山东省青岛市2020届高三下学期统一质量检测物理试题

2020年高三年级统一质量检测物理试题

一、单项选择题

1.测温是防控新冠肺炎的重要环节。在公共场所常用如图所示的测温枪为出入人员测温，测温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将测温枪靠近皮肤表面，修正皮肤与实际体温的温差便能准确显示体温，下列说法正确的是（　　）

A. 测温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒

B. 红外线是波长比紫外线长的电磁波

C. 红外线的穿透能力很强，接受红外线照射是会伤害身体的

D. 红外线的频率大于X光的频率

【答案】B

【解析】

【详解】A．紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，故A错误；

B．由电磁波谱可知，红外线是波长比紫外线长的电磁波，故B正确；

C．红外线热作用很强，接受红外线照射是不会伤害身体的，故C错误；

D．由电磁波谱可知，红外线的频率小于X光的频率，故D错误。

故选B。

2. 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后．将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是

A. 线圈接在了直流电源上 B. 电源电压过高

C. 所选线圈的匝数过多 D. 所用套环的材料与老师的不同

【答案】D

【解析】

金属套环跳起来的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起．电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起，故A、B、C选项错误，D选项正确．

3.良好的学习、生活习惯对人的一生有重要意义。在居家期间有些同学经常躺着看手机，出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为120g，从距离眼睛约20cm的高度无初速掉落，碰到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.15s，g=10m/s2，则手机对眼睛的冲击力约为（　　）

A. 0.24N B. 0.28N C. 2.4N D. 2.8N

【答案】D

【解析】

【详解】根据自由落体速度为

对于手机，碰撞过程由动量定理选向下为正

代入数据得

故ABC错误，D正确

故选D。

4.下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息

A. 1s时人处在下蹲的最低点

B. 2s时人处于下蹲静止状态

C. 该同学做了2次下蹲-起立的动作

D. 下蹲过程中人始终处于失重状态

【答案】B

【解析】

【详解】人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故下半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中先是失重后超重，选项D错误；在1s时人的失重最大，即向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，选项A错误；2s时人经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，选项B正确；该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲-起立的动作，选项C错误．

5.全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”最高礼仪，寓意为“接风洗尘”。某次仪式中，水从两辆大型消防车中斜向上射出，经过3s水到达最高点，不计空气阻力和水柱间的相互影响，若水射出后第1s内上升高度为h，则水通过前段用时为（　　）

A. 0.5s B.  C.  D. 0.2s

【答案】C

【解析】

【详解】由经过3s水到达最高点，则水射出时竖直方向初速度为

第1s内上升高度为

设水通过前末的竖直分速度大小为，则有

解得

所用的时间为

故C正确，ABD错误。

故选C。

6.己知氢原子能级公式为，其中n为量子数。氢原子从n能级向n－1能级跃迁时释放出的能量可以使处于n能级上的氢原子电离，则n的最大值为（　　）

A. 2 B. 3 C.  D. 4

【答案】B

【解析】

【详解】氢原子从n能级向n－1能级跃迁时释放出的能量

由题意可知

由数学知识可得

或

故n的最大值应取3，故B正确，ACD错误。

故选B。

7.如图甲，Q1、Q2为两个固定点电荷，它们连线的延长线上有a、b两点。一带正电的试探电荷仅在电场力作用下，以初速度va从a点开始沿a、b连线向远处运动，经过b点时速度为vb，其v－t图像如图乙所示，规定无穷远处为零电势点，下列说法正确的是（　　）

A. Q1带负电，Q2带正电

B. b点电势为零

C. b点场强为零

D. 试探电荷从a点到无穷远处，电场力做负功

【答案】C

【解析】

【详解】A．由乙图可知，试探电荷在b点时，加速度为零，所受到Q1和Q2对其库仑力的合力为零，故Q1和Q2为异种电荷。若Q1带负电，Q2带正电，则从a点刚开始运动时，正试探电荷要加速，故Q1带正电，Q2带负电才能满足题意，A错误；

B．Q1和Q2为异种电荷，根据异种电荷电场电势的分布，电势为零的点构成的等势面，应交于它们二者之间的连线，即电势为零的点在它们之间，而不是b点，B错误；

C．试探电荷在b点受到的电场力为零，故Q1和Q2在b点的合场强为零，C正确；

D．试探电荷从a点到无穷远处，电场力先对其做负功，后对其做正功，距离足够远时，电场力开始不做功。据动能定理，从整个过程来看，电场力对该电荷做的总功为正功，D错误。

