2019-2020学年山西省阳泉市高三（上）期末物理试卷PDF版含答案

2019-2020 学年山西省阳泉市高三（上）期末物理试卷
一、选择题
1．光电效应实验的装置如图所示，用 A、B 两种不同频率的单色光分别照射锌板，A 光能使验电器的指针发生偏
转，B 光则不能使验电器的指针发生偏转，下列说法正确的是（ ）

A．照射光 A 光的频率小于照射光 B 光的频率
B．增大照射光 A 的强度，验电器指针张角将变小
C．使验电器指针发生偏转的是正电荷
D．若 A 光是氢原子从 n＝5 能级向 n＝1 能级跃迁时产生的，则 B 光可能是氢原子从 n＝6 能级向 n＝1 能级跃
迁时产生的
2．一质量为 60kg 建筑工人不慎从 3.2m 米高处自由下落到一个安全网上。若此人从接触安全网到陷至最低点经历
了 0.2s，则此人对安全网产生的平均冲击力大小为（g 取 10m/s
2
，不计空气阻力）
A．600N B．1800N C．2400N D．3000N
3．直角三角形 ABC 中，∠A＝90°，∠B＝30°，在 A 点和 C 点分别固定两个点电荷，已知 B 点的电场强度方向
垂直于 BC 边向下，则

A．两点电荷都带正电
B．A 点的点电荷带负电，C 点的点电荷带正电
C．A 点处电荷的带电量与 C 点处电荷的带电量的绝对值之比为
D．A 点处电荷的带电量与 C 点处电荷的带电量的绝对值之比为
4．如图所示，在匀强磁场中，有一个正六边形线框，现给线框通电，正六边形线框中依次相邻的四条边受到的安
培力的合力大小是 F，则正六边形线框的每条边受到的受安培力的大小为（ ）



A． B．F C． F D．2F
5．已知 A、B、C 为同一直线上的三点、AB 间的距离为 l1，BC 间的距离为 l2，一做匀加速直线运动的物体，依次
经过 A、B、C 三点，已知物体通过 AB 段时间为 t，通过 BC 段的时间为 2t。则物体加速度为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，质量均为 m 的金属棒 MN、PQ 垂直于水平金属导轨放置且与导轨接触良好，金属棒 MN 与金属导轨
间的动摩擦因数为 2μ，金属棒 PQ 与金属导轨间的动摩擦因数为 μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，磁感应强度
为 B 的匀强磁场的方向竖直向下。则金属棒 MN 在恒力 F＝3μmg 作用下向右运动的过程中，有（ ）

A．安培力对 MN 棒做正功
B．PQ 棒不受安培力作用
C．MN 棒做加速度逐渐减小的加速运动，最终匀速运动
D．PQ 棒始终静止，安培力对 PQ 不做功
7．在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为 m 的带电小球，另一端固定于 O 点，
把小球拉起至 A 点，此时细线与场强平行，然后把小球从 A 点无初速释放，经最低点 B 后到达 B 的另一侧 C 点
时速度为零，则（ ）

A．小球在 B 点时速度最大
B．小球从 A 点到 B 点再到 C 点的过程中，机械能一直在减少
C．小球在 B 点时的绳子拉力最大


D．从 B 点到 C 点的过程中小球的电势能一直增加
8．如图所示，ABC 三颗行星组成一个独立的三星系统，在相互的万有引力作用下，绕一个共同的圆心 O 做角速度
相等的圆周运动，已知 AB 两星的质量均为 m，C 星的质量为 2m，等边三角形的每边长为 L，则（ ）

A．C 星做圆周运动的向心力大小为 G
B．A 星所受的合力大小为 G
C．B 星的轨道半径为 L
D．三个星体做圆周运动的周期为 2π
二、非选择题
9．如图为某学习小组在探究“牛顿第二定律”实验中打出的一条纸带。设纸带上计数点的间距为 S1 和 S2．图中为
用刻度尺测量该纸带上的 S1、S2 的情况，从图中可读出 S1＝3.10cm，S2＝ cm．已知打点计时器的频率
为 50Hz，由此求得加速度的大小 a＝ m/s
2
，所打点的中间时刻的瞬时速度为 m/s。（结果保留三位
有效数字）

