江西省临川第一中学2020届高三寒假收心考一物理试题

寒假收心考

物理卷

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

第I卷（选择题)

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一、单选题

1．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征,认识正确的是(   )

A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应

B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光

C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

2．一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P．从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶．若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力．下列说法正确的是（   ）

A．汽车加速过程的最大加速度为

B．汽车加速过程的平均速度为

C．汽车速度从v增大到2v过程做匀加速运动

D．汽车速度增大时发动机产生的牵引力随之不断增大

3．如图所示，倾角为θ＝30°的斜面上，一质量为6m的物块经跨过定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，现将小球从水平位置静止释放，小球由水平位置运动到最低点的过程中，物块和斜面始终静止．运动过程中小球和物块始终在同一竖直平面内，则在此过程中（   ）

A．细绳的拉力先增大后减小

B．物块所受摩擦力逐渐减小

C．地而对斜面的支持力逐渐增大

D．地面对斜面的摩擦力先减小后增大

4．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零．假设地球是质量分布均匀的球体．如图若在地球内挖一球形内切空腔。有一小球自切点A自由释放，则小球在球形空腔内将做 （     ）

A．匀速直线运动

B．加速度越来越大的直线运动

C．匀加速直线运动

D．加速度越来越小的直线运动

5．如图所示为某静电场中x轴上各点电势φ的分布图，一个带电粒子从坐标原点O仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，则（　　）

A．粒子一定带正电

B．粒子一定带负电

C．粒子从运动到，加速度先增大后减小

D．粒子从运动到，加速度先减小后增大

6．甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上以相同的速度v0=30m/s一前一后同向匀速行驶。甲车在前且安装有ABS制动系统，乙车在后且没有安装ABS制动系统。正常行驶时，两车间距为100m。某时刻因前方突发状况，两车同时刹车，以此时刻为零时刻，其速度——时间图象如图所示，则(   )

A．两车刹车过程中的平均速度均为15m/s

B．甲车的刹车距离大于乙车的刹车距离x

C．t=1s时，两车相距最远

D．甲、乙两车不会追尾

7．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的  (    )

A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t

B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t

C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t

D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t

二、多选题

8．如图所示，闭合电键S，电压表的示数为U，电流表的示数为I，现向左调节滑动变阻器R的触头P，下列说法正确的是]

A．I 变大

B．U 变大

C．电阻R1的功率变大

D．电源的总功率变大

9．如图，真空中固定有两个静止的等量同种正点电荷A与B,电荷量均为Q,AB连线长度为2L,中点为O点，在AB连线的中垂线上距O点为L的C点放置一试探电荷q（对AB电荷产生的电场无影响），电荷电性未知，现将B电荷移动到O点并固定，若取无穷远处为电势零点，静电力常量为K，不考虑运动电荷产生的磁场，则B电荷运动过程中下列说法正确的是（     ）

A．C点的电场强度先增大后减小

B．由于试探电荷q的电性未知，故C点的电势可能减小

C．若试探电荷q带正电，则其电势能一定增大

D．B电荷移动到O点时，C点的电场强度大小为

10．一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲。在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则

A．在x1处物体所受拉力最大

B．在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小

C．在x1~x2过程中，物体的加速度先增大后减小

D．在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功

第II卷（非选择题)

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三、实验题

11．某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图1所示．已知小车的质量为500克，g取10 m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦．实验步骤如下：

①细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘；

②在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑；

③保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车；

④取下纸带后，计算小车加速度a；将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表；

⑤改变盘中砝码的质量，重复②③④步骤进行实验．

（1）在坐标纸上作出a－mg图象，如图2所示，该图象中直线不过坐标原点的原因是___________．

（2）根据上述图象能求解的物理量是____________，其大小为_____________．

（3）你认为本实验中小车的质量____________(填“需要”或“不需要”)远远大于砝码的质量．

12．为了测量一个量程0～3V、内阻约3 kΩ的电压表的内电阻， 提供的实验器材有：

A．待测电压表V1；

B．电流表A1（0～0.6A，内阻约0.2Ω）；

C．电压表V2（量程0～10 V，内电阻约10kΩ）；

D．滑动变阻器R1（0～50Ω，额定电流0.5A）；

E．定值电阻R=5 kΩ；

F．电源E（电动势8V，内阻较小）；

G．开关一个、导线若干．

（1）在线框内画出正确的实验电路图________．（要求测量值尽可能精确、测量值的变化范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出）

（2）在图中完成实物连线__________．

（3）实验时需要测得的物理量有_________________．（用符号表示并说明其物理意义）

（4）待测电压表内电阻表达式为_______________．(用(3)中符号表示)

四、解答题

13．将一根长度=103cm的长玻璃管竖直放置，管的A端开口，B端封闭．利用水银在管的下部封闭着一段空气柱，各段初始长度如图，已知外界大气压p0=76cmHg，温度始终不变．

(i)被封闭的气体压强是多大?

