2019-2020学年安徽省临泉二中高三（上）期末物理试卷PDF版含答案

2019-2020 学年安徽省临泉二中高三（上）期末物理试卷
一、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．全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有错的得 0 分．）
1．（6 分）研究表明，太阳内部持续不断地发生着 4 个质子（ H）聚变为氦核（ He）的热核反应，这个核反应
释放的能量就是太阳的能源。已知太阳每秒钟向空间辐射的能量约为 3.8×10
26
J，质子的质量 mp＝1.0073u，氦
核的质量 mHe＝4.0015u，电子的质量 me＝0.00055u，1u＝931.5MeV．则太阳内部每秒钟参与核反应的质子数约
为（ ）
A．7.6×10
35
个 B．5.2×10
36
个 C．9.6×10
37
个 D．3.8×10
38
个
2．（6 分）甲、乙两辆汽车沿同一直线运动，两车在某一时刻刚好经过同一位置，以此时作为计时起点，它们的速
度随时间变化的关系如图所示，根据以上条件可知（ ）

A．乙车作加速度先增大后减小的变加速运动
B．在前 10s 的时间内，甲乙两车的速度方向相同
C．在 t＝4s 内，甲乙两车相遇
D．在 t＝10s 时，乙车又回到起始位置
3．（6 分）四颗人造卫星 a、b、c、d 在地球大气层外的圆形轨道上运行，其中 a、c 的轨道半径相同，b、d 在同步
卫星轨道上，b、c 轨道在同一平面上。某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示，则（ ）

A．四颗卫星的运行速度均大于 7.9km/s
B．卫星 a、c 的加速度大小相等，且小于 b 的加速度
C．卫星 b、d 的线速度大小相等，且小于月球绕地球运动的线速度


D．在相等时间里，a、c 两颗卫星的运转半径所扫过的面积相等
4．（6 分）如图所示，在方向竖直向下，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，等边三角形 abc 的 a、b 两点分别放置
一长直导线，导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的恒定电流，测得 c 点的磁感应强度大小为 2B，若将 b
处电流反向，则此时 c 处的磁感应强度大小为（ ）

A．2B B． B C． B D．B
5．（6 分）理想变压器原、副线圈匝数比为 50：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图
乙所示，P 为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是（ ）

A．电压表的读数为 6.2V
B．该交流电的频率为 0.5Hz
C．P 向左移动时，电压表的示数增大
D．P 向左移动时，变压器的输出功率减小
6．（6 分）如图所示，倾角为 α 的光滑斜面上有一个重为 G 的小球被轻绳拴住挂在天花板上，轻绳与竖直方向的夹
角为 β，整个装置处于静止状态。现对斜面施加一个水平向左的拉力 F 作用，使斜面缓慢向左运动直至轻绳刚好
竖直，则在此过程中（ ）

A．轻绳对小球的拉力一定先减小后增加
B．斜面对小球的支持力一定减小


C．轻绳对小球的拉力一定对小球做负功
D．斜面对小球的支持力一定对小球做负功
7．（6 分）如图所示，从 A 点以 v0＝4m/s 的水平速度抛出一质量 m＝1kg 的小物块（可视为质点），当物块运动至
B 点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道 BC，经圆弧轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，
圆弧轨道 C 端切线水平，已知长木板的质量 M＝4kg，A、B 两点距 C 点的高度分别为 H＝0.6m、h＝0.15m，R
＝0.75m，物块与长木板间的动摩擦因数 μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数 μ2＝0.2，取 g＝10m/s
2
，下列说
法正确的是（ ）

