2020年高三最新信息卷 物理（十二）

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2020年高三最新信息卷
物 理 （十二）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。
4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。

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．某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率v之间的关系如图所示。已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的是(　　)

A．频率大于v0的入射光不可能使该金属发生光电效应现象
B．该金属的逸出功等于hv0
C．若用频率是3v0的光照射该金属，则遏止电压为
D．遏止电压随入射光的频率增大而减小
2．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V－t图象如图所示，下列说法中不正确的是(　　)

A．A→B的过程中，气体对外做功
B．A→B的过程中，气体放出热量
C．B→C的过程中，气体压强变大
D．B→C的过程中，单位体积内的分子数目增加

3．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　)
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
4．如图所示是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面。入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是(　　)

A．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹
B．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
C．在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．在水滴中，a光的波长大于b光的波长
5．教学用发电机能够产生正弦式交变电流，利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　)

A．R消耗的功率变为P
B．电流表A的读数变为2I
C．电压表V的读数变为U
D．通过R的交变电流频率不变
6．一质点在t＝0时刻从x＝0处沿x轴正方向做直线运动，其运动的v－t图象如图所示，下列说法正确的是(　　)


A．第3 s内和第4 s内，质点动量的变化相同
B．0～2 s内和0～4 s内，质点的平均速度相同
C．2～4 s质点受到的合力的冲量为零
D．t＝4 s时，质点在x＝6 m处
7．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于P、Q两点，P、Q两点在同一竖直线上，水平面内有一正三角形ABC，且PQ连线的中点O为三角形ABC的中心，M、N为PQ连线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是(　　)

A．A、B、C三点的电势相等
B．电子在O点具有的电势能大于在B点具有的电势能
C．M点场强大于N点场强
D．将一正点电荷从A点移到O点，电场力做正功
8．如图所示，一质量为m的质点做平抛运动，依次经过A、B、C三点，A到B和B到C的时间相等。A、C两点距水平地面高度分别为h1、h2，质点经过A、C两点时速度与水平方向的夹角分别为30°、60°，重力加速度大小为g，则(　　)

A．质点经过C点时动能为mg(h1－h2)
B．质点经过B点时速度与水平方向的夹角为45°
C．B、C间的高度差是A、B间的3倍
D．质点的水平速度大小为
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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨左端连接一个平行板电容器C和一个定值电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好。装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（垂直纸面向上为正），MN始终保持静止。不计电容器充电时间，则在0～t2时间内，下列说法正确的是(　　)

A．电阻R两端的电压大小始终不变
B．电容C的a板先带正电后带负电
C．MN棒所受安培力的大小始终不变
D．MN棒所受安培力的方向先向右后向左
10．如图所示，两种不同材料的弹性细绳在O处连接，M、O和N是该绳上的三个点，OM间距离为7.0 m，ON间距离为5.0 m。O点上下振动，则形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速为1.0 m/s。t＝0时刻O点处在波谷位置，观察发现5 s后此波谷传到M点，此时O点正通过平衡位置向上运动，OM间还有一个波谷。则(　　)

A．波Ⅰ的波长为4 m
B．N点的振动周期为4 s
C．t＝3 s时，N点恰好处于波谷
D．当M点处于波峰时，N点也一定处于波峰
11．如图所示电路，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为r。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中(　　)

A．小灯泡变亮
B．电压表示数变小
C．电容器所带电荷量增大
D．电源的输出功率一定先变大后变小
12．一物体放在倾角为θ且足够长的光滑斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F(图中未画出)的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是(　　)


A．在0～x1的过程中，力F方向沿斜面向下
B．在0～x1的过程中，物体的加速度逐渐增大
C．在x1～x2的过程中，物体的动能逐渐增大
D．在x2～x3的过程中，物体的重力势能逐渐增大
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分)某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数，实验的主要步骤如下：

(1)将长木板放置在水平桌面上并固定好，并在其中间某一位置固定一光电门传感器；
(2)用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d，测量结果如图所示，则挡光片的宽度d＝_________mm；
(3)滑块放在长木板上，用手拨动滑块，通过光电门，运动一段距离后静止，记录挡光片的挡光时间t、滑块静止位置与光电门之间的距离x；
(4)已知重力加速度为g，则动摩擦因数μ＝_________（用题中所给字母表示）；
(5)若某次实验时，手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置的距离的两倍，已知挡光时间为t1，滑块质量为m，则人拨动滑块时，对滑块的冲量大小为_________（用题中所给字母表示）。
14．(10分)某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13 V，内阻小于3 Ω，由于直流电压表量程只有3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15 V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：

