安徽省黄山市2021届高三上学期理综物理第一次质量检测试卷

安徽省黄山市2021届高三上学期理综物理第一次质量检测试卷
一、单选题
1．（2020高三上·黄山期末）以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（　　）
A．只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象
B．当给放射性材料加热时其衰变进程将加快
C．卢瑟福利用 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子
D．原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子
2．（2020高三上·黄山期末）如图所示，从斜面上A点以速度v水平抛出的小球经时间 落在B点，球到达B点时的速度方向与斜面的夹角为 。现将小球从斜面上A、B之间的中点C抛出，抛出时的速度方向与斜面的夹角为 ，经时间 恰能水平击中A点，击中A点时的速度大小为 ，忽略空气阻力，则（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
3．（2020高三上·黄山期末）如图所示，某一竖直平面内电场线的分布如图中实线所示，已知该平面内A、O的连线水平且为等势线，且与电场线上两点C、D的连线垂直，一带电油滴在O点处于静止状态，则（　　）
A．若将油滴置于A处，仍能静止
B．油滴在C点的电势能一定比在D点的小
C．若将油滴从C点释放，将沿电场线运动至D点
D．C点的电势一定比D点的高
4．（2020高三上·黄山期末）有一颗中高轨道卫星在赤道上空自西向东绕地球做圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的四分之一。某时刻该卫星正好经过赤道上某建筑物，已知同步卫星的周期为T0，则下列说法正确的是（　　）
A．该卫星的周期为
B．该卫星的向心力为同步卫星的
C．再经 的时间该卫星将再次经过该建筑物
D．再经 的时间该卫星将再次经过该建筑物
5．（2020高三上·黄山期末）水平桌面上有一光滑小孔，两个质量均为m的小物块A、B用不可伸长的轻绳连接，A在桌面上做匀速圆周运动，B静止于空中。现由于桌面微小阻力的影响，使得A与小孔间距离缓慢地从2L减小为L，在此过程中，桌面对A所做的功为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
6．（2020高三上·黄山期末）大小、材料完全相同的两个物体A和B放在同一粗糙水平面上，在水平拉力的作用下从同一位置同时开始沿同一方向运动，运动的 图像如图所示，以下对两个物体运动的判断中正确的是（　　）
A．物体A的加速度始终大于B的加速度
B．物体B所受的水平拉力一定是逐渐增大的
C． 时间两物体平均速度大小相同
D． 时间水平拉力对A做的功一定比对B做的功多
7．（2020高三上·黄山期末）如图所示，在定滑轮C的正下方固定一个带负电的小球A，另一带电小球B，用绝缘细线栓着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使小球B处于静止状态。现拉动细线使小球B缓慢地向定滑轮移近小段距离，关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．小球A对小球B的库仑力先减小后增大
B．细线对小球B的拉力逐渐减小
C．小球A与小球B之间的电势能不变
D．小球B所经位置的电势逐渐升高
8．（2020高三上·黄山期末）如图所示区域内存在匀强磁场，磁感应强度为0.5T，磁场的边界由x轴和 曲线围成（ ）。现把一边长为2m的正方形单匝线框（电阻为0.5Ω），水平匀速地拉过该磁场区，在此过程中拉力的最大值为12N。不计一切摩擦阻力，则在此过程中（　　）
A．线框匀速运动的速度 B．线框中的电功率为18W
C．拉力F做的功为24J D．通过线框横截面的电荷量为4C
9．（2020高三上·黄山期末）下列说法中正确的是（　　）
A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
B．碎玻璃不能拼在一起，并不是由于分子间存在着斥力
C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性
E．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降
10．（2020高三上·黄山期末）下列说法正确的是（　　）。
A．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
B．在同一种介质中，不同频率的声波的传播速度不同
C．黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距
D．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关
E．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
三、实验题
11．（2020高三上·黄山期末）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，实验得到甲、乙两条纸带，如图所示，应选　 　纸带较好。若已测得点2到4间距离为 ，点0到3间距离为 ，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒， 、 和T应满足的关系为 　 　。
12．（2020高三上·黄山期末）
（1）为了测量某一电阻 的阻值，甲同学分别用图所示的（a）、（b）两种电路进行测量。图（a）中两表的示数分别为3V、4 ，图（b）中两表的示数分别为4V、3.9 ，则待测电阻 的真实值为______。
