陕西省汉中市2020届高三上学期第一次教学质量检测物理试题

汉中市2020届高三年级教学质量第一次检测考试
物理
注意事项:
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂:非选择题必须使用0.5毫米黑字迹的签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效:在草稿纸，试题卷，上答题无效。
4.作图可先用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破，不准使用涂改液、修正液、刮纸刀。
第I卷 (选择题共50分)
一、选择题:本题共10个小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有-一个选项符合题目要求，第8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.下列判断中正确的是( )
A. 卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了卓越的贡献
B. 在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但电荷数不守恒
C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期
D. 光电效应实验中，只要照射光足够强就可以产生光电流
【答案】C
【解析】
【详解】A. 电子是汤姆孙发现的，故A错误；
B. 在核反应过程中，反应体系的质量数守恒，电荷数守恒，故B错误；
C.原子核的半衰期与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故C正确；
D. 光电效应实验中，不同金属有不同的截止频率。当入射光的频率低于截止频率时，不管入射光的强度多强，都不发生光电效应，没有光电流产生，故D错误。
2.滑雪深受 人民群众的喜爱，雪面松紧程度和滑雪板与雪面角度的不同，造成运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数也不同。假设某滑雪运动员以一定的速度从半圆形场地坡顶下滑到坡最低点过程中速率不变，空气阻力忽略不计，则运动员下滑过程中( )
A. 与雪面的动摩擦因数变小 B. 加速度不变
C. 所受的合外力越来越大 D. 受四个力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A. 运动员在运动方向(切线方向)上合力为零才能保证速率不变，在该方向，重力的分力不断减小，所以摩擦力Ff不断减小，而运动员下滑过程中重力沿径向的分力变大，所需向心力的大小不变，故弹力FN增大，由Ff=μFN可知，运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小，故A正确；
B. 滑雪运动员速率不变，必做匀速圆周运动，向心加速度的大小不变，方向时刻变化，故B错误；
C. 运动员做匀速圆周运动，所受合外力大小不变，故C错误；
D. 滑雪运动员下滑的过程中受重力、弹力和摩擦力三个力作用，故D错误。
3.一个小球被水平抛出，运动t时间内重力做功为W，不计空气阻力，则t时刻重力的瞬时功率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知，小球运动t时间重力做功为：
，
t时刻小球的速度为：
v=gt
重力的瞬时功率为：
P=mgv=mg⋅gt=mg2t，
联立解得：
，
A. 。故A错误；
B. 。故B正确；
C. 。故C错误；
D. 。故D错误。
4.据报道，2020年我国首颗“人造月亮”将完成从发射、人轨、展开到照明的整体系统演示验证．“人造月亮”是一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星，将部署在距离地球500km以内的低地球轨道上，其亮度是月球亮度的8倍，可为城市提供夜间照明．假设“人造月亮”绕地球做圆周运动，则“人造月亮”在轨道上运动时
A. “人造月亮”的线速度等于第一宇宙速度
B. “人造月亮”的角速度大于月球绕地球运行的角速度
C. “人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. “人造月亮”的公转周期大于月球的绕地球运行的周期
【答案】B
【解析】
【分析】
知道第一宇宙速度的物理意义，研究“人造月亮”绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量；
【详解】A、第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，也是人造卫星的最大运行速度，根据 可得 ，所以“人造月亮”的运行速度不可能等于第一宇宙速度，故A错误；
B、根据 可得 ，由于“人造月亮”绕地球做圆周运动的半径小于月球绕地球运行的半径，所以“人造月亮”的角速度大于月球绕地球运行的角速度，故B正确；
C、根据可得，由于“人造月亮”绕地球做圆周运动的半径大于地球半径，所以“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误；
D、根据 可得 ，由于“人造月亮”绕地球做圆周运动的半径小于月球绕地球运行的半径，所以“人造月亮”的公转周期小于月球的绕地球运行的周期，故D错误；
故选B．
【点睛】关键是根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量．
5.如图所示，两块固定且相互垂直的光滑挡板POQ， OP竖直放置，OQ水平，小球a、b固定在轻杆的两端，现有一个水平向左的推力，作用于b上，使a、b紧靠挡板处于静止状态。现用力F推动小球b，使之缓缓到达位置，则( )

A. 推力F变大
B. 小球a对OP的压力变大
C. 小球b对OQ的压力变大
D. 杆上的弹力减小
【答案】D
【解析】
【详解】BD.隔离a分析受力，设此时ab间作用力与水平方向上的夹角为θ，如图所示： 

由力的平衡条件可得：
，

将小球稍微向左水平移动一小段距离，当a、b重新处于静止状态时，由几何关系可知，θ增大，则sinθ、tanθ增大，mg不变时F'减小，N减小。根据牛顿第三定律，小球a对OP的压力减小，故B错误，D正确； 
AC对ab的整体受力分析如下图所示： 

