11-12 多选。共 48.0 分)
1、在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,
下列说法正确的是( )
A. 伽利略发现了行星运动的规律
B. 卡文迪许通过实验测出了万有引力常量
C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
2、在电场强度大小为 E 的匀强电场中,将一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球从 O 点由
静止释放,小球沿直线 OA 斜向下运动,直线 OA 与竖直方向的夹角为 θ.已知重力加速度
为 g,不计空气阻力,下列判断正确的是 ( )
A.场强的最小值为 E=mgsin θ
q
B.场强的最小值为 E=mgtan θ
q
C.E=mgsin θ
q 时,小球的电势能一定增大
D.E=mgsin θ
q 时,小球的机械能一定减小
3、以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时.一个物体所受空气阻力可忽略,
另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比.下列用虚线和实线描述两物体运动的
vt 图线正确的是( )
A B C D
4、质量分别为 M 和 m 的物块 A 和 B 形状、大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连
接,如图甲所示,绳子平行于倾角为 α 的斜面,A 物块恰好能静止在斜面上,不考虑两物
块与斜面之间的摩擦.若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放物块,斜面仍保持静
止.则下列说法正确的是( )
甲 乙
A.轻绳的拉力等于 Mg
B.轻绳的拉力小于 mg
C.A 物块运动的加速度大小为(1-sin α)gD.A 物块运动的加速度大小为 g
5、如图所示,“嫦娥三号”探测器发射到月球上要经过多次变轨,最终降落到月球表面上,其
中轨道Ⅰ为圆形轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道.下列说法正确的是( )
A.探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度小于月球表面的重力加速度
B.探测器在轨道Ⅰ经过 P 点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过 P 点
时的加速度
C.探测器在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅱ的运行周期
D.探测器在 P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速
6、如图所示,一个质量为 M 的滑块放置在光滑水平面上,滑块的一侧是一个四分之一光滑圆
弧 EF,与水平地面相切于 E 点,圆弧半径为 R=1 m.另有一
个质量为 m 的小球以初速度 v0 从 E 点冲上滑块,若小球刚好没
跃出圆弧的上端,已知 M=4m,取 g=10 m/s2,则小球的初速
度 v0 的大小为( )
A.v0=4 m/s B.v0=5 m/s C.v0=6 m/s D.v0=7 m/s
7、图甲所示为一对长度为 L 的平行金属板,在两板之间加上图乙所示的电压.现沿两板间的
中轴线从左端向右端连续不断地射入初速度为 v0=L
T的相同带电粒子(重力不计),若所有粒
子均能从两极板间飞出,则粒子飞出时的最小偏转位移与最大偏转位移大小之比是 ( )
甲 乙
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
8、如图所示,在直角三角形所在的平面内存在匀强电场,其中 A 点电势为 0,B 点电势为 3
V,C 点电势为 6 V.已知∠ACB=30°,AB 边长为 3 m,D 为 AC
的中点.现将一点电荷放在 D 点,且点电荷在 C 点产生的场强为
1.5 N/C,则放入点电荷后,B 点场强大小为( )
A.2.5 N/C B.3.5 N/C C.2 2 N/C D. 5 N/C
9、如图所示,在直角三角形 abc 区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强
度大小为 B,∠a=60°,∠b=90°,边长 ac=L,一个粒子源在 a 点将质量为 2m、电荷量
为 q 的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场,在磁场中运动时间最长的粒子中,
速度的最大值是( )
A.qBL
2m B.qBL
4m
M
M m+C.
3qBL
6m D.qBL
6m
10、如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻是 r 的
两条输电线输电,输电线路中的电流是 I1,其末端间的电压为 U1.在输电线与用户间连有
一理想变压器,流入用户端的电流为 I2.则( )
A.用户端的电压为I1U1
I2 B.输电线上的电压降为 U
C.理想变压器的输入功率为 I21r D.输电线路上损失的电功率为 I1U
11、在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于衰变放射出某种粒子,结果得到的一张径
迹照片中有两个相切圆 1 和 2 (如图所示),已知两个相切圆的半径分别为 r1、r2.下列说
法正确的是( )
A.原子核可能发生的是 α 衰变,也可能发生的是 β 衰变
B.径迹 2 可能是衰变后新核的径迹
C.若衰变方程是 23892 U→23490 Th+42He,则 r1∶r2=1∶45
D.若是 α 衰变,则 1 和 2 的径迹均是顺时针方向
12、(3-3 分校做)如图所示,一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回
到状态 A.其中 A→B 和 C→D 为等温过程,B→C 和 D→A 为绝热过程.该循环过程中,下
列说法正确的是( )
A.A→B 过程中,气体对外界做功,吸热
B.B→C 过程中,气体分子的平均动能增大
C.C→D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D.D→A 过程中,气体分子的速率分布曲线发生变化
12、(3-4 本部做)如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上
的入射角为 θ,经折射后射出 a、b 两束光线.则( )
A.在玻璃中,a 光的传播速度小于 b 光的传播速度
B.玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率
C.若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大,则折射光线 b 首先消失
D.分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间距小于 b 光的
干涉条纹间距
二、实验题(本大题共 2 小题,共 18.0 分)
13、(6 分)如图所示为接在 50 Hz 低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸带做匀加速
直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打 5 个点所取的计数点,但第 3 个计数点没有画出.由图中数据可求得:
(1)该物体的加速度大小为________m/s2.
