2019-2020学年辽宁省辽阳市高三（上）期末物理试卷word版含答案

2019-2020学年辽宁省辽阳市高三（上）期末物理试卷
一、选择题：本题共10小题，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项正确，第7～10小题有多个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1．（4分）如图所示，原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。训练过程中，运动员先由静止下蹲一段距离，经过充分调整后，发力跳起摸到了一定的高度。关于摸高过程中各阶段的分析正确的是（　　）

A．运动员能从地面起跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力
B．运动员离开地面后在上升过程中处于超重状态
C．运动员到达最高点后在下落过程中的重力势能减小
D．运动员落地静止后没有惯性
2．（4分）如图所示，a、b、c是正点电荷电场中的一条电场线上的三点，ab＝bc，在a点处自由释放一带负电的试探电荷时，它沿直线向右做加速运动，依次经过b、c点。下列说法正确的是（　　）

A．a点的电场强度比b点的大
B．a点的电势比c点的低
C．试探电荷在c点时的动能等于在b点时的两倍
D．试探电荷在b点时的电势能等于在c点时的两倍
3．（4分）2019年4月20日，我国成功发射了第44颗北斗导航卫星。该卫星是倾斜地球同步轨道卫星，它的轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角，离地面的高度和处于赤道平面内的地球同步轨道卫星相等。仅考虑卫星与地球间的作用，该卫星（　　）
A．可以始终处在地面某点的正上方
B．周期大于地球同步轨道卫星的周期
C．角速度小于地球同步轨道卫星的角速度
D．环绕速度小于7.9km/s
4．（4分）如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝110sin60πt（V）的交流电源上，副线圈接有阻值为55Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为1：2．电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数为55V
B．副线圈输出交流电的频率为60Hz
C．原线圈的输入功率为880W
D．若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55Ω的定值电阻，则电流表的示数为8A
5．（4分）在图示电路中，电源内阻不计，合上开关S后各电灯都能发光。滑动变阻器的滑片不动，则下列分析正确的是（　　）

A．若L1发生断路，则L3的亮度不变，L4变亮
B．若L1发生断路，则L3的亮度不变，L4变暗
C．若L4发生短路，则L1、L2、L3都变亮
D．若L4发生短路，则L1、L2变亮，L3变暗
6．（4分）一小球从某高处自由释放，若运动过程中所受空气阻力大小不变，以水平地面为参考平面，则下落过程中小球的机械能一下落高度（E﹣h）图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（4分）关于近代物理，下列说法正确的是（　　）
A．玻尔能级理论中，氢原子从高能级向低能级跃迁时要从外界吸收能量
B．光电效应中被光子打出来的电子来自原子的核外电子
C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子衰变有固定的半衰期
D．两个氢核在聚变时会出现质量亏损
8．（4分）如图所示，放在固定斜面上的物块沿斜面下滑，若在物块上再施加一竖直向下的恒力F，则（　　）

A．若物块原来匀速运动，则物块仍将匀速下滑
B．若物块原来匀速运动，则物块将匀加速下滑
C．若物块原来匀加速运动，则物块将以相同的加速度匀加速下滑
D．若物块原来匀加速运动，则物块将以更大的加速度匀加速下滑
9．（4分）甲、乙两个同学分别用相同且固定的弹簧枪在同一桌面上水平发射相同的小球，小球分别落在a、b两个盒子中。已知弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的二次方成正比，b盒子距离桌子边缘的水平距离是a盒子的2倍，不计一切阻力。则下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙同学发射的小球在空中运动时间之比为1：1
B．甲、乙同学发射小球时弹簧的压缩量之比为1：2
C．甲、乙同学发射的小球在空中运动过程中动能的变化量之比为1：2
D．甲、乙同学发射的小球初速度大小之比为1：4
10．（4分）如图所示。两平行导轨放置在水平面内，导轨右端与阻值为R1的电阻相连，一长为L1、宽为L2（L1＞L2）的长方形匀强磁场区域边界与导轨平行或垂直，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，一导体棒放置在导轨上并与导轨接触良好，导体棒电阻为R2．两平行导轨间的距离大于L1，导轨电阻不计，第一次让导体棒在外力作用下以大小为V的恒定速度通过磁场区域，第二次将长方形磁场区域的长、宽互换，让导体棒在外力作用下以大小为2v的恒定速度通过磁场区域，下列说法正确的是（　　）

