山东省泰安市2020届高三下学期一轮检测物理试题

高三一轮检测物理试题

一、单项选择题

1.下列关于核反应的说法，正确的是（　　）

A. 是衰变方程，是核裂变方程

B. 是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程

C. 衰变为，经过3次衰变，2次衰变

D. 铝核Al被粒子击中后产生的反应生成物是磷，同时放出一个质子

【答案】C

【解析】

【详解】A．核反应方程放射出电子，是衰变方程，是衰变方程，故A错误；

B．核反应方程是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，是原子弹的核反应方程，故B错误；

C．在衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在衰变的过程中，电荷数多1，质量数不变，设经过了次衰变，则有

解得

经过了次衰变，则有

解得

故C正确；

D．铝核被粒子击中后产生的反应生成物是磷，同时放出一种粒子，根据质量数和电荷数守恒可知放出的粒子质量数为1，电荷数为0，该粒子为中子，故D错误。

故选C。

2.图中ae为珠港澳大桥上四段110m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t。则通过ae的时间为（　　）

A. 2t B.  C.  D. t

【答案】A

【解析】

【详解】根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知，汽车通过、、、所用的时间之比为，可得出通过时间为

故A正确，BCD错误。

故选A。

3.如图所示为一定质量的理想气体状态的两段变化过程，一个从c到b，另一个是从a到b，其中c与a的温度相同，比较两段变化过程，则（　　）

A. c到b过程气体放出热量较多 B. a到b过程气体放出热量较多

C. c到b过程内能减少较多 D. a到b过程内能减少较多

【答案】B

【解析】

【详解】CD．到过程与到过程理想气体的温度降低相同，所以内能减少相同，故CD错误；

AB．到过程压强不变，气体温度降低，气体体积减小，外界对气体做功，；到过程气体体积不变，外界对气体不做功，，根据热力学第一定律

可知到过程气体放出热量较多，故B正确，A错误。

故选B。

4.有两列简谐横波的振幅都是10cm，传播速度大小相同。O点是实线波的波源，实线波沿轴正方向传播，波的频率为5Hz；虚线波沿轴负方向传播。某时刻实线波刚好传到=12m处质点，虚线波刚好传到=0处质点，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 实线波和虚线波的周期之比为3：2

B. 平衡位置为=6m处的质点此刻振动速度为0

C. 平衡位置为=6m处的质点始终处于振动加强区，振幅为20cm

D. 从图示时刻起再经过0.5s，=5m处的质点的位移y<0

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图知波长

，

由得

波速相同，则有

故A错误；

B．对于实线波，由图知此时处的质点位于平衡位置，向上振动其振动速度最大，对于虚线波，由图知此时处的质点位于平衡位置，向上振动其振动速度最大，根据叠加原理可得此时处的质点此刻振动速度最大，故B错误；

C．两列波频率不同，不能形成稳定的干涉现象，不存在质点始终处于振动加强区，故C错误；

D．根据可得

则0.5s相当于个周期，对于实线波，时质点位于波峰，则从图示时刻起再经过个周期时质点位于波谷，则有

由于，则有

0.5s相当于个周期，对于虚线波，时的质点位移为负且向上运动，则从图示时刻起再经过个周期时位移

故最终

故D正确。

故选D。

5.已知氢原子基态的能量为E1=13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为，（激发态能量其中，3……）则下列说法正确的是（　　）

A. 这些氢原子中最高能级为5能级 B. 这些氢原子中最高能级为6能级

C. 这些光子可具有6种不同的频率 D. 这些光子可具有4种不同的频率

【答案】C

【解析】

【详解】氢原子基态的能量为，大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为，则有

解得

即处在能级；根据

所以这些光子可具有6种不同的频率，故C正确，ABD错误。

故选C。

6.2019年1月3日“嫦娥四号”月球探测器成功软着陆在月球背面的南极—艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，如图所示，“嫦娥四号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近月点B再次点火进入近月轨道III绕月球做圆周运动。关于“嫦娥四号”飞船的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 飞船沿轨道I做圆周运动时，速度为