(ⅱ)缓慢将玻璃管绕通过B点的水平轴转动180°，使管倒立，此时管内空气柱的长度是多长?

14．如图，板间距为d、板长为4d的水平金属板A和B上下正对放置，并接在电源上．现有一质量为m、带电量＋q的质点沿两板中心线以某一速度水平射入，当两板间电压U＝U0，且A接负时，该质点就沿两板中心线射出；A接正时，该质点就射到B板距左端为d的C处．取重力加速度为g，不计空气阻力．求：

（1）质点射入两板时的速度大小；

（2）当A接负时，为使带电质点能够从两板间射出，两板所加恒定电压U的范围．

15．如图所示，形状完全相同的光滑弧形槽A, B静止在足够长的光滑水平面上，两弧形槽相对放置，底端与光滑水平面相切，弧形槽高度为h, A槽质量为2m, B槽质量为M．质量为m的小球，从弧形槽A顶端由静止释放，重力加速度为g，求:

(1)小球从弧形槽A滑下的最大速度;

(2)若小球从B上滑下后还能追上A，求M, m间所满足的关系:

16．如图所示，足够长的木板静止在光滑水平地面上，木板上的A点放有一小物块．木板和物块的质量均为m，物块与木板之间的动摩擦因素为μ=0.2，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．现给物块一个水平向右的速度v0，v0=5m/s，并同时给物块一个水平向左的恒力F、F=0.6mg，而后在物块速度减小到0时撤去外力F，取g=10m/s2，求：

(1)它们第一次速度相同时速度的大小；

(2)撤去外力时木板运动速度的大小；

(3)最终物块停在木板上的位置离A点的距离．

17．如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电量为q、质量为m的带正电 的粒子，在-x轴上的点a以速率v0，方向和-x轴方向成60°射入磁场，然后经过y轴上y =L处的b点垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x=2L处的c 点.不计重力.求：

(1)磁感应强度B的大小

(2)电场强度E的大小

(3)粒子在磁场和电场中的运动时间之比.

参考答案

1．D

【解析】

【详解】

A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；

B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；

C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV才能跃迁，故C错误；

D、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-1.51+13.6=12.09eV，因锌的逸出功是3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV，故D正确；

故选D.

2．A

【解析】

设汽车所受的阻力为f，则开始时：P=fv；加大油门后：P1=f∙2v；则P1=2P；汽车在开始加大油门时的加速度最大，最大加速度为 ，选项A正确；汽车若做匀加速运动，则平均速度为；而汽车随速度的增加，由P=Fv可知牵引力减小，则加速度减小，即汽车做加速度减小的加速运动，则平均速度不等于，选项BCD错误；

故选A.

3．B

【解析】

【详解】

A、小球向下摆动的过程中，细线对小球的拉力与重力沿径向的分力的合力提供向心力，小球速度变大，所需向心力变大，所以细线对小球拉力一直增大，A错误；

B、开始摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件可得摩擦力大小f＝6mgsin30°＝3mg；设滑轮到小球的距离为R，当物块在最低点时，根据动能定理可得mgR＝mv2，根据牛顿第二定律可得F﹣mg＝m，解得最低点绳子拉力为F＝3mg，此时物块的摩擦力大小为0，而绳子中的拉力一直增大，所以斜面对物块的摩擦力一直减小，故B正确；

CD、对物块和斜面组成的整体分析可知，拉物体的绳子拉力在竖直方向的分力一直增大，在水平方向的分力一直增大，地面对斜面的支持力一直减小，摩擦力一直增大，故CD错误．

4．C

【解析】已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，那么在地球内挖一球形内切空腔后小球A受力等于地球对A的万有引力减去空腔球体的万有引力；所以设地球密度为ρ，小球A所在处到空腔球心距离为r，小球A到地球中心距离为R，则R-r为两球心的距离，那么小球A受到的合外力，那么小球受到的加速度，所以小球向球心运动，加速度不变，即小球在球形空腔内将做匀加速直线运动，C正确．