(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：
第一步：按电路图连接实物
第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3 V
第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15 V的电压表。
(2)实验可供选择的器材有：
A．电压表（量程为3 V，内阻约2 kΩ）
B．电流表（量程为3 A，内阻约0.1 Ω）
C．电阻箱（阻值范围0～9999 Ω）
D．电阻箱（阻值范围0～999 Ω）
E．滑动变阻器（阻值为0～20 Ω，额定电流2 A）
F．滑动变阻器（阻值为0～20 kΩ）
回答：电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________。
(3)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为_____V，内阻为_____Ω。
15．(7分)如图导热气缸A、B固定在同一水平面上，A的横截面积为S，B的横截面积为A的2倍，用两不计质量的活塞密封了等高的理想气体气柱，起初连接两活塞的轻绳均处于伸直状态，但绳中无张力。现向A气缸的活塞上方缓慢加入细沙，直至A气缸中气体体积减小为原来的一半。已知大气压强为p0，求此时：

(1)B气缸中气体的压强；
(2)加入细沙的质量。




16．(10分)如图所示，相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平，且电阻不计，在导轨的两端分别连有电阻R1和R2，左侧倾角为θ，在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内，有竖直向上垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度也为B0。一质量为m、长度也为l的金属导体棒，从距水平轨道h高处由静止释放，滑到底端时的速度为v0，穿过efig区域磁场后速度变为v0。已知导轨和金属棒始终接触良好，倾斜部分轨道和水平部分用光滑圆弧相连，导体棒的电阻和R1、R2的阻值均为r。求：

(1)导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中电阻R1上产生的热量；
(2)虚线ef和gi之间的距离；
(3)导体棒最终停在什么位置。




17．(13分)如图所示，从离子源产生的甲、乙两离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内竖直向下运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场上边界RS处有一荧光屏。已知甲离子射入磁场的速度大小为v1，最后打在荧光屏上的N点，乙离子射入磁场的速度大小为v2，最后打在荧光屏上的P点。已知MN＝d1，NP＝d2，不计重力影响和离子间的相互作用。

(1)求甲、乙两离子的比荷之比；
(2)求d1与d2之比；
(3)若去掉RS上N处的荧光屏，在RS上方某处加上一个矩形边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，其下边界平行于RS且相距h，若甲离子经过RS上方磁场偏转后也到达P点，已知甲离子的比荷为k，求在RS上方所加磁场的磁感应强度大小、甲离子从M点运动到P点所用的时间和所加磁场区域的最小面积。




















18．(14分)如图所示，某同学搭建的轨道，CDE为半径R＝0.3 m的光滑圆弧型轨道，C点与斜面BC相切，D点为轨道最高点，斜面倾角θ＝30°，与水平轨道AB相交点B点附近用一段小圆弧平滑连接。该同学用一辆质量m＝0.2 kg的玩具小车从A点由静止开始出发，先做匀加速直线运动到达B点时恰好达到额定功率，匀加速时间t＝1 s，此后再以恒定功率行驶到C点关闭玩具车电动机。已知玩具车在AB段受到恒定阻力f＝0.2 N，BC段、CDE段都不受阻力，AB段长为2 m，BC段长为1.3 m。试求：

(1)玩具车在AB段的牵引力及额定功率P；
(2)判断玩具车能否运动到D点，若能，则求对D点的压力；若不能，则说明理由；
(3)若小车行驶到B点时，突然出现了故障，额定功率降为3 W，发现玩具车到达C点前已经匀速，则求玩具车在BC段行驶的时间。















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物理答案（十二）
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．【答案】B
【解析】由题知，金属的极限频率为v0，而发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，故频率大于v0的入射光可以使该金属发生光电效应现象，故A错误；该金属的逸出功等于W0＝hv0，故B正确；根据光电效应方程知Ekm＝hν－W0，若用频率是3v0的光照射该金属，则光电子的最大初动能Ekm＝2hv0，则遏止电压，故C错误；遏止电压为，可知遏止电压随入射光的频率增大而增大，故D错误。
2．【答案】B
【解析】A→B的过程中，气体体积变大，则气体对外做功，温度不变，内能不变，则气体吸收热量，选项A正确，B错误；根据＝C则，在B→C的过程中，图线上的点与横轴上－273℃点连线的斜率减小，则气体压强变大；气体体积减小，则单位体积内的分子数目增加，选项CD正确。本题选不正确的，故选B。

