福建省厦门市双十中学2020届高三下第一次月考物理试题

双十中学2020届高三下第一次月考理综物理试题

第Ⅰ卷（选择题  共126分）

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14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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．下列说法正确的是

A．阴极射线和β射线的本质都是电子流，在原子内的来源是相同的

B．太阳辐射的能量主要来源于太阳中的裂变反应

C．用频率大于某金属极限频率的单色光照射该金属，若增大入射光的频率，则单位时间内逸出的光电子一定增多

D．放射性元素的半衰期与该元素所处的物理、化学状态无关

15．如图，1/4光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，OA与水平面夹角为30°。小球在拉力F作用下始终静止在A点。当拉力方向水平向左时，拉力F的大小为10 N，当将拉力F在竖直平面内转至沿圆轨道切线方向时，拉力F的大小为

A．5 N　　　　　　 B．15 N

C．10 N  D．10 N

16．图甲所示的变压器原，副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2，L3，L4为四只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是

A．ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin 100πt(V)

B．电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光

C．流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次

D．ab输入端输入功率Pab＝18 W

17．如图，在两等量正点电荷连线的中垂线上，有a、b两个点电荷绕O点做匀速圆周运动，且a、b与O始终在一条直线上。忽略a、b间的库仑力，已知sinα＝0.6，sinβ＝0.8，则a、b两个点电荷的比荷之比为

A．       B．       C．    D．

18．用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为

A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m

19．在《流浪地球》的“新太阳时代”，流浪2500年的地球终于定居，开始围绕比邻星做匀速圆周运动，己知比邻星的质量约为太阳质量的，目前地球做匀速圆周运动的公转周期为1y，日地距离为1AU(AU为天文单位)。若“新太阳时代"地球的公转周期也为1y，可知“新太阳时代”

A．地球的公转轨道半径约为AU

B．地球的公转轨道半径约为AU

C．地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶2

D．地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶4

20．如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的宽度为d，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ．下列说法正确的是

A．通过电阻R的最大电流为

B．流过电阻R的电荷量为

C．整个电路中产生的焦耳热为mgh

D．电阻R中产生的焦耳热为

21．如图，匀强磁场中位于P处的粒子源可以沿垂直于磁场向纸面内的各个方向发射质量为m、电荷量为q、速率为v的带正电粒子，P到荧光屏MN的距离为d。设荧光屏足够大，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列判断正确的是

A．若磁感应强度，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为

B．若磁感应强度，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为

C．若磁感应强度，则荧光屏上形成的亮线长度为

D．若磁感应强度，则荧光屏上形成的亮线长度为

第Ⅱ卷（非选择题  共174分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每道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。

（一）必考题：共129分。

22．(5分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图1所示，轻弹簧放置在倾斜的长木板上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

（1） 实验中涉及下列操作步骤：

①松手释放物块；

②接通打点计时器电源；

③木板一端抬高以平衡摩擦；

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量。

上述步骤正确的操作顺序是________(填序号)。

（2）甲同学在实验时打出的纸带结果如图2所示，请你帮助他分析，最有可能造成这种结果的原因是                                      。

（3）乙同学在实验中打出的纸带结果如图3所示。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，小车质量为200 g，结合纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s，相应的弹簧的弹性势能为________J。(结果均保留两位有效数字)

23．(10分)把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流Ig为200μA，内阻估计在400~600Ω之间。

(1)按图测定电流表G的内阻Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：

A．滑动变阻器（阻值范围 0~200Ω）

B．滑动变阻器（阻值范围 0~175Ω）

C．电阻箱（阻值范围 0~999Ω）

D．电阻箱（阻值范围 0~99999Ω）

E. 电源（电动势 6V，内阻 0.3Ω）

F. 电源（电动势 12V，内阻 0.6Ω）

按实验要求，R最好选用 _______，R′最好选用________，电源最好选用 ________(填选用器材前的字母代号)。

(2)根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值_______（选填“大”或“小”）。

(3)假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为____________。

24．(12分)一劲度系数为k＝100 N/m 的轻弹簧下端固定于倾角为θ＝53°的光滑斜面底端，上端连接物块Q。一轻绳跨过定滑轮O，一端与物块Q连接，另一端与套在光滑竖直杆的物块P连接，定滑轮到竖直杆的距离为d＝0.3 m。初始时在外力作用下，物块P在A点静止不动，轻绳与斜面平行，绳子张力大小为50 N。已知物块P质量为m1＝0.8 kg，物块Q质量为m2＝5 kg，不计滑轮大小及摩擦，sin 53°＝0.8，取g＝10 m/s2。现将物块P静止释放，求：

