湖北省华师一附中2020届高三物理下学期押题卷.doc

湖北省华师一附中2020届高三物理下学期押题卷

湖北省华师一附中2020届高三物理下学期押题卷

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湖北省华师一附中2020届高三物理下学期押题卷（含解析）
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，对但不全的得3分有选错的得0分。
1. 下列关于物理学史的说法正确的是（　　）
A. 著名的月地检验表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从相同的规律
B. 伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动
C. 爱因斯坦以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射得出的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
D. 玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线
【答案】A
【解析】
【详解】A．牛顿的“月-地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力遵从相同规律，选项A正确；
B．伽利略在研究自由落体运动时运用了实验和逻辑推理相结合的方法，选项B错误；
C．密立根以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射得出的h一致，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性，选项C错误；
D．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但不是成功地解释了所有原子光谱现象，选项D错误。
故选A。
2. 我国新一代载人飞船返回实验舱已于2020年5月8日顺利返回地面，返回舱质量约为5.4×103kg。某一次进行返回地面的测试时，返回舱在某处弹射出三朵主伞构成伞群，通过伞群减速，安全返回地面，可将这一运动视为竖直方向的匀减速直线运动，加速度大小为1.0m/s2，三根主伞的伞绳a、b、c均与竖直方向成角，已知sin=0.44，cos=090，g取10m/s2，则返回舱在下落过程中主伞伞绳a上的拉力大小约为（　　）

A. 2.80×103N B. 1.72×104N
C. 2.20×104N D. 6.84×104N
【答案】C
【解析】
【详解】返回舱向下做匀减速运动，加速度向上，根据牛顿第二定律可得

解得
T=2.20×104N
故选C。
3. 正方形ABCD四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O为正方形两对角线的交点，M、N、P、Q分别为AO、BO、CO、DO的中点。取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　）

A. M、N、P、Q四点的场强相同
B. M、N、P、Q四点的电势均为零
C. 将一质子从M点沿MON移动到N点的过程中，电场力先做正功再做负功
D. 将一电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，电势能先增加后减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．以M点为例，A、C位置的两个点电荷在M点的合电场强度方向指向O点，B位置的点电荷在M点产生的电场强度方向由M指向B点，D位置的点电荷在M点产生的电场强度方向由M指向D点，所以M点的电场强度方向由M指向O点，根据同样的方法可得P点的电场强度方向由P指向O点，而N、Q点的电场强度方向分别由O点指向N和Q，根据对称性可知四点的场强大小相同，但方向不同，若以无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势降低，则此四点的电势不为零，故AB错误；
C．根据点电荷周围电势分布的特点，可知M点的电势高于零，N点的电势低于零，故将一质子从M点沿MON移动到N点的过程中，电场力一直做正功，故C错误；
D．根据点电荷周围电势分布的特点，可知M点的电势高于零，P点的电势高于零，将一电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增加后减小，故D正确。
故选D。
4. 中国行星探测任务命名为“天问系列”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。1925年德国物理学家瓦尔特·霍曼提出了一种相对节省燃料的从地球飞往火星的方案，其基本构想是在地球上将火星探测器发射后，探测器立即被太阳引力俘获，以太阳为焦点沿椭圆轨道b运动到达火星。椭圆轨道b分别与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 依照霍曼的猜想，火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度
B. 探测器登陆火星需要先进入火星公转轨道c，则探测器在椭圆轨道的远日点处需要加速变轨
C. 若探测器沿椭圆轨道运动，探测器在远日点处的加速度比火星绕太阳公转的加速度大
D. 火星探测器沿椭圆轨道运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值小于火星绕太阳运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值
【答案】B
【解析】
【详解】A．依照霍曼的猜想，火星探测器要脱离地球的引力，但是没有脱离太阳的引力，则探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，选项A错误；
B．探测器登陆火星需要先进入火星公转轨道c，则探测器在椭圆轨道的远日点处需要加速变轨才能进入轨道c，选项B正确；
C．根据