B. 飞船沿轨道I做圆周运动时，速度为

C. 飞船过A点时，在轨道I上的动能等于在轨道Ⅱ上的动能

D. 飞船过A点时，在轨道I上的动能大于在轨道Ⅱ上的动能

【答案】D

【解析】

【详解】AB．飞船在轨道I上，根据万有引力提供向心力有

在月球表面，万有引力等于重力得

解得

故AB错误；
CD．“嫦娥四号”飞船在圆形轨道I运动，到达轨道的A点，点火减速进入椭圆轨道II，所以在轨道I上A点速率大于在轨道II上A点的速率，则有在轨道I上A点的动能大于在轨道II上A点的动能，故C错误，D正确。

故选D。

7.如图，小球C置于B物体的光滑半球形凹槽内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角。在这个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. B对A的摩擦力逐渐变大 B. B对A的作用力逐渐变小

C. B对A的压力不变 D. C对B的压力不变

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．对BC整体，受力情况为：重力、斜面A的支持力和摩擦力，由平衡条件得知

缓慢减小木板的倾角，增大，减小，由牛顿第三定律得知B对A到的摩擦力逐渐减小，B对A的压力增大；根据平衡条件可知A对B的作用力与B和C的重力大小相等，方向相反，所以A对B的作用力不变，根据牛顿第三定律得知B对A的作用力不变，故ABC错误；

D．由于半球形凹槽光滑，小球只受两个力：重力和支持力，由平衡条件可知，支持力与重力大小相等，保持不变，则C对B的压力也保持不变，故D正确。

故选D。

8.空气中放一折射率n=2透明的玻璃球，在玻璃球内有一离球心距离为d=4cm的点光源S可向各个方向发光，点光源发出的所有光都能够射出玻璃球。则玻璃球半径R一定满足（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】光路如图

光源S发出的一条光线射到球面上的点有

可得

对于位置已固定的光源，与都是定值，当越大时，光线射出玻璃球的入射角就越大，光线越容易发生全反射，要求所有的光线都不会全反射，就是要求当最大（）时，不会发生全反射，即有

全反射临界角的正弦为

 在点不发生全反射的光线，以后再次反射也不会发生全反射，所以玻璃球半径一定满足

故C正确，ABD错误。

故选C。

二、多项选择题

9.一电荷量为的带电粒子P，只在电场力作用下沿轴运动，运动过程中粒子的电势能与位置坐标的关系图像如图曲线所示，图中直线为曲线的切线，切点为（0.3，3）交轴于（0.6，0）。曲线过点（0.7，1），则下列说法正确的是（　　）

A. 在处电场强度大小为103N/C

B. 在处电场强度大小为109N/C

C. 处的电势比x=0.7m处的电势高

D. 与间电势差的绝对值是200V

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．根据

可知图象切线的斜率表示电场力，在处的电场力大小为

则可求得处的电场强度大小为

故A正确，B错误；

CD．根据

可知在处的电势为

在处的电势为

所以处的电势高于处的电势，与间电势差的绝对值是

故D正确，C错误。

故选AD。

10.如图所示，半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，MN是一竖直放置足够长的感光板。大量相同的带正电粒子从圆形磁场最高点P以速度沿不同方向垂直磁场方向射入，不考虑速度沿圆形磁场切线方向入射的粒子。粒子质量为m、电荷量为q，不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力。关于这些粒子的运动，以下说法正确的是（　　）

A. 对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的时间越短

B. 对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的时间越长

C. 若粒子速度大小均为，出射后均可垂直打在MN上

D. 若粒子速度大小均为，则粒子在磁场中的运动时间一定小于

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨迹半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，由

知运动时间越短，故A正确，B错误；

CD．速度满足时，根据洛伦兹力提供向心力可得粒子的轨迹半径为

根据几何关系可知入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行，故粒子射出磁场时的速度方向与MN垂直，沿不同方向射入磁场，出射后均可垂直打在MN上；根据几何关系可知轨迹对应的圆心角小于为，粒子在磁场中的运动时间

故CD正确。

故选ACD。

11.如图电路所示，灯泡A、B完全相同，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，额定电压不同。在输入端接上的交流电压，三个灯泡均正常发光，电流表的示数为1A，电流表的示数为1.5A，电路中变压器、电流表均为理想的，则正确的是（　　）