故选C。

8.某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡Ll、L2规格相同，保持变压器A的输入电压不变，下列说法正确的是（　　）

A. 断开S，A的输入功率减小

B. 断开S，Ll不受影响

C. 将滑片P下移，灯泡Ll变暗

D. 将滑片P上移，A的输入功率增大

【答案】A

【解析】

【详解】AB．将B变压器等效为A变压器副线圈的一部分电阻，则有

得

断开S，B变压器副线圈电阻变大，则等效电阻变大，变压器A的输入电压不变，则变压器A输出电压不变，则A变压器副线圈中电流变小，A变压器原线圈中的电流变小，A的输入功率减小，则等效部分电流减小，即Ll变暗，故A正确，B错误；

C．将滑片P下移，A变压器副线圈匝数变大，副线圈电压变大，等效部分电流变大，则灯泡Ll变亮，故C错误；

D．将滑片P上移，A变压器副线圈匝数变小，副线圈电压变小，等效部分电流变小，原线圈中电流变小，A的输入功率变小，故D错误。

故选A。

二、多项选择题

9.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向由a向b传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为l，a、b之间只有一个波谷，则从该时刻开始计时，质点a第一次到达波谷所用的时间可能是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】ABD

【解析】

【详解】位于平衡位置的两质点a、b相距为l，a、b之间只存在一个波谷，则a、b之间波形可能为以下几种情况：

又因为波沿x轴正方向由a到b传播，则a点的振动方向如图所示，所以质点a第一次到达波谷的时刻可能是：

故ABD正确，C错误。

故选ABD。

10.一束复色光射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光，下列说法正确的是（　　）

A. 在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度

B. 若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的大

C. 通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距

D. a、b两束光分别照射到同种金属上，相应的遏止电压分别为Ua和Ub，Ua＞Ub

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由公式可知，a光的折射率大于b光的折射率，由公式可知，在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；

B．由公式可知，折射率越大，临界角越小，则从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的小，故B错误；

C．由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，由公式可知，a光的波长小于b光的波长，由公式可知，通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距，故C错误；

D．由爱因斯坦光电效应方程和可得

则

故D正确。

故选AD。

11.卫星绕某行星做匀速圆周运动的加速度为a，卫星的轨道半径为r，的关系图像如图所示，图中b为图线纵坐标的最大值，图线的斜率为k，该行星的自转周期为T0，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A. 行星的质量为

B. 行星的半径为

C. 行星的第一宇宙速度为

D. 该行星同步卫星的轨道半径为

【答案】AD

【解析】

【详解】卫星绕行星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有

得

A．图线斜率为

则行星的质量为

故A正确；

B．加速度最大即卫星半径约等于行星半径，则有

解得

故B错误；

C．行星的第一宇宙速度为

故C错误；

D．由公式

得

故D正确。

故选AD。

12.如图，正方形abcd区域内有垂直纸面的匀强磁场。a点处的粒子源沿ac方向发出大量相同的带电粒子，粒子的速度大小不同。当粒子速度为v0时恰好从e点垂直cd边射出，不计粒子间的相互作用力及重力，下列说法正确的是（　　）

A. e点为cd边的中点

B. 速度为时，粒子从d点射出

C. 速度小于的所有粒子在磁场中运动的路程与速度大小成正比

D. 从e点射出的粒子和从d点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为2：1

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当粒子速度为v0时恰好从e点垂直cd边射出时，由几何关系可得

则

所以e点不是cd边的中点，故A错误；

B．由公式

得

速度为时，半径变为

设粒子从d点射出，此时弦长为

则假设成立，故B正确；

C．速度小于的所有粒子均从ad边射出，则粒子的偏转角相同，所以

故C正确；

D．从e点射出的粒子的偏转角为，从d点射出的粒子的弦切角为，则从d点射出的粒子的偏转角为弦切角的两倍，由

可知，从e点射出的粒子和从d点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：2，故D错误。

故选BC。

三、非选择题

13.某实验兴趣小组查阅教材了解到木—木间的动摩擦因数为0.30，该小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数进一步验证。实验中，木块要在重锤的牵引下沿长木板做直线运动。对于该实验，请回答下面问题：

(1)如果实验所用重锤的质量约为150g，实验室里备有下列各种质量的木块，其中质量最合适的是____；

A．500g            B．600g            C．260g            D．15g

(2)如图乙是某次实验中打出的一条纸带，从某个便于测量的点开始，取一系列计数点并记为0、1、2、3……10，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，测得相邻计数点间的距离己标注在图上，电源频率f=50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，请根据纸带计算重锤落地前木块运动的加速度大小为_____，木块与木板间的动摩擦因数为________________；(计算结果保留2位有效数字)