5．D

【解析】

【详解】

AB、由图象可知,从坐标轴上x1处运动到x2处电势逐渐升高，说明电场方向水平向左．粒子运动情况未知，无法判断粒子带电电性，故粒子带负电，故A错误，B错误；

CD、由图象的斜率大小等于电场强度可知，粒子从坐标轴上x1处运动到x3处的斜率先减小后增大，故电场强度先减小后增大，则电场力先减小后增大，故加速度先减小后增大，故C错误，D正确；

故选D．

6．D

【解析】

【详解】

ABD、根据图象与坐标轴围成的“面积”表示相应时间内的位移，甲车的刹车距离为，乙车的刹车距离为，则有，所以甲、乙两车不会追尾；甲车刹车过程中的平均速度为，乙车刹车过程中的平均速度为，故选项D正确，A、B错误；

C、当时，两车速度相等，相距最远，故选项C错误。

7．C

【解析】

试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化．

带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由，得：，P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹应为pa，因周期可知，因m增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t，C正确；

【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，

8．BC

【解析】

试题分析：向左调节滑动变阻器，则滑动变阻器连入电路的总电阻增大，所以电路总电阻增大，故电路总电流减小，即电流表示数减小，A错误；电路路端电阻增大，则根据闭合回路欧姆定律可得，电路路端电压增大，即电压表示数增大，B正确；电路总电阻增大，电路总电流减小，故路端电压增大，而通过的电流减小，所以两端的电压减小，故两端的电压增大，所以根据公式可得的电功率变大，C正确，电路总电流减小，根据公式可得电源的总功率减小，D错误，

考点：考查了电路的动态变化；做此类型的问题一般是从变化的电路推导整体电路的变化，再从整体变化推到另外部分电流的变化

9．CD

【解析】

【详解】

AD、根据可知电荷在点的水平电场强度大小为， 在点的竖直电场强度大小为；电荷在点的水平电场强度大小为，在C点的竖直电场强度大小为，其中从增加到，根据矢量叠加原理可得点的电场强度大小为，化简得，由于从增加到，所以一直增大，当电荷移动到点时，，解得点的电场强度大小为，故选项A错误，D正确；

BC、根据离正电荷越近的地方电势越高，离负电荷越近的地方电势越低可知，电荷运动过程中，点的电势增加，根据可知带正电试探电荷在点电势能一定增大，故选项B错误，C正确；

10．AB

【解析】

【详解】

A．E-x图像的斜率代表竖直向上拉力F，物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上，说明在x=0处，拉力F大于重力，在0-x1过程中，图像斜率逐渐增大，则拉力F在增大，x1处物体图象的斜率最大，所受的拉力最大，故A正确；

BC．在x1~x2过程中，图象的斜率逐渐变小，说明拉力越来越小；在x2处物体的机械能达到最大，图象的斜率为零，说明此时拉力为零。根据合外力可知，在x1~x2过程中，拉力F逐渐减小到mg的过程中，物体做加速度逐渐减小的加速运动，物体加速度在减小，动能在增大，拉力F=mg到减小到0的过程中，物体的加速度反向增大，物体做加速度逐渐增大的减速运动，物体的动能在减小；在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小，物体的加速度先减小后反向增大，故B正确，C错误；

D．物体从静止开始运动，到x2处以后机械能保持不变，在x2处时，物体具有重力势能和动能，故在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功与物体的动能之和，故D错误。

11．没有考虑砝码盘的质量    砝码盘的质量    0.05kg    否   

【解析】

【详解】

（1）由图象可知，a-mg图象与纵轴相交，当盘中砝码质量为零时，小车已经具有加速度，说明此时小车所受合力不为零，这是因为求小车所受合力时，没有考虑砝码盘重力造成的．
（2）由图象可知，砝码重力为零时，小车加速度a=1m/s2，由此可知，砝码盘的重力G砝码盘=m车a=0.5kg×1m/s2=0.5N．则砝码盘的质量m=0.05kg．
（3）砝码质量为m，设斜面倾角为θ，小车质量为M，小车匀速下滑，处于平衡状态，由平衡条件得：Mgsinθ=f+mg，当取下砝码盘后，小车重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变，因此小车所受合外力为mg，由此可知，小车所受合外力与车的质量和砝码质量无关，实验不需要控制小车的质量远远大于砝码的质量．

【点睛】

本题考查了作图、实验数据分析、实验注意事项等问题，要掌握描点法作图的方法；理解实验原理、对小车正确受力分析即可正确解题．

12．        电压表的读数，电压表的读数       

【解析】

（1）待测电压表量程只为电压表量程的，所以应将待测电压表扩大量程，与R串联，然后再将其电压表并联；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，又待测电压表与定值电阻R串联后再与电压表并联，电路图如图所示：