A．在导体棒第一次通过磁场区域的过程中，通过电阻的电荷量为
B．在导体棒第二次通过磁场区域的过程中，通过电阻的电荷量为
C．在导体棒第一次通过 磁场区域的过程中，电阻上消耗的电能为
D．在导体棒第二次通过磁场区域的过程中，导体棒上消耗的电能为
二、非选择题：本题包括必考题和选考题两部分．第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15～16题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题：共45分．
11．（5分）某同学利用图甲所示的装置测量轻弹簧的劲度系数。光滑的细杆（图中未画出）和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杄上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码（实验中，每个钩码的质量均为m＝20.0g）。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：

①在绳下端挂上钩码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录钩码的个数及指针的位置；
③逐次增加钩码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；
④用n表示钩码的个数，l表示相应的指针位置，作出l﹣n图象如图丙所示。
回答下列问题：
（1）某次挂上钩码后，指针指到的位置如图乙所示，则此时的示数为　 　cm。
（2）若当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则本实验中弹簧的劲度系数为　 　N/m（结果保留三位有效数字）。
12．（10分）图甲是简易多用电表的电路原理图，图中E是电源，R1、R2、R3、R4、R5是定值电阻，R6是可变电阻，表头G的满偏电流为200μA，内阻为600Ω，其表盘如图乙所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。图甲中虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，分别为：直流电流1A挡和500μA挡，欧姆×1kΩ挡，直流电压2.5V挡和10V挡。

（1）若用欧姆×1kΩ挡测二极管的反向电阻，则A端与二极管的　 　（填“正”或“负”）极相接触，测得的示数如图乙中a所示，则该二极管的反向电阻为　 　kΩ。
（2）某次测量时该多用电表指针位置如图乙中b所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的示数为　 　；若此时B端是与“4”相连的，则多用电表的示数为　 　。
（3）根据题中所给的条件可得R1、R2的阻值之和为　 　Ω。
13．（12分）如图甲所示，质量m＝1kg的小滑块，从固定的四分之一圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑到位于水平面的木板上，并恰好不从木板的右端滑出。已知圆弧轨道半径R＝6m，木板长l＝10m，上表面与圆弧轨道相切于B点，木板下表面光滑，木板运动的v﹣t图象如图乙所示。取g＝10m/s2．求：
（1）滑块在圆弧轨道上运动时产生的内能；
（2）滑块与木板间的动摩擦因数及滑块在木板上相对木板滑动过程中产生的内能。

14．（18分）如图所示，真空中竖直平面内的xOy坐标系的第Ⅱ象限中，有一个紧靠y轴且下极板与x轴重合的平行板电容器，两极板间距离d＝0.3m，电容器上极板带正电、下极板带负电；在y轴的右侧有一以（0.2m，0）为圆心的圆形匀强磁场区域，该区域的半径R＝0.2m，磁场的磁感应强度大小B＝1T，方向垂直于纸面向里；在y＝R的虚线上方足够大的范围内，有电场强度大小E＝6×106N/C、方向水平向左的匀
强电场。一带正电粒子（重力不计）从电容器左侧两极板正中间平行x轴方向射入，结果恰好从坐标原点O沿与x轴正方向斜向下成30°角方向射入磁场，经过一段时间后由P点穿出磁场，最后由M点（P点和M点没有在图中标出）穿过y轴。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为R，粒子的比荷＝1×107C/kg。求：
（1）电容器的极板长度L；
（2）P点和M点的坐标；
（3）粒子由O点运动到M点所用的时间t。

（二）选考题：共15分．请考生从15、16两题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．[选修3-3]
15．（15分）（1）一定质量的理想气体，在绝热情况下体积减小时，气体的内能　 　（选填“增大”“不变”或“减小”）；当一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时体积增大时，气体的内能　 　（选填“一定增大”“可能不变”或“一定减小”）。可看成理想气体的1g氢气和1g氧气，在体积不变的情况下，从10℃升高到20℃时，氢气的内能增加量　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）氧气的内能增加量。
（2）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管（左右两侧管竖直）内用水银封闭有一定质量的理想气体，当环境温度为300K时，U形管两侧水银面的高度相同，封闭气柱长8cm。现缓慢升高封闭气体的温度，直到封闭气柱的长变为10cm。大气压强为76cmHg．（计算结果保留整数）
（i）求封闭气柱长为10cm时封闭气体的温度；
（ii）若封闭气体的温度保持（i）问中的结果不变，从左端缓慢灌入水银，直到右侧封闭气柱的长度恢复到8cm，求应加入的水银柱的长度。

