重庆市凤鸣山中学2020届高三6月月考物理试题

凤鸣山中学高三物理测试卷

14.我们学过的物理量中，有的对应的是一个过程，比如：平均速度、路程等，我们称之为过程量；有的对应的是一个状态，比如：瞬时速度、动能等，我们称之为状态量。以下物理量中属于状态量的是(　　)

A.功   B.重力势能

C.平均功率   D.位移

解析　物体的重力势能是属于状态量，而功、平均功率和位移都对应于一个过程，称为过程量，B正确，A、C、D错误。

答案　B

15.一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上，已知万有引力常量为G，星球密度为ρ，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则星球自转的角速度为(　　)

A.   B.

C.ρGπ   D.

答案　A

16.用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，其v－t图象如图所示，下列说法正确的是(　　)

A.在0～t1时间内，起重机拉力逐渐变大

B.在t1～t2时间内，起重机拉力的功率保持不变

C.在t1～t2时间内，货物的机械能保持不变

D.在t2～t3时间内，起重机拉力对货物做负功

解析　v－t图象的斜率表示加速度大小，在0～t1时间内货物加速上升，加速度逐渐减小，起重机拉力逐渐变小，选项A错误；在t1～t2时间内，货物匀速上升，拉力方向向上，拉力等于重力，由P＝Fv可知起重机拉力的功率保持不变，选项B正确；在t1～t2时间内，货物匀速上升，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，选项C错误；在t2～t3时间内，货物匀减速上升，拉力方向向上，起重机拉力对货物做正功，选项D错误。

答案　B

17.静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。则下列表述错误的是(　　)

A.衰变方程可表示为X→Y＋He

B.衰变过程中释放的能量为(mX－mY－mα)c2

C.核Y在磁场中运动的半径为

D.核Y的动能为EkY＝

解析　衰变过程中质量数和电荷数均守恒，故该衰变方程为X→Y＋He，故A正确；结合能是把核子分开而需要的能量，而(mX－mY－mα)c2是衰变过程中释放的能量，故B正确；衰变过程中满足动量守恒定律，即有0＝mYvY－mαvα，又粒子在磁场中做圆周运动的半径r＝，故核Y与α粒子在磁场中做圆周运动的半径之比＝＝，故rY＝，C正确；衰变过程中根据能量守恒定律，若释放的核能全部转化为动能，则 EkY＋Ekα＝(mX－mY－mα)c2，而＝＝，联合上述二式可得，EkY＝，若释放的核能不完全转化为动能，则无法计算，故D错误。

答案　D

18.如图所示为实验室电磁炮的模型图。在倾角θ＝37°的绝缘斜面上固定两条不计电阻、间距d＝1 m的平行金属导轨，导轨处在垂直斜面向下的B＝2 T的匀强磁场中，导轨下端接有电动势E＝24 V、内阻r＝1 Ω的电源，滑动变阻器的阻值变化范围为0～10 Ω，允许通过的最大电流为5 A。导轨上放置一连同金属杆PQ在内的质量m＝1 kg的电磁炮，金属杆PQ垂直两金属导轨放置，金属杆电阻R0＝2 Ω，与导轨间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。闭合开关S，使电磁炮在导轨上静止，则变阻器连入电路的阻值可能是(g取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　)

A.2 Ω   B.3 Ω 

C.6 Ω   D.8 Ω

解析　电磁炮静止在导轨上时受重力、支持力、安培力和摩擦力，其中摩擦力可能沿导轨向上，也可能沿导轨向下，由平衡条件可知mgsin θ±f＝BId，又f≤

μmgcos θ，解得2.2 A≤I≤3.8 A，由闭合电路欧姆定律得I＝，解得

 Ω≤R≤ Ω，选项C正确。

答案　C

在光滑水平面上有三个弹性小钢球a、b、c处于静止状态，质量分别为2m、m和2m。其中a、b两球间夹一被压缩了的弹簧，两球被左右两边的光滑挡板束缚着。若某时刻将挡板撤掉，弹簧便把a、b两球弹出，两球脱离弹簧后，a球获得的速度大小为v，若b、c两球相距足够远，则b、c两球相碰后(　　)

图7

A.b球的速度大小为v，运动方向与原来相反

B.b球的速度大小为v，运动方向与原来相反

C.c球的速度大小为v

D.c球的速度大小为v

解析　设b球脱离弹簧时的速度为v0，b、c两球相碰后b、c的速度分别为vb和vc，取向右为正方向，弹簧将a、b两球弹出过程，由动量守恒定律得0＝－2mv＋mv0，解得v0＝2v；b、c两球相碰过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0＝mvb＋2mvc，mv＝mv＋·2mv，联立解得vb＝－v(负号表示方向向左，与原来相反)，vc＝v，故B正确。

