山东省莱芜一中2020届高三下学期3月物理试题

莱芜一中高三下学期开学测试

物理试题

考生注意：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。

2.请将各题答案填写在答题卡上。

3.本试卷主要考试内容：高考全部内容。

第I卷（选择题   共40分）

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.以下来自原子核内的不带电的射线是（　　）

A. β射线 B. α射线 C. γ射线 D. X射线

【答案】C

【解析】

【详解】A. β射线本质是来自原子核内的高速电子流，带负电，故A错误；

B. α射线本质是来自原子核内的高速氦核流，带正电，故B错误；

C. γ射线本质是来自原子核内的高速光子流，不带电，故C正确；

D. X射线不是来自原子核内的射线，由原子内层电子跃迁产生的，故D错误。

故选C

2.如图所示为斧头劈柴的剖面图，图中BC边为斧头背，AB、AC边为斧头的刃面．要使斧头容易劈开木柴，需要（　　）

A. BC边短些，AB边也短些

B. BC边长一些，AB边短一些

C. BC边短一些，AB边长一些

D. BC边长一些，AB边也长一些

【答案】C

【解析】

详解】如图所示：

斧头的重力形成对木柴两端的挤压力，两力与斧头的AB、BC边相互垂直； 则可知当BC边短一些，AB边长一些时两力之间的夹角更大，则两分力更大；

故C正确；故选C．

3.振源A带动细绳上下振动，某时刻波形在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为x轴的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四个图形中能表示P点振动图像的是（ ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

由波形得知，波向右传播时，开始计时，P点在平衡位置且振动方向向下．

 A、图中t=0时刻，质点的振动方向在平衡位置且振动方向向下，与波动情况一致．故A正确．

 B、图中t=0时刻，质点在正向最大位移处，与波动情况不一致．故B错误．

 C、图中t=0时刻，质点在在平衡位置且振动方向向上，与波动情况不一致．故C错误．

 D、图中t=0时刻，质点在负向最大位移处，与波动情况不一致．故D错误．

故选A

4.太阳的能量来自于热核反应，其中一种核反应是四个质子聚变成一个α粒子，同时放出两个正电子和两个没有静止质量的中微子。已知α粒子的质量为mα，质子的质量为mp，电子的质量为me，c为光在真空中的传播速度，N为阿伏伽德罗常数。在这种核反应中1000g的氢核聚变所放出的能量为（　　）

A. 1000（4mp+mα+2me）Nc2

B. 1000（mα＋2me－4mp）Nc 2

C. 250（mα＋2me－4mp）Nc 2

D. 250（4mp－mα－2me）Nc 2

【答案】D

【解析】

【详解】4个氢核聚变的质量亏损

根据质能方程核聚变释放的能量

1000g氢核的个数为

1000g氢核聚变放出的能量

故选D。

5.如图所示，在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则(  )

A. 线圈恰好在完全离开磁场时停下

B. 线圈在未完全离开磁场时即已停下

C. 线圈磁场中某个位置停下

D. 线圈能通过场区不会停下

【答案】D

【解析】

【详解】线圈出磁场时的速度小于进磁场时的速度，安培力，知出磁场时所受的安培力小于进磁场时所受的安培力，根据动能定理，由于进磁场时安培力做功大于出磁场时安培力做功，则出磁场时动能的变化量小于进磁场时动能的变化量，进磁场时其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，知出磁场后，动能减小量小于在磁场外面的一半，故不为零，还有动能，将继续运动，不会停下来，D正确．ABC错误。

故选D

6.如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角。关于a、b两点场强大小Ea、Eb及电势、的关系，以下结论正确的是（　　）

A. Ea=3Eb，

B. Ea=3Eb，

C. Ea=Eb，

D. Ea=Eb，

【答案】B

【解析】

【详解】设ab两点间的距离为L，根据几何关系得a点到O点的距离

b点到O点的距离

根据点电荷场强公式得

，

所以

a点的场强方向指向O点，可判断该点电荷带负电，越靠近负电荷电势越低，可得。

故选B。

7.弯曲管子内注有密度为ρ的水，中间部分有空气，各管内液面高度差如图中所标，大气压强为p0，重力加速度为g，则图中A点处的压强是（     ）

A. p0+3ρgh

B. p0+2ρgh

C. p0+ρgh

D. ρgh

【答案】B

【解析】

【详解】同一液体内部等高处的压强处处相等，由图中液面的高度关系可知，封闭气体的压强为，A点的压强为：，故选项B正确，A、C、D错误；

故选选项B．

8.放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图（甲）、（乙）所示，则物体的质量为（取g=10m/s2）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据v-t图象可知物体在0～2s内的加速度，故在0～2s内有，所以在2～6S内拉力的功率，故有物体所受的阻力，而在0～2s内有，所以在t=2s时拉力的功率，解得物体的质量，故B正确，ACD错误。