(2)打第 2 个计数点时该物体的速度大小为________m/s.
(3)如果当时电网中交变电流的频率是 f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度
的测量值与实际值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
14、(12 分)某多用电表欧姆挡的内部电路如图甲中虚线框内所示,小明同学将电阻箱和电压
表 V 并联后接在两表笔 a、b 上,欲用图示的电路测量欧姆挡“×1”时多用电表内部的电阻
r(远小于电压表 V 的内阻)和电池的电动势 E.实验的主要步骤为:
甲 乙
(1)表笔 b 为________(填“红表笔”或“黑表笔”).将选择开关转至欧姆挡“×1”,将红、黑表
笔短接,调节________,使指针指在________(填“左”或“右”)侧零刻度线处.
(2)改变电阻箱 R 的阻值,分别读出 6 组电压表和电阻箱的示数 U、R,将1
U 、1
R的值算出
并记录在表格中,作出1
U1
R图线如图乙所示.
组数 1 2 3 4 5 6
1
R 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
1
U 0.84 1.05 1.26 1.48 1.62 1.82
(3)根据图线得到电动势 E=________V,内阻 r=________Ω.(结果保留三位有效数字).
(4)由于电压表的分流作用,多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值________(填“大”
或“小”).
四、计算题(本大题共 3 小题,共 34.0 分)
15、(13 分)如图所示,固定斜面的倾角 θ=37°,斜面长为 L,一长木板放在斜面上,长木板
的上端与斜面顶端重合,长木板的质量为 m、长为L
2,一小物块放在长木板的上端,质量也为 m.现同时释放小物块和长木板,当长木板的下端到达斜面的底端时,小物块也恰好
滑到斜面底端,不计小物块的大小.
(1)若小物块与长木板间光滑,则长木板与斜面间的动摩擦因数 μ 为多少?
(2)若小物块与长木板间的动摩擦因数 μ′是长木板与斜面间动
摩擦因数 μ 的一半,斜面的长 L=2.4 m,则小物块运动到斜
面底端所用的时间为多少?
16、(11 分)如图所示,圆心为 O、半径为 R 的圆形磁场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场,
以圆心 O 为坐标原点建立坐标系,在 y=-3R 处有一垂直 y 轴 的
固定绝缘挡板,一质量为 m、带电荷量为+q 的粒子,与 x 轴 成
60°角从 M 点(-R,0)以初速度 v 0 斜向上射入磁场区域,经磁 场 偏
转后由 N 点离开磁场(N 点未画出)恰好垂直打在挡板上,粒子 与 挡
板碰撞后原速率弹回,再次进入磁场,最后离开磁场.不计 粒 子
的重力,求:
(1)磁感应强度 B 的大小;
(2)N 点的坐标;
(3)粒子从 M 点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间.
17、(10 分)(3-3 分校做)如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地
面上,汽缸内部被质量均为 m 的活塞 A 和活塞 B 分成高度相等的三个部分,下边两部分封闭
有理想气体 P 和 Q,活塞 A 导热性能良好,活塞 B 绝热.两活塞均与汽缸接触良好,活塞厚
度不计,忽略一切摩擦.汽缸下面有加热装置,初始状态温度均为 T0,汽缸的截面积为 S,外
界大气压强大小为mg
S 且保持不变,现对气体 Q 缓慢加热.求:
(1)当活塞 A 恰好到达汽缸上端卡环处时,气体 Q 的温度 T1;
(2)活塞 A 恰接触汽缸上端卡环后,继续给气体 Q 加热,当气体 P 体 积
减为原来一半时,气体 Q 的温度 T2.