(3)若实验测得的木块与木板间动摩擦因数比真实值偏大，你认为可能的原因是_____________。(写出一条即可)

【答案】    (1). C    (2). 2.6    (3). 0.33    (4). 纸带与打点计时器间有摩擦阻力、细线与滑轮间有摩擦阻力、木块和木板表面的粗糙程度有差异

【解析】

【详解】(1)[1]在实验中，重锤的重力提供木块和重锤做加速运动，根据牛顿第二定律可知

通过计算可知当木块质量为15g时，加速度过大，当质量为500g或者600g时，加速度太小，故只能选260g，故C正确，ABD错误

(2)[2]由逐差得

[3]重锤落地木块的加速度大小为

由牛顿第二定律有

则

(3)[4]由于纸带与打点计时器间有摩擦阻力、细线与滑轮间有摩擦阻力、木块和木板表面的粗糙程度有差异导致实验测得的木块与木板间动摩擦因数比真实值偏大。

14.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，正温度系数电阻器的电阻值随温度升高而增大，负温度系数电阻器的电阻值随温度升高而减小，由于热敏电阻具有这种特性，常用在控制电路中，其电学符号为。实验室里有一只热敏电阻Rt，它在常温下阻值约为10Ω，现要探究通过该电阻的电流与其两端电压的关系，实验室里备有下列器材：

电流表A1，量程100mA，内阻约为1Ω

电流表A2，量程1.2A，内阻约为0.3Ω

电压表Vl，量程3V，内阻约为3kΩ

电压表V2，量程10V，内阻约为10kΩ

滑动变阻器R1，最大阻值为5Ω

滑动变阻器R2，最大阻值为500Ω

电源E，电动势为12V，内阻不计

开关、导线若干

(1)实验中要求通过热敏电阻Rt的电流从0开始逐渐增大，根据所提供的器材，请你设计实验电路，并将电路图画在答题纸指定的方框内____；

(2)实验时，电流表应选__________，电压表应选__________，滑动变阻器应选__________；(选填器材代号)

(3)根据实验测得数据描绘出热敏电阻的U—I，关系曲线如图所示，该热敏电阻属于__________热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”)；将该热敏电阻与电动势为6V、内阻为3Ω的电源组成回路，则该热敏电阻消耗的电功率为_______________W。

【答案】    (1).     (2). A2    (3). V2    (4). R1    (5). NTC    (6). 2.25

【解析】

【详解】(1)[1]要求通过热敏电阻Rt的电流从0开始逐渐增大，滑动变阻器应用分压式，由于热敏电阻的阻较小，则电流表应用外接法，故电路图如图所示

(2)[2]常温下热敏电阻的电流为

则电流表应选A2

[3]由于电源电动势为12V，则电压表应选V2

[4]要求通过热敏电阻Rt的电流从0开始逐渐增大，滑动变阻器应用分压式，所以滑动变阻应选总阻值较小的即为R1

(3)[5]由U—I图像可知，热敏电阻的阻值随电流或电压的增大而减小，即随温度的增大而减小，所以该热敏电阻属于NTC

[6]热敏电阻与电源组成回路则有

即为

将此图像画入热敏电阻的U-I图像中如图

两图线的交点即为热敏电阻的工作点，由图可知，电压U=4.5V，电流I=0.5A

故该热敏电阻消耗的电功率为

15.某简易火情报警装置如图所示，导热良好的玻璃管竖直放置，管内用水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度升高，水银柱上升到一定高度时，电路接通，蜂鸣器发出火情警报。已知玻璃管中的导线下端距离玻璃管底部60cm，环境温度为27时，玻璃管中封闭气柱长度为10cm；当环境温度上升到177时，蜂鸣器发出火情警报。

(1)求水银柱的长度；

(2)请分析说明在环境温度升高过程中，管中封闭气体是吸热还是放热。

【答案】(1)h=45cm；(2)封闭气体吸热

【解析】

【详解】(1)设T1=300K，T2=450K，L=60cm，l=10cm，玻璃管截面积为S，有

解得

h=45cm

(2)封闭气体温度升高，内能增大，气体膨胀对外做功，据热力学第一定律，封闭气体吸热

16.图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差，为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护，在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示，倾角为的轨道上套一个质量为m的滑轮P，质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时，工人对绳套施加一个拉力F，使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动，运动过程中F与轻绳的夹角始终保持，直到轻绳水平，绳套到达B点，如图所示。整个过程滑轮保持静止，重力加速度为g，求：