A．小物块运动至 B 点时的速度大小为 5m/s
B．小物块滑动至 C 点时的速度大小为 7m/s
C．小物块对圆弧轨道 C 点的压力为 10N
D．长木板至少长 2.8m，才能保证小物块不滑出长木板
8．（6 分）如图所示，虚线 a、b、c、d 为匀强电场的等势面，相邻等势面间的距离均相等。质量 m＝0.1kg、电荷
量 q＝2.0×10
﹣3
C 的带正电小球，从匀强电场中的 A 点以 v0＝2m/s 的初速度水平向右抛出，经 t＝0.4s 的时间，
带电小球刚好运动到 B 点，已知 AB 两点间的水平距离是其竖直距离的 2 倍，重力加速度 g＝10m/s
2
，则（ ）

A．b、c 两等势面间的电势大小一定满足 φb＜φc
B．匀强电场的场强大小为 500V/m
C．A、B 两点间的电势差 UAB＝200V
D．小球运动到 B 点时的速度大小为 2 m/s
二、实验题（共 15 分）
9．（6 分）在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中，某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验。



（1）用 20 分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则宽度 d＝ cm。
（2）接通气源，调节气垫导轨水平，让滑块从不同位置由静止释放，记录挡光片通过光电门的挡光时间 t，测出
释放点到光电门的间距为 s，以 s 为纵轴， 为横轴作图，得到的图象是一条过原点的倾斜直线，且斜率为 k，
则滑块的加速度 a＝ 。（用 d、k 表示）
（3）若以测得的滑块加速度 a 为纵轴，所挂钩码的重力代替拉力 F，作图如图丙中的图线 1．为减小误差该兴趣
小组将一个力传感器安装在滑块上（传感器的质量可忽略不计），从力传感器中得出拉力 F，作出 a﹣F 图象是图
丙中的图线 （填“2”和“3”）。
10．（9 分）某物理兴趣小组在学习了电表的改装后，将图甲所示的电流表分别改装成了图乙所示的欧姆表和图丙所
示的电压表。

（1）若电流表的量程为 1mA，内阻为 100Ω，按照图丙所示将其改装成一个量程为 3V 的电压表，则需串联的电
阻 R2＝ Ω。
（2）该小组将电流表改装成图乙所示的欧姆表后，其表盘上的刻度如图丁所示，弧 AB 为以指针轴为圆心的弧，
两表笔分开时指针指 A，接触时指针指 B，弧 C 为 AB 的中点，D 和 F 分别为弧 AC 和弧 CB 的中点。已知改装
后欧姆表的总电阻 R＝4.8kΩ，电流表指针偏转角度与电流大小成正比，则刻度盘上 D 点所对应的电阻为 RD＝


Ω，F 点所对应的电阻为 RF＝ Ω。
（3）某小组将甲、乙、丙所示的电流表、欧姆表和电压表整合成一个多用电表，要求单刀多掷开关接 1 时成为
甲图所示的电流表，接 2 时成为乙图所示的电欧姆表，接 3 时成为丙图所示的电压表，请将虚线框（如图戊）中
的电路图补充完整。
三、解答题
11．（14 分）如图所示，足够长滑板静止在光滑水平面上，离滑板右端 L＝0.9m 处有一竖直固定的挡板 P．一物块
以 v0＝6m/s 的初速度从左端滑上滑板。物块可视为质点，质量为 m＝1kg，滑板质量 M＝2kg，二者间的动摩擦
因 数 μ ＝ 0.5 ， 重 力 加 速 度 g ＝ 10m/s
2
． 滑 板 与 挡 板 的 碰 撞 没 有 机 械 能 损 失 。 求 ：