二、多项选择题：本题共4小题，优题速享每小题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.已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为T1，地球自转的周期为T2，地球绕太阳公转周期为T3，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（　　）

A. 地球的质量为 B. 月球的质量为

C. 地球的密度为 D. 月球绕地球运动的加速度为

【答案】CD

【解析】

【详解】A. 月球围绕地球圆周运动，已知月球公转的周期为T1，公转半径为L，根据万有引力提供向心力

可得地球质量，故A错误；

B. 因为月球是环绕天体，万有引力提供向心力等式两边消去环绕天体的质量，故无法求得月球的质量，故B错误；

C. 地球的密度为

故C正确；

D 月球绕地球公转，万有引力提供圆周运动向心力有

月球绕地球运动的加速度为，故D正确。

故选CD。

10.如图为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间电压应为（　　）

A. 匝数比2∶1

B. 匝数比1∶2

C. ab间电压为25V

D. ab间电压为20V

【答案】AC

【解析】

【详解】、 并联后与 串联，各灯泡都正常发光。可知副线圈电压

副线圈功率

原线圈功率

原线圈电流

原线圈电压

变压器原、副线圈匝数比

ab间电压为

故选AC。

11.如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ，则下列说法正确的是（　　）

A. 光线在Q的下表面可能发生全反射

B. 如果光线从Q的下表面射出，出射光线一定与入射到P的上表面的光线平行

C. 如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ

D. 如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定于大θ

【答案】AC

【解析】

【详解】A．单色光斜射向P，光在P中的折射角小于临界角；Q的折射率大，则光线从Q射向空气的临界角；光线正好垂直通过两棱镜的界面，沿直线射到Q的下表面，由于光在Q的下表面的入射角与临界角关系不清楚，光线在Q的下表面可能发生全反射，不从Q的下表面射出，也可能不发生全反射，从Q的下表面射出，故A正确；

BCD．如果光线从Q的下表面射出，光路图下图所示。

根据折射定律

，

由几何知识的，由题，可得

所以

故BD错误，C正确。

故选AC。

12.带有光滑圆弧轨道、质量为m0的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示。一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车，当小球上滑再返回，并脱离滑车时，以下说法可能正确的是（　　）

A. 小球一定沿水平方向向右做平抛运动

B. 小球可能沿水平方向向左做平抛运动

C. 小球可能做自由落体运动

D. 若小球初速度v0足够大以致小球能从滑道右端冲出滑车，且小球再也落不进滑车

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC. 小球滑上滑车又返回直到小球离开滑车的整个过程中，系统水平方向动量守恒。选取向右为正方向，由动量守恒定律得

由机械能守恒得：

解得

，

如果，则，即小球离开轨道后速度方向向左，小球向左做平抛运动，

如果，则，即小球离开轨道时速度为零，小球做自由落体运动，

如果，则，即，小球离开轨道后速度方向水平向右，小球向右做平抛运动，故A错误，BC正确；

D. 小球与轨道组成的系统在水平方向动量守恒，如果小球速度足够大，小球从滑到右端冲出小车，小球冲出小车时在水平方向小球与小车的速度相等，冲出小车后，小球与小车在水平方向以相等速度做匀速直线运动，小球一定会再次落回小车中，故D错误。

故选：BC。

第Ⅱ卷（非选择题 共60分）

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.用双缝干涉测光的波长．实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1=60 mm，双缝与屏的距离L2=700 mm，单缝宽d1=0.10 mm，双缝间距d2=0.25 mm．用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图2所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．

（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时读数x1=________mm，对准第4条时读数x2=________mm，相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm．

（2）计算波长的公式λ=_________；求得的波长值是________nm．

【答案】    (1). 2.190    (2). 7.868    (3). 1.893    (4).     (5). 676

【解析】

【详解】①螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍，第一条即读为，同时找到第19条刻度线与固定刻度对齐，估读一位即，再乘以精确度，最终结果为，同理，第4条对应读数为，第一条到第四条共有三个间距，所以两条相邻条纹间距。

②双缝干涉相邻条纹间距，其中是双缝到屏的距离，是双缝间距，对照已知条件可得，可得波长，代入数据计算可得。

14.实验室中准备了下列器材：

待测干电池(电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω)，

电流表G(满偏电流1.5 mA，内阻10 Ω)，

电流表A(量程0～0.60 A，内阻约0.10 Ω)，

滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)

滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)，

定值电阻R3＝990 Ω，开关S和导线若干

(1)某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是________．(填代号)

(2)请在如图甲所示虚线框中画出该同学的实验电路图______．

(3)如图乙为该同学根据实验数据作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得，被测干电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.