(1)物块P位于A时，弹簧的伸长量x1；

(2)物块P上升h＝0.4 m至与滑轮O等高的B点时的速度大小；

(3)物块P上升至B点过程中，轻绳拉力对其所做的功。

25．(20分)如图所示，在空间坐标系x＜0区域中有竖直向上的匀强电场E1，在第一、四象限的正方形区域CDEF内有方向如图所示的正交的匀强电场E2和匀强磁场B，已知CD＝2L，OC＝L，E2＝4E1。在－x轴上有一质量为m、电荷量为＋q的金属球a以速度v0沿x轴向右匀速运动，并与静止在坐标原点O处用绝缘细支柱支撑的(支柱与b球不粘连、无摩擦)质量为2m、不带电金属球b发生弹性碰撞。已知a、b两球的体积大小、材料相同且都可视为点电荷，碰后电荷总量均分，重力加速度为g，不计a、b两球间的静电力，不计a、b两球产生的场对电场、磁场的影响，求：

(1)碰撞后，a、b两球的速度大小；

(2)a、b两球碰撞后，经t＝时a球到某位置P点，求P点的位置坐标；

(3)a、b两球碰撞后，要使b球不从CD边界射出，求磁感应强度B的取值。

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。

33．[物理——选修3—3]（15分）

(1)(5分)下列说法正确的是________。

A．非晶体和多晶体都没有确定的几何形状

B．晶体在熔化过程中，分子势能保持不变

C．气体从外界吸收的热量可以全部用来对外做功

D．一定质量的理想气体发生等压膨胀时，气体分子的平均动能增大

E．两分子间距离大于平衡距离r时，分子间的距离越小，分子势能越大

(2)(10分)如图所示，一粗细均匀的长薄壁玻璃管上端封闭，下端开口，竖直插在足够深的水银槽中，水银槽的横截面积是玻璃管横截面积的10倍，管内封闭有一定质量的理想气体，开始时管内气柱长L＝6 cm，管内、外水银面的高度差为h＝25 cm。现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动(管口未离开槽中水银面)，使管内外的水银面恰好相平。整个过程管内气体的温度保持不变，若大气压强恒为p＝75 cmHg。求：

(ⅰ)管内外水银面恰好相平时管内气柱的长度；

(ⅱ)玻璃管该如何移动及移动了多少距离。

34．[选修3－4](15分)

（1）如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m。一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3 s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是（    ）

A．在t=6 s时刻波恰好传到质点d处

B．在t=5 s时刻质点c恰好到达最高点

C．质点b开始振动后,其振动周期为4 s

D．在4 s<t<6 s的时间间隔内质点c向上运动

E. 当质点d向下运动时,质点b一定向上运动

（2）如图，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC， ∠A=30°， ∠B=60°， BC 边长度为 L，一束垂直于 AB 边的光线自 AB 边的 P 点射入三棱镜， AP 长度 d＜L，光线在 AC 边同时发生反射和折射，反射光线和折射光线恰好相互垂直，已知光在真空中的速度为 c．求：

①三棱镜的折射率；

②光从 P 点射入到第二次射出三棱镜经过的时间．

物理参考答案

14、选D　解析：阴极射线和β射线的本质都是电子流，但是阴极射线的来源是原子核外的电子，而β射线的来源是原子核内的中子转化为质子时产生的电子流，故A错误；太阳辐射的能量主要来源于太阳中的聚变反应，故B错误；光照频率影响的是电子的最大初动能，影响光电子数的是光照强度，故C错误；元素的半衰期与物理和化学变化无关，故D正确。