A．略小于1 B．略小于750Ω C．略大于1 D．略大于750Ω
（2）为了更准确的测出电阻 的值，乙同学设计了如图所示的电路图，图中 是保护电阻， 是电阻箱，R是滑动变阻器， 和 是电流表，E是电源。实验具体步骤如下：
①连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；
②闭合S，调节电阻箱 和滑动变阻器R，使 表的示数为一适当值 ，记下此时电阻箱的阻值 和 表的示数 ；
③保持 的值不变，重复调节电阻箱 和滑动变阻器R，得到多组阻值 和 表的示数 ，并画出 与 的关系图像如图所示。
已知 图像的斜率为k，纵截距为b，则 　 　；电流表 的内阻 　 　。（用 、b、 、k表示）
（3）由于电流表的内阻也不能忽略，用这种方法得到的电阻的测量值 与真实值 相比较， 　 　 （选填“＞”、“＜”或“=”）。
四、解答题
13．（2020高三上·黄山期末）如图所示，一半径为R的光滑的半圆轨道竖直固定在粗糙的水平面上，并与水平面相切。一质量为m的小球P在 的水平拉力的作用下，从水平面上的A点由静止开始运动，经过一段时间后撤去F，当小球P运动到半圆轨道的最低点B时，与静止在该点的另一完全相同的小球Q发生无机械能损失的碰撞，碰后小球Q沿着圆轨道恰能上升到与圆心O等高的C点。已知A、B间距为R，小球与水平面间的动摩擦系数为0.5，重力加速度为g。求：
（1）小球P与Q碰撞前瞬间的速率；
（2）力F作用的时间和最终P、Q间的距离。
14．（2020高三上·黄山期末）如图所示，在真空中沿竖直方向分布着许多足够大的、水平放置的金属网（厚度不计），编号为1，2，3，……，相邻的网间距离都为 。金属网间存在方向竖直（交替反向）的匀强电场，场强大小为 。一质量 、电量 的带正电微粒，在 时从1号金属网处由静止释放开始运动，若微粒经过任意金属网时都能从网孔中无机械能损失的自由穿过。重力加速度 。
（1）求微粒穿过3号金属网时的速度大小及从1号到3号金属网所用的时间。
（2）若维持电场不变，在2~3、4~5、6~7、……网间再加上磁感应强度 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（图中未画出），仍让微粒从1号金属网处静止释放，求微粒穿过3号金属网时的速度大小及从1号到3号金属网所用的时间。
（3）保持(2)中条件不变，求该微粒可到达的金属网的编号最大值。
15．（2020高三上·黄山期末）如图所示，可自由移动的活塞将密闭的气缸分为体积相等的上下两部分A和B．初始状态时，A、B中气体的温度都是800K，B中气体的压强为 ，活塞质量 ，气缸内横截面积 ，气缸和活塞都是由绝热的材料制成。现保持B中气体温度不变，设法缓慢降低A中气体的温度，使A中气体体积变为原来的 ，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，g取10 ，求降温后A中气体的温度。
16．（2020高三上·黄山期末）半径为R的半圆形玻璃砖放置在水平的平面光屏上，如图所示。一束单色光沿半径方向射向玻璃砖的圆心O，当光线与水平面的夹角为30°时，光屏上会出现两个光斑，当夹角增大为45°时，光屏上恰好只剩一个光斑。求：
①玻璃砖的折射率；
②光线与水平面的夹角为30°时两个光斑间的距离。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；核裂变与核聚变
【解析】【解答】A．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，所以A不符合题意；
B．放射性材料的衰变周期只是由原子核的本身性质决定，与它的物理、化学状态无关，所以B不符合题意；
C．卢瑟福利用 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子，所以C不符合题意；
D． 衰变的实质是原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子，所以D符合题意；
故答案为：D。
【分析】(1) 光电效应 取决于频率，与光强无关。（2）衰变速度由原子核的本身性质决定。（3）卢瑟福利用 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子。（4）原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子是 衰变。
2．【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设斜面的倾角为θ，由平抛运动的规律得
解得
由图知
可知速度方向与斜面夹角与抛出速度无关，将小球从斜面上A、B之间的中点C抛出，恰能水平击中A点，则逆过程可看做是从A点的平抛到C点；故α=β
由于水平射程
由于两次平抛的位移关系为2：1，则抛出的初速度关系为
故答案为：A。
【分析】根据平抛偏转角正切值规律列式求解t。根据速度偏转角正切是位移偏转角正切值得二倍列式找角关系。根据水平位移找速度关系。
3．【答案】B
【知识点】电场力做功；电势能；电势；等势面
【解析】【解答】A．由电场线的分布可以看出，A处的场强大于O点的场强，若将油滴置于A处，不能静止，A不符合题意；
B．油滴在O点的受力平衡，所以电场力大小等于重力，方向向上，所以油滴如果从C点运动的D点，电场力做负功，电势能增大，即油滴在C点的电势能一定比在D点的小，B符合题意；
C．电场是非匀强电场，所以将油滴从C点释放，不会沿电场线运动，C不符合题意；
D．因为油滴的电性未知，所以电场方向无法判断，故不能确定C、D两点电势的高低，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电场强度看电场线疏密。根据平衡判断电场力方向，在根据功的定义式判断由C到D做功，比较电势能。非匀强电场，受力变化，轨迹不沿电场线。比较出C、D电势能，但不确定电性，比较不了电势。