（2）注意导线不要交叉，如图所示

（3、4）根据串并联规律应有：，解得：，需要测量电压表的读数，电压表的读数

【点睛】应明确：①对测量电压表内阻实验，要根据已知电压表内阻是否为确定值来选择将两电压表串联还是并联，注意串联时两电压表的电流应接近才行，否则应进行改装；并联时两电压表的电压应接近，否则应进行改装．②当变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法．

13．（1）（2）

【解析】

【详解】

（1）由平衡得：得：

（2）假设水银没有漏出，旋转后：等温变化：解得：

因为大于管长，所以水银溢出，设溢出后空气柱长x，同理得：

，解得，故空气柱长度为

14．（1） （2）

【解析】

【详解】

（1）当两板加上U0电压且A板接负时，有：

  ①

A板为正时，设带电质点射入两极板时的速度为v0，向下运动的加速度为a，经时间t射到C点，有：

  ②

又水平方向有

d＝v0t   ③

竖直方向有

  ④

由①②③④得：

  ⑤

（2）要使带电质点恰好能从两板射出，设它在竖直方向运动的加速度为a1、时间为t1，应有：

  ⑥

    ⑦

由⑥⑦⑧得：

 ⑧

若a1的方向向上，设两板所加恒定电压为U1，有：

  ⑨

若a1的方向向下，设两板所加恒定电压为U2，有：

  ⑩

⑧⑨⑩解得：

，

，

所以所加恒定电压范围为：

。

15．（1）（2）M＞3m

【解析】

【详解】

（1）小球到达弧形槽A底端时速度最大．设小球到达弧形槽A底端时速度大小为v1，槽A的速度大小为v2．

小球与弧形槽A组成的系统在水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，小球下滑过程中，由动量守恒定律得：mv1﹣2mv2＝0

由机械能守恒定律的：mgh＝mv12+•2mv22

联立解得：，

（2）小球冲上弧形槽B后，上滑到最高点后再返回分离，设分离时小球速度反向，大小为v3，弧形槽B的速度为v4．整个过程二者水平方向动量守恒，则有：mv1＝﹣mv3+Mv4

二者的机械能守恒，则有：mv12＝mv32+Mv42

小球还能追上A，须有:  v3＞v2．

解得: M＞3m

16．(1) (2) (3)

【解析】

【详解】

物块在木板上滑动时摩擦力的大小为：

（1）物块获得初速度后做减速运动、木板做加速运动，直至速度相同．设这一过程中木板与物块的加速度分别为a、a1，则

对物块有：

对木板：

经过时间t1物块和木板第一次具有相同的速度v，有：

联解求得：，共同速度为：

（2）两者达到共同速度后，物块继续减速运动，设加速度为a2，木板也做减速运动，加速度方向改变、大小仍为a．设物块减速经时间t2速度为0时木板速度为V，则

对物块有：，

对木板：

联解求得：，撤去外力时木板速度为：

（3）在t1时间内，物块相对木板向右滑动，设滑动的距离为x1，则：

在t2时间内，物块相对木板向左滑动，设滑动的距离为x2，则：

撤去外力后，物块和木板组成的系统动量守恒，设最终速度达到u时物块相对木板向左滑动的距离为x3，则

由动量守恒得：

由能量关系得：

解得：

设物块最终停在木板上的位置离A点的距离x，则：

，停在A点的右侧．

17．（1） （2）（1）2π:9

【解析】

【试题分析】由几何知识求出粒子的轨道半径，然后由牛顿第二定律求出磁感应强度大小．粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律求出电场强度大小．求出粒子在磁场中的运动时间与在电场中的运动时间，然后求出时间之比．

(1)粒子的运动轨迹如图所示：

由几何知识可得：r+rsin30°=L

粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径：

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

由牛顿第二定律得：

解得：

(2)粒子在电场中做类平抛运动，

水平方向：2L=v0t

竖直方向：

解得：

(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期：

由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角：θ=180°-60°=120°

粒子在磁场中做圆周运动的时间：

粒子在电场中的运动时间：

粒子在磁场和电场中的运动时间之比：

【点睛】本题考查了粒子在磁场与电场中的运动，分析清楚粒子的运动过程、应用牛顿第二定律与类平抛运动规律、粒子做圆周运动的周期公式即可正确解题，解题时要注意数学知识的应用．