安徽省黄山市2020届高三上学期第一次质量检测物理题

黄山市2020届高中毕业班第一次质量检测

理科综合能力测试卷（物理卷）

一、选择题

1.下列论述中正确的是

A. 法拉第首先提出了场的概念

B. 爱因斯坦把“能量子”引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念

C. 库仑最早通过油滴实验测出了元电荷的电量

D. 玻尔通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型

【答案】A

【解析】

【详解】A. 法拉第首先提出了场的概念，选项A正确；

B. 普朗克把“能量子”引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，选项B错误；

C. 密立根最早通过油滴实验测出了元电荷的电量，选项C错误；

D. 卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，选项D错误。

故选A。

【点睛】熟记物理学史是解决这类问题的关键所在。

2.某行星质量约为地球质量的4倍，若从该行星和地球的表面附近相同的高度处各由静止释放一金属小球，小球自由下落到表面经历的时间之比为3∶4，已知地球的半径为R，由此可知，该行星的半径为

A R B. R C. 2R D. R

【答案】B

【解析】

【详解】根据自由落体运动规律得

由于从该行星和地球的表面附近相同的高度处各由静止释放一金属小球，小球自由下落到表面经历的时间之比为3∶4，则有，即

又在星球表面附近万有引力近似等于重力有，即，则有

所以

选项B正确，A、C、D错误。

3.如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，不计空气阻力，下落高度为h时在空中相遇。若两球的抛出位置不变，但水平抛出的速度都变为原来的2倍，则两球在空中相遇时下落的高度为

A. h B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】两球的抛出位置不变，水平抛出的速度都变为原来的2倍后，相遇时间变为原来的；

竖直方向上做自由落体运动，根据知下落高度变为原来的。

选项D正确，A、B、C错误。

4.如图所示，在水平放置的木棒上的M、N两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属环。现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对M、N两点的拉力F1、F2的变化情况，下列判断正确的是

A F1和F2都变大 B. F1变大，F2变小

C. F1和F2都变小 D. F1变小，F2变大

【答案】C

【解析】

【详解】由于是一根不可伸长的柔软轻绳，所以绳子的拉力相等。

木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度后，绳子之间夹角变小，合力等于重力不变，所以绳子上的拉力变小。

选项C正确，A、B、D错误。

5.如图所示，匀强电场中有一个以O为圆心、半径为R的圆，电场方向与圆所在平面平行，圆上有三点A、B、C，其中A与C的连线为直径，∠A＝30°。有两个完全相同的带正电粒子，带电量均为q（q＞0），以相同的初动能Ek从A点先后沿不同方向抛出，它们分别运动到B、C两点。若粒子运动到B、C两点时的动能分别为EkB＝2Ek、EkC＝3Ek，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，则匀强电场的场强大小为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】从A点到B点应用动能定理有：

从A点到C点应用动能定理有：

所以

做出等势面和电场线如图所示：

则从A点到B点应用动能定理有：

解得。

选项D正确，A、B、C错误。

6.下列说法正确的是

A. 衰变成要经过6次衰变和4次衰变

B. 氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程，原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大

C. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D. 原子核的结合能越大，原子核越稳定

【答案】AB

【解析】

【详解】A. 衰变成要经过次衰变和次衰变，选项A正确；

B. 氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程，原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大，选项B正确；

C. 由光电效应方程可知发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比，选项C错误；

D. 原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，选项D错误。

故选AB。

7.两实心小球甲、乙的体积相同，但甲球的质量小于乙球的质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速度大小无关，若两球在空中下落相同的距离，则

A. 甲球的加速度小于乙球的加速度

B. 甲球用的时间比乙的长

C. 甲球的末速度大于乙球的末速度

D. 甲球克服阻力做的功小于乙球克服阻力做的功

【答案】AB

【解析】

【详解】A. 下落时，加速度，因两球的体积相同，运动时受到的阻力与球的半径成正比，所以两球所受阻力f相同，但，所以，选项A正确；

B. 两球在空中下落相同的距离，根据，，所以甲球用的时间比乙的长，选项B正确；

C. 根据，，甲球的末速度小于乙球的末速度，选项C错误；

D. 两球所受阻力f相同，在空中下落相同的距离，所以两球克服阻力做的功相等，选项D错误。

故选AB。

8.如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨距离为L，N、Q两端接有阻值为R的定值电阻，两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接在两导轨间的电阻为R．现用一恒力F沿水平方向拉杆，使之由静止向右运动，若杆拉出磁场前已做匀速运动，不计导轨的电阻，忽略空气阻力，则下列说法正确的是