【答案】    (1). R1    (2). 图见解析    (3). 1.46    (4). 0.75

【解析】

【详解】第一空.滑动变阻器应起到明确调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选R1 ；

第二空.本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，再将滑动变阻顺与电流表A串接在电源两端即可；如下图

第三空第四空. 由闭合电路欧姆定律可得：I1（R3+RA）=E-I2r

变形得：；

由数学知可得：图象中的k= ；b= ；

由图可知：b= ；k==0.75×10-3；

故解得：E=1.46V，r=0.75Ω

15.如图所示，横截面积S＝100cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，活塞的气密性良好，当容器内气体的温度T1＝300K时，容器内外的压强均为p0＝1.0×105Pa，活塞和底面相距L1＝10cm，弹簧劲度系数k＝1000N/m；在活塞上放物体甲，活塞最终下降d＝2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为T1＝300K．活塞质量及活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g＝10m/s2．

①求物体甲的质量m1；

②在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2＝330K，系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变，求物体乙的质量m2．

【答案】27kg；12.5kg

【解析】

【详解】①活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为：

容器内的气体做等温变化，则有：

p0L1S＝p（L1﹣d）S

解得：m1＝27kg；

②设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为p′，容器内的气体做等容变化，

则有：

由平衡条件，则有：m2g＝（p′﹣p）S

解得：m2＝12.5kg

16.如图所示，摩托车做特技表演时，以v=10m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中以P=1.5kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t=16s，人和车的总质量m=1.5×102kg，台高h=5.0m，摩托车的落地点到高台的水平距离s=8m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：

(1)摩托车从高台水平飞出时的速度大小v0；

(2)摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功。

【答案】(1)；(2)1.92×104J

【解析】

【详解】(1)摩托车在空中做平抛运动

运动时间为

从高台水平飞出时的速度

解得

(2)摩托车冲上高台过程中，根据动能定理

解得

所以，摩托车冲上高台过程中摩托车克服阻力所做的功为1.92×104J。

17.如图所示，倾角θ=37°的光滑固定斜面上放有A、B、C三个质量均为m=0.5kg的物块（均可视为质点），A固定，C与斜面底端处的挡板接触，B与C通过轻弹簧相连且均处于静止状态，A、B间的距离d=3m，现释放A，一段时间后A与B发生碰撞，A、B碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撒去A，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求A与B碰撞前瞬间A的速度大小v0；

(2)若B沿斜面向下运动到速度为零时（此时B与C未接触，弹簧仍在弹性限度内），弹簧的弹性势能增量Ep=10.5J，求B沿斜面向下运动的最大距离x；

(3)若C刚好要离开挡板时，B的动能Ek=8.97J，求弹簧的劲度系数k。

【答案】(1)；(2)0.5m；(3)

【解析】

【详解】(1)根据机械能守恒定律有

解得

(2)设碰撞后瞬间A、B的速度大小分别为v1、v2，根据动量守恒定律有

A、B碰撞过程机械能守恒，有

解得

A、B碰撞后，对B沿斜面向下压缩弹簧至B速度为零的过程，根据能量守恒定律有

解得

0.5m

(3)A、B碰撞前，弹簧的压缩量为

当C恰好要离开挡板时，弹簧的伸长量为

可见在B开始沿斜面向下运动到C刚好要离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能的改变量为零。根据机械能守恒定律

解得

18.如图甲所示，两平行金属板的板长l=0.20m，板间距d=6.0×10－2m，在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直。金属板的下极板接地，上极板的电压U随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10－2T。现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO´连续进入电场，经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷＝108C/kg，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用（计算中取tan15°=）。

(1)求t＝0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；

(2)求t＝0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；

(3)以上装置不变，t＝0.10s时刻α粒子和质子以相同的初速度同时射入电场，再经边界MN射入磁场，求α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比。

【答案】(1)1.0m；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)t＝0时，u＝0，带电粒子在极板间不偏转，水平射入磁场

解得

粒子经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离

(2)带电粒子在匀强电场中水平方向的速度v0＝5.0×105m/s

竖直方向的速度为

所以进入磁场时速度与初速度方向的夹角为α，如图所示

解得

由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为，设带电粒子在磁场中运动的时间为，所以

(3)设带电粒子射入磁场时的速度为v，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据洛伦兹力提供向心力的

设进入磁场时带电粒子速度的方向与初速度的方向的夹角为，则

由几何关系可知，带电粒子在磁场中的圆弧所对的弦长

解得

从上式可知，α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比