山东省2019-2020学年度高三联考物理试题（有答案）

山东湖北部分重点中学 2021 届高三新起点摸底联考 物理试题 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生 号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用 2B 铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用 0.5 毫米黑色签字笔 书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答 题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 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。 1.2006 年 3 月 23 日央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗，终于率先建成了世界上第一个全 超导的托卡马克试验装置并调试成功，这种装置被称为“人造太阳”．其中 和 是重要的核燃料，核 反应方程为 +17.6MeV，则下列说法正确的是(　　) A．X 是电子 B．该反应是人工核反应 C. 生成物比反应物的比结合能大 D．核反应前后的总质量不变 【答案】C 【解析】A．X 是中子；B．人工核反应,是指通过人为的方式,利用射线（通常是用高速α粒子）来轰击某 些元素的原子核,使之发生核反应,这就叫“人工核反应”。该核反应是聚变；C.释放能量有质量亏损，比 结合能变大；D．核反应前后总质量变小。 【考点】原子物理中的核反应 2.倒在杯中的香槟酒中会冒出一连串上升的气泡，假设这些气泡在上升过程中温度不变，忽略阻力，下列 说法正确的是： A. 体积越来越大，速度越来越快 B. 体积越来越大，速度基本不变 C. 体积基本不变，速度越来越快 D. 体积基本不变，速度基本不变 【答案】A 【解析】解：气泡在开始上升过程中，温度不变，压强减小，根据理想气体状态方程：PV T = C知，气泡的 体积会增大；根据浮力公式 ，气泡的体积增大时，浮力增大，根据牛顿第二定律知，气泡的加速 度方向向上且增大，气泡的速度越来越大，故 A 正确，BCD 错误。 2 1H 3 1H XH +→+ HeH 4 2 3 1 2 1 VF gρ=浮αcosFVP =由 本题考查了理想气体状态方程、浮力公式等知识点。关键点：要回挖掘隐藏的条件，温度不变，压强 变小，从而利用理想气体状态方程判断体积的变化。 【考点】气体及热力学定律 3.如图所示，粗糙程度相同的半圆形的碗固定在水平桌面上，可视为质点的物块从 A 点静止释放，经 B 滑 到 C 点的过程中，速度越来越大，下列说法正确的是 A．小球所受支持力增大和摩擦力减小 B．小球所受支持力的功率一直增大 C.小球所受摩擦力的功率一直增大 D.小球所受重力的功率一直增大 【答案】C 【解析】正交分解知支持力增大，滑动摩擦力也变大，A 错；知 BD 错，C 对。 【考点】摩擦力及功率的概念 4.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为 4s。t=1s 时波形如图甲所示，a，b，c，d 是 波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是(    ) A. 这列波的波长为 1m B. t=1s 时质点 a 的速度与质点 b 的速度相等 C. t=2s 质点 a 的加速度大小比质点 b 的加速度小 D. 图乙表示的是质点 b 的振动图象 【答案】C 【解析】解：A.由题可知，速度为0.5m/s，周期为 4s，则波长λ = vT = 0.5 × 4m = 2m，故 A 错误； B.t = 1s时质点 a 在波峰处，速度为零，质点 b 在平衡位置，速度最大，故 B 错误； C.因为周期T = 4s，所以 t=2s 当时经历了T 4，此时质点 a 在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点 b 在 波峰处，位移最大，加速度最大，故 C 正确； D.由乙图可知，当t = 1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点 c，故 D 错误。 【考点】波的图像和振动图像 5.我国首个月球探测计划“嫦娥工程”分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，假设“嫦娥四号”探 测器在距月球表面高度为 6R 的圆形轨道 I 上做匀速圆周运动，运行周期为 T，到达轨道的 A 点时点火变轨 进入椭圆轨道 II，到达轨道的近月点 B 时，再次点火进入近月轨道 III 绕月做匀速圆周运动，如图所示， 已知月球半径为 R，重力加速度约为 ，引力常量为 G，则下列说法正确 的 是 B．