（1）滑板与挡板 P 碰撞前瞬间物块的速度大小。
（2）站在地面上的观察者看到在一段时间内物块正在做加速运动，求这段时间内滑板的位移大小。
12．（18 分）如图，竖直平面内放着两根间距 L＝1m、电阻不计的足够长平行金属板 M、N，两板间接一阻值 R＝2Ω
的电阻，N 板上有一小孔 Q，在金属板 M、N 之间 CD 上方有垂直纸面向里的磁感应强度 B0＝1T 的有界匀强磁
场，N 板右侧区域 KL 上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为 B1＝
3T 和 B2＝2T．有一质量 M＝0.2kg、电阻 r＝1Ω 的金属棒搭在 M、N 之间并与 M、N 良好接触，用输出功率恒
定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与 Q 等高并靠近 M 板的 P 点由静止释放一个
比荷 ＝1×10
4
C/kg 的正离子，经电场加速后，以 v＝200m/s 的速度从 Q 点垂直于 N 板边界射入右侧区域．不
计离子重力，忽略电流产生的磁场，取 g＝10m/s
2
．求：
（1）金属棒达最大速度时，电阻 R 两端电压 U；
（2）电动机的输出功率 P；
（3）离子从 Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到 N 板，求 Q 点距分界线的高度 h．



【物理-选修 3-3】（15 分）
13．（5 分）下列说法正确的是 （ ）
A．1g100℃的水的内能小于 1g100℃的水蒸气的内能
B．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
C．空气中的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E．分子间距离增大时，分子力一定减小
14．（10 分）如图所示，一个开口向上的圆柱形气缸置于水平面上，活塞与气缸之间封闭有一定质量的理想气体，
温度 t1＝27℃，气柱高度为 l。活塞的质量 M＝2kg，面积 S＝10cm
2
，与气缸之间无摩擦且不漏气。活塞正上方
用轻质细线悬挂一重物，重物的质量 m＝1kg，重物底部与活塞的距离也为 l。大气压强 p0＝1.0×10
5
Pa，气缸高
度 h＝3l，热力学温度与摄氏温度的关系为 T＝（t+273）K，g＝10m/s
2
，如果给封闭气体缓慢加热，求：
（i）当轻质细线作用力刚好变为零时缸内气体的压强；
（ii）当活塞移动到气缸顶部时气体的摄氏温度。

物理-选修 3-4】（15 分）
15．如图甲所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t＝2s 时的波形图，此时距波源 x＝6m 处的质点 M 刚好从平
衡位置开始振动。图乙为该波波源的振动图象，N 为波传播方向上距波源 x＝11m 处的质点。下列说法正确的是


（ ）

A．该波的波速为 1m/s
B．此时质点 M 的速度方向沿 y 轴负方向
C．质点 N 在 t＝8s 时第一次到达波峰位置
D．t＝4s 时，x＝7.5m 的质点的加速度方向沿 y 轴负方向
E．质点 M 和质点 N 的振动方向始终相反
16．如图所示，一个圆柱形水桶的底面半径和高相等，在其底部的正中间 O 点有一个点光源，在水桶内加入一定深
度的水后，从水面上 A 点射出的光，恰好经过水桶口边缘的 D 点。已知 BC 为水桶直径，BA：AC＝5：2，DC：
CE＝3：4．求：
（i）水对该单色光的折射率；
（ii）若在水面上放置一遮光圆盘，圆盘的中心始终在 O 点正上方，使点光源发出的光无论照射到水面上任何位
置，都不能射出水面，求该遮光圆盘的面积至少应为水面面积的多少倍？（结果保留两位有效数字）