4．【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】AB．根据开普勒第三定律
解得 ，AB不符合题意；
CD．设再经t时间该卫星将再次经过该建筑物
解得 ，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据开普勒第三定律比较周期。再次经过应该是角度多转，列式即可。
5．【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】绳子拉力提供向心力，而绳子拉力的大小等于物块B的重力，则当半径为2L时
即
则当半径为L时
即
在此过程中，桌面对A所做的功等于A动能和B势能的减小量
故答案为：A。
【分析】重力等于拉力，提供向心力，根据向心力公式列式求速度，再求动能，换半径同理求速度和动能，两次对比求出动能变化和势能变化即为做功。
6．【答案】B,D
【知识点】牛顿第二定律；动能；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在 图像中，图像的斜率表示加速度，因此物体A的加速度开始大于B的加速度后来小于B的加速度，A不符合题意；
B．由于B的加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律
可知物体B所受的水平拉力逐渐增大，B符合题意；
C．在 图像中，图像与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此在 时间内，物体A的位移大于物体B的位移，因此物体A的平均速度大于物体B的平均速度，C不符合题意；
D．拉力做的功，一部分克服摩擦力做功产生热量，一部分增加物体的动能，两个物体动能增加量相同，但物体A的位移大，克服摩擦力做功多，因此 时间水平拉力对A做的功一定比对B做的功多，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）比较加速度看v-t图象斜率。（2）根据牛顿第二定律，判断出B的加速度变化后再判断拉力变化。（3）根据平均速度定义，相同时间，比较位移即图象面积即可。（4）根据动能定理，动能变化相同，但A的摩擦力负功多，所以拉力做功多。
7．【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用；库仑定律
【解析】【解答】由题可知，A、B一定带同种电荷，对B进行受力分析，设AC间的距离为h，绳子长度为l，AB间的距离为x，由于力的三角形和 相似，对应边成比例，可得
由于mg和h都不变，因此比值不变，随着绳子长度l减小，细线对小球B的拉力逐渐减小；由于两个小球带电量不变，因此两球间的距离x不变，从而小球A对小球B的库仑力 保持不变，小球A与小球B之间的电势能不变，AD不符合题意，BC符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据库仑定律和力的平衡条件分析求解。
8．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．由题图可知，金属线框向前运动1m时，线框切割磁感线的最大有效长度最长为L=2m，此时对应最大拉力，由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律有
此时线框受到的安培力为
联立得
因为线框匀速运动，故有
代入已知数据，解得
A符合题意；
B．线框切割磁感线产生的瞬间感应电动势为
线框中产生的是正弦式交流电，所以线框中的电功率为
又
联立解得
B不符合题意；
C．线框在磁场区域做匀速运动，距离为4m，由
得
由功能关系得，拉力F做的功为
C符合题意；
D．通过线框横截面的电荷量为
在整个过程中磁通量为零，所以通过线框横截面的电荷量也为零，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】对线框进行分析，线框进入磁场的过程中切割磁感线的有效长度先增大后减小，感应电动势逐渐先增大后减小，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律分析求解。
9．【答案】B,D,E
【知识点】分子动理论的基本内容；固体和液体；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A、设分子平衡距离为 ，分子距离为r，当 ，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当 ，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当 ，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，A不符合题意；
B、碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离无法达到分子间相互作用的距离，B符合题意；C、根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，C不符合题意；D、D、液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性， D符合题意；
E、在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，内能减小，温度下降，E符合题意．
故答案为：BDE
【分析】分子力为零时，分子势能为零，但不是最小；符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生，违反热力学第二定律的宏观过程就不能发生。
10．【答案】A,C,E