可得

若探测器沿椭圆轨道运动，探测器在远日点处的加速度等于火星绕火星太阳公转的加速度，选项C错误；
D．根据开普勒第三定理可知，火星探测器沿椭圆轨道运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值等于火星绕太阳运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值，选项D错误。
故选B
5. 如图甲所示，小物块放在固定足够长的光滑斜面上，在平行于斜面向上的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物块的机械能E随位移x变化的关系如图乙所示。其中0～x1过程与x2～x3过程的图线是平滑的曲线，x1～x2过程的图线是倾斜的直线，x3～x4过程的图线是平行于x轴的直线，则下列说法正确的是（　　）

A. 在0～x1过程中小物块的加速度不断增大
B. 在x1～x2过程中小物块可能做匀加速运动，也可能做匀速运动或者匀减速运动
C. 在x2～x3过程中F不断减小，小物块动能一定减小
D. 在x3～x4过程中小物块一定做匀速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．在E—x图像中，切线的斜率的绝对值为除重力或弹簧弹力之外的其他外力的大小，故本题中斜率的变化反应了F的变化，所以在0～x1过程F不断增大，如果物体开始向下运动，物体的加速度可能不断减小，也有可能先减小后增大，故A错误；
B．在x1～x2过程中，F不变，但经过前一段的增大后可能大于，也有可能，故小物块可能做匀加速运动，也可能做匀速运动或者匀减速运动，故B正确；
C．在x2～x3过程中F不断减小，但若，小物块的动能可能会继续增加，故C错误；
D．在x3～x4过程中，小物块机械能守恒，受到的F=0，所以做匀加速运动，故D错误；
故选B。
6. 如图所示，正方形金属线圈abcd边长为L，电阻为R。现将线圈平放在粗糙水平传送带上，ab边与传送带边缘QN平行，随传送带以速度v匀速运动，匀强磁场的边界PQNM是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为B，PQ与QN夹角为45°，PM长为2L，PQ足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法错误的是（　　）

A. 线圈感应电流的方向先是沿adcba后沿abcda
B. 线圈受到的静摩擦力先增大后减小
C. 线圈始终受到垂直于ad向右的静摩擦力
D. 线圈受到摩擦力的最大值为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，据楞次定律知，线圈感应电流的方向先是沿adcba后沿abcda，故A项正确，不符合题意；

C．线圈的一小部分进入磁场区域时（a点未进入磁场），线圈感应电流的方向沿adcba，bc边所受安培力方向向左，ab边所受安培力方向向里，线圈受到的摩擦力方向不是向右，故C项错误，符合题意；
B．线圈进入磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势（电流）先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小；线圈穿出磁场区域的过程中，切割磁感线的有效长度先增大后减小，线圈中的电动势（电流）先增大后减小，线圈受到的安培力先增大后减小，线圈受到的静摩擦力先增大后减小；故B项错误，符合题意；
D．当线圈的有效切割长度为L时，线圈受到的安培力最大，线圈受到的静摩擦力最大，摩擦力的最大值为

故D项错误，符合题意。
本题选错误的，故选BCD。
7. 如图所示，电路中所有二极管均为理想二极管，R1=R2=R3=R4=R，图丙和图丁中的变压器为原、副线圈匝数相同的理想变压器，P为原线圈中央抽头，输入端接同一正弦交流电源，R1、R2、R3、R4四个电阻的功率分别为P1、P2、P3、P4下列关系式正确的是（　　）