在轨道 II 上 B 点速率等于 g6 1 2 32343. GT RA π月球的质量可表示为 gR6 15.32.2.3. DCBA C．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道 II 上的周期小于轨道 I 上的周期 D．“嫦娥四号”探测器在轨道 I 上的机械能小于轨道 II 上的机械能 【答案】C 【解析】 A 错误； B 点速度大于第一宇宙速度，B 错。轨道 I 的机 械能大于轨道 II 上的机械能，D 错。由开普勒第三定律知 C 对。 【考点】万有引力定律 6.如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则不正确的是(　　) A．入射的单色光的频率必须大于阴极材料的截止频率 B．增大单色光的强度，电流表的示数将增大 C．滑片 P 向左移，电流表示数将增大 D．滑片 P 向左移，电流表示数将减小，甚至为零 【答案】 C 【解析】　单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，说明发生了光电效应，因此入射的单色光的频 率一定大于阴极材料的截止频率，选项 A 正确；增大单色光的强度，则产生的光电流增大，电流表的示数 增大，选项 B 正确；当滑片 P 向左移时，K 极的电势比 A 极高，光电管上加的是反向电压，故选项 C 错误， D 正确．本题答案为 C 【考点】光电效应 7.如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为 R，AB 是一竖直直径，现有一束半径为 的圆环形平行细光沿 AB 方向射向球体(AB 直径为 圆环中心轴线)，所有光线经折射后恰好经过 B 点射出，则透明球体的折射率为 【答案】A 【解析】光路图如图所示，由几何关系可知， 即α = 60∘ 2 32 2 2 2 13724 GT R T rmr GMm ππ 知月球质量为由 = R2 3 RR 2 3sin =α由图可知，α = 2β，得：β = 30∘ 由折射定律有： 【考点】几何光学折射率 8.如图所示，水平放置的平行板电容器与电动势为 E 的直流电源连接，上极板接地。一带电油滴位于容器 中的 P 点且恰好处于平衡状态。现先将电键断开，再将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离， 则( ) A．电容器的电容增大 B．极板所带的电荷量增多 C．带电油滴将向下运动 D. 极板间的电场强度不变 【答案】D 【解析】电容变小，电量不变，电场强度 E 不变，所以油滴不动，D 正确。 【考点】电场性质 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，有多项符合题目 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,竖直平面内有一固定光滑半圆槽,A、C 等高,B 为圆槽最低点,小球从 A 点正上方 O 点静止释放, 从 A 点切入光滑圆槽。则 (　　) A．从 A 到 B 和 B 到 C 的过程中合外力的冲量相同 B．从 A 到 B 和 B 到 C 的过程中合外力做的功大小一样 C.从释放小球至小球运动到最高点的过程中小球所受 重力的冲量和圆槽对小球弹力的冲量大小相等 D.从释放小球到小球到最高点的过程中小球始终处于失重状态 【答案】BC 【解析】合外力冲量方向不同，故 A 错；A、C 两点速度大小一样所以 A 到 B，B 到 C 过程中做功一样，B 对；由动量定理知合力冲量为零，所以小球所受重力的冲量和圆槽对小球弹力的冲量大小相等，C 对；在 B 点小球就处于超重状态，故 D 错。 【考点】超重失重冲量动量及动量定理的概念 10.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 N， 另一端与斜面上的物块 M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N 的细绳 与竖直方向成 45°。已知 M 始终保持静止，则在此过程中(　　) A.水平拉力的大小可能保持不变 3sin sin == β α nB.M 所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 【答案】　BD 【解析】　选 N 为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力 F 缓慢拉动 N 的过程中，水平拉力 F 逐渐 增大，细绳的拉力 T 逐渐增大，选项 A 错误，B 正确；对 M 受力分析，如图乙所示，受重力 GM、支持力 FN、绳的拉力 T 以及斜面对它的摩擦力 f。