[选修3-4]
16．（1）某同学用单摆测量某地的重力加速度，他将一小球用细线悬挂制成一单摆后，用刻度尺量得摆线的长度为1，用游标卡尺测得摆球的直径为d。将摆球拉离平衡位置一个小角度，然后由静止释放，在摆球某次通过最低点时。按下停表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到第51次通过最低点时，按下停表停止计时，读出这段时间为t，则该单摆的周期为　 　，当地的重力加速度g＝　 　。
（2）如图所示，横截面为矩形的玻璃砖ABCD长L＝12cm，当细单色光束从AD边
的中点F以α＝60°角射入玻璃砖时，CD边恰好没有光线射出。已知真空中光速c＝3×108m/s。求：
（i）玻璃砖对该光的折射率n；
（ii）光束通过玻璃砖的时间t。



2019-2020学年辽宁省辽阳市高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共10小题，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项正确，第7～10小题有多个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1．【解答】解：A、地面对人的支持力和人对地面的压力属于作用力和反作用力，始终等大反向，故A错误；
B、运动员在空中上升时时，加速度向下，处于完全失重状态，故B错误；
C、下落过程高度降低，重力势能减小，故C正确；
D、惯性是物体的一种属性，与速度无关，与质量有关，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：AB、在正点电荷形成的电场线上a处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向c点处运动，电荷受到的电场力向右，所以电场线的方向向左，即场源电荷在右侧，所以a点的电场强度比b点的小，a点的电势比c点的低，故A错误B正确；
C、因为场源电荷在右侧，虽然ab＝bc，所以Uab＜Ubc，由动能定理知试探电荷在c点时的动能Ekc＝q（Uab+Ubc），试探电荷在b点时的动能Ekb＝qUab，Ekc≠2Ekb，故C错误；
D、只有电场力做功时，发生动能和电势能的相互转化，但总量不变，动能不满足2倍关系，则电势能也不会满足2倍关系，故D错误；
故选：B。
3．【解答】解：A、倾斜同步轨道卫星相对于地球是运动的，所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的，故该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方，故A错误。
B、根据T＝2，由于离地面的高度和处于赤道平面内的地球同步轨道卫星相等，具有相等的轨道半径，所以该卫星的周期等于地球同步轨道卫星的周期，故B错误。
C、根据ω＝可知，由于离地面的高度和处于赤道平面内的地球同步轨道卫星相等，具有相等的轨道半径，所以该卫星的角速度与地球同步轨道卫星的角速度一样大，故C错误。
D、第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的环绕速度一定小于7.9km/s，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：A、由题意知，原线圈电压有效值为110V，原、副线圈匝数之比为1：2，由＝可得，U2＝220V，则电压表的示数为220V，故A错误。
B、原线圈所接交流电源的角速度ω＝60π，频率f＝＝30Hz，变压器不改变交流电的频率，故副线圈输出交流电的频率为30Hz，故B错误。
C、输入功率和输出功率相等可得，原线圈中的输入功率为P入＝P出＝＝880W，故C正确。
D、若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55Ω的定值电阻，则总电阻为27.5Ω，副线圈的电流为I2＝＝8A，由n1I1＝n2I2可得，I1＝16A，即电流表的读数为16A，故D错误。
故选：C。
5．【解答】解：分析电路结构可知，灯泡L1、L2并联，再与L4串联，滑动变阻器分压连接，灯泡L3在干路上，
AB、若L1发生断路，则总电阻变大，干路电流减小，灯泡L3变暗，故AB错误；
CD、若L4发生短路，则总电阻减小，干路电流增大，灯泡L3变亮，则和滑动变阻器并联部分的电路两端电压减小，流过滑动变阻器并联部分的电流变小，则流过L1、L2的电流变大，故L1、L2变暗，故C正确，D错误。
故选：C。
6．【解答】解：由于小球下落过程中空气阻力做负功，所以小球的机械能减小，随着小球下落，其机械能为E＝E0﹣W克f＝E0﹣fh，根据表达式可知，E﹣h图象是一条斜率为负的倾斜的直线，故A正确，BCD错误。
故选：A。
7．【解答】解：A、根据玻尔理论可知，在氢原子从高能级向低能级跃迁时要向外界放出能量，故A错误；
B、根据光电效应的本质可知，在光电效应中被光子打出来的电子来自原子的核外电子，故B正确；
C、卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构，故C错误；
D、两个氢核在聚变时会释放大量的能量，结合质能方程可知，在两个氢核在聚变时会出现质量亏损，故D正确；
故选：BD。
8．【解答】解：AB、若物块原来匀速运动，受力平衡，分析物块的受力情况如图，由平衡条件得：
mgsinθ＝μmgcosθ
得：sinθ＝μcosθ
对物块施加一个竖直向下的恒力F时，物块受到的滑动摩擦力大小为：
f＝μ（F+mg）cosθ
重力和F沿斜面向下的分力大小为（F+mg）sinθ
得：（F+mg）sinθ＝μ（F+mg）cosθ
则物块受力仍平衡，所以物块仍匀速下滑，故A正确，B错误。
CD、若物块原来匀加速运动，物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：
a＝；
当施加F后加速度为：a′＝
因为物块做匀加速运动时有：mgsinθ＞μmgcosθ，即sinθ＞μcosθ，所以Fsinθ＞μFcosθ，可见a′＞a，即加速度增大，则物块将以更大的加速度匀加速下滑，故C错误，D正确。
故选：AD。