10．小明同学在学了多用表原理后，将图（甲）所示的灵敏电流计 G 改装成了图（乙）所示的欧姆表和图（丙）所
示的电压表。



（1）若灵敏电流计 G 的量程为 2mA，内阻为 100Ω，按照图（丙）将其改装成一个量程为 3V 的电压表，则需
要串联的电阻 R2＝ Ω。
（2）小明同学将图（甲）所示的灵敏电流计改装成（图乙）所示的欧姆表后，其表盘上的刻度如图（丁）所示。
弧 AB 是以指针轴 O 为圆心的弧，两表笔分开时指针指 A，短接时指针指 B．C 为弧 AB 的中点，D 和 F 分别为
弧 AC 和 CB 的中点。已知改装后欧姆表的内阻为 R＝6.6KΩ，电流表指针偏转角度与电流大小成正比，则刻度
盘上 D 点对应的电阻为 RD＝ kΩ，F 点对应的电阻 RF＝ kΩ。
（3）小明同学用图（乙）的欧姆表按正确方法测量一个未知电阻的阻值时，指针刚好指到刻度盘上的 C 点。若
该欧姆表使用一段时间后，电源的电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零。按正确测量方法再次测量同一个电
阻，则其指针将指到 （填“C 点左侧”“C 点”“C 点右侧”）
（4）小明同学将甲、乙、丙所示的灵敏电流计、欧姆表、电压表整合成一个多用表。要求单刀多掷开关接 1 时
成为图（甲）所示的电流表，接 2 时成为图（乙）所示的欧姆表，接 3 时成为图（丙）所示的电压表。请将虚线
框中的电路图补充完整。
11．如图所示，直线 PQ 的左边为磁感应强度为 B 的匀强磁场，右边为电场强度为 E 的匀强电场。一带电量为 q（q
＞0）、质量为 m 的粒子从 MN 上的 C 点与 MN 成 60°角的方向，以速度 v 射入匀强磁场，在磁场中发生偏转后
从 D 点（图中未画出）垂直 PQ 进入匀强电场，最后到达 MN 上 F 点（图中未画出），假定粒子始终未射出电场
和磁场，不计粒子重力，求：
（1）从 C 点到 F 点所用的时间；
（2）到达 F 点时的动能。

12．一木板置于光滑水平地面上，木板左端放置一个可以看作质点的小物块，小物块的质量为木板质量的 2 倍，小
物块与木板间的动摩擦因数为 μ．在木板右方有一墙壁。现小物块与木板一起以共同速度 v0 向右运动，木板与
墙壁的碰撞可以看作弹性碰撞。运动过程中小物块始终未离开木板。求：
（1）木板与墙壁发生第一次碰撞后，木板向左运动的最大距离；
（2）木板从第一次与墙壁碰撞到再次碰撞所经历的时间。


（3）木板从第一次与墙壁碰撞后最终所走的总路程。

13．下列说法正确的是（ ）
A．影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距
B．在油膜法估测分子大小的实验中，在水面上撒痱子粉，是为了清楚看出油膜的轮廓
C．温度高的物体分子平均动能和内能一定大
D．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
E．只要分子间距增大，分子势能就一定减小
14．竖直放置，内壁光滑的气缸，由上下两部分足够长圆柱组成，两部分的横截面积分别为 S1＝20cm
2
，S2＝10cm
2
，
气缸中有两个活塞，其质量分别为 m1＝2.0kg，m2＝1.0kg，中间封闭着一定质量的理想气体。现用竖直向上的
力 F 作用在活塞 m1 上，使两活塞均处于平衡状态，两活塞距离气缸上下两部分分界处的距离都是 L＝10cm，如
图所示。若大气压强 p0＝1.0×10
5
Pa，g 取 10m/s
2
，求：
（i）此时密闭气体的压强和外力 F 的大小；
（ii）若将外力 F 撤去，使密闭气体的温度由原来的 27°升高到 77°，活塞 m2 向下移动多大距离后又处于平衡
状态？