A. 金属杆做匀速运动时的速率v=

B. 金属杆出磁场前的瞬间金属杆在磁场中的那部分两端的电压为

C. 金属杆穿过整个磁场过程中金属杆上产生的电热为

D. 金属杆穿过整个磁场过程中通过定值电阻R的电荷量为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A. 金属杆切割磁感线产生感应电动势，感应电流，

金属杆所受安培力

当金属杆做匀速运动时有

所以金属杆做匀速运动时的速率v=，选项A正确；

B.由可得，金属杆出磁场前的瞬间金属杆在磁场中的那部分两端的电压为

，选项B正确；

C. 设整个过程中产生的总电热为Q，根据能量守恒得，

将v代入可得，

根据能量分配关系可得金属杆上产生的电热为，选项C错误；

D. 根据电荷量的计算公式，所以金属杆穿过整个磁场过程中通过定值电阻R的电荷量为，选项D正确。

故选ABD。

二、非选择题

9.用如图所示的实验装置探究功和动能变化的关系。一木板放在安装有定滑轮和光电门的气垫导轨上，木板左右两端安装了宽度均为d的相同遮光条A、B，木板（含遮光条）的质量为M，两遮光条间的距离为L，用不可伸长的细线绕过定滑轮，把木板与力传感器连接起来，传感器下方悬挂钩码，将木板由静止释放，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。

（1）在完成实验时，下列不必要的实验要求是______（填选项前字母）

A．应使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使木板释放的位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节水平

D．应使细线与气垫导轨平行

（2）按要求调整好实验装置后进行实验，主要测量步骤如下：

①将木板从距离光电门适当的位置由静止释放，木板在细线拉动下运动，记录力传感器的示数F及遮光条A、B先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝___________，合外力对木板做功W＝_______．（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）

②增加所挂钩码的个数，重复①的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论。

【答案】    (1). A    (2).     (3).

【解析】

【详解】（1）[1] A．力传感器测出的力就是细线对木板的真是拉力，因此无需满足使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量。

B．使木板释放的位置与光电门间的距离适当大些，可减小测量误差；

C、D．此实验需要满足导轨水平且细线与气垫导轨平行。

因此不必要的实验要求是A。

（2）[2]遮光条A通过光电门的速度，遮光条B通过光电门的速度，所以遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量

[3] 此过程合外力对木板做功

10.某课外兴趣小组用铜片和锌片插入苹果中，组成了一个苹果电池，并用“测定电动势和内电阻”的实验方法测定该苹果电池的电动势和内电阻。实验前该小组同查阅有关水果电池的资料获知：常见的水果电池的电动势一般在1 V左右，内阻一千欧姆左右。除了苹果电池以外，实验室还提供了如下器材：

①多用电表

②毫安表（量程0.6 mA，内阻几十欧）

③电压表（量程1.5 V，内阻约2 kΩ)

④滑动变阻器R1（阻值0～20 Ω）

⑤电阻箱R2（阻值0～9999.9 Ω）

⑥开关一个，导线若干

（1）实验前，晓明同学利用调好的多用电表欧姆“×100”挡来粗测该苹果电池的内阻，测量结果如图甲所示。他这样做是否正确？若正确，请读出其内阻值；若不正确，请说明理由。答：________

（2）根据提供的器材，该小组设计了四种可能的测量电路，如下图所示，最合理的是（      ）

A. B. C. D.

（3）根据最合理的测量电路，用铅笔划线代替导线将图乙中实物连接完整。

（      ）

（4）该小组由实验数据作出的U－I图像如图所示，由图像可求得电源电动势为________V，内电阻为_________kΩ．（结果保留两位小数）。

【答案】    (1). 不正确，水果电池为电源，欧姆表不能直接测其内阻    (2). D    (3).     (4). 1.0（0.98~1.02）    (5). 1.0（0.98~1.02）

【解析】

【详解】（1）[1]因为欧姆表内部本身有电源，而水果电池也有电动势，二者相互影响，无法正确测出电源内阻。

（2）[2]由于水果电池的内阻较大，应选用大的滑动变阻器才能起到有效的调节作用，滑动变阻器R1（阻值0～20 Ω）阻值较小，故选择电阻箱R2（阻值0～9999.9 Ω）；

本实验采用基本的伏安法即可以测量，由于水果电池内阻较大，故可以采用电流表内接法。

因此最合理的是测量电路是D。

（3）[3]根据电路图连接实物图如图所示：

（4）[4] U－I图像中电源电动势为图线与纵轴的截距，由图可知电源电动势约为1.0（0.98~1.02）V。

[5]内电阻为图线的斜率，故内电阻约为1.0（0.98~1.02）kΩ。

11.在高速公路长下坡路端的外侧，常设有避险车道（可简化为倾角为的斜面，如图所示），供刹车失灵的车辆自救，当失控车辆冲上该车道时，减速至停车。若一辆货车关闭发动机后以初速度v0经A点冲上避险车道，前进一段距离时到B点速度减为0，该货车与避险车道的动摩擦因数为，忽略空气阻力，重力加速度为g．求：