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系；光的双缝干涉
【解析】【解答】A．干涉和衍射现象是波特有的现象，机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，A符合题意；
B．声波的传播速度由介质决定，所以在同种介质中，不同频率的波的传播速度相同，B不符合题意；
C．根据
当用同一装置做双缝干涉实验时，双缝干涉条纹间距与光的波长成正比．黄光的波长比蓝光长，黄光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距，但是用不同装置做双缝干涉实验时，黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距，C符合题意；
D．简谐运动的物体，其振动能量用振幅来反映，D不符合题意；E．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系
对电磁波也适用，E符合题意。
故答案为：ACE。
【分析】同一介质中所有声波的传播速度都相同；做简谐运动的物体振动能量通过振幅来反映，振幅越大，能量越大。
11．【答案】甲； 或
【知识点】机械能守恒及其条件；自由落体运动
【解析】【解答】由于频率为50Hz，相邻两个点间的时间间隔为0.02s，而自由落体运动时，0.02s下落的高度
因此0到1之间距离接近1.96mm时，两点之间的时间间隔接近0.02s，因此选用甲纸带更好。打点3时的速度为2到4段的平均速度，即
根据机械能守恒
整理得
【分析】根据自由落体运动的运动学公式判断两条纸带哪个更接近于自由落体运动；再由平均速度的表达式和机械能守恒定律列方程分析求解。
12．【答案】（1）D
（2）；
（3）=
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】(1)由题可知，两种方法的电压变化较大，说明电流表的分压不能忽略，用a图测量的比较准确，由a图可知测量值为
由于电压表的分流作用，测量值小于真实值，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。(2)根据并联电路的特点和欧姆定律可得
可得
所以
则 (3)尽管电流表的内阻未知，但根据(3)的分析可知，电流表内阻对结果没有影响，故 。
【分析】（1）根据电表的改装知识和闭合电路欧姆定律分析求解。
（2）根据闭合电路欧姆定律列方程化简成图像所表示的函数关系式分析求解。
（3）尽管电流表的内阻未知，但根据(3)的分析可知，电流表内阻对结果没有影响，故 。
13．【答案】（1）解：设碰前P球的速度为 ，碰后P球的速度为 ，Q球的速度为
得出
（2）解：设撤去F时P的速度为 ，则
得出
Q球从C点滚下在B点与P球再次碰撞由第1问知碰后Q球静止P以 的速度向左运动
所以P，Q间的距离为2R。
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据动能定理计算Q的速度大小，再根据动量守恒定律和机械能守恒定律计算求解。
（2）根据牛顿第二定律分别计算两个物体的加速度大小，再由运动学公式计算求解。
14．【答案】（1）解：1~2金属板间，对微粒受力分析，取竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得
解得
根据匀变速直线运动位移速度公式得
解得
再根据速度时间公式得
2~3金属板间，对微粒受力分析，根据牛顿第二定律得
解得
微粒在2~3间做匀速直线运动，则
匀速运动的时间为
则微粒从1号到3号金属网所用的时间为
（2）解：1~2金属板间，微粒的运动同上，则 ；
2~3金属板间，对微粒受力分析，知微粒做匀速圆周运动，则
再根据洛伦兹力提供向心力得
解得
设微粒在磁场中运动的圆心角为 ，运动轨迹如图所示
由几何关系得
解得
微粒做圆周运动的周期为
运动时间为
微粒从1号到3号金属网所用的时间为
（3）解：某次粒子经过磁场区时，运动轨迹如图所示
由几何关系得
微粒在水平方向上的速度变化量
综上可得
经分析可知，微粒经过编号为 的金属网时，粒子被加速了k次，且最终微粒的速度沿水平方向，从开始运动到微粒速度水平的过程中，由动能定理，得 水平方向总的速度变化量为
联立可知
即微粒能够到达的金属网的编号为
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律；动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）对微粒进行受力分析，根据牛顿第二定律计算微粒在不同的电场中的加速度大小，再由运动学公式计算求解。
（2）加上磁场之后对微粒进行受力分析，由受力情况画出微粒的运动轨迹，最后由几何关系和运动学公式计算求解。
（3）根据受力情况和几何关系画出微粒的运动轨迹示意图，再由几何关系计算速度变化量的大小，根据运动学公式和动能定理计算求解。
15．【答案】解：根据题意，A中气体体积变为原来的 ，则B中气体体积 为原来体积 的 倍，
即
根据玻意耳定律知
即
解得降温后B中气体的压强
对A中气体，初态
末态
对于A中气体，由理想气体状态方程，有
解得
【知识点】共点力平衡条件的应用；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】对两个气缸内气体进行分析，根据玻意耳定律和理想气体状态方程结合平衡条件分析求解。
16．【答案】解：①光路如图所示
当入射角 时，恰好只剩一个光斑，说明光线恰好发生全反射
所以
②当入射角 时，光线在平面上同时发生反射和折射，反射光线沿半径射出到B点
可得
由折射定律有
可知
从而可得
则两光斑间距离
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【分析】①根据几何关系画出光的传播路线图，再由光的折射定律计算光的折射率。