17、(10 分)(3-4 本部学生做)如图所示,直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面,∠A=
90°,∠B=30°.一束光线平行于底边 BC 射到 AB 边上并进入棱镜,然后垂直于 AC 边射出.
(1)求棱镜的折射率;
(2)保持 AB 边上的入射点不变,逐渐减小入射角,直到
BC 边上恰好没有光线射出.求此时 AB 边上入射角的正弦.天水市一中 2019-2020 学年第二学期高三诊断试题物理参考答案
1.解答:行星运动定律是开普勒发现的 A 错误;B 正确;伽利略最早指出力不是维持物体
运动的原因,C 错误;伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献,D 错误。
2、解析:小球在重力和电场力的共同作用下沿 OA 做匀加速直线运动,则小球所受合外
力沿 OA 方向,当电场力的方向与合力的方向垂直时(如图中 F 电 3),电
场力最小,即 Eq=mgsin θ,故场强的最小值 E=
mgsin θ
q ,A 正确,B
错误.当 E=
mgsin θ
q 时,由于在运动过程中电场力不做功,电势
能一定不变,机械能也不变,C 错误,D 错误.
3、解析:空气阻力不计时,物体只受重力,是竖直上抛运动,做匀变速直线运动,vt 图
线是向下倾斜的直线.有空气阻力时,上升阶段,根据牛顿第二定律有 mg+f=ma,故 a=g+
f
m,由于阻力随着速度减小而减小,故加速度逐渐减小,最小值为 g;下降阶段,根据牛顿第
二定律有 mg-f=ma,故 a=g- f
m,由于阻力随着速度增大而增大,故加速度减小.vt 图线
的斜率表示加速度,故整个过程图线切线的斜率不断减小,图线与 t 轴的交点对应时刻的加速
度为 g,切线与虚线平行,故 A、B、D 错误,C 正确.
4、解析:互换位置前,A 静止在斜面上,则有 Mgsin α=mg,互换位置后,对 A 有 Mg-
T=Ma,对 m 有 T′-mgsin α=ma,又 T=T′,解得 a=(1-sin α)g=M-m
M g,T=mg,故选项
A、B、D 错误,选项 C 正确.
5、[解析] 探测器在轨道Ⅰ运行时所受月球产生的万有引力小于在月球表面时所受月球
产生的万有引力,根据牛顿第二定律,探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度小于月球表面的重力
加速度,故 A 正确;根据万有引力提供向心力有GMm
r2 =ma,距月心距离相同,则加速度相同,
故探测器在轨道Ⅰ经过 P 点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过 P 点时的加速度,故 B 错误;轨道Ⅰ
的半径大于轨道Ⅱ的半长轴,根据开普勒第三定律,探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ
的运行周期,故 C 错误;探测器在 P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须减速,故 D 错误.
6、解析:当小球上升到圆弧上端时,小球与滑块水平方向速度相同,设为 v1,根据水平方向动量守恒有 mv0=(m+M)v1,根据机械能守恒定律有 1
2mv02=1
2(m+M)v12+mgR,联立两
式解得 v0=5 m/s,B 正确.
7、解析:由于 v0=L
T,粒子在两板之间的运动时间均为 T,在 t=nT 时刻进入的粒子的侧
移量最大,在竖直方向上前半个周期加速,后半个周期匀速,ymax=1
2a(T
2 )2+aT
2·T
2=3
8aT2,
在 t=(n+1
2 )T 时刻进入的粒子,在前半个周期在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上速
度为零,后半个周期在竖直方向上做匀加速运动,侧移量最小,ymin=1
2a(T
2 )2=1
8aT2,故
ymin∶ymax=1∶3,C 正确.
8、解析:由题意可知 B、D 两点电势相等,BD 所在直线为等势线,根据沿电场线方向电
势逐渐降低可知,电场方向与 BD 垂直且由 BD 中点指向 A,如图所
示.根据匀强电场中电场强度与电势差的关系可知,匀强电场的电场
强度大小 E=U
d= 3
3cos 30°
N/C=2 N/C.根据点电荷电场的特点可知,
放在 D 点的点电荷在 B 点产生的电场强度与在 C 点产生的电场强度大小相等,都是 1.5 N/C,
根据电场叠加原理,B 点的电场强度大小为 EB= 22+1.52 N/C=2.5 N/C,选项 A 正确.