（1）货车在避险车道上减速运动的加速度；

（2）货车在避险车道上减速通过的距离．

【答案】见解析

【解析】

【详解】（1）货车受重力G、支持力N和摩擦力f，设货车上滑的加速度为a，根据牛顿第二运动定律有：

解得货车在避险车道上减速运动的加速度

，方向沿着车道向下。

（2）根据运动学公式得，将a代入得

货车在避险车道上减速通过的距离

12.在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系Oxy，在二、三象限的y＝L和y＝－L区域中，存在平行于y轴且与y轴正向相反的匀强电场；在一、四象限的正方形区域abcd内存在竖直向下的匀强磁场，正方形的边长为2L，坐标原点O为ab边的中点。一质量为m的绝缘不带电小球甲，以速度v0沿x轴正向做匀速运动，与静止在坐标原点的带正电小球乙发生弹性正碰（碰撞时间很短），乙球的质量为2m，带电量为q，碰撞前后电量保持不变，甲、乙两球均可视为质点，且m、q、L、v0均为已知，，。

（1）求碰撞后甲、乙两球的速度大小；

（2）两球碰后，若乙球恰从d点离开磁场，求磁场的磁感应强度B的大小以及乙球在磁场中运动的时间；

（3）要使两球能再次发生碰撞，求电场的场强E和磁场的磁感应强度B的大小应满足的关系。

【答案】见解析

【解析】

详解】（1）甲与乙碰撞过程根据动量守恒有：

根据机械能守恒有：

解得碰撞后

甲的速度为（负号表示向左）

乙的速度为

（2）碰撞后，乙球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，恰从d点离开磁场，则由几何知识得：

解得

根据向心力公式得：

解得磁感应强度

设圆心角为，则，即，则

乙球在磁场中的运动时间

（3）要使两球再次相碰，乙球应从边界离开磁场，即圆运动半径必须满足

又

解得

在磁场中运动的时间

乙球进入第二象限的电场做类平抛运动，则

对甲球，设经过时间与乙球碰撞，发生的位移为

两球再次相碰，需满足

联立以上各式解得

13.下列说法中正确的有（    ）

A. 已知某气体的摩尔体积及阿伏加德罗常数，可求得该气体分子的体积

B. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

C. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

D. 一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大

E. 一定质量的理想气体等压膨胀过程一定吸热

【答案】BCE

【解析】

【详解】A.已知某气体的摩尔体积及阿伏加德罗常数，能求出气体分子所占的体积，要比该气体分子的体积大，选项A错误；

B. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项B正确；

C. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项C正确；

D. 一定温度下，饱和蒸汽的分子密度是一定的，因而压强也是一定的，与体积无关，选项D错误；

E. 根据理想气体状态方程可知一定质量的理想气体等压膨胀过程温度一定升高，选项E正确。

故选BCE。

14.如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，用密闭性良好的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞静止时密闭气体的压强为，已知大气压强为，活塞的横截面积为S，重力加速度为g，环境温度为300 K，忽略活塞及气缸壁的厚度。求：

（1）活塞的质量m；

（2）若在活塞上放置一质量也为m的小重物，再让周围环境温度缓慢升高，稳定后使活塞刚好回到初始位置，则环境温度应升高到多少？

【答案】见解析

【解析】

【详解】（1）活塞平衡

将代入上式得

活塞的质量

（2）末态对活塞和重物整体：

解得

初态和末态体积相同，根据理想气体状态方程得：

代入数据得

解得环境温度应升高到

15.如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（    ）

A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B. a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小

C. a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长

D. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小

E. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射

【答案】CDE

【解析】

【详解】A. 由图可知，经过玻璃棱镜后a光的偏折程度比b光大，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，即，选项A错误；

B. 光的频率由光源决定，与介质无关，所以a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都不变，选项B错误；

C. 传播速度由介质决定，所以a光和b光在玻璃中传播时传播速度相同，因为，所以 ，根据可知在玻璃种传播时a光的波长小于b光的波长，选项C正确；

D. 双缝干涉的条纹间距与波长成正比，所以在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小，选项D正确；

E. 根据，可知a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射，选项E正确。

故选CDE。

16.如图所示，一列简谐横波在沿x轴方向传播的过程中，波形由实线变为虚线经历的时间Δt＝1.0 s．

（1）若该列波沿x轴正方向传播，且在Δt时间内传播的距离小于波长，求传播速度；

（2）若该列波沿x轴负方向传播，求传播速度的可能值。

【答案】见解析

【解析】

【详解】（1）设该列波的波长为，由波的图象可得

若该列波沿x轴正方向传播，依题意可知传播距离

所以传播速度

（2）若该列波沿x轴负方向传播，传播时间

波的传播速度

由以上两式得

将代入解得：

传播速度的可能值为