②根据几何关系和光的折射定律和反射定律列方程求解。
1 / 1安徽省黄山市2021届高三上学期理综物理第一次质量检测试卷
一、单选题
1．（2020高三上·黄山期末）以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（　　）
A．只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象
B．当给放射性材料加热时其衰变进程将加快
C．卢瑟福利用 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子
D．原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；核裂变与核聚变
【解析】【解答】A．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，所以A不符合题意；
B．放射性材料的衰变周期只是由原子核的本身性质决定，与它的物理、化学状态无关，所以B不符合题意；
C．卢瑟福利用 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子，所以C不符合题意；
D． 衰变的实质是原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子，所以D符合题意；
故答案为：D。
【分析】(1) 光电效应 取决于频率，与光强无关。（2）衰变速度由原子核的本身性质决定。（3）卢瑟福利用 粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子。（4）原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子是 衰变。
2．（2020高三上·黄山期末）如图所示，从斜面上A点以速度v水平抛出的小球经时间 落在B点，球到达B点时的速度方向与斜面的夹角为 。现将小球从斜面上A、B之间的中点C抛出，抛出时的速度方向与斜面的夹角为 ，经时间 恰能水平击中A点，击中A点时的速度大小为 ，忽略空气阻力，则（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设斜面的倾角为θ，由平抛运动的规律得
解得
由图知
可知速度方向与斜面夹角与抛出速度无关，将小球从斜面上A、B之间的中点C抛出，恰能水平击中A点，则逆过程可看做是从A点的平抛到C点；故α=β
由于水平射程
由于两次平抛的位移关系为2：1，则抛出的初速度关系为
故答案为：A。
【分析】根据平抛偏转角正切值规律列式求解t。根据速度偏转角正切是位移偏转角正切值得二倍列式找角关系。根据水平位移找速度关系。
3．（2020高三上·黄山期末）如图所示，某一竖直平面内电场线的分布如图中实线所示，已知该平面内A、O的连线水平且为等势线，且与电场线上两点C、D的连线垂直，一带电油滴在O点处于静止状态，则（　　）
A．若将油滴置于A处，仍能静止
B．油滴在C点的电势能一定比在D点的小
C．若将油滴从C点释放，将沿电场线运动至D点
D．C点的电势一定比D点的高
【答案】B
【知识点】电场力做功；电势能；电势；等势面
【解析】【解答】A．由电场线的分布可以看出，A处的场强大于O点的场强，若将油滴置于A处，不能静止，A不符合题意；
B．油滴在O点的受力平衡，所以电场力大小等于重力，方向向上，所以油滴如果从C点运动的D点，电场力做负功，电势能增大，即油滴在C点的电势能一定比在D点的小，B符合题意；
C．电场是非匀强电场，所以将油滴从C点释放，不会沿电场线运动，C不符合题意；
D．因为油滴的电性未知，所以电场方向无法判断，故不能确定C、D两点电势的高低，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电场强度看电场线疏密。根据平衡判断电场力方向，在根据功的定义式判断由C到D做功，比较电势能。非匀强电场，受力变化，轨迹不沿电场线。比较出C、D电势能，但不确定电性，比较不了电势。
4．（2020高三上·黄山期末）有一颗中高轨道卫星在赤道上空自西向东绕地球做圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的四分之一。某时刻该卫星正好经过赤道上某建筑物，已知同步卫星的周期为T0，则下列说法正确的是（　　）
A．该卫星的周期为
B．该卫星的向心力为同步卫星的
C．再经 的时间该卫星将再次经过该建筑物
D．再经 的时间该卫星将再次经过该建筑物
【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】AB．根据开普勒第三定律
解得 ，AB不符合题意；
CD．设再经t时间该卫星将再次经过该建筑物
解得 ，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据开普勒第三定律比较周期。再次经过应该是角度多转，列式即可。
5．（2020高三上·黄山期末）水平桌面上有一光滑小孔，两个质量均为m的小物块A、B用不可伸长的轻绳连接，A在桌面上做匀速圆周运动，B静止于空中。现由于桌面微小阻力的影响，使得A与小孔间距离缓慢地从2L减小为L，在此过程中，桌面对A所做的功为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】绳子拉力提供向心力，而绳子拉力的大小等于物块B的重力，则当半径为2L时
即
则当半径为L时
即
在此过程中，桌面对A所做的功等于A动能和B势能的减小量
故答案为：A。
【分析】重力等于拉力，提供向心力，根据向心力公式列式求速度，再求动能，换半径同理求速度和动能，两次对比求出动能变化和势能变化即为做功。
二、多选题
