山东省新高考质量测评联盟2020届高三5月联考物理试题

山东新高考质量测评联盟5月联考试题

高三物理

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.下列说法正确的是（　　）

A. 物理量中表述加速度和功时均可引入正负号，所以它们都是矢量

B. 电导率是电阻率的倒数，即=，的单位用国际单位制中的基本单位表示为

C. 卡文迪许利用扭秤实验装置测出了静电力常量

D. 第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律

【答案】B

【解析】

【详解】A．物理量中功是只有大小，没有方向的标量，故A错误；

B．根据电阻定律可知得

则

根据欧姆定律可知联立可得

由，，，联立并根据公式对应单位的换算可知，其单位为，故B正确；

C．库仑利用扭秤实验装置测出了静电力常量，故C错误；

D．第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律，D错误。

故选B。

2.黄旭华，中国核潜艇之父。黄旭华为中国核潜艇事业的发展做出了重要贡献，在核潜艇水下发射运载火箭的多次海上试验任务中，作为核潜艇工程总设计师、副指挥，开拓了中国核潜艇的研制领域，被誉为中国核潜艇之父。2020年1月10日，获国家最高科学技术奖。下列关于核反应正确的是（　　）

A. 为原子核的衰变，放出的射线有很强的穿透性

B. 氪90（）是不稳定的，衰变成为锆90（）需要经过4次衰变

C. 是核聚变，释放大量能量为核潜艇提供动力

D. 结合能越小的原子核越稳定

【答案】B

【解析】

【详解】A．为轻核的聚变，射线电离能力很强，穿透性很弱，故A错误；

B．根据质量数与质子数守恒，结合β衰变是电子，则，故B正确；

C．根据核聚变的概念，则不是不是核聚变，也不是裂变，是人工转变，故C错误；

D．比结合能越大的原子核越稳定，故D错误。

故选B。

3.中国北斗卫星导航系统（英文名称：BeiDouNavigationSatelliteSystem，简称BDD）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。2020年再发射2-4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成。同步卫星是北斗卫星导航系统非常重要的组成部分，在抗新冠状病毒疫情期间，科学家们在克服各种困难的情况下又成功发射一枚导航卫星。如图为地球某同步卫星的转换轨道示意图，其中Ⅰ为近地轨道，Ⅱ为转换轨道，Ⅲ为同步轨道，下列说法正确的是（　　）

A. 赤道上静止物体加速度为a0，Ⅰ轨道上卫星的加速度为a1，Ⅲ轨道上卫星的加速度为a3，则加速度的大小关系为

B. 在Ⅱ轨道上，从P到Q的过程中机械能增加

C. 在P点，Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度

D. Ⅱ轨道的运行周期大于Ⅲ轨道的运行周期

【答案】C

【解析】

【详解】A．赤道上静止物体与地球同步卫星角速度相等，由可得

根据

可得

则

所以

故A错误；

B．在Ⅱ轨道上，从P到Q的过程中只有万有引力做功，则机械能守恒，故B错误；

C．卫星从轨道I转移到轨道II要在P点点火加速做离心运动，所以在P点，Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度，故C正确；

D．由开普勒第三定律可知，由于II轨道半长轴小于III轨道的半径，则Ⅱ轨道的运行周期小于Ⅲ轨道的运行周期，故D错误。

故选C。

4.一列简谐波在t=0时的波形如图甲所示，P、Q为平衡位置的两质点，其中P位于x=4cm处、Q位于x=6cm处，图乙为P点的振动图像，则（　　）

A. 这列简谐波的波速为20m/s

B. 该波传播方向向左

C. t=0.15s时，质点Q位于波峰

D. 经过0.1s，质点P传到Q点

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，则波速为

故A错误；

B．由图甲、乙可知，时P质点在平衡位置且向上振动，由同侧法可知，该波传播方向向右，故B错误；

C．t=0s时，质点Q位于平衡位置且向下振动，经过0.15s即四分之三周期，振动到波峰，C正确；

D．介质中的质点只能在各自平衡位置附近振动，并不随波逐流，故D错误。

故选C。

5.一带负电粒子在如图所示的电场中仅受静电力作用，由静止开始从A点运动到B点，带电粒子的电势能Ep、速度v、动能Ek、加速度a随位移x的变化图象中合理的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场力做正功，则粒子的电势能减小，且图像斜率表示电场力，从A点运动到B点过程中电场强度减小，即电场力减小，所以图像斜率减小，故A正确；