3．【答案】B
【解析】设月球质量为M月，地球质量为M，苹果质量为m，则月球受到的万有引力，苹果受到的万有引力F＝G，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故A错误；根据牛顿第二定律，G＝ma，整理可以得到，故B正确；在地球表面处，在月球表面处，由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，进而无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故CD错误。
4．【答案】AD
【解析】水对不同色光的偏折程度不同，所以雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹，A正确；根据图中光路图可知水对a光的偏折程度大，所以a光的折射率大，根据sin C＝可知a光的临界角小于b光的临界角，B错误；根据v＝可知在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度，C错误；a光折射率大，频率高，根据c＝λf可知a光的波长小于b光的波长，D错误。
5．【答案】C
【解析】根据ω＝2πn可知，转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据Em＝nBSω可知电动机产生的最大电动势为原来的，根据U＝可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据＝可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据P＝可知R消耗的电功率变为P，A错误，C正确；副线圈中的电流，变为原来的，根据＝可知原线圈中的电流也变为原来的，B错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误。
6．【答案】A
【解析】第3 s内质点的速度由3 m/s减小到0，第4 s内质点的速度由0增大到－3 m/s，质点动量的变化相同，A正确；在v－t图象中，图象与时间轴围成的面积等于质点的位移，因此在0～2 s内，质点的位移x1＝4.5 m，由于2～4 s内总位移为零，因此在0～4 s内，质点的位移x2＝4.5 m，位移相同但时间不同，因此平均速度不同，且t＝4 s时，物体位于x2＝4.5 m处，BD错误；在2～4 s内质点速度由3 m/s变为－3 m/s，动量发生变化，根据动量定理，合力的冲量不为零，C错误。
7．【答案】A
【解析】根据空间几何的位置关系可知，A、B、C三点到P、Q两点的距离均相等，三点的场强和电势均相等，故A正确；电子带负电，电势小的地方电势能大，由于O点电势大于B点的电势，电子在O点具有的电势能小于在B点具有的电势能，故B错误；根据等量异种电荷电场线的分布，可知电场线的疏密程度是关于O点所在的中垂线对称的，所以M点场强等于N点场强，故C错误；A点电势小于O点电势，正点电荷从A点移到O点，电势升高，电势能升高，电场力做负功，故D错误。

8．【答案】D
【解析】质点从A到C过程中，质点的初速度不为零，因此由动能定理可知mg(h1－h2)＝ΔEk，故A错误；设A到B和B到C的时间为t，则有v0tan 60°＝v0tan 30°＋2gt，B点竖直方向的速度vBy＝v0tan 30°＋gt，解得vBy＝v0，则质点在B点时速度与水平方向的夹角的正切值tan θ＝，故B错误；如果A点为抛出点，竖直方向为初速度为0的匀加速度直线运动，由于A到B和B到C的时间相等，则B、C间的高度差是A、B间的3倍，但A点不是抛出点，故C错误；由vBy＝v0tan 30°＋gt， ，解得，故D正确。
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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．【答案】AD
【解析】由乙图知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可以知道，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，故A正确；根据楞次定律判断可以知道，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，故B错误；根据安培力公式F＝BIL，I、L不变，因为磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故C错误；由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可以知道，MN所受安培力的方向先向右后向左，故D正确。
10．【答案】BD
【解析】OM之间有两个波谷，即1λ1＝7 m，解得波I的波长λ1＝5.6 m，根据题意可知波I的波速，周期，同一波源的频率相同，故N点的振动周期为4 s，A错误B正确；波II的波长λ2＝v2T＝7 m，故在t＝0时刻N处于平衡位置向下振动，经过3s，即四分之三周期，N点在波峰，C错误；因为MN两点到波源的距离都为其各自波长的1倍，又两者振动周期相同，起振方向相同，所以两者振动步调相同，即当M点处于波峰时，N点也一定处于波峰，D正确。
11．【答案】AB
【解析】滑片向上滑动，R2阻值减小，电路总电阻减小，根据，可知干路电流增大，即流过小灯泡的电流增大，小灯泡变亮，A正确；电压表测量路端电压，干路电流增大，根据E＝U＋Ir，可知路端电压减小，电压表示数变小，B正确；路端电压减小，小灯泡分压增大，所以滑动变阻器两端电压减小，电容器两端电压即为滑动变阻器分压，根据C＝，可知电容器所带电荷量减小，C错误；电源输出功率与外电阻的关系为P出＝2R外，外电阻与电源内阻关系未知，所以电源输出功率变化未知，D错误。
12．【答案】BC
【解析】由图可知在0～x1过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，如果拉力方向向下，则知物体在沿斜面向上运动，这种情况不可能，所以拉力方向向上，则知物体在沿斜面向下运动，根据功能关系ΔE＝FΔx，0～x1过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律mgsin θ－F＝ma，可知加速度逐渐增大，故A错误，B正确；在x1～x2过程中，拉力F＝0，机械能守恒，向下运动，重力势能减小，动能增大，故C正确；在0～x1过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动，x1～x2过程中F＝0，物体做匀加速运动；x2～x3过程，机械能增大，拉力做正功，沿斜面向下，故物体继续向下做加速运动，即物体一直沿斜面向下运动，故D错误。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分)
【答案】(2)4.45 (4) (5)
【解析】(2)游标卡尺主尺读数为4 mm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以读数为4 mm＋9×0.05 mm＝4.45 mm。
(4)滑块经过光电门的速度，整个过程根据动能定理可知μmgx＝mv2，解得。
(5)根据题意滑块经过光电门的速度，该速度为整个过程中中间位置的速度，故v02－v2＝2ax，v2＝2ax，初速度v0＝v，所以人拨动滑块时，对滑块的冲量大小。
14．(10分)
【答案】(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5
【解析】(1)把3 V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15 V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3 V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6 V。
(2)由题，电压表的量程为3 V，内阻约为2 kΩ，要改装成15 V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为8 kΩ，故电阻箱应选C。在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E。
(3)由丙读出，外电路断路时，电压表的电压U＝2.3 V，则电源的电动势E＝2.3×5＝11.5 V，内阻。
15．(7分)
【解析】(i)设开始时气缸B内气体为VB，后来体积VB′，由题可知VB′＝1.5VB
对气缸B的气体p0VB＝pBVB′
解得：pB＝p0。
(2)对气缸A的气体：p0VA＝pA‧VA
即pA＝2p0
对气缸B活塞进行受力分析，由受力平衡：p0‧2S＝pB‧2S＋T
对气缸A活塞进行受力分析，由受力平衡：mg＋p0S＝T＋pAS
解得加入细沙的质量。
16．(10分)
【解析】(1)设此过程整个装置产生的热量为Q，R1产生的热量为Q1，则：
mgh＝Q＋mv02
Q1＝Q＝(mgh－Q＋mv02)。
(2)设ef和gi之间的距离为x，穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量为q1，根据动量定理可得：
BIlΔt＝Δp
－Blq1＝m‧v0－mv0