6．（2020高三上·黄山期末）大小、材料完全相同的两个物体A和B放在同一粗糙水平面上，在水平拉力的作用下从同一位置同时开始沿同一方向运动，运动的 图像如图所示，以下对两个物体运动的判断中正确的是（　　）
A．物体A的加速度始终大于B的加速度
B．物体B所受的水平拉力一定是逐渐增大的
C． 时间两物体平均速度大小相同
D． 时间水平拉力对A做的功一定比对B做的功多
【答案】B,D
【知识点】牛顿第二定律；动能；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在 图像中，图像的斜率表示加速度，因此物体A的加速度开始大于B的加速度后来小于B的加速度，A不符合题意；
B．由于B的加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律
可知物体B所受的水平拉力逐渐增大，B符合题意；
C．在 图像中，图像与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此在 时间内，物体A的位移大于物体B的位移，因此物体A的平均速度大于物体B的平均速度，C不符合题意；
D．拉力做的功，一部分克服摩擦力做功产生热量，一部分增加物体的动能，两个物体动能增加量相同，但物体A的位移大，克服摩擦力做功多，因此 时间水平拉力对A做的功一定比对B做的功多，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）比较加速度看v-t图象斜率。（2）根据牛顿第二定律，判断出B的加速度变化后再判断拉力变化。（3）根据平均速度定义，相同时间，比较位移即图象面积即可。（4）根据动能定理，动能变化相同，但A的摩擦力负功多，所以拉力做功多。
7．（2020高三上·黄山期末）如图所示，在定滑轮C的正下方固定一个带负电的小球A，另一带电小球B，用绝缘细线栓着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使小球B处于静止状态。现拉动细线使小球B缓慢地向定滑轮移近小段距离，关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．小球A对小球B的库仑力先减小后增大
B．细线对小球B的拉力逐渐减小
C．小球A与小球B之间的电势能不变
D．小球B所经位置的电势逐渐升高
【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用；库仑定律
【解析】【解答】由题可知，A、B一定带同种电荷，对B进行受力分析，设AC间的距离为h，绳子长度为l，AB间的距离为x，由于力的三角形和 相似，对应边成比例，可得
由于mg和h都不变，因此比值不变，随着绳子长度l减小，细线对小球B的拉力逐渐减小；由于两个小球带电量不变，因此两球间的距离x不变，从而小球A对小球B的库仑力 保持不变，小球A与小球B之间的电势能不变，AD不符合题意，BC符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据库仑定律和力的平衡条件分析求解。
8．（2020高三上·黄山期末）如图所示区域内存在匀强磁场，磁感应强度为0.5T，磁场的边界由x轴和 曲线围成（ ）。现把一边长为2m的正方形单匝线框（电阻为0.5Ω），水平匀速地拉过该磁场区，在此过程中拉力的最大值为12N。不计一切摩擦阻力，则在此过程中（　　）
A．线框匀速运动的速度 B．线框中的电功率为18W
C．拉力F做的功为24J D．通过线框横截面的电荷量为4C
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．由题图可知，金属线框向前运动1m时，线框切割磁感线的最大有效长度最长为L=2m，此时对应最大拉力，由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律有
此时线框受到的安培力为
联立得
因为线框匀速运动，故有
代入已知数据，解得
A符合题意；
B．线框切割磁感线产生的瞬间感应电动势为
线框中产生的是正弦式交流电，所以线框中的电功率为
又
联立解得
B不符合题意；
C．线框在磁场区域做匀速运动，距离为4m，由
得
由功能关系得，拉力F做的功为
C符合题意；
D．通过线框横截面的电荷量为
在整个过程中磁通量为零，所以通过线框横截面的电荷量也为零，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】对线框进行分析，线框进入磁场的过程中切割磁感线的有效长度先增大后减小，感应电动势逐渐先增大后减小，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律分析求解。
9．（2020高三上·黄山期末）下列说法中正确的是（　　）
A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
B．碎玻璃不能拼在一起，并不是由于分子间存在着斥力
C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性
E．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降
【答案】B,D,E
【知识点】分子动理论的基本内容；固体和液体；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A、设分子平衡距离为 ，分子距离为r，当 ，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当 ，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当 ，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，A不符合题意；