A. 变压器原、副线圈匝数比

B. 变压器原、副线圈匝数比

C. 灯泡L的额定电压为10V

D. 灯泡L的额定电压为15V

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为

由变压规律可知变压器原、副线圈匝数比为

故A错误，B正确；

CD．令副线圈两端电压为，则由变压规律可知原线圈两端电压

令灯泡L两端电压为，则有

其中

由输入端电压

可知

联立可得

故C错误，D正确。

故选BD。

12.如图所示，一弹性轻绳（弹力与其伸长量成正比）左端固定在墙上A点，右端穿过固定光滑圆环B连接一个质量为m的小球p，小球p在B点时，弹性轻绳处在自然伸长状态。小球p穿过竖直固定杆在C处时，弹性轻绳的弹力为。将小球p从C点由静止释放，到达D点速度恰好为0。己知小球与杆间的动摩擦因数为0.2，A、B、C在一条水平直线上，CD=h；重力加速度为g，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

A. 小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为0.3mgh

B. 小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为0.2mgh

C. 若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为

D. 若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．设的长度为，根据胡克定律有

与竖直方向的夹角为时，伸长量为，故弹力为

对球受力分析，受重力、橡皮条的弹力、摩擦力，支持力，水平方向平衡，故

由此可知，下降过程中，水平方向的支持力保持不变，且摩擦力

也保持不变，故小球从点运动到点的过程中克服摩擦力做功为

故A错误，B正确；

CD．对球从点运动到点的过程，根据动能定理有

解得

若仅把小球的质量变成，小球从点运动到点的过程，根据动能定理，有

解得

故C正确，D错误。

故选BC。

三、非选择题

13.如图所示，利用气垫导轨进行“验证机械能守恒定律”实验的装置。主要实验步骤如下：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平；

B．测出遮光条的宽度d；

C．将带有遮光条的滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离；

D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t；

E．用天平称出托盘和砝码的总质量m；

F．………；

已知重力加速度为g。请回答下列问题：

(1)为验证机械能守恒定律，还需要测物理量是______（写出要测的物理量名称及对应该量的符号）；

(2)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，所要验证的机械能守恒的表达式____（用上述物理量符号表示）。

【答案】    (1). 滑块和遮光条的质量M    (2).

【解析】

【详解】(1)[1]根据瞬时速度的定义式可知，挡光条通过光电门的速率为

令滑块和遮光条的总质量为，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为

根据题意可知，系统减少的重力势能即为托盘和砝码减小的重力势能，即为

为了验证机械能守恒，需满足的关系是

实验中还要测量的物理量为滑块和遮光条的总质量。

(2)[2]滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，所要验证的机械能守恒的表达式

14.有一电压表，其量程为3V、内阻约为。现要准确测量该电压表的内阻，提供的器材有：

电源E：电动势约5V，内阻不计；

电流表：量程100mA，内阻；

电压表：量程2V，内阻；

滑动变阻器最大阻值，额定电流1A；

电键一个，导线若干。

(1)为了测量电压表的内阻，请设计合理的实验，在右侧的实物图中选择合适的器材，完成实物连线；（             ）

(2)实验开始时，滑动变阻器滑动触头应置于____________（填“最左端”或“最右端”）；

(3)写出电压表内阻的计算表达式_______________（可能用到的数据：电压表V1的示数为，电压表的示数为，电流表示数I，，，）。

【答案】    (1).     (2). 最右端    (3).

【解析】

【详解】(1)[1]由于待测电压表的电压量程为3V，最大电流为

远小于电流表的量程100mA，而电压表的量程与其电压量程接近，且电压表的内阻是已知的，所以电表应选电压表与待测电压表进行分压；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分压式接法；实物连线如图所示

(2)[2]由于滑动变阻器采用分压式接法，实验开始时，滑动变阻器滑动触头应置于最右端。

(3)[3]根据串联分压特点和串联电路电流处处相等，则有

待测电压表内阻表达式为

15.电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。某同学借助如下模型讨论电磁阻尼作用：如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角()，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒质量为m，接入电路部分的电阻为R，与两导轨始终保持垂直且良好接触。金属棒由静止开始沿导轨下滑，到棒速度刚达到最大的过程中，流过棒某一横截面的电量为q，（重力加速度g）。求：

(1)金属棒达到的最大速度；

(2)金属棒由静止到刚达到最大速度过程中产生焦耳热。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)金属棒ab达到最大速度时，受力平衡，则有