由共点力的平衡条件可知，a、b重新处于静止状态前后，OQ面板对b的支持力始终和a、b的重力相等保持不变，推力F=N在减小，故A错误，C错误。
6.将质量为m＝0.1 kg的小球从地面竖直向上抛出，初速度为v0＝20 m/s，小球在运动中所受空气阻力与速率的关系为f＝kv，已知k＝0.1 kg/s．其在空气的速率随时间的变化规律如图所示，取g＝10 m/s2，则以下说法正确的是（ ）

A. 小球在上升阶段平均速度大小为10 m/s
B. 小球在t1时刻到达最高点，此时加速度零
C. 小球落地前匀速运动，落地速度大小v1＝10 m/s
D. 小球抛出瞬间的加速度大小为20 m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】根据速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移，则从图象可以看出，位移小于阴影部分面积，而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移，匀减速直线运动的平均速度等于 ，故小球上升过程的平均速度小于10m/s，故A错误．

球在t1时刻速率为零，到达最高点，空气阻力为零，只受重力，加速度为g，故B错误．由图象可知，小球落地前匀速运动，由 mg=f=kv1；得 v1=10m/s．故C正确．小球抛出瞬间，有：mg+kv0=ma0；联立解得：a0=30m/s2．故D错误．故选C.
【点睛】关于速度时间图象问题，重点要掌握速度时间图象斜率表示加速度，面积表示位移．要注意公式 只适用于匀变速直线运动．
7.在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴以角速度匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势随时间的变化关系，如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( )

A. 从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零
B. 从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为
C. t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0
D. 在0-t4时间内电阻R上产生的热量为
【答案】B
【解析】
【详解】A. 从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量由正向BS变为负向BS，磁通量的变化量为△Φ=2Bs，不为零，故A错误；
B. 通过电阻的电荷量，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量
，
又E0=nBSω，故：
，
故B正确；
C.  t4时刻产生的电动势最大为E0，根据法拉第电磁感应定律：

所以磁通量变化率为：

故C错误；
D. 计算热量应该用有效值，在0-t4时间内电阻R上产生的热量为

故D错误。
8.汉中市在校园冬季安全大检查中，某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1的阻值急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，则下列说法正确的是( )

A. 试验中发现当有火情时装置不响，应把R2的滑片P向上移
B. 试验中发现当有火情时装置不响，应把R2的滑片P向下移
C. 若报警器的电池老化(内阻变大，电动势不变)， 不会影响报警器的安全性能
D. 增大电源的电动势，会使报警的临界温度降低
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若试验时发现有火情时装置不响，说明报警器的电压较小，要增大其电压，根据串联电路分压的特点可知，必须增大R2，应把R2的滑片P向上移。故A正确，B错误；
C.若报警器的电池老化（内阻变大，电动势不变），报警器的电压变小，电铃将不会响，所以会影响报警器的安全性能。故C错误；
D. 增大电源的电动势，报警器的电压变大，相当于电动势不变，R1变小，所以会使报警的临界温度降低。故D正确。
9.小明同学和小刚同学为了探究未知匀强电场的大小和方向，在该电场中引入了一个电荷量的试探电荷，A、B、C是该电场中的三个点，已知电场线平行于所在的平面，∠ABC =∠CAB=30°，BC=m。电荷由A移到B的过程中，电势能增加了，由B移到C的过程中电场力做功 J，为方便计算，设B点电势为0，下列说法正确的是( )

A. B、C两点的电势差
B. A点的电势高于B点的电势
C. 将负电荷由C点移到A点的过程中，电势能减少
D. 该电场的场强为1 V/m，方向由A到B
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由B到C过程中，WBC=6×10−6J，则B、C两点的电势差：

故A错误；
B.电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10-5J，则电场力做功-1.2×10-5J，则A、B两点的电势差：

所以A点的电势高于B点的电势，故B正确；
C.由A到B过程中，WAB=−1.2×10−5J；由B到C过程中，WBC=6×10−6J，所以电荷由A到C过程中，
WAC=WAB+WBC=−6×10−6J，
电场力做负功。则将负电荷由C点移到A点的过程中，电场力做正功，电势能减少，故C正确；
D.所以AB中点D与C是等势点，连接CD是等势线，据电场线与等势线垂直，故场强从A指向B，所以场强为：
，
故D正确
10.如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，在外力作用下将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h，并作出滑块的动能Ek与离地面高度h的关系图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知( )