B、碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离无法达到分子间相互作用的距离，B符合题意；C、根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，C不符合题意；D、D、液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性， D符合题意；
E、在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，内能减小，温度下降，E符合题意．
故答案为：BDE
【分析】分子力为零时，分子势能为零，但不是最小；符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自然发生，违反热力学第二定律的宏观过程就不能发生。
10．（2020高三上·黄山期末）下列说法正确的是（　　）。
A．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
B．在同一种介质中，不同频率的声波的传播速度不同
C．黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距
D．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关
E．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
【答案】A,C,E
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系；光的双缝干涉
【解析】【解答】A．干涉和衍射现象是波特有的现象，机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象，A符合题意；
B．声波的传播速度由介质决定，所以在同种介质中，不同频率的波的传播速度相同，B不符合题意；
C．根据
当用同一装置做双缝干涉实验时，双缝干涉条纹间距与光的波长成正比．黄光的波长比蓝光长，黄光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距，但是用不同装置做双缝干涉实验时，黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距，C符合题意；
D．简谐运动的物体，其振动能量用振幅来反映，D不符合题意；E．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系
对电磁波也适用，E符合题意。
故答案为：ACE。
【分析】同一介质中所有声波的传播速度都相同；做简谐运动的物体振动能量通过振幅来反映，振幅越大，能量越大。
三、实验题
11．（2020高三上·黄山期末）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，实验得到甲、乙两条纸带，如图所示，应选　 　纸带较好。若已测得点2到4间距离为 ，点0到3间距离为 ，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒， 、 和T应满足的关系为 　 　。
【答案】甲； 或
【知识点】机械能守恒及其条件；自由落体运动
【解析】【解答】由于频率为50Hz，相邻两个点间的时间间隔为0.02s，而自由落体运动时，0.02s下落的高度
因此0到1之间距离接近1.96mm时，两点之间的时间间隔接近0.02s，因此选用甲纸带更好。打点3时的速度为2到4段的平均速度，即
根据机械能守恒
整理得
【分析】根据自由落体运动的运动学公式判断两条纸带哪个更接近于自由落体运动；再由平均速度的表达式和机械能守恒定律列方程分析求解。
12．（2020高三上·黄山期末）
（1）为了测量某一电阻 的阻值，甲同学分别用图所示的（a）、（b）两种电路进行测量。图（a）中两表的示数分别为3V、4 ，图（b）中两表的示数分别为4V、3.9 ，则待测电阻 的真实值为______。
A．略小于1 B．略小于750Ω C．略大于1 D．略大于750Ω
（2）为了更准确的测出电阻 的值，乙同学设计了如图所示的电路图，图中 是保护电阻， 是电阻箱，R是滑动变阻器， 和 是电流表，E是电源。实验具体步骤如下：
①连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；
②闭合S，调节电阻箱 和滑动变阻器R，使 表的示数为一适当值 ，记下此时电阻箱的阻值 和 表的示数 ；
③保持 的值不变，重复调节电阻箱 和滑动变阻器R，得到多组阻值 和 表的示数 ，并画出 与 的关系图像如图所示。
已知 图像的斜率为k，纵截距为b，则 　 　；电流表 的内阻 　 　。（用 、b、 、k表示）
（3）由于电流表的内阻也不能忽略，用这种方法得到的电阻的测量值 与真实值 相比较， 　 　 （选填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】（1）D
（2）；
（3）=
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】(1)由题可知，两种方法的电压变化较大，说明电流表的分压不能忽略，用a图测量的比较准确，由a图可知测量值为
由于电压表的分流作用，测量值小于真实值，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。(2)根据并联电路的特点和欧姆定律可得
可得
所以
则 (3)尽管电流表的内阻未知，但根据(3)的分析可知，电流表内阻对结果没有影响，故 。
【分析】（1）根据电表的改装知识和闭合电路欧姆定律分析求解。
（2）根据闭合电路欧姆定律列方程化简成图像所表示的函数关系式分析求解。