A. P1：P2=1：2 B. P1：P3=1：4
C. P3：P4=1： D. P2：P4=1：16
【答案】B
【解析】
【详解】A．分析电路可知甲乙两图中通过电阻R1和R2的电流、电压以及通电时间是一样的，所以P1：P2=1：1，选项A错误；
B．分析图甲和图丙可知通过电阻R1和R3的电流以及通电时间是一样的，但电压图丙是图甲的2倍，所以P1：P3=1：4，选项B正确；
C．分析图丙和图丁可知通过电阻R3和R4的电流、电压以及通电时间是一样的，所以P3：P4=1：1，选项C错误；
D．分析图乙和图丁可知通过电阻R2和R4通电时间是一样的，但电压图丁是图乙的2倍，而图乙的总电阻是图丁的两倍，所以P1：P3=1：8，选项D错误。
故选B。
8. 如图所示，一个可以看成点电荷的带电小球质量为m，电荷量为+q，从平面上的M点以初速度v0抛出，初速度方向与竖直方向的夹角为，小球恰好垂直撞击在竖直墙壁的N点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 小球从M点运动到N点的竖直位移y与水平位移x之比满足
B. 若在空间施加一个垂直纸面向里的匀强电场，小球从M点以v0速度沿原方向抛出后可能会垂直击中墙面
C. 若在空间施加一个大小为、方向与v0同向的匀强电场，从水平地面上的P点将小球以速度v0抛出，速度方向与竖直方向的夹角为=37°，sin37°=0.6小球垂直撞击在竖直墙壁上的Q点，则PQ两点间的水平间距
D. 若空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，从水平地面上的S点将小球以速度v0竖直向上抛出后，小球垂直撞击在竖直墙壁上的T点，则ST两点间竖直高度差
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球恰好垂直撞击在竖直墙壁的N点，则竖直方向上有

解得

所以竖直方向的位移

水平方向的位移

所以竖直位移y与水平位移x之比满足

选项A正确；
B．若在空间施加一个垂直纸面向里的匀强电场，小球受到垂直纸面向里的电场力作用，若从M点以v0速度沿原方向抛出后不可能会垂直击中墙面，选项B错误；
C．若在空间施加一个大小为、方向与v0同向的匀强电场，小球受到电场力大小为

则小球在竖直方向受到的合力为

水平方向受到的合力为

小球垂直撞击在竖直墙壁上的Q点，则有

所以PQ两点间的水平间距

联立解得

选项C错误；
D．若空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，可以把小球的速度分解为沿水平向右的速度和斜向左上45°的的速度，则小球在水平方向做向右的匀速直线运动（平衡重力），和初速度斜向左上45°的的速度的匀速圆周运动

则小球垂直撞击在竖直墙壁时，由几何关系可得

故D正确。
故选AD。
三、非选择题：共174分。第22～32题为必考题，个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 现利用如图甲所示的装置探究“动能定理”，实验操作如下（当地重力加速度为g）：

①先测出小车的质量M按图示安装好实验装置，再测量两光电门之间的距离L，挂上沙桶可适当倒人少量沙子；
②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；
③取下细绳和沙桶保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门1和2时显示的时间t1、t2，并测量此时沙子和沙桶的总质量m；
④重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复步骤②③。
(1)如图乙所示，用50分度的游标卡尺测得小车上遮光片的宽度d=_____mm。
(2)本实验中若表达式_____成立，则验证了动能定理。
【答案】 (1). 5.20 (2).
【解析】
【详解】(1)[1]游标卡尺1刻度线前面有5个格子，依据后面格子数和主尺格子数的关系推测，游标卡尺的零刻线前面对应的主尺读数为5mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为
10×0.02mm=0.20mm
所以最终读数为
5mm+0.20mm=5.20mm
(2)[2]小车从光电门1下滑至光电门1过程合外力做的总功

小车动能变化量

实验中若表达式成立，则验证了动能定理。
10. 某实验小组要测量一定值电阻的阻值Rx、电源的电动势和内阻。实验器材如下：

A．待测电源E
B．电压表V1、V2
C．电流表A
D．定值电阻Rx
E．滑动变阻器R
开关和导线若干
实验步骤如下：①按如图甲所示电路连接好实验器材；
②闭合开关，读出电压表V1和V2以及电流表A的示数U1、U2、I；
③移动滑动变阻器触头，重复②，得到多组数据；
④描绘出U1-I、U2-I图像如图乙所示。