其中ΔΦ＝B0lx，R＝r
得。
(3)设导体棒在磁场区经过的路程为s，通过导体的电荷量为q2，则：
－Blq2＝0－mv0

得
所以导体棒最终停在水平磁场的正中间。
17．(13分)
【解析】(1)设甲离子所带电荷量为q1、质量为m1，由动能定理得：
q1U＝m1v12
解得
设乙离子所带电荷量为q2、质量为m2，同理可得：
甲、乙两离子的比荷之比。
(2)甲离子在磁场中做匀速圆周运动的半径R1＝d1，设磁场的磁感应强度大小为B，由牛顿第二定律有：

乙离子在磁场中做匀速圆周运动的半径R2＝(d1＋d2)，由牛顿第二定律有：

联立解得：。
(3)设在RS上方所加磁场的磁感应强度大小为B′，由，R1′＝d2
解得
甲离子从M点运动到N点所用的时间
在无磁场区域运动的时间
在磁感应强度为B′的磁场区域运动的时间
甲离子从M点运动到P点所用的时间
所加磁场区域的最小矩形面积。
18．(14分)
【解析】(1)汽车在AB段做匀加速直线运动，有：
xAB＝at2
F－f＝ma
联立可得F＝1 N
玩具车到达B点时恰好达到额定功率，有：vB＝at＝4 m/s，P＝FvB＝4 W。
(2)玩具车在BC段保持功率恒定，准备爬坡时牵引力为F＝1 N，而不受阻力，重力的分力为
mgsin θ＝1 N＝F
故在BC段玩具车做匀速直线运动，C点的速度为4 m/s，假设玩具车能经过最高点D点，由动能定理有：
－mgR(1＋cos θ)＝mvD2－mvC2
解得
若要安全过D点的最小速度满足只有重力提供向心力，有：

则可得vmin＝ m/s
故vD>vmin，可知玩具车能安全通过最高点D，由牛顿第二定律有：

由牛顿第三定律有ND＝ND′
联立可得玩具车对D点的压力。
(3)玩具车从B点到C点保持功率P1＝3 W不变，设运动时间为t1，匀速的速度为v1，有：
P1t1－mgsin θ‧sBC＝mv12－mvB2
P1＝mgsin θ‧v1
联立可得t1＝0.2 s。