9．【解答】解：A、根据平抛运动的规律可知：竖直方向h＝gt2，h相同，所以甲、乙同学发射的小球在空中运动时间相同，故A正确。
BD、根据平抛运动的规律可知：水平方向s＝v0t，b盒子距离桌子边缘的水平距离是a盒子的2倍，则甲、乙同学发射的小球初速度大小之比为1：2，根据功能关系可知，小球在脱离弹簧瞬间，弹簧的弹性势能为：EP＝mv2，又甲、乙同学发射的小球初速度大小之比为1：2，则弹簧的弹性势能之比1：4，又弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的二次方成正比，则甲、乙同学发射小球时弹簧的压缩量之比为1：2，故B正确，D错误。
C、甲、乙同学发射的小球在空中运动过程，机械能守恒，动能的变化量等于重力势能变化量，而重力势能变化量均为mgh，则甲、乙同学发射的小球在空中运动过程中动能的变化量之比为1：1，故C错误。
故选：AB。
10．【解答】解：A、在导体棒第一次通过磁场区域的过程中，通过电阻的电荷量为q1＝＝，故A正确。
B、在导体棒第二次通过磁场区域的过程中，通过电阻的电荷量为q2＝＝，故B错误。
C、在导体棒第一次通过磁场区域的过程中，导体棒产生的感应电动势为 E1＝BL2v，回路中感应电流为 I1＝＝，通过磁场区域的时间 t1＝，则电阻上消耗的电能为 Q1＝I12R1t1＝，故C正确。
D、在导体棒第二次通过磁场区域的过程中，导体棒产生的感应电动势为 E2＝BL1?2v＝2BL1v，回路中感应电流为 I2＝＝，通过磁场区域的时间 t1＝，则导体棒上消耗的电能为 Q2＝I22R2t2＝，故D错误。
故选：AC。
二、非选择题：本题包括必考题和选考题两部分．第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15～16题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题：共45分．
11．【解答】解：（1）根据刻度尺的读数规则可知，示数为10.95cm；
（2）将图丙中的长度单位由cm换算为m，将钩码的质量单位由g换算为kg，
钩码的个数为n，设弹簧原长为l0，根据平衡关系可知，弹簧的弹力为F＝nmg，弹簧的伸长量为l﹣l0，
由胡克定律可知，nmg＝k（l﹣l0），解得l＝，图象斜率，
解得劲度系数k＝39.2N/m。
故答案为：（1）10.95（10.93～10.97）；（2）39.2。
12．【解答】解：（1）若测二极管的反向电阻，则电流从二极管的负极流入；
又欧姆表的电流从A端流出，故A端与二极管的负极相接触；
根据刻度盘，得出示数为7.0，又选用了×1kΩ挡，故
二极管的反向电阻为7.0kΩ；
（2）若此时B端是与“1”相连的，则此时是大量程电流表，为直流1A档，故此时每小格表示0.02A，
读数为0.30A；
若此时B端是与“4”相连的，则此时为小量程的电压表，为直流电压2.5V档，故此时每小格表示0.05V，
读数为0.75V；
（3）由电路特点，由题意知：（500﹣200）×10﹣6×（R1+R2）＝200×10﹣6×600
整理得：R1+R2＝400Ω
故答案为：（1）负；7.0；（2）0.30A；0.75V；
（3）400。
13．【解答】解：（1）滑块恰好没有从右端滑出，最终两者速度相等，
滑块到达木板右端时：t﹣t＝l，
由图示图线可知：v2＝2m/s，t＝2s，
滑块在圆弧轨道上运动过程，由能量守恒定律得：mgR＝+Q1，
代入数据解得：v1＝10m/s，Q1＝10J；
（2）滑块在木板上滑动过程，v2＝v2﹣at，
加速度：a＝μg，
代入数据觉得：μ＝0.3，
对滑块与木板组成的系统，由能量守恒定律得：＝Q2+，
代入数据解得：Q2＝30J；
答：（1）滑块在圆弧轨道上运动时产生的内能为10J；
（2）滑块与木板间的动摩擦因数为0.3，滑块在木板上相对木板滑动过程中产生的内能30J。