B．带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场强度减小，即电场力减小，则粒子的加速度减小，图像斜率减小，故B错误；

C．由动能定理可知，图像斜率表示电场力，带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场强度减小，即电场力减小，即图像斜率减小，故C错误；

D．带负电的粒子从A点运动到B点过程中电场强度减小，即电场力减小，则粒子的加速度减小，故D错误。

故选A。

6.如图所示，在光滑的水平地面上静止地叠放着两个物体A、B，AB之间的动摩擦因数为0.2，A质量2kg，B质量1kg，从0时刻起，A受到一向右的水平拉力F的作用，F随时间的变化规律为F=(6+2t）N。t=5s时撤去外力，运动过程中A一直未滑落，（g取10m/s2）则（　　）

A. t=2s时，A、B发生相对滑动

B. t=3s时，B的速度为8m/s

C. 撤去外力瞬间，A的速度为19m/s

D. 撤去外力后，再经过1s，A、B速度相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．当AB间摩擦力达到最大静摩擦力时有

则

对AB整体有

根据可知

故A错误；

B．内AB一起运动，0时AB的加速度为

则t=3s时，B的速度为

故B错误；

C．5s时A物体的加速度为

则5s时A物体的速度为

故C正确；

D．撤去外力时，B的速度

设经过时间两物体速度相等则有

解得

故D错误。

故选C。

7.氢原子的能级分布图如图甲所示，用一束光子能量为12.09eV的光照射大量处于基态的氢原子，氢原子发生能级跃迁，进而用辐射出的光照射钨（钨的逸出功为4.5eV）进行光电效应实验，如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 某个氢原子吸收光子后向低能级跃迁，最多能够辐射出3种频率的光

B. 氢原子向低能级跃迁时发出的光，有两种频率的光能够使钨发生光电效应

C. 分别用两种不同的单色光照射钨，得到如图丙所示的两条光电流随电压变化关系的图象，则a曲线对应的光频率更高

D. 在图乙中发生光电效应时若只改变电源的正负极，则一定不能发生光电效应

【答案】B

【解析】

【详解】A．用一束光子能量为12.09eV的光照处于基态的氢原子，氢原子则跃迁到n=3能级，某个氢原子吸收光子后向低能级跃迁，最多能够辐射出2种种频率的光，故A错误；

B．氢原子向低能级跃迁时，从n=3能级到n=2能级放出的能量为1.89eV，从n=3能级到n=1能级放出的能量为12.09eV，从n=1能级到n=1能级放出的能量为10.2eV，由于钨的逸出功为4.5eV，所以原子向低能级跃迁时发出的光，有两种频率的光能够使钨发生光电效应，故B正确；

C．由爱因斯坦光电效应方程且可得

由图可知，b曲线对应的截止电压较大，则b曲线对应的光频率更高，故C错误；

D．只要照射光的能量大于金属逸出功，就能发生光电效应，与所加电压正负无关，故D错误。

故选B。

8.在粗糙水平面上竖直放置一如图所示装置，该装置上固定一光滑圆形轨道，总质量为M，现一质量为m的小球在圆形轨道最低端A以v0的水平初速度向右运动，恰能通过圆形轨道最高点B，该装置始终处于静止状态，则在小球由A到B的过程中（重力加速度取g）（　　）