回答下列问题：
(1)由图乙a可得，定值电阻的阻值Rx=_____。
(2)由图中数据可求得电源的电动势E=_____V，电源内阻r=_____。
(3)若考虑电流表、电压表内阻的影响，则定值电阻Rx测_____Rx真，电源电动势E测_____E真，r测_____r真，（选填“等于”“大于”或“小于”）。
【答案】 (1). 2.0 (2). 3.0 (3). 2.0 (4). 小于 (5). 等于 (6). 大于
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙a可得，定值电阻的阻值

(2)[2][3]根据

由图中数据，则电源内阻

当U2=0.5V，I=0.625可求得电源的电动势E=3.0V。
(3)[4][5][6]若考虑电流表、电压表内阻的影响，则通过电阻Rx的实际电流小于电流表的电流，即电流的测量值偏大，根据

可知定值电阻Rx测小于Rx真；若将电流表的内阻以及Rx都等效为电源的内阻，可知内阻的测量值也包括了电流表的内阻，可知r测大于r真；而此时电流表测量的是通过电源的电流，电压表测量是等效电源的路端电压，则电源电动势的测量是准确的，即E测=E真。
11. 如图所示，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板，物块b静止在距离木板左端L=2.25m处，物块a以初速度v0=3m/s从左侧滑上木板，a、b均可视为质点。已知物块a、b与木板间的动摩擦因数均为=0.1两个木块与木板的质量均为m=1kg，a、b碰撞时间极短，碰后粘连在一起运动，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g取10m/s2。试求（结果可用分数表示）：

(1)a、b碰后瞬间的速度；
(2)最终状态时a、b距离c左端的距离。
【答案】（1）1.25m/s；（2）
【解析】
【详解】（1）a滑上c后水平方向受向左滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：
μmg=maa
代入数据解得
aa=1m/s2
若b、c相对静止，则b、c整体受a对它的向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得
μmg=2ma0bc
代入数据解得
a0bc=0.5m/s2
由题意可知b与c间的动摩擦因数也为0.1，故b在c表面的最大加速度为
abm=μg=1m/s2
故bc可以保持相对静止，即
abc=0.5m/s2
则当ab将要相碰时满足

解得
t=1s（另一值舍掉）
此时a的速度

b和c的速度

a、b碰后粘连在一起运动，设共同速度为v，则由动量守恒

解得
v=1.25m/s
（2）当三者共速时速度为v′，则由动量守恒定律

由能量关系

解得

最终状态时a、b距离c左端的距离

12. 如图甲所示，在直角坐标系xOy中的四个点P（O，L）、Q（L，0）、M（0，-L）、N（-L、0）为PQMN的四个顶点，在△PQN范围内分布着匀强磁场，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示（图像中T为未知量），设垂直纸面向外为正方向；△MQN内的匀强磁场与△PQN内的磁场总是大小相等、方向相反。在PQMN区域外，分别存在着场强大小为E的匀强电场，其方向分别与正方形区域PQMN在各象限内的边界垂直且指向正方形内部。质量为m、电荷量为q带正电的粒子在0内某一时刻从原点O沿y轴正方向射入磁场，此后在xOy平面内做周期性运动。已知粒子在电场内做直线运动，且每当磁场方向发生变化时粒子恰好从电场射磁场。重力不计，忽略粒子运动对电、磁场的影响。上述L、B0、m、q、E为已知量。
(1)若粒子从出发到第一次回到O点过程中，在磁场中运动的时间小于，求该粒子的初速度；
(2)求满足第一问条件下，粒子从出发到第一次回到O点的路程；
(3)求粒子初速度的所有可能值及对应的磁场变化的周期T。

【答案】(1)；(2)；(3) （n=0，1，2，3，…），（n=0，1，2，3，…）
【解析】
【详解】(1)若粒子从出发到第一次回到O点过程中，在磁场中运动的时间小于，则粒子在磁场中的轨迹如图1所示