14．【解答】解：质子的运动轨迹分为在平行板电容器中的偏转，在磁场中的匀速圆周运动，在磁场和电场之间的匀速直线运动以及在电场中的类平抛运动四个阶段，
如图所示
（1）设粒子射入电容器的速度为v 0，在电容器中运动的加速度大小为a，运动的时间为t 0，到达坐标原点O时在竖直方向上的分速度为v y，有：
L＝v0 t0
＝
v y＝at 0
由几何关系有：＝tan30°
解得：L＝m；
（2）设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由牛顿第二定律有：
qvB＝
解得：v＝＝2×106m/s；
粒子在磁场中转过120°角进入电场，从P点竖直向上匀速运动一段距离后垂直电场线进入电场，
由几何关系可知，P点到y轴和x轴的距离分别为：
x 1＝R+Rsin30°＝1.5R＝0.3m，
y 1＝＝
则P点的坐标为（0.3m，）
设粒子在电场中做类平抛运动的时间为t3，有：
qE＝ma′
x 1＝
解得：t 3＝＝10﹣7s，
M点的纵坐标为：y＝R+vt3＝0.4m
则M点的坐标为：（0，0.4m）
（3）粒在磁场中做圆周运动的时间为：t 1＝＝
粒子在磁场和电场之间中做匀速直线运动的时间为：
t2＝＝
故粒子由O点运动到M点所用时间为：
t＝t 1+t 2+t 3＝；
答：（1）电容器的极板长度L为m；
（2）P点和M点的坐标分别为（0.3m，）和（0，0.4m）；
（3）粒子由O点运动到M点所用的时间t为；
（二）选考题：共15分．请考生从15、16两题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．[选修3-3]
15．【解答】解：（1）一定质量的理想气体，在绝热情况下，即Q＝0，体积减小，即W＞0，气体的内能，根据热力学第一定律：△U＝W+Q，得△U＞0，即内能增加；
当一定质量的理想气体从外界吸收热量，即Q＞0，同时体积增大时，即W＜0，气体的内能根据热力学第一定律：△U＝W+Q，得△U可能大于0或等于0或小于0，即内能可能增加，不变或减小；
可看成理想气体的1g氢气和1g氧气，在体积不变的情况
下，从10℃升高到20℃时，气体分子的平均动能增加量相同，但氢气分子的个数多，则氢气的动能增加量多，而理想气体的内能只考虑动能，则氢气的内能增加量多。
（2）（i）设玻璃管的横截面积为S，对封闭气体，环境温度升高过程中
初状态：P1＝P0＝76cmHg、T1＝300K、V1＝8S
末状态：P2＝76+2×2cmHg＝80cmHg、T2＝？、V2＝10S
由理想气体状态方程得：＝
代入数据解得：T2＝395K
（ii）气体由最初状态到最末状态，做等容变化
则：＝，解得：P3≈100cmHg
则右侧应加入水银柱的长度：x＝100cm﹣76cm＝24cm
答：（i）封闭气柱长为10cm时封闭气体的温度为395K；
（ii）若封闭气体的温度保持（1）问中的结果不变，从左端缓慢灌入水银，直到右侧封闭气柱的长度恢复到8cm，应加入的水银柱的长度为24cm。
故答案为：（1）增大；可能不变；大于。
（2）（i）封闭气柱长为10cm时封闭气体的温度为395K；
（ii）若封闭气体的温度保持（1）问中的结果不变，从左端缓慢灌入水银，直到右侧封闭气柱的长度恢复到8cm，应加入的水银柱的长度为24cm。
[选修3-4]
16．【解答】解：（1）由题意知，单摆的摆长L＝l+，
由于最低点作为第1次；接着一直数到第51次通过最低点时，实际一共通过50次，故实际周期应该是T＝＝
由单摆的周期公式T＝2π得g＝＝
故答案为：
（2）（i）如图甲所示，由折射定律可得折射率n＝
光束在CD边恰好发生全反射有cosβ＝
解得：n＝
（ii）如图乙所示，光束在AB边上也恰好发生全反射，光束在玻璃砖中通过的路程s＝
光束在玻璃砖中的传播速度v＝
光束通过玻璃砖的时间t＝＝7×10﹣10s
答：（i）玻璃砖对该光的折射率是；
（ii）光束通过玻璃砖的时间是7×10﹣10s。