15．一细光束由红光和紫光组成，这束光垂直射入三棱镜 AB 边表面，从 AC 边上的 D 点射出，射出后分成 a、b
两束光，如图所示，则 a 光为 （填“红光”或“紫光”），在真空中 a 光的波长 （填“大于”“等
于”“小于”）b 光的波长，在三棱镜中 a 光的速率 （填“大于”“等于”“小于”）b 光的速率。



16．一列简谐横波沿 x 轴方向传播，在 x 轴上沿传播方向上依次有 P、Q 两质点，P 质点平衡位置位于 x＝4m 处。
图（a）为 P、Q 两质点的振动图象，图（b）为 t＝4s 时的波形图，已知 P、Q 两质点平衡位置间的距离不超过
20m。求：

（i）波速的大小及方向。
（ⅱ）Q 质点平衡位置坐标 x 的可能值。



2019-2020 学年山西省阳泉市高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A．因为 A 光能使验电器的指针发生偏转，即能发生光电效应，而 B 光则不能使验电器的指针发生
偏转，不能发生光电效应，可知 A 光频率大于 B 光，故 A 错误；
B．增大照射光 A 的强度，则逸出光电子数量增多，则锌板带电量增加，则验电器指针张角将变大，故 B 错误；
C．因为电子从锌板中射出，可知锌板带正电，使验电器指针发生偏转的是正电荷，故 C 正确；
D．因为 A 光频率较大，则由氢原子发生跃迁时能级差比 B 光大，故 D 错误；
故选：C。
2．【解答】解：设人刚落到安全网瞬间的速度为 v。对人自由下落的过程有：v＝ ＝ ＝8m/s
选取人接触安全网的过程为研究过程，取向下为正方向。设安全网对人的平均作用力为 F，由动量定理有：
（mg﹣F）t＝0﹣mv
得：F＝mg+ ＝60× ＝3000N 故 D 正确，ABC 错误
故选：D。
3．【解答】解：A．若两点电荷都带正电，则两点荷在 B 点产生的场强方向分别沿着 AB 和 CB 方向，由平行四边
形法则可知，B 点的场强不可能垂直于 BC 边向下，故 A 错误；
B．若 A 点的点电荷带负电，则 A 电荷在 B 点的场强方向沿着 BA 方向，C 点的点电荷带正电，则 C 电荷在 B
点的场强方向沿着 CB 方向，由平行四边形法则可知，B 点的场强不可能垂直于 BC 边向下，故 B 错误；
CD．分析可知 A 点电荷带正电，C 点电荷带负电，如图；

则 cos30°＝
设 AC＝L，则 AB＝ L
BC＝2L


则有：EA＝k
且 EC＝k
解得： ＝ ，故 C 正确，D 错误；
故选：C。
4．【解答】解：根据左手定则，依次相邻的四条边中相对的两条边受的安培力等大反向合力为零，
中间相邻的两条边受安培力方向夹角为 60°，
每边受安培力设为 F1，则 2F1cos30°＝F
可得：F1＝ ，故 A 正确，BCD 错误；
故选：A。
5．【解答】解：经过 AB 段的平均速度为： ，经过 BC 段的平均速度为： ．在匀变速直线运动中某
段时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，则： ，解得： ，故 C 正确，ABD
错误。
故选：C。
6．【解答】解：AB、金属棒 MN 所受最大静摩擦力为 f1m＝2μmg，则在恒力 F＝3μmg 作用下向右运动的过程中，
产生 NMPQN 方向的电流，则由左手定则可知，MN 受安培力向左，则安培力对 MN 做负功，PQ 受到向右的安
培力，故 AB 错误；
CD、随着导体棒 MN 速度的增加，感应电流变大，则安培力变大，MN 的加速度减小，当满足 F＝2μmg+F 安，
即 F 安＝μmg 时加速度为零，速度最大，以后将做匀速运动；此时 PQ 所受的安培力也为 F 安＝μmg＝f2m，则 PQ
始终保持静止，安培力对 PQ 不做功，故 CD 正确；
故选：CD。
7．【解答】解：AC、小球受电场力水平向右，则由平衡知识可知，小球的平衡位置在 AB 之间的某位置，小球在平
衡位置时的速度最大，绳子在此位置时绳子的拉力也是最大，故 AC 错误；
B、小球从 A 点到 B 点再到 C 点的过程中，只有电场力和重力做功，则小球的机械能和电势能之和守恒，因此
过程中电场力一直做负功，电势能变大，则机械能一直在减少，故 B 正确；