若开始时斜面对 M 的摩擦力 f 沿斜面向上，则 T＋f＝GMsinθ， T 逐渐增大，f 逐渐减小，当 f 减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对 M 的摩擦力 f 沿斜面向下，此 时，T＝GMsin θ＋f，当 T 逐渐增大时，f 逐渐增大，C 错误，D 正确。 【考点】动态平衡、正交分解 11.如图所示，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的 光滑导体棒 ab、cd 静止在导轨上。t＝0 时，棒 ab 以初速度 v0 向右滑动。运动过程中，ab、cd 始终与导 轨垂直并接触良好，两者速度分别用 v1、v2 表示，回路中的电流用 I 表示。下列图象中可能正确的是(　　) 【答案】AC 【解析】　导体棒 ab 运动，切割磁感线，产生感应电流(逆时针)，导体棒 ab 受安培力 F 作用，速度减小， 导体棒 cd 受安培力 F′作用，速度增大，最终两棒速度相等，如图所示。sD 7103. −×π 由 E＝Bl(vab－vcd）知，感应电动势 E 非均匀变化，则感应电流非均匀变化。当两棒的速度相等时，回路 上感应电流消失，两棒在导轨上以共同速度做匀速运动。由系统的动量守恒得 mv0＝2mv，v 共＝ v0 2 ，）A 正 确；导体棒 cd 受变力作用，加速度逐渐减小，其 v－t 图象应该是曲线，B 错误；由前面分析知，两导体 棒做变速运动，感应电流变小，最后为零，但非均匀变化，C 正确，D 错误。答案选 AC 【考点】电磁感应、动量守恒 12.如图所示，有一对平行金属板相距 d=10cm，两板间有匀强磁场，磁感应强度的大小 B=0.1T，方向与垂 直纸面向里。左板 A 处有一粒子源 A，以速度 v=1×106m/s 不断地在纸面内向各个方向发射比荷 q/m=1× 108C/kg 的带负电粒子，不计粒子的重力，能打在右侧金属板上且经历时间最短的粒子的偏转角和最短时 间分别为( ) A．900 B．600 C.1.5π×10-7s 【答案】BD 【解析】劣弧弦长越短圆心角越小，时间就越短，由此可知最短弦长为板间距离 d,半径为 10cm,作图知偏 转角等于圆心角为 600，由周期公式知 T=2π×10-7s 经历时间为六分之一周期，即 D 对。 【考点】带电粒子在磁场中运动 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13.（5 分）用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧 竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛 所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置 和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中 O 为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线。 (1)在如上图上补画出所需的光路。 (2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的 AB 分界面上画出这两个角。（入射角 用 i,折射角用 r 表示） (3)用所测物理量计算折射率的公式为n = ____。 (4)为了保证在弧面 CD 得到出射光线，实验过程中，光线在弧面 AB 的入射角应适当____(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)。 (5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如上图乙 所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n = ________。 【答案】（1）如图所示 　 （2）如图所示 　 (3)sini sinr　 （4）小一些 （5）1.5 【解析】 （1）连接P3、P4与 CD 交于一点，此交点即光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与 AB 的交点即 光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。 （2）连接 O 点与光线在 AB 上的入射点，画出入射角 i 和折射角 r 如图所示。 （3）由折射定律可得n = sini sinr。 （4）为了保证能在弧面 CD 上有出射光线，实验过程中，光线在弧面 AB 上的入射角应适当小一些，才不 会使光线在 CD 面上发生全反射。 （5）图线的斜率k = sini sinr = n，由题图乙可知图线的斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。 【考点】测定玻璃砖折射率 14.（9 分）某同学要测量一导体的电阻 Rx。 (1)他先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向电阻挡“×100”挡位的多用电表测量,其表 盘及指针所指位置如图所示,要能比较准确地测量该电阻的阻值,应将多用电表的选择开关旋转到电阻挡 的________挡位。(2) 该同学正确选择挡位后测得此电阻约为 300Ω。想进一步精确测量其阻值，现有的器材及其代号 和规格如下： A.待测电阻 Rx B.电流表 A1(量程 0～50mA，内阻约为 5Ω) C.电流表 A2(量程 0～500µA，内阻约为 50Ω) D.电压表 V1(量程 0～3V，内阻约为 10kΩ) E.电压表 V2(量程 0～15V，内阻约为 50kΩ) F.直流电源 E1(电动势 3V，内阻不计) G.直流电源 E2(电动势 15V，内阻不计) H.滑动变阻器 R1(阻值范围为 0～5Ω，允许通过的最大电流为 2.0 A) I.滑动变阻器 R2(阻值范围为 0～50Ω，允许通过的最大电流为 1.0 A) J.电键 S 一个，导线若干 ①为了使实验误差较小，要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上，并要求测得多组数据进行分析，则电 流表应选择______，电压表应选择______，电源应选择______ ，滑动变阻器应选择______ (选填器材前的 字母代号)。 ②请将你设计的实验电路画在方框内。 14. 答案】(1) ×10 （2）B E G I （2）分压电路，电流表外接如图 【考点】欧姆表的使用及电阻的测量 A1 V 2 Rx R 215.（8 分）一小轿车在倾角为 37°的斜坡上行驶，在 A 点时发现前面 C 处有一池塘如图，立即松开油门 滚动前行，此时小车速度为 20m/s,AB 间距 20m、当小轿车到达底端 B 时进入一水平面，BC 间距 75m，已知 整个过程小轿车不采用刹车装置时的滚动摩擦因数为 0.2，采用刹车装置时滑动动摩擦因数为 0.5(g 取 10 m/s2)．求： (1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度大小； (2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，小轿车至少距离 C 点多远处开始刹车. 【答案】(1)24m/s (2)46m 【解析】(1)轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得 mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1 代入数据得 a1＝4.4 m/s........(2 分) 由 vB2-vA2=2a1x1 得行驶至斜坡底端时的速度 vB＝24m/s.........(1 分) (2)在水平地面上不采用刹车装置时， 由牛顿第二定律得 μmg＝ma2 代入数据得 a2＝2 m/s2.....................................(1 分) 采用刹车装置时 μmg＝ma3， 代入数据得 a3＝5 m/s2.....................................(1 分) 设刹车时速度为 v,距离 C 点为 x,则 vB2-v2=2a2(75-x）.........................................(1 分) v2=2a3x .................................................(1 分) 解得 x=46m..............................................(1 分) 【考点】牛顿运动定律应用 16.（8 分）张恒良同学学完大气压后想自制一个气压计，如图所示，瓶子里装上适量带色的水，用橡皮塞 密封好，把两端开口的细玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，水沿玻璃管上升到瓶口 以上离水面约 20cm，他想用它来测玉皇顶的大气压，在网上查得他家大气压约为一个标准大气压，温度约 为 27℃，玉皇顶高度 1500 米，温度约为 18℃，气压约为 0.9 个标准大气压，试估算一下拿到玉皇顶后水 柱离水面高度变为多少厘米？（已知一个标准大气压大约相当于 10m 高竖直水柱产生的压强，可认为玻璃 管较细忽略瓶内水的体积变化，瓶子导热性能良好，瓶口密封很好，瓶内气体质量不变） 【答案】89.4 厘米【解析】瓶内气体初状态压强 P1=1.02P0 温度为 T1=300K...........(1 分) 末状态压强 P2=？ 温度为 T2=291K，体积不变................ .....(1 分) 由查理定律 知 ...................................(2 分) P2=0.9894P0,与外面的压强差为 0.0894P0 ........................