(1)绳套到达B点时，轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小；

(2)绳套从A缓慢移动到B的过程中，轻绳上拉力的最大值。

【答案】(1)，f=mg；(2)

【解析】

【详解】(1)绳套到达B点时，对质量为3m的绳套，有

对滑轮m：

解得

，f=mg

(2)在绳套的动态平衡过程中，当F与mg垂直时软绳中的弹力最大，则有

17.提供信息：若物体做机械振动的回复力F回与振动物体的位移x满足关系式F回=－kx，那么机械振动的周期为，其中k为常数。如图是多米诺骨牌中滚球触发机关的一段示意图，轻质弹簧一端固定在斜面底端，质量为0.2kg的小球放在倾角为的光滑斜面最上端B点，在弹簧弹力作用下处于静止状态，弹簧的劲度系数为k0=5π2N/m，且不与小球拴接。长度l=0.5m的水平轨道CD和光滑圆弧轨道在D点相切，B、C竖直高度差=0.6m，小球在水平轨道上受到恒定阻力f=0.6N。现用沿斜面向下的推力使小球缓慢移动一小段距离到达A点，此时突然撤去推力，弹簧上端到达B点时立即被锁定，小球从B点弹出后恰好沿水平方向进入CD轨道，继续运动到弧面上的触发点E，原速率弹回。已知重力加速度g=10m/s2。求：

(1)小球到C点时的速度大小；

(2)小球从A点到B点的过程中弹簧对小球的冲量大小；

(3)小球最终停止时离D点的距离。

【答案】(1)2m/s；(2)0.973N·s；(3)小球停在离D点0.17m的位置

【解析】

【详解】(1)小球从B点到C点过程

得vB=4m/s

到达C点只有水平速度，根据速度合成与分解可得

(2)小球在B点时

设小球发生位移x，则

因为F回与x方向相反，所以

F回=－kx，其中k=k0

因此小球做简谐运动，周期为

小球从A→B所用时间为

由动量定理

弹簧对小球冲量大小为I=0.973N·s

(3)设小球在水平轨道CD上经x0停止运动，有

得

x0=0.67m>0.5m

则

x=x0－0.5m=0.17m

即小球停在离D点0.17m的位置

18.如图，平行金属导轨由水平部分和倾斜部分组成，倾斜部分是两个竖直放置的四分之一圆弧导轨，圆弧半径r=0.2m。水平部分是两段均足够长但不等宽的光滑导轨，CC＇=3AA＇=0.6m，水平导轨与圆弧导轨在AA＇平滑连接。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导体棒MN、PQ的质量分别为ml=0.2kg、m2=0.6kg，长度分别为l1=0.2m、l2=0.6m，电阻分别为R1=1.0Ω、R2=3.0Ω，PQ固定在宽水平导轨上。现给导体棒MN一个初速度，使其恰好沿圆弧导轨从最高点匀速下滑，到达圆弧最低处AA＇位置时，MN克服安培力做功的瞬时功率为0.04W，重力加速度g=10m/s2，不计导轨电阻，导体棒MN、PQ与导轨一直接触良好。求：

(1)导体棒MN到达圆弧导轨最低处AA＇位置时对轨道的压力大小；

(2)导体棒MN沿圆弧导轨下滑过程中，MN克服摩擦力做功(保留3位有效数字)；

(3)若导体棒MN到达AA＇位置时释放PQ，之后的运动过程中通过回路某截面的电量q。

【答案】(1)6N；(2)0397J；(3)0.5C

【解析】

【详解】(1)导体棒MN到达圆弧最低处时，克服安培力做功的功率为P=B1I1l1v，由E1=Bl1v，，解得

v=2m/s

由牛顿第二定律有

解得

FN=6N

据牛顿第三定律，导体棒MN在位置时对轨道的压力大小为6N

(2)导体棒MN沿圆弧轨道下滑过程中，感应电动势

有效值

 经历时间为

产生的焦耳热为

克服安培力做功

W2=Q=0.00314J

根据动能定理

m1gr－W1－W2=0

解得

W1=0.397J

(3)释放PQ后，当

Bl1v1=Bl2v2

时回路中的电流为0，对MN：

－BIl1t=m1v1－m1v

对PQ：

BIl2t=m2v2－0

整理得

v2=0.5m/s

对PQ：

Bl2q=m2v2－0，

解得

q=0.5C