D、从 B 点到 C 点的过程中，电场力对小球做负功，则小球的电势能一直增加，故 D 正确。
故选：BD。
8．【解答】解：A、C 星受到 A、B 星引力的合力充当 C 星体圆周运动的向心力，C 星做圆周运动的向心力大小为：
FC＝2FACcos30°＝ ，故 A 错误。
B、A 星受到 B、 C 星引力的合力充当 A 星体圆周运动的向心力， A 星所受的合力大小为：
，其中 FBA＝ ， ，解得：FA＝ ，故 B 正确。
C、因 AB 所受的合力相等，均为：FA＝FB＝

由几何关系可知： ＝
解得：RB＝ ，故 C 正确。
D、对星球 B： ＝
解得：T＝ ，故 D 错误。
故选：BC。
二、非选择题
9．【解答】解：由刻度尺读出 S2＝5.50cm。
已知打点计时器的频率为 50Hz，则相邻两个计数点间的时间间隔为 T＝0.1s，则由△S＝aT
2

由此求得加速度的大小为：
a＝ ＝ m/s
2
＝2.40m/s
2

所打点的中间时刻的瞬时速度为：


v＝ ＝ m/s＝0.430m/s
故答案为：（1）5.50；（2）2.40；（3）0.430
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＝
＝ ＝15 倍
串联电阻 R2＝（n﹣1）Rg＝1400Ω。
（2）电流表量程为 2mA，设欧姆表内电源电动势为 E，则 ，
当指针指到 D 点时，根据闭合电路欧姆定律可知： ，
当指针指到 F 点时，根据闭合电路欧姆定律可知：
联立解得：RD＝3R＝19.8kΩ，RF＝ ＝2.2kΩ
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电源的电动势变小，内阻变大，则测量同一电阻时电流减小，则指针会偏向
C 点左侧。
（4）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）1400；（2）19.8、2.2；（3）C 点左侧；（4）
。
11．【解答】解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，粒子圆周运动半径 r 满足：


qvB＝m

离子在磁场中运动的周期为：
根据轨迹知离子在磁场中做圆周运动的时间为：
离子从 D 运动到 F 做类平抛运动，竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，则：
根据牛顿第二定律有：a＝
所以运动时间为：t2＝
离子从 C→D→F 总时间为：t＝t1+t2＝
（2）对粒子在电场中的运动过程，由动能定理有：
解得：EKF＝
答：（1）从 C 点到 F 点所用的时间为 。
（2）到达 F 点时的动能为 。

12．【解答】解：（1）木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，当速度减为零时，向左移动的距离最大，设
最大距离为 s1，由动能定理有：
﹣μ?2mgs1＝0﹣
解得：s1＝
（2）木板第一次与墙碰撞后，小木块与木板相互作用直到有共同速度 v，以向右为正方向，动量守恒定律有：
2mv0﹣mv0＝（2m+m）v