15、选A　解析：当拉力水平向左时，小球受到竖直向下的重力，沿OA向外的支持力，以及拉力F，如图甲所示，根据矢量三角形可得G＝Ftan 30°＝10× N＝10 N；

当拉力沿圆轨道切线方向时，受力如图乙所示，根据矢量三角形可得F＝Gcos 30°＝5 N，A正确。

16、选B  解析：由题知，cd的电压瞬时值表达式为

有效值为， 由得副线圈，则均能正常发光，每只灯泡的电流

副线圈电流

由得原线圈的电流

也能正常发光，ab输入电压的表达式为 ，选项A错，选项B对；

C．由图象知交流电的周期为0.02s，交流电的频率为50Hz，流过灯L2的电流每秒钟方向改变100次，C错；

D．ab输如果气体端输入功率，选项D错；故选B．

17、选A  解析：设两等量正电荷的电荷量均为Q，a、b两点电荷的电荷量分别为qa和qb，质量分别为ma和mb，O到正点电荷的距离为l，由题意知a、b做圆周运动的周期相同，设为T。根据库仑定律、牛顿第二定律，

对a，有

对b，有

整理得 ，故A正确，BCD错误。故选A。

18、选B  解析：在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有

小球做平抛运动时时的水平射程

小球的竖直位移：

根据几何关系可得

联立即得

x

图像的纵截距表示重力，即mg=5N ，所以有

解得：R=0.25m ，故选B；

19、选AC  解析： 根据万有引力提供向心力可知：

解得公转半径为：

比邻星质量约为太阳质量，公转周期相同，则“新太阳时代”，地球的公转轨道半径约为AU，A正确，B错误；

根据  ，解得公转速率

比邻星质量约为太阳质量，公转半径之比为1：2，则公转速率之比为1：2，C正确，D错误。故选AC。

20、选AD  解析：金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：

金属棒到达水平面时的速度

金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 E=BLv

最大的感应电流为 ，故A正确；

B．通过金属棒的电荷量 ，故B错误；

C．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-μmgd=0-0

则克服安培力做功：WB=mgh-μmgd

整个电路中产生的焦耳热为Q=WB=mgh-μmgd ，故C错误；

D．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热： ，故D正确．

20、选BD  解析：若磁感应强度，即粒子的运动半径为r==d

如图所示：

到达荧光屏的粒子运动时间最长的是发射速度沿垂直且背离MN运动的粒子，其运动时间（周期T=）为

运动时间最短的是以d为弦长的粒子，运动时间为

所以最大时间差为 ，故A错误，B正确；

CD．若磁感应强度，即粒子的运动半径为R=2d，如图所示：

到达荧光屏最下端的粒子的轨迹是与MN相切的，设下半部分的亮线长度为x1，根据几何关系，有

解得；到达荧光屏最上端的粒子与屏的交点与P点连线为轨迹的直径，设上半部分亮线的长度为x2，根据几何关系，有

解得，所以亮线的总长度为，故C错误，D正确。故选BD。

22、答案：(1)③④②①　（1分）  ；   (2)平衡摩擦力不够　（2分）

(3)  0.78 （1分）；　0.061 （1分）

解析：(1)题述步骤正确的操作顺序是：③④②①。

（2）由纸带可知，物块先加速后减速，造成这种结果的原因应该是平衡摩擦力不够

(3)物块脱离弹簧时的速度为v＝＝ m/s＝0.78 m/s；

弹性势能：Ep＝mv2＝×0.2×0.782 J＝0.061 J

23、（每空2分）【答案】D    C    F    小    5V   

【解析】(1)图中电路为经典的半偏法测电流表内阻，采用半偏法测量电流表内阻时，电源电动势越大，越有利于减小误差，所以电动势应选择较大的F，为了保证电流表能够满偏，根据闭合电路欧姆定律粗算全电路总电阻大小：

所以电阻箱选用阻值较大的D，电阻箱用来和电流表分流，所以二者电阻相差不多，所以选择C；

(2)实验原理可以简述为：闭合，断开，调节使电流表满偏，保持和不变，闭合开关，调节使电流表半偏，此时的电阻即为电流表的内阻。事实上，当接入时，整个电路的总电阻减小，总电流变大，电流表正常半偏，分流为断开时总电流的一半，而通过的电流大于断开时总电流的一半，根据欧姆定律可知的电阻示数小于电流表真实的内阻；