，

根据闭合电路欧姆定律则有

联立可得

(2)假设全过程下滑位移为，对全过程应用动能定理则有

其中

联立可得

16.如图所示，粗细均匀的U形管中，A、B两部分水银封闭着一段空气柱，U形管左端封闭右端开口，A部分水银位于封闭端的顶部，长度为，B部分水银的两液面的高度差，外界大气压强。已知在温度t=177℃时，空气柱长度为，随着空气柱温度的变化，空气柱长度发生变化，试求当空气柱的长度变为时，温度为多少摄氏度。（热力学温度T=t+273K）

【答案】

【解析】

【详解】以封闭的气柱为研究对象，初状态

，

空气柱的长度为L2=10cm过程中，假设A水银柱没有向下移动，则B两边水银面高度差变为，气柱压强变为

假设错误，A水银柱向下移动，A的上方形成真空，故当时，气体压强

由理想气体状态方程得

且有

，

解得

则

17.如图(a)，竖直平行正对金属板A、B接在恒压电源上。极板长度为L、间距为d的平行正对金属板C、D水平放置，其间电压随时间变化的规律如图（b）。位于A板处的粒子源P不断发射质量为m、电荷量为q的带电粒子，在A、B间加速后从B板中央的小孔射出，沿C、D间的中心线射入C、D板间。已知t=0时刻从O点进入的粒子恰好在t=T0时刻从C板边缘射出。不考虑金属板正对部分之外的电场，不计粒子重力和粒子从粒子源射出时的初速度。求：

(1)金属板A、B间电压；

(2)金属板C、D间的电压；

(3)其他条件不变，仅使C、D间距离变为原来的一半（中心线仍为），则时刻从O点进入的粒子能否射出板间？若能，求出离开时位置与的距离；若不能，求到达极板时的动能大小。

【答案】(1)；(2)；(3)不能，

【解析】

【详解】(1)设粒子到达B板时的速度为，根据动能定理

粒子在CD板间沿方向的分运动为匀速运动

整理得

(2)粒子在CD间沿垂直极板方向先匀加速后匀减速，根据动力学公式

而

整理得

(3)C、D间距离变为原来的一半后，粒子在CD间运动的加速度

时刻从点进入的粒子，在垂直极板方向先向C板加速时间，再减速时间，速度为零

然后反向，向D运动，先加速时间

此时粒子与D板距离及沿垂直极板方向的分速度，则

由于，所以粒子将经过一段时间的减速运动后落在D板上。到达D板时沿垂直极板方向的分速度

粒子到达极板D时的速度、动能，则有

联立以上式子解得

18.如图，AB为半径R=0.7m的竖直光滑圆弧轨道，与最低点B平滑连接的水平轨道由BC、CD两部分组成。BC部分粗糙，长度；CD部分光滑，长度。D点有固定的竖直挡板。质量的滑块从圆弧最高点A由静止滑下，与静止在C点的质量的滑块b发生正碰。滑块均可视为质点，与BC段间的动摩擦因数，所有的碰撞中均没有机械能损失，重力加速度大小g=10m/s2.，求：

(1)滑块a对轨道的最大压力大小；

(2)滑块a、b第二次碰撞的位置与D点的距离；

(3)滑块a、b第二次碰撞后到第三次碰撞前，滑块a的运动时间（保留2位小数，可能用到的数值）

【答案】(1)60N；(2)3m；(3)2.88s

【解析】

【详解】(1)滑块从到，经过点时对圆弧轨道的压力最大，根据机械能守恒定律

根据牛顿第二定律，则有

代入数据解得

根据牛顿第三定律可得滑块对轨道的最大压力大小

(2)滑块a在、间运动时的加速度大小为，第一次到达点时的速度，根据牛顿第二定律和运动学公式则有

，

代入数据解得

设a、b第一次碰撞后的速度分别为和，根据动量守恒和机械能守恒可得

，

解得

，

设滑块a、b第二次碰撞的位置与点的距离为，则有

解得

(3)设第二次碰撞后的速度分别为和，以向右为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得

，

解得

，

滑块a向左运动，设沿圆弧上升的高度为，根据动能定理有

解得

之后滑回水平面，停在、间，第二次碰撞后到返回C之间做匀速运动的时间

在BC部分匀减速运动的时间

在圆弧面的运动

在这段时间内滑块b的路程

即未达到点，结果符合题意