A. 小滑块的质量为0.15kg
B. 轻弹簧原长为0.2m
C. 释放时弹簧的弹性势能为0.32J
D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38J
【答案】BD
【解析】
【详解】A. 在从0.2m上升到0.35m范围内，
△Ek=-△EP=-mg△h，
图线的斜率绝对值为：
，
所以：m=0.2kg，故A错误；
B. 在Ek−h图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力，所以从h=0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长为0.2m，故B正确；
C. 根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以：
Epm=mg△h=0.2×10×(0.35−0.1)=0.5J，
故C错误；
D. 由图可知，当h=0.18m时的动能最大；在滑块整个运动过程中，系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化，因此动能最大时，滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小，根据能的转化和守恒可知：
EPmin=E−Ekm=Epm+mgh−Ekm=0.5+0.2×10×0.1−0.32=0.38J，
故D正确；
第I卷(非选择题 共60分)
二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第11题~第15题为必考题，每个试题考生都必须做答。第16题~第17题为选考题，考生根据要求做答。
(一)必考题(共45分)
11.某同学用如图甲所示装置测量小物块做匀减速运动时的加速度，将曲面固定在水平桌面上，把光电门固定在桌面上的O点，当光电门有物体通过时，与之连接的数字计时器(图中未画出)能够显示挡光时间。

(1)用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，其读数为_____________mm。
(2)将带有遮光条的小物块由曲面的顶端无初速度释放，经过一段时间小物块停在桌面上的P点。为了完成本实验，除了测量遮光条的宽度d，还需要测量光电门到P点的距离s、遮光条通过光电门的时间t，可得小物块从O到P做匀减速运动的加速度大小的表达式a=_________________________。(用 测量的物理量d、t、s表示)
【答案】 (1). 9.60； (2).
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺的读数为0.05×12mm=0.60mm，所以最终读数为9mm+0.60mm=9.60mm；
（2）[2]遮光条经过光电门的瞬时速度为
，
根据匀减速运动的规律得：
−2as=0−v2，
所以小物块从O到P做匀减速运动的加速度大小为
。
12.LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。

实验室提供的器材有:
A.电流表Al(量程为0~5 mA，内阻RA1约为3Ω)
B.电流表A2(量程为0~4 mA，内阻RA2= 10Ω)
C.电压表V(量程为0~ 10V，内阻Rv= 1000Ω)
D.定值电阻R1=590Ω
E.定值电阻R2=990Ω
F.滑动变阻器R (最大阻值为20Ω)
G.蓄电池E (电动势为4 V，内阻很小)
H.开关S一只，导线若干
(1)如图1所示，请选择合适的器材，电表1为__________，电表2为__________，定值电阻为____ ( 填写器材前的字母序号)
(2)请将图2中的实物连线补充完整______________
(3)请写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式: Rx=__________________(电表1的读数用a表示，电表2的读数用b表示，其余电学量用题中所对应的电学符号表示)
【答案】 (1). （1）A， (2). B， (3). E； (4). （2）； (5). （3）
【解析】
【详解】（1）[1] LED灯正常工作时的电流约为
，
故电表1选用A；
[2]要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压。故电表2选用B；
[3]要改装成量程为3V的电压表，需要串联的电阻为：
，
则定值电阻应选E，量程等于4V；
（4）[4]因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。实物连线如图所示：
；
由以上分析可知，电表1为A，电表2为B，定值电阻为E；
(3)根据欧姆定律知，灯泡两端的电压U=b(R2+RA2)，通过灯泡的电流I=a−b，所以LED灯正常工作时的电阻：
。
13.如图所示，光滑水平面上放着质量为0.3kg长木板B，质量为0.2 kg的小木块A以速度v0=5 m/s滑上静止的长木板B的上表面，已知A、B之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2。若木块不从长木板B上滑出，则长木板B至少多长。

【答案】1.5m
【解析】
【详解】若小木块A不从长木板B上滑出，长木板最短为l时，小木块恰好滑到长木板B右端时速度相等。
设小木块质量为m，长木板质量为M，两者速度相等时为v。以长木板B和小木块A为系统，水平方向不受外力，则系统动量守恒：
mv0=(m+M)v，
系统损失机械能等于转化成的内能：

联立解得：

14.在水平地面上，固定着光滑平行金属导轨MN、PQ，导轨宽度d=0.5m， 在MP端连接着阻值为R=1.5Ω的电阻，空间存在着竖直向下的匀强磁场，磁感强度B=1T，在导轨上放置着垂直于导轨，阻值r=0.5Ω的导体棒ab，导体棒与导轨保持良好接触，导体棒的长度与导轨宽度相等，其余电阻忽略不计，导体棒在恒力F=1N的水平拉力作用下，从静止开始向右运动。求:
(1)当导体棒的速度为4m/s时，ab两端的电压和流经R的电流方向
(2)导体棒所能达到的最大速度

【答案】（1）1.5V，从M到P；（2）8m/s
【解析】
【详解】（1）根据电动势公式得：
E=Bdv=1×0.5×4=2.0V
此时导体棒ab两端电压为路端电压，即电阻R两端电压：

流经R的电流：

根据右手定则，流经R的电流方向为从M到P；
（2）金属棒匀速运动过程中，速度达到最大，所受的安培力等于拉力：
F=F安=BIL=1N
电动势为：

电流为：

联立解得：

15.如图所示，将某正粒子放射源置于原点O，其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q。在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与y轴正向相同。在d