(2 分) 所以高度差变为 89.4cm.................(2 分) 【考点】气体状态方程 17. (14 分)如图所示，AC 为光滑半圆轨道其半径 R＝1 m，BD 为粗糙斜面轨道其倾角θ＝37°，D 距水平面 高度 h=6m，两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道 AB 相连，B 处用光滑小圆弧平滑连接，轨道均固定 在同一竖直平面内。在水平轨道上，用挡板将 a、b 两物块间的轻质弹簧压缩后处于静止状态，物块与弹 簧不拴接。同时放开左右两挡板，物块 b 恰好能到达斜面轨道最高点 D，已知物块 a、b 的质量均为 2.5 kg，物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，物块到达 A 点或 B 点之前已和弹簧分离。重力加速度 g 取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)弹簧储存的弹性势能； (2)物块 p 离开 C 后的落地点到 A 的距离。 【答案】（1）EP=500J （2） 8m 【解析】 (1)令 a、b 的质量分别为 m1、m2，离开弹簧后的速度为 v1、v2， 由动量守恒得：m1v1=m2v2 2 分 物块 b 沿斜面上滑过程，由动能定律得： 2 分 代入数据得： 1 分 由能量守恒得： 2 分 代入 得：EP=500J 1 分 (2)a 从放开到到达 C 点，机械能守恒 (2 分) 解得 (1 分) p 离开 C 后平抛，在竖直方向有 2R＝ 1 2gt2 (1 分) 2 2 1 1 T P T P = 2 222 2 10sincos mvhgmghm −=−− θθµ smvv /21021 == 2 22 2 11 2 1 2 1 vmvmEP += smvv /21021 == Rmgvmvm c 22 1 2 1 2 1 2 11 •+= smvc /104=HePu 4 2 235 92 239 94 +→ U HePu 4 2 235 92 239 94 +→ U m eELv =0 eE mLt 21 = 解得 t＝ (1 分) p 离开 C 后的落点到 A 的距离为 s＝vCt＝8m (1 分) 【考点】动量及能量的综合运用 18.（16 分）人类通过对放射性元素的探索来获取核能的秘密，如图第三象限的密闭装置即为研究所研究 核反应的某种设备，在第二象限存在沿 x 轴正向的匀强电场，场强为 E，第一象限存在垂直纸面向外的匀 强磁场，钚的放射性同位素 放置在密闭容器中，静止时衰变为铀核 和α粒子，并放出γ光子，α 粒子的质量为 4m 带电量为 2e，从电场中坐标为（－L，0）的 A 点沿+y 方向射出， 粒子从 y 轴上坐标为（0，2L）的 B 处射入磁场，然后垂直打在 x 轴上 C 点的底 片上，测得底片上 C 点到坐标原点 0 的距离为 （1）写出钚的衰变方程； （2）α粒子射入电场时的初速度大小 （3）粒子从 A 点到 C 点所经历的时间． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1） ....... ........(1 分) .........(1 分) （2）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动： y 方向匀速直线运动： ① ........(1 分) x 方向匀变速直线运动： ② ........(2 分) 由 ① ② 得 ： ③ ..............(2 分) （3）由①②得在电场运动时间： ④ (1 分) s5 10 239 94 Pu 235 92 U L）（ 122 + m eELv =0 eE mLT )2 32( π+= 02 L v t= 21 2 qEL tm = 0 tan v at x y V V ==θ ⑤ ....................................(1 分) 由①②③④⑤得：θ=450 ⑥ .............................(1 分) 如图由几何关系知：带电粒子在磁场中做圆周运动半径为： ⑦ ............................(2 分) 带电粒子在磁场中做圆周运动时间为： ⑧ .........................................(2 分) 由③⑦⑧得: ⑨ ..........................(1 分) 粒子从 A 点到 C 点所经历的时间:T=t1+t2⑩ .................(1 分) 由④⑨⑩得 ○11 ........................(2 分) 【考点】核反应及带电粒子在复合场中的运动 eE mLT )2 32( π+= LR 22= 0 2 4 3 v R t π = eE mLt 2 3 2 π=