A. 当小球运动到与圆心等高处的C点时，装置对地面的摩擦力方向向左

B. 当小球运动到B点时装置对地面的压力大小为

C. 当小球在A点时装置对地面的压力大小为

D. 若小球在最低点A的速度越大，装置对地面的压力越小

【答案】C

【解析】

【详解】A．当小球运动到与圆心等高处的C点时，装置受到小球的作用方向水平向向右，由平衡可知，装置对地面的摩擦力方向向右，故A错误；

B．由于恰能通过圆形轨道最高点B，则此时小球对装置作用力为0，则当小球运动到B点时装置对地面的压力大小为Mg，故B错误；

C．由于恰能通过圆形轨道最高点B，则有

从B到A由动能定理得

在A点由牛顿第二定律有

联立解得

方向竖直向上，则小球对装置的作用力大小6mg，方向竖直向下，所以当小球在A点时装置对地面的压力大小为，故C正确；

D．若小球在最低点A的速度越大，由

可知，小球对装置的作用力越大，且由小球对装置的作用力方向竖直向下，则装置对地面的压力越大，故D错误。

故选C。

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。

9.2020年抗击新冠状病毒疫情期间，山东省捐赠物资运往武汉，通过传送带对货物进行装卸。如图所示，一足够长的倾斜传送带，以v的速度顺时针匀速转动，一物块以v0的初速度沿传送带滑下，取沿传送带向下为正方向，则下列运动图像可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．物块受重力，支持力，滑动摩擦力，滑动摩擦力方向沿传送带向上。设物块的质量为m，传送带的倾角为θ，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，若

物块的合力沿传送带向上，则物块先沿传送带做匀减速直线运动，速度减至零后，再反向加速，直至速度与传送带相同，之后做匀速直线运动，故AC错误，B正确；

D．如果

则物块以一直做匀匀速直线运动，故D正确。

故选BD。

10.一空心玻璃球体外球面S1，内球面S2，球体外径r1，内径r2，如图所示为过球心的一截面，一单色光从外球面S1上的A点以等于角入射恰好在内球面S2上发生全反射（只考虑第一次全反射），则（　　）

A. 空心球体内径外径之比为r2：r1=1：2

B. 若角增加为时折射光线恰好与内球面S2相切，则折射率n=

C. 若入射光改为频率更高的单色光，入射角仍为，则也恰好能在内球面S2上发生全反射

D. 入射光频率越髙在玻璃球体内传播速度越大

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．设光在A点发生折射的折射角为，发生全反射的入射角为，则有

发生全反射时有

如图1，在三角形ANO中由正弦定理得

联立解得

故A正确；

B．若角增加时折射光线恰好与内球面S2相切，如图2，由几可关系可知

折射率为

故B正确；

C．若入射光改为频率更高的单色光，入射角仍为，设此时的折射角为，射到内球面上的入射角为，则有

且

联立解得

则说明恰好发生全反射，故C正确；

D．由公式可知，入射光频率越髙在玻璃球体内传播速度越小，故D错误。

故选ABC。

11.水平地面上固定一倾角为的光滑斜面体，斜面体底端有一垂直于斜面的固定挡板，如图所示，一劲度系数为K的轻弹簧两端连接两物体，质量分别为m、M，用力作用在M上，使系统静止，同时m恰好对挡板无压力。某时刻撤去外力，则撤去外力后（重力加速度取g）（　　）