2019-2020 学年安徽省临泉二中高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共 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．全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有错的得 0 分．）
1．【解答】解：核反应方程式为：4 H→ He+2 e，这个核反应中质量亏损为：
△m＝4 mp﹣mHe﹣2me＝4×1.0073u﹣4.0015u﹣2×0.00055u＝0.0266u
根据质能方程，该核反应中放出的结合能为：
△E＝0.0266×931.5MeV≈24.8MeV＝24.8×10
6
×1.6×10
﹣19
MeV≈3.96×10﹣12 J
太阳内部每秒钟参与核反应的质子数约为：N＝4× ＝4× 个＝3.8×10
38
个。
故 D 正确，ABC 错误。
故选：D。
2．【解答】解：A、根据速度图象的斜率表示物体的加速度，由图可知，乙车的加速度先减小后增大，最后再减小，
故 A 错误。
B、在前 10s 的时间内，甲乙两车的速度均为正，速度方向相同，故 B 正确。
C、在前 4s 的时间内，甲车运动的位移比乙车的小，而 t＝0 时两车刚好经过同一位置，故在 t＝4s 内，两车没有
相遇，故 C 错误。
D、在前 10s，乙车一直沿正方向运动，故乙车没有回到起始位置，故 D 错误。
故选：B。
3．【解答】解：A、7.9km/s 是最大的运行速度，最小的发射速度，故四颗卫星的运行速度均小于 7.9km/s，故 A 错
误。
BC、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为 m、轨道半径为 r、地球质量
为 M，有 G ＝m ＝ma，
解得 a＝ ，v＝
卫星 a、c 的轨道半径相同，b、d 在同步卫星轨道上，b、c 轨道在同一平面上，则 a、c 轨道半径小于 b、d 轨道
半径，
轨道半径越小的，加速度越大，线速度越大，故卫星 a、c 的加速度大小相等，大于 b 的加速度，卫星 b、d 的线


速度大小相等，大于月球绕地球运动的线速度，故 BC 错误。
D、卫星 a、c 线速度大小相等，相等时间内扫过的面积相等，故 D 正确。
故选：D。
4．【解答】解：因 c 点处的磁感应强度为 2B，而匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向竖直向下，
设两电流在 c 处产生的磁感应强度大小为 B0，由图一得：据平行四边形定则得 ，
另有 B′＝ ＝ ，可得：B0＝B；
若将 b 处电流反向，两条通电导线在 c 处产生的磁感应强度如图二所示且夹角为 120°，
故 c 处的磁感应强度为 Bc＝B+B0＝2B，故 A 正确，BCD 错误；
故选：A。


5．【解答】解：A 输入电压有效值为 ，电压表的示数是输出电压的有效值，根据 得：
U2＝4.4V，所以电压表示数为 4.4V，故 A 错误。
B、由甲图可知交流电的周期为：T＝2×10
﹣2
s，所以交流电的频率为： ，故 B 错误。
C、电压表测量的是变压器的输出电压，而变压器的输出电压是由输入电压和变压器的匝数比决定的，所以电压
表示数不变，故 C 错误。
D、P 向左移动时，变阻器接入电路的电阻变大，所以副线圈中的电流变小，而副线圈的输出电压不变，则变压
器的输出功率变小，故 D 正确。
故选：D。


6．【解答】解：AB、分析小球的受力情况，如图所示：

斜面缓慢向左运动的过程中，轻绳对小球的拉力 T 逐渐增大，斜面对小球的支持力 N 逐渐减小，故 A 错误，B
正确。
CD、轻绳方向始终与小球运动方向垂直，不做功；支持力方向始终与运动方向相反，做负功，故 C 错误，D 正
确。
故选：BD。
7．【解答】解：A、物块做平抛运动：H﹣h＝ gt
2
，
设到达 B 点时竖直分速度为 vy 则：vy＝gt
合速度大小：v＝
方向与水平面的夹角为 θ：则：tanθ＝
带入数据解得：v＝5m/s 方向与水平面的夹角 θ＝37°，故 A 正确。
BC、从 A 至 C 点，由动能定理得：mgH＝ mv2
2
﹣
设 C 点受到的支持力为 FN，则牛顿第二定律得：FN﹣mg＝m
代入数据解得：v2＝2 m/s FN＝ N
根据牛顿第三定律可知，物块 m 对圆弧轨道 C 点的压力大小为 N，故 BC 错误。
D、由题意可知小物块 m 对长木板的摩擦力 f＝μ1mg＝5N
长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 f′＝μ2（M+m）g＝10N