9、解析:粒子沿 ab 边界方向射入磁场,从 ac 边射出磁场
时转过的圆心角最大,粒子在磁场中的运动时间最长,其中速
度最大的粒子的运动轨迹应与 bc 相切,粒子运动轨迹如图所
示,根据题意可以知道,∠a=60°,边长 ac=L,则四边形 abdO 是
正方形,粒子轨迹半径 r=1
2L,粒子做圆周运动,洛伦兹力提供向
心力,由牛顿第二定律得 Bqvm=2mv2m
r ,则粒子的最大速度 vm=qBL
4m ,故 A、C、D 错误,B 正
确.
10、解析:由理想变压器输入、输出功率相等可知 P1=P2,即 U1I1=U2I2,U2=I1U1
I2 ,A
正确.输电线上的电压降为 ΔU=U-U1,B 错.理想变压器的输入功率 P1=U1I1=UI1-I21r,
C 错.输电线路上损失的电功率为 ΔP=I21r=I1U-I1U1,D 错.
11、解析:原子核衰变过程系统动量守恒,衰变生成的原子核与粒子动量方向相反,速
度方向相反,由左手定则知,若生成的原子核与粒子电性相反,则在磁场中的径迹为内切圆,
若电性相同,则在磁场中的径迹为外切圆,所以生成的原子核与粒子电性相同,发生的是 α
衰变,不是 β 衰变,故 A 错误;原子核衰变后生成的原子核与粒子的动量 p 大小相等、方向
相反,原子核与粒子在磁场中均做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由 qvB=mv2
r ,解得 r=mv
qB= p
Bq,由于 p、B 都相同,则电荷量 q 越大,其径迹半径 r 越小,由于新核的电荷量大于
粒子的电荷量,则新核的径迹半径小于粒子的径迹半径,则半径为 r1 的圆为新核的运动径迹,
半径为 r2 的圆为粒子的运动径迹,故 B 错误;由 B 选项的分析知,r1∶r2=2∶90=1∶45,
故 C 正确;若是 α 衰变,生成的原子核与粒子电性相同,由左手定则可知,原子核与粒子都
沿顺时针方向做匀速圆周运动,故 D 正确.故选 C、D.
12、(3-3 分校做)解析:A→B 过程中,体积增大,气体对外界做功,温度不变,内能不
变,根据 ΔU=Q+W 可知气体吸热,故 A 项正确;B→C 过程中,绝热膨胀,气体对外界做
功,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,故 B 项错误;C→D 过程中,温度不变,
体积变小,分子数密度变大,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,故 C 项错误;D→A
过程中,绝热压缩,外界对气体做功,内能增加,温度升高,气体分子的平均动能增大,气
体分子的速率分布曲线发生变化,故 D 项正确。
12、(3-4 本部做) [解析] 通过光路图可看出,折射后 a 光的偏折程度大于 b 光的偏
折程度,玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率,选项 B 错误;由 n=c
v知,在玻璃中,a
光的传播速度小于 b 光的传播速度,选项 A 正确;入射角增大时,折射率大的光线首先发生
全反射,a 光首先消失,选项 C 错误;na 大于 nb,所以 fa 大于 fb,由 知, ,所
以 a 光干涉条纹间距小,D 正确.
13、答案:(1)0.74 (2)0.399 (3)偏大
解析:(1)设 1、2 间的位移为 xA, 4、5 间的位移为 xB;因为交流电源频率为 50 Hz,且每
打 5 个点取一个计数点,所以两个计数点之间的时间间隔 T=0.1 s;因为 xB-xA=3aT2,代入
数据解得 a=0.74 m/s2.
(2)打第 2 个计数点时物体的瞬时速度等于打 1、3 点之间物体的平均速度,因此有 v2=x13
t13
=3.62+3.62+0.74
0.2 ×10-2 m/s=0.399 m/s.
(3)如果当时电网中交变电流的频率是 f=49 Hz,则周期变大,计数点之间的时间间隔变
大,即实际的时间间隔大于 0.1 s,但是该同学仍以 0.1 s 计算,根据 xB-xA=3aT2,知加速度
的测量值比实际值偏大.
14、答案:(1)黑表笔 调零旋钮 右 (3)1.49 14.5 (4)小
解析:(1)表笔 b 接多用电表内电源的正极,则为黑表笔,将选择开关转至欧姆挡“×1”,
将红、黑表笔短接,调节调零旋钮,使指针指在右侧零刻度线处.