答案　B

19.如图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是(　　)

A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压与入射光的频率

有关

C.遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越小

D.不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应

解析　由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，选项A正确；根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0＝eUc，可知入射光频率越大，光电子的最大初动能越大，遏止电压越大，所以对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，选项B正确；根据最大初动能Ek＝eUc可知，遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大，选项C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，选项D错误。

答案　AB

20.图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、总电阻r＝5 Ω，线圈的两端与阻值为95 Ω的电阻R连接，交流电压表为理想电表。t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。若交流发电机产生的电动势的最大值为Em，电压表的示数为U，则(　　)

A.Em＝200 V，U＝134 V

B.Em＝134 V，U＝95 V

C.通过电阻R的电流每秒内方向改变约50次

D.电阻R实际消耗的功率为190 W

AD

21.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10 m/s2，根据图象可求出(　　)

A.物体的初速率v0＝3 m/s

B.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75

C.取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值x小＝1.44 m

D.当某次θ＝300时，物体达到最大位移后将不会沿斜面下滑

解析　由图可知，当倾角θ＝0°时，位移为2.40 m；而当倾角为90°时，位移为1.80 m；则由竖直上抛运动规律可知v＝2gh；解得v0＝＝ m/s＝6 m/s，A错误；当倾角为0°时，由动能定理可得－μmgx＝0－mv，解得μ＝＝0.75，B正确；－mgxsin θ－μmgxcos θ＝0－mv，

解得x＝＝＝，当θ＋α＝90°时，sin(θ＋α)＝1，此时位移最小，x＝1.44 m，C正确；若θ＝30°时，物体受到的重力的分力为mgsin 30°＝mg，摩擦力f＝μmgcos 30°＝0.75×mg×＝mg，一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故小球达到最高点后，不会下滑，D错误。

答案　BCD

22.在探究“功和速度变化关系”的实验中，小张同学用如图所示装置，尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的速度的值进行探究，则

(1)下列说法正确的是(　　)

A.该方案需要平衡摩擦力

B.该方案需要重物的质量远小于小车的质量

C.该方案操作时细线应该与木板平行

D.该方案处理数据时应选择匀速时的速度

(2)某次获得的纸带如图所示，小张根据点迹标上了计数点(每隔四个点为1个计数点)，请读出C计数点在刻度尺上的读数________ cm，并求出C点的速度为________ m/s(计算结果保留3位有效数字)。

解析　(1)由于是外力对物体做的功，则应该是合外力做的功，所以要平衡摩擦力，选项A正确；近似认为是砝码的重力等于拉力，则必须使重物的质量远小于小车的质量，选项B正确；若细线与平板不平行，则影响压力，那么平衡摩擦力就没有意义了，选项C正确；在该实验方案中小车做匀加速直线运动，该方案处理数据时应求出某计数点的瞬时速度与小车对应于该点的位移，故D

错误。

(2)由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm，刻度尺示数为9.80 cm；

做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，则C点的速度vC＝＝ m/s≈0.178 m/s。

答案　(1)ABC　(2)9.80(9.78～9.82范围都可)  0.178(0.175～0.180范围都可)

23.电动自行车具有环保、节能、便捷等优点，但电动自行车的电池用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。

(1)用多用电表直流电压“50 V”挡测量每块电池的电动势。测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为________ V。

(2)用图乙所示的电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5 Ω。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的－R图线，如图丙所示。由图线C可知电池C的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。

(3)分析图丙可知，电池________(选填“A”“B”“C”或“D”)性能最优。

解析　(1)中间刻度线为直流电压挡，量程50 V，而刻度共计50格，每格为1 V，要估读到0.1 V，指针指到第11格，因此读数为11.0 V。

(2)根据串联电路可得I＝，即＝R＋(R0＋r)，则－R图线的斜率为＝，E＝12 V，由图线C可以看出，当电阻箱连入电路中的电阻为0时电流表的示数为2 A，图线C的延长线与横轴交点为R0＋r＝6 Ω，故内阻为1 Ω。

(3)－R图线的延长线与横轴的交点离原点越远表示电池的内阻越大，图线C的延长线与横轴的交点离坐标原点最近，所以电池C性能最优。

答案　(1)11.0　(2)12　1　(3)C

24.如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨ef、cd与水平面成θ＝30°角固定，导轨间距离为l＝1 m，导轨电阻不计，一个阻值为R0的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的上端。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B＝1 T。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止释放，金属棒下滑过程中与导轨接触良好。改变电阻箱的阻值R，测定金属棒的最大速度vm，得到 － 的关系如图乙所示。取g＝10 m/s2。求：