因 f＜f′，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，
由牛顿第二定律：对小物块：μ1mg＝ma
小物块减速到 0 发生的位移 x＝
代入数据求得：x＝2.8m，故 D 正确。
故选：AD。
8．【解答】解：A、小球沿竖直方向的位移：y＝ m＝0.8m
小球沿水平方向的位移：x＝2h＝2×0.8m＝1.6m
若电场强度的方向向右，则小球沿水平方向做加速运动，其位移：x＝
代入数据可得：a＝10m/s
2
，可知假设正确，电场力得方向向右，则电场强度的方向向右，所以 b、c 两等势面间
的电势大小一定满足 φb＞φc，故 A 错误；
B、匀强电场的电场强度：E＝ N/m＝500N/m，故 B 正确；
C、A、B 之间的电势差：UAB＝E?x＝500×1.6V＝800V，故 C 错误；
D、小球到达 B 点时，沿水平方向的分速度：vx＝v0+at＝2m/s+10×0.4m/s＝6m/s，
竖直方向的分速度：vy＝gt＝10×0.4m/s＝4m/s
小球的速度：v＝ m/s＝ m/s，故 D 正确；
故选：BD。
二、实验题（共 15 分）
9．【解答】解：（1）游标卡尺的主尺读数为：1.2cm，游标尺上第 4 个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数
为 4×0.05mm＝0.20mm＝0.020cm，
所以最终读数为：1.2cm+0.020cm＝1.220cm
（2）滑块做匀加速直线运动，有：2as＝v
2
＝（ ）
2

即为：s＝
斜率为 k，解得：a＝
（3）细线的拉力应比钩码的重力小，传感器读出的是实际的拉力，应为图线 2。


故答案为：（1）1.220；（2） ；（3）2。
10．【解答】解：（1）根据电表改装的原理可知，电流表改装成电压表，需要串联电阻，扩大量程的倍数 n＝
＝ ＝30，串联电阻 R2＝（n﹣1）Rg＝2900Ω。
（2）电流表量程为 1mA，设欧姆表内电源电动势为 E，则 ，
当指针指到 D 点时，对应的电流为 0.25mA，根据闭合电路欧姆定律可知， ，
当指针指到 F 点时，对应的电流为 0.75mA，则 IF＝ ，
联立解得：RD＝14400Ω，RF＝1600Ω。
（3）根据电流表、欧姆表、电压表的内部结构，结合串并联电路的规律可知，电路图如图所示：

故答案为：（1）2900；（2）14400；1600；（3）见解析。
三、解答题
11．【解答】解：（1）假设滑板与 P 碰撞前，物块与滑板有共同速度 v1，取向右为正，由动量守恒定律，有：
mv0＝（m+M）v1
解得 v1＝2m/s
设此过程滑板位移为 s，由动能定理，得：
μmgs＝ ﹣0
解得 s＝0.8m＜L
所以假设成立，故滑板与挡板 P 碰撞前瞬间物块的速度大小为 v1＝2m/s。
（2）滑板与挡板碰撞后速度大小不变，方向向左。设当物块的速度减为零时，滑板的速度为 v2，取向左为正方
向，由动量守恒定律得
Mv1﹣mv1＝Mv2


解得 v2＝1m/s
设二者第二次具有共同速度为 v3，根据动量守恒定律，有
Mv1﹣mv1＝（M+m）v3
解得 v3＝ m/s
在物块加速阶段，设滑板位移为 x，由动能定理得
﹣μmgx＝ ﹣
解得 x＝ m
答：
（1）滑板与挡板 P 碰撞前瞬间物块的速度大小是 2m/s。
（2）这段时间内滑板的位移大小是 m。
12．【解答】解：（1）离子从 P 运动到 Q，由动能定理：qU＝ mv
2
①
解得 R 两端电压：U＝2 V②
（2）电路的电流：I＝ ③
安培力：F 安＝B0IL④
受力平衡：F＝Mg+F 安⑤
由闭合电路欧姆定律：E＝I（R+r）⑥
感应电动势：E＝B0Lvm⑦
功率：P＝Fvm⑧
联立②～⑧式解得：电动机功率：P＝9 W．⑨