（3）尽管电流表的内阻未知，但根据(3)的分析可知，电流表内阻对结果没有影响，故 。
四、解答题
13．（2020高三上·黄山期末）如图所示，一半径为R的光滑的半圆轨道竖直固定在粗糙的水平面上，并与水平面相切。一质量为m的小球P在 的水平拉力的作用下，从水平面上的A点由静止开始运动，经过一段时间后撤去F，当小球P运动到半圆轨道的最低点B时，与静止在该点的另一完全相同的小球Q发生无机械能损失的碰撞，碰后小球Q沿着圆轨道恰能上升到与圆心O等高的C点。已知A、B间距为R，小球与水平面间的动摩擦系数为0.5，重力加速度为g。求：
（1）小球P与Q碰撞前瞬间的速率；
（2）力F作用的时间和最终P、Q间的距离。
【答案】（1）解：设碰前P球的速度为 ，碰后P球的速度为 ，Q球的速度为
得出
（2）解：设撤去F时P的速度为 ，则
得出
Q球从C点滚下在B点与P球再次碰撞由第1问知碰后Q球静止P以 的速度向左运动
所以P，Q间的距离为2R。
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据动能定理计算Q的速度大小，再根据动量守恒定律和机械能守恒定律计算求解。
（2）根据牛顿第二定律分别计算两个物体的加速度大小，再由运动学公式计算求解。
14．（2020高三上·黄山期末）如图所示，在真空中沿竖直方向分布着许多足够大的、水平放置的金属网（厚度不计），编号为1，2，3，……，相邻的网间距离都为 。金属网间存在方向竖直（交替反向）的匀强电场，场强大小为 。一质量 、电量 的带正电微粒，在 时从1号金属网处由静止释放开始运动，若微粒经过任意金属网时都能从网孔中无机械能损失的自由穿过。重力加速度 。
（1）求微粒穿过3号金属网时的速度大小及从1号到3号金属网所用的时间。
（2）若维持电场不变，在2~3、4~5、6~7、……网间再加上磁感应强度 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（图中未画出），仍让微粒从1号金属网处静止释放，求微粒穿过3号金属网时的速度大小及从1号到3号金属网所用的时间。
（3）保持(2)中条件不变，求该微粒可到达的金属网的编号最大值。
【答案】（1）解：1~2金属板间，对微粒受力分析，取竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得
解得
根据匀变速直线运动位移速度公式得
解得
再根据速度时间公式得
2~3金属板间，对微粒受力分析，根据牛顿第二定律得
解得
微粒在2~3间做匀速直线运动，则
匀速运动的时间为
则微粒从1号到3号金属网所用的时间为
（2）解：1~2金属板间，微粒的运动同上，则 ；
2~3金属板间，对微粒受力分析，知微粒做匀速圆周运动，则
再根据洛伦兹力提供向心力得
解得
设微粒在磁场中运动的圆心角为 ，运动轨迹如图所示
由几何关系得
解得
微粒做圆周运动的周期为
运动时间为
微粒从1号到3号金属网所用的时间为
（3）解：某次粒子经过磁场区时，运动轨迹如图所示
由几何关系得
微粒在水平方向上的速度变化量
综上可得
经分析可知，微粒经过编号为 的金属网时，粒子被加速了k次，且最终微粒的速度沿水平方向，从开始运动到微粒速度水平的过程中，由动能定理，得 水平方向总的速度变化量为
联立可知
即微粒能够到达的金属网的编号为
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律；动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）对微粒进行受力分析，根据牛顿第二定律计算微粒在不同的电场中的加速度大小，再由运动学公式计算求解。
（2）加上磁场之后对微粒进行受力分析，由受力情况画出微粒的运动轨迹，最后由几何关系和运动学公式计算求解。
（3）根据受力情况和几何关系画出微粒的运动轨迹示意图，再由几何关系计算速度变化量的大小，根据运动学公式和动能定理计算求解。
15．（2020高三上·黄山期末）如图所示，可自由移动的活塞将密闭的气缸分为体积相等的上下两部分A和B．初始状态时，A、B中气体的温度都是800K，B中气体的压强为 ，活塞质量 ，气缸内横截面积 ，气缸和活塞都是由绝热的材料制成。现保持B中气体温度不变，设法缓慢降低A中气体的温度，使A中气体体积变为原来的 ，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，g取10 ，求降温后A中气体的温度。
【答案】解：根据题意，A中气体体积变为原来的 ，则B中气体体积 为原来体积 的 倍，
即
根据玻意耳定律知
即
解得降温后B中气体的压强
对A中气体，初态
末态
对于A中气体，由理想气体状态方程，有
解得
【知识点】共点力平衡条件的应用；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】对两个气缸内气体进行分析，根据玻意耳定律和理想气体状态方程结合平衡条件分析求解。
16．（2020高三上·黄山期末）半径为R的半圆形玻璃砖放置在水平的平面光屏上，如图所示。一束单色光沿半径方向射向玻璃砖的圆心O，当光线与水平面的夹角为30°时，光屏上会出现两个光斑，当夹角增大为45°时，光屏上恰好只剩一个光斑。求：
①玻璃砖的折射率；
②光线与水平面的夹角为30°时两个光斑间的距离。
【答案】解：①光路如图所示
当入射角 时，恰好只剩一个光斑，说明光线恰好发生全反射
所以
②当入射角 时，光线在平面上同时发生反射和折射，反射光线沿半径射出到B点
可得
由折射定律有
可知
从而可得
则两光斑间距离
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【分析】①根据几何关系画出光的传播路线图，再由光的折射定律计算光的折射率。
②根据几何关系和光的折射定律和反射定律列方程求解。
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