A. M下滑过程中弹簧的最大弹性势能为

B. M下滑过程中弹簧处于原长时M速度最大

C. M运动到最低点时m对挡板的压力为

D. M在下滑过程中机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】A．平衡时对m有

撤去外力时，M的加速度为

根据简谐运动对称性M在最低点时的加速度与刚撤去外力时大小相等，方向相反，即有

得

此时弹簧的压缩量为

弹簧的最大弹性势能为

故A错误；

B．当弹簧弹簧力重力沿斜面向下的分力大小相等，方向相反时，M的速度最大，此时弹簧处于压缩状态，故B错误；

C．M运动到最低点时，弹簧的弹力为

此时对m由平衡得

故C正确；

D．M在下滑过程中弹簧对M做功，机械能不守恒，故D错误。

故选C。

12.如图所示，在光滑的水平面上，存在一宽度为d=lm的匀强磁场，磁场方向垂直水平面向下，水平面内有一质量为m=2kg的直角梯形金属线框，左右两边分别与磁场边界平行，其左右边长之比为5：1，梯形高为2d，现使线框AB边在磁场左边界L1的d处，在一水平恒力F=4N作用下由静止开始向右运动，（运动过程中右边始终与磁场边界平行，线框平面始终与磁场方向垂直），当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在CD边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。则（　　）

A. AB边刚进入磁场时线框的速度2m/s

B. CD边刚进入磁场时的速度是1m/s

C. 从开始运动到CD边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为11.75J

D. CD边刚进入磁场时，线框加速度的大小为10.5m/s2

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由匀变直线运动规律有

得

解得

故A正确；

B．当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，则有

在CD边刚进入磁场前一段时间内，线框做匀速运动，设此时速度为，此时BC边切割的有效长度为

由题意可得

由平衡有

解得

故B错误；

C．从开始运动到CD边刚进入磁场的过程中，则有

即

解得

故C正确；

D．CD边刚进入磁场时，线框切割的有效长度为

CD边刚进入磁场时，线框加速度的大小为

故D错误。

故选AC。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.某同学用图甲所示的单摆研究简谐运动中的规律：

让摆球在竖直平面内做简谐运动，用力传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示，且从平衡位置开始为运动的0时刻。由图乙中所给的数据结合力学规律可得

(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为_________cm；

(2)由图象得该单摆的振动周期T=_____________s；

(3)摆球的质量m=_________kg（g=10m/s2）。

【答案】    (1). 1.570    (2). 2    (3). 0.05

【解析】

【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为：d=1.5cm+14×0.05mm=1.570cm；

(2)[2]由图乙结合单摆运动规律可知，该单摆的振动周期为2s；

(3)[3]设最大摆角为，则有

从最高点到最低点由动能定理得

联立解得

14.2019年我国新能源汽车累计销量120.6万辆，位于世界领先水平。某兴趣小组为研究车载电池的性能，设计了如图所示的电路测量一块车载电池的电动势和内阻。所用器材如下：

A.待测电池，电动势约为12V，内阻约几欧姆

B.直流电压表V1（量程为0－15V），内阻约为10KΩ

C.直流电压表V2（量程为0－6V），内阻约为3KΩ

D.定值电阻R0（未知）

E.滑动变阻器R，最大阻值为20Ω

F.导线和开关

(1)由于定值电阻R0阻值未知，某同学需先利用该电路测量定值电阻R0的阻值，其先把滑动变阻器R的阻值调到最大，再闭合开关，读出电压表V1、V2的读数分别为9.0V、3.0V，则R0=_________Ω。

(2)改变滑动变阻器的滑片位置，得出几组U1，U2的值，作出如图所示的图象，可得电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留3位有效数字）

(3)由该实验测得的电池的电动势值_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）实际值。

【答案】    (1). 10    (2). 11.8    (3). 9.35    (4). 小于

【解析】

【详解】(1)[1]根据电路特点，电压表V2示数为3V，滑动变阻器的电压为6V，则

(2)[2]由实验原理得

整理得

将图线延长如图，图线与纵轴的交点即为电动势，由图可知电动势为

由于误差116V11.8V均可

[3]图线的斜率绝对值表示内阻，则有

得

由于误差均正确；

(3)[3]由等效电路可知，当外电路断开时，电源两端电压等于电动势，由原理图可知，当电路断开时，电压表V1的示数小于电动势，则由该实验测得的电池的电动势值小于实际值。