（3）如图所示，设离子恰好不会回到 N 板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为 r1 和 r2，圆心的连线
与 N 板的夹角为 φ．


在磁场 B1 中，由：qvB1＝m ⑩
解得运动半径为：r1＝ ×10
﹣2
m?
在磁场 B2 中，由：qvB2＝m ?
解得运动半径为：r2＝1×10
﹣2
m?
由几何关系得：（r1+r2）sin φ＝r2?
r1+r1cos φ＝h?
由上式解得：h＝1.2×10
﹣2
m．
答：（1）金属棒达最大速度时，电阻 R 两端电压 2 V；
（2）电动机的输出功率 9 W；
（3）离子从 Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到 N 板，Q 点距分界线的高度 1.2×10
﹣2
m．
【物理-选修 3-3】（15 分）
13．【解答】解：A、水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，故 A 正确。
B、布朗运动不是分子热运动，而是固体颗粒的运动，只是分子热运动的表现，故 B 错误。
C、空气中的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故 C 正确。
D、液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光
学性质具有各向异性的特点，故 D 正确。
E、当分子间距增大时，分子力可能增大，故 E 错误。
故选：ACD。
14．【解答】解：（i）初态气体压强 p1＝p0+ ＝1.2×10
5
Pa
轻质细线张力为零时，p2＝p0+ ＝1.3×10
5
Pa
（ii）初态气体温度 T1＝273+t1＝300K
对封闭气体，由理想气体状态方程： ＝
解得 T2＝975K
摄氏温度为 t2＝T2﹣273＝702℃
答：（i）当轻质细线作用力刚好变为零时缸内气体的压强为 1.3×10
5
Pa；
（ii）当活塞移动到气缸顶部时气体的摄氏温度为 702℃。


物理-选修 3-4】（15 分）
15．【解答】解：A、由甲读出该波的波长为 λ＝4m，由图乙读出周期为 T＝4s，则波速为 v＝ ＝ m/s＝1m/s，
故 A 正确。
B、简谐横波沿 x 轴正方向传播，根据“上下坡法”知此时质点 M 的速度方向沿 y 轴正方向，故 B 错误。
C、当甲图中 x＝5m 处波峰传到 N 点时质点 N 第一次到达波峰位置，用时△t＝ ＝ s＝6s，则质点 N 在 t
＝8s 时第一次到达波峰位置，故 C 正确。
D、波从 M 传到 x＝7.5m 处的时间为 t＝ s＝1.5s，则 t＝4s 时，该质点已经振动了 0.5s（ ）时间，而 x
＝7.5m 处的质点起振动方向沿 y 轴正方向，所以，t＝4s 时，x＝7.5m 的质点位于平衡位置上方，加速度方向沿
y 轴负方向，故 D 正确。
E、MN 间的距离为 xMN＝11m﹣6m＝5m＝1.25λ，则质点 M 和质点 N 的振动方向并不是始终相反，故 E 错误。
故选：ACD。
16．【解答】解：（i）设水桶底面半径和高均为 R，由于 BA：AC＝5：2，且 BA+AC＝2R，解得 AC＝ ，
DC：CE＝3：4，且 DC+CE＝R，则 DC＝

根据图中几何关系可得：tanθ1＝ ＝ ，所以 θ1＝53°
tanθ2＝ ＝ ，解得 θ2＝37°；
则水对该单色光的折射率 n＝ ＝ ＝ ；
（2）设光线在 BC 面恰好发生全反射时的位置距离 O 点最上方的距离为 r，临界角为 C，则：
sinC＝ ＝
根据几何关系可得：sinC＝ ，CE＝
联立解得：r＝


该遮光圆盘的面积与水面面积之比为： ＝ ＝0.42，
所以该遮光圆盘的面积至少应为水面面积的 0.42 倍。
答：（i）水对该单色光的折射率为 ；
（ii）该遮光圆盘的面积至少应为水面面积的 0.42 倍。