(3)根据串联分压规律：

解得改装后电压表的量程：。

24、解析：

(1)物块P位于A点时，假设弹簧伸长量为x1，

则：T＝m2gsin θ＋kx1，

解得： x1＝0.1 m。   …………………………………………4分

(2)经分析，此时OB垂直竖直杆，OB＝0.3 m，此时物块Q速度为0，下降距离为：

Δx＝OP－OB＝0.5 m－0.3 m＝0.2 m，  ……………………………………1分

即弹簧压缩x2＝0.2 m－0.1 m＝0.1 m， ……………………………………1分

弹性势能不变。

对物块P、Q及弹簧，从A到B根据能量守恒有：

m2g·Δx·sin θ－m1gh＝m1vB2   ……………………………………………………1分

代入数据可得： vB＝2 m/s。 ………………………………………………1分

(3)对物块P: WT－m1gh＝m1vB2  ………………………………………………2分

代入数据得： WT＝8 J。      …………………………………………2分

25、解析：(1)a球向右匀速运动，则：mg＝qE1    …………………………1分

a、b碰撞，由动量守恒定律得：mv0＝mva＋2mvb ……………………………1分

碰撞过程由能量守恒得：mv02＝mva2＋(2m)vb2  ………………………………1分

联立解得：va＝－v0，vb＝v0。               ………………………………1分

(2)碰后a、b电荷量总量平分，即：qa＝qb＝q  ……………………1分

碰后a在电场中向左做类平抛运动，设经t＝时a球到P点的位置坐标为(－x，－y)

根据类平抛运动有－x＝vat，－y＝at2       ……………………………………2分

由牛顿第二定律得：qE1－mg＝ma     …………………………1分

联立解得：a＝－g，－x＝－，－y＝－    ……………………3分

故P点的位置坐标为     …………………………1分

(3)碰撞后，b受到的电场力为：F电＝qE2＝2mg   …………………………1分

故b做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

qvbB＝2m  ………………………………………………………………1分

解得：r＝         ………………………………………………………………1分

若b恰好从C射出，则：L＝2r   ………………………………………………1分

联立解得：B1＝      ………………………………………………1分

若b恰好从D射出，则由几何关系得：r2＝4L2＋(r－L)2   

解得：r＝L              …………………………………………1分

联立解得：B2＝     ………………………………………………………1分

故要使b不从CD边界射出，则B的取值范围满足：B>或B<。……1分

34、（1）【答案】ACD

【解析】 ad间距离为x=12m,波在同一介质中匀速传播,则波从a传到d的时间为t=x/v=12/2s=6s，即在t=6s时刻波恰好传到质点d处。故A正确；

设该波的周期为T,由题可得,3T/4=3s,得T=4s.波从a传到c的时间为t=x/v=，则在t=5s时刻质点c已振动了2s，而c起振方向向下，故在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上。故B错误；

质点b的振动周期等于a的振动周期，即为4s.故C正确；

在4s<t<6s的时间间隔内，质点c已振动了1s<t<3s，质点c正从波谷向波峰运动，即向上运动。故D正确；

波长为λ=vT=2×4m=8m,bd间距离为10m=λ，结合波形得知，当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动。故E错误。

（2）【答案】（1）（2）

(1)光线到达AC边的O点，入射角为i，折射角为r.

由题意可得：i+r=90∘

i=30∘

所以r=60∘

可得三棱镜的折射率n=  …………………………4分

(2)光线反射到AB边的M点，入射角为i′=60∘

因为sini′=>=sinC，得i′>C，所以光线在M点发生全反射，不会射出三棱镜．

PQ=dtan30∘=

QM=2PQ

MN=(−2d)cos30∘=(L−d)

光在三棱镜中传播速度为：v=c/n

光从P从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间为：t=（PQ+QM+MN）/v

联立解得：t=  ………………………………6分