由几何关系得

粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，则

解得粒子的初速度

(2)满足第一问条件下，设粒子在电场中轨迹的长度为x1，则

解得粒子在电场中轨迹的长度
粒子从出发到第一次回到O点的路程

(3)粒子在xOy平面内的周期性运动，一周期内，粒子在磁场中运动时间可能为，其中n=0，1，2，3…。当n=0，1，2时，轨迹分别如图1、2、3所示

由以上分析可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径的可能值为

根据洛伦兹力提供向心力，则有

可得初速度的所有可能值为

一个周期内粒子在电场中运动的可能时间为

磁场变化的周期T的可能值为

其中n0，1，2，3，…
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
[物理-选修3-3]
13. 如图所示，在p-V图中有三条气体状态变化曲线，一定质量的理想气体可沿这三条路径从状态i到状态j，已知曲线1为绝热变化过程，气体内能变化分别为△U1、△U2、△U3，它们的大小关系是_____；气体对外界做功分别为W1、W2、W3，它们的大小关系是_____；气体从外界吸收的热量大小为Q1、Q2、Q3，它们的大小关系是_____。

【答案】 (1). △U1=△U2=△U3 (2). W1 (3). Q1时，没有压强差。当水槽乙处于O℃而水槽甲处于100℃，压强差为120mmHg。
(1)0℃时导热容器内气体的压强多大？
(2)当一个水槽乙处于0℃而另一个水槽甲处于一个未知的待测温度（高于0℃）时，压强差为90mmHg此未知温度是多少？

【答案】(1)327.6mmHg， (2)348K
【解析】
【详解】(1)设时，气体的压强为，；气体温度为即时，气体的压强

气体做等容变化，有

解得

(2)设未知温度为，

有

解得

[物理-选修3-4]
15. 图（a）是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　）。

A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 在t=0.25s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向
C. 从t=0.10s到t=0.25s的过程中，质点Q的位移大小为0.30m
D. 从t=0.10s到t=0.25s，回复力对质点P的冲量为零
E. 质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（m）
【答案】ABE
【解析】
【详解】A. 根据振动图像可知t=0.10s时刻质点Q向下振动，在波动图像中根据“同侧法”知波沿x轴正方向传播，A正确；
B. 由振动图像读出周期T=0.2s，从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为
△t=0.15s=T
则在t=0.25s时，质点P位于x轴上方，加速度方向沿y轴负方向，B正确；
C. 从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为个周期，t=0.25s时刻质点Q位于波峰，质点Q的位移大小为0.10m，路程为0.30m，C错误；
D. 从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为个周期，t=0.10s和t=0.25s质点P的瞬时速度不相同，由动量定理

回复力对质点P的冲量不为零，D错误；
E由振动图像和波动图像可知

质点Q简谐运动的表达式为

E正确。
故选ABE。
16. 唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：雨色映日而为虹”从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。我们通过下列简化示意图来研究彩虹的形成。图中细光束在过球心的平面内，包含红光和紫光两种单色光，入射角=45°，透明球对红光折射率为，球的半径为R，真空中的光速为c。
①分析判断，a和b哪种是红光？
②光线从入射方向到出射方向转过的角度称为偏向角，求红光的偏向角和红光在球内的传播时间。

【答案】(1) b是红光；(2) ，
【解析】
【详解】(1)由于在介质中，频率越高，折射率越大，红光和紫光从空气进入水中时，入射角相同时，则紫光的折射角小，过入射点做出法线如图所示，可知a是紫光，b是红光。

(2)从A点入射时，设折射角为，根据光的折射定律

根据已知条件可知，折射角

因此在A点入射时光线沿顺时针方向旋转了

在B点发生反射时，由于 为等腰三角形

在B点光线沿顺时针偏转了

在出射点C，根据对称性，光线沿顺时针偏转用也为，因此光线的偏向角

根据几何关系及对称性，红光在球内传播的路程

红光在球内传播速率

因此红光在球内传播时间

整理得