15.如图所示，在一次警犬训练中，训练员在O处将一物体以v0=20m/s的初速度沿地面向前弹射出去，物体的运动可视为匀减速直线运动，经x=100m停止运动。求

(1)物体做匀减速运动的加速度a1为多大？

(2)物体做匀减速运动的同时，警犬由静止开始从O点沿同一直线做匀加速直线运动向前追赶物体。它能达到的最大速度为15m/s，结果刚好在物体停止运动时将其追上。则警犬加速时的加速度a2为多大？

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)将物体的匀减速直线运动看作反方向的匀加速运动，则由解得

(2)设警犬加速的时间为，匀速时间为，对物体由得

对警犬

加速位移，匀速位移

联立解得

16.为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化，可在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸，气缸内封闭气体温度与锅炉外壁温度相等。如图所示，气缸右壁的压力传感器与活塞通过轻弹簧连接，活塞左侧封闭气体可看做理想气体。已知大气压强为p0，活塞横截面积为S，不计活塞质量和厚度及与气缸壁的摩擦。当锅炉外壁温度为T0时，活塞与气缸左壁的间距为L，传感器的示数为0。温度缓慢升高到某一值时，传感器的示数为p0S，若弹簧的劲度系数为，求：

(1)此时锅炉外壁的温度；

(2)若已知该过程气缸内气体吸收的热量为Q，求气体内能增加量。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)传感器的示数为时，封闭气体的压强为

活塞向右移动的距离为

由理想气体状态方程可得

解得

(2)该过程气体对外界做功为

由热力学第一定律可知，气体内能增加量为

17.如图所示光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧轨道A，圆弧轨道质量为3m，半径为R，左侧放置一竖直固定挡板，右侧紧靠轨道放置与其最低点等高的水平长木板B，质量为2m，长木板上表面粗糙，动摩擦因数为μ，左端放置一物块C，质量为2m，从圆弧轨道最高点由静止释放另一质量为m的物块D，物块D滑至最低点时与物块C发生弹性碰撞，碰后D沿圆弧轨道上升至速度为0时撤去挡板（C、D均可视为质点，重力加速度取g）。求：

(1)碰后D上升的高度；

(2)撤去挡板后圆弧轨道A与物块D分离时A的位移；

(3)若C恰好未滑离长木板B，求长木板B的长度。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)D下滑过程中，由机械能守恒有

得

D与C发生弹性碰撞则有

解得

，

之后D沿圆弧上滑，由机械能守恒

解得

(2)撤去挡板后，对D、A由动量守恒得

即

解得

(3)对B、C由动量守恒有

由能量守恒有

解得

18.如图所示，在第一象限存在一竖直向下的匀强电场，在x≤0区域存在磁感应强度为B0的匀强磁场Ⅰ，方向垂直于xoy平面向外，在第四象限存在垂直于xoy平面向外另一匀强磁场Ⅱ（图中未画出）。一带电粒子，质量为m，电量为+q，以速度v0从坐标原点沿x轴负向进入磁场Ⅰ，经过磁场Ⅰ和电场的偏转，与x轴正向成角离开电场，再经过磁场Ⅱ的偏转，垂直y轴进入第三象限。重力不计，求：

(1)电场强度E；

(2)磁场Ⅱ的磁感应强度B；

(3)若粒子能够再次进入电场，求粒子离开电场时获得的速度；若粒子不能再次进入电场，求轨迹与y轴的第三次（不包含起始点）相交的交点与O点的距离。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)由

得

在电场中，粒子做平抛运动，由几何关系和平抛运动规律得

解得

，

(2)粒子在电场中的水平位移，粒子出电场时的水平速度

由几何关系得，带电粒子在第四象限的半径为

即

由

得

(3)由几何关系知，带电粒子进入第三象限时距坐标原点的距离为

带电粒子在第三象限做圆周运动的直径为

因为，所以带电粒子不能再次进入电场，轨迹与y轴第三次相交距坐标原点的距离为

代入得