(1)金属棒的质量m和定值电阻R0的阻值；

(2)当电阻箱的阻值R＝2 Ω，且金属棒的加速度为g时，金属棒的速度大小。

解析　(1)金属棒以速度vm下滑时，根据法拉第电磁感应定律有E＝Blvm，由闭合电路欧姆定律有E＝I·，根据平衡条件有BIl＝mgsin θ，整理得＝(＋)，由 － 图象可知＝1 m－1·s·Ω，·＝0.5 m－1·s。解得

m＝0.2 kg，R0＝2 Ω。

(2)设此时金属棒下滑的速度大小为v，根据法拉第电磁感应定律有E′＝Blv，由闭合电路欧姆定律有E′＝I′·，根据牛顿第二定律有mgsin θ－BI′l＝m·，联立解得v＝0.5 m/s。

答案　(1)0.2 kg　2 Ω　(2)0.5 m/s

25.如图所示，在平面直角坐标系xOy平面内，有一个半径为R、圆心O1坐标为(0，－3R)的圆形区域、该区域内存着磁感应强度为B1、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；有一对平行带电极板垂直 x轴且关于y轴对称放置，极板AB、CD的长度和两极板间距均为2R，极板的两个端点B和D位于x轴上，AB板带正电，CD板带负电。在第一和第二象限内(包括x轴和正y轴上)有垂直于坐标平面向里的磁感应强度为B2(未知)的匀强磁场。另有一块长为R、厚度不计的收集板EF位于x轴上2R～3R的区间上。现有一坐标在(R，－3R)的电子源能在坐标平面内向圆形区域磁场内连续不断发射速率均为、方向与y轴正方向夹角为θ(θ可在0～180° 内变化)的电子。

已知电子的电荷量大小为e、质量为m，不计电子之间的相互作用力，两极板之间的电场看成匀强电场且忽略极板的边缘效应。电子若打在AB极板上，则即刻被导走且不改变原电场分布；若电子能经过第一、二象限的磁场后打在收集板上也即刻被吸收(不考虑收集板的存在对电子运动的影响)；若电子没有打在收集板上，则不考虑后续的运动。求：

(1)若从θ＝60°发射的电子能够经过原点O，则两极板间电压为多大？

(2)要使第(1)问中的电子能被收集板吸收，则B2应为多大？

(3)若B2＝B1，两极板间的电压大小可以从0开始调节(两极板极性不变)，则从哪些角度发射的电子可击中收集板的右端点F?

解析　(1)如图是电子轨迹，由于r＝R，故该电子从沿y轴正向进入电场，

由＝at2，a＝，t＝，v⊥＝a t，v′＝，设v′与y轴正方向的夹角为α，cos α＝＝，

得U＝。

(2)如图所示，若电子打在收集板的右端点，则由3R＝2r1cos α，ev′B2＝m，得B2＝B1；

若电子打在收集板的左端点，

则由2R＝2r2cos α，ev′B2＝m，得B2＝B1；

所以得B2的范围是B1～B1。

(3)若B2＝B1，由L＝2rcos α，v′＝可知，无论电压如何，均有

L＝R。

所以要击中收集板的右端点，则需要电子从坐标为的位置射出电场。

如图所示，由磁聚焦模型可知，只要电压适当，则θ从0～120°发射的电子均可到达坐标为的位置，继而击中收集板的右端点。

33.(选修）

（1）下列说法正确的是(　　)

A.第二类永动机违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律

B.布朗运动反映出分子热运动的规律，即小颗粒的运动是液体分子的无规则运动

C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果

E.从微观上看，气体压强的大小与分子平均动能和分子的密集程度有关

答案　CDE

（2）.如图所示，内壁光滑、长度均为4l、横截面积均为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度为27 ℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计.原长3l、劲度系数k＝的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点.开始活塞D距汽缸B的底部3l.后在D上放一质量为m＝的物体.求：

①稳定后活塞D下降的距离（假定气体温度不变）；

②改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？

答案　(1)　(2)377 ℃

解析　(1)由于活塞的质量不计，所以初始状态汽缸A、B中的气体压强都为大气压p0，弹簧弹力为零，

所以活塞C到汽缸A底部的距离为x1＝l

放上物体稳定后汽缸A、B中气体的压强都为p1，对D活塞有p1S＝mg＋p0S

对活塞C有p1S＝F1＋p0S

F1为弹簧的弹力，F1＝kΔx1＝Δx1

联立以上三式可求得弹簧被压缩Δx1＝

此时活塞C距汽缸A底部的距离为x2＝

初态下气体的总体积V0＝4lS，设末态下气体的总体积为V1，由玻意耳定律p0V0＝p1V1，解得V1＝2lS

由此可知活塞D下降的距离为x＝3l－(2l－)＝

(2)改变气体温度使活塞D回到初位置，气体发生等压变化，所以弹簧位置不变.V2＝lS

由盖—吕萨克定律＝

解得T2＝650 K，所以气体此时的温度为t＝377 ℃.