(3)由闭合电路欧姆定律可知 E=U+U
Rr,变形得1
U=1
E+r
E·1
R,由所作图象可知,图象与纵
c
f
λ= a b
λ λ<
2
12 23 12 12
13 13
( )x x x x aT
t t
+ + += =轴的交点为 0.67 V-1=1
E,则电源的电动势 E≈1.49 V;图象的斜率表示r
E,则r
E=1.95-0.67
0.132 Ω·V
-1≈9.70 Ω·V-1,则 r=9.70×1.49 Ω=14.5 Ω.(4)当 R 为无穷大即不接电阻箱时,电压表的示数
为多用电表内部电源的电动势的测量值,而电压表两端的电压等于电动势的真实值减去多用
电表的内电压,所以多用电表内部电源电动势的测量值比真实值小.
15、(13 分)解析:(1)小物块沿长木板下滑的加速度大小:a1=gsin θ ①
小物块从斜面顶端滑到底端所用时间 t1 满足:L=1
2a1t21 ②
长木板下滑时,有:mgsin θ-μ×2mgcos θ=ma2 ③
1
2L=1
2a2t21 ④
解得:μ=1
4tan θ= 3
16. ⑤
(2)若小物块与长木板间的动摩擦因数 μ′是长木板与斜面间动摩擦因数 μ 的一半,则对小
物块,有:a1′=gsin θ-μ′gcos θ, ⑥
L=1
2a1′t22 ⑦
对长木板,有:mgsin θ+μ′mgcos θ-μ×2mgcos θ=ma2′ ⑧
1
2L=1
2a2′t22 ○9
μ′=1
2μ ○10
解得:μ′= 3
20 ○11
则:a1′=4.8 m/s2 ○12
小物块运动到斜面底端所用的时间:t2= 2L
a1′=1 s. ○13
①-○13 每式各 1 分
16、(11 分)解析:(1)设粒子在磁场中运动的半径为 r,根据题设条件画出粒子的运动轨迹如
图所示,由几何关系得:r=R ①
由洛伦兹力等于向心力:qv0B=mv20
r ②
解得:B=mv0
qR . ③
(2)由图中几何关系可得 N 点的横坐标为:x=Rsin 60°= 3
2 R ④
纵坐标为:y=-Rcos 60°=-1
2R ⑤N 点的坐标为( 3
2 R,-1
2R). ⑥
(3)粒子在磁场中运动的周期 T=2πR
v0 ⑦
由几何知识得粒子在磁场中运动的圆心角共为 180°,粒子在磁场中运动时间 t1=T
2 ⑧
粒子在磁场外的运动,由匀速直线运动可 得,从出
磁场到再次进磁场的时间 t2=2s
v0
其中 s=3R-1
2R ○9
粒子从 M 点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间 t=t1+t2 ○10
解得:t= ○11
①-○11 每式各 1 分
17、(10 分)(3-3 分校学生做)解析:(1)设 P、Q 初始体积均为 V0,在活塞 A 接触上端
卡环之前,Q 气体做等压变化,则由盖—吕萨克定律有:V0
T0=2V0
T1 ①----1 分
解得:T1=2T0. ②----1 分
(2)当活塞 A 恰接触汽缸上端卡环后,P 气体做等温变化,由玻意耳定律有:
2mg
S ·V0=p1·V0
2 ③----1 分
解得 p1=4mg
S ④----1 分
此时 Q 气体的压强为 p2=p1+mg
S =5mg
S ⑤----1 分
当 P 气体体积变为原来一半时,Q 气体的体积为 5
2V0,此过程对 Q 气体由理想气体
状态方程:
3mg
S ·V0
T0 =
5mg
S ·5
2V0
T2 ⑥------3 分
解得 T2=25
6 T0. ⑦------2 分
17、(10 分)(3-4 本部学生做) [解析] (1)光路图及相关量如图所示,光束在 AB 边上
折射,由折射定律得
sin i
sin α=n ①----------------1 分
式中 n 是棱镜的折射率.由几何关系可知
Rv0
5 π+α+β=60° ②----------------1 分
由几何关系和反射定律得
β=β′=∠B ③----------------1 分
联立①②③式,并代入 i=60°得
n= 3. ④----------------2 分
(2)设改变后的入射角为 i′,折射角为 α′,由折射定律得
sin i′
sin α′=n ⑤----------------1 分
依题意,光束在 BC 边上的入射角为全反射的临界角 θc,且
sin θc=1
n ⑥----------------1 分
由几何关系得
θc=α′+30° ⑦----------------1 分
由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为
sin i′= 3- 2
2 . ⑧----------------2 分