木板从与墙壁碰后到与小木块速度相等的过程，所用时间 t1，由动量定理，有：
mv﹣m（﹣v0）＝μ?mgt1
对木板，由动能定理，有：
﹣μ?2mgs2＝
以后木板匀速运动，直到与墙壁第二次碰撞。
设这个过程所用时间 t2，则有：
s2＝vt1
木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间为：t＝t1+t2＝
（3）设木板与墙壁第 n 次碰撞后的速度为 vn，碰后的共同速度为 vn+1，那么 vn+1 也就是第 n+1 次碰撞后的速度，
以向右为正方向，对系统应用动量守恒定律有：】2mvn﹣mvn＝（2m+m）vn+1
设车第 n 次与墙壁相碰后离墙的最大位移为 sn，则有：
sn＝
而：sn+1＝ sn
由此可知，车每次碰后与墙的最大位移成等比数列，公比为 ，所以小车与墙第一次相碰后所走的总路程为：
s＝2（s1+s2+s3+??sn）＝ ＝
答：（1）木板与墙壁发生第一次碰撞后，木板向左运动的最大距离为 ；
（2）木板从第一次与墙壁碰撞到再次碰撞所经历的时间为 。
（3）木板从第一次与墙壁碰撞后最终所走的总路程为 。
13．【解答】解：A、影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空
气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距。水蒸气的压强离饱和汽压越近，相对湿度大，越不利于水
的蒸发，人们感觉潮湿，故 A 正确。
B、在油膜法估测分子大小的实验中，在水面上撒痱子粉，是为了清楚看出油膜的轮廓，故 B 正确。
C、温度高的物体分子平均动能大，但是内能与物体的温度、体积以及物质的量等因素有关，则温度高的物体的


内能不一定大，故 C 错误。
D、一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，根据理想气体状态方程可知，温度一定升高，则内能一定增加，
故 D 正确。
E、若 r＜r0，则分子力表现为斥力，当分子间距变大时，分子力做正功，则分子势能减小；若 r＞r0，则分子力
表现为引力，当分子间距变大时，分子力做负功，则分子势能增大，故 E 错误。
故选：ABD。
14．【解答】解：（i）对上边的活塞 m1 有：F+pS1＝m1g+p0S1
对 m2 有：p0S2＝m2g+pS2
解得：p＝9.0×10
4
Pa，F＝40N
（ii）撤去外力后，对活塞 m2 研究知，缸内气体压强始终为 9.0×10
4
Pa，气体做等压变化，但因为 pS1＜m1g+p0S1，
故 m1 不可能在空中平衡，m1 只能落在两桶连接处，设此过程 m2 向下移动的距离为 x，由等压变化方程有：

其中 T1＝300K，T2＝350K，
代入数据得：x＝25cm
答：（i）气体的压强为 9.0×10
4
Pa；拉力 F 的大小为 40N；
（ii）活塞 m2 向下移动距离 25cm 后又处于平衡状态。
15．【解答】解：因紫光的频率比红光大，紫光的波长小于红光，紫光的折射率大于红光，则根据折射定律有，相
同的入射角，折射率越大，折射角越大，所以由图可知 a 是紫光；
真空中 a 光（紫光）的波长小于 b 光（红光）的波长小；
根据 v＝ 可知，在三棱镜中 a 光的速率小于 b 光的速率。
故答案为：紫光，小于，小于。
16．【解答】解：（1）由图象可知，振动周期 T＝8s，波长 λ＝6m，则波速为 ，
图（a）中虚线为 P 的振动图线，实线为 Q 的振动图线，4s 末质点 P 位于平衡位置向下振动，根据图（b），则波
沿 x 轴正方向传播。
（2）由题意可知，Q 在 P 右侧，即波由 P 传到 Q，由 P、Q 两质点的振动图象可知，P 比 Q 多振动△t＝（8k+5）
s（k＝0，1，2，3，?），
Q 到 P 的距离为：△x＝v△t＝（6k+3.75）m（k＝0，1，2，3，?），


由于△x＜20m，则 k＝0，1，2．则有：△x＝3.75m，9.75m，15.75m；
xQ＝x+△x 代入数据得：xQ＝7.75m，13.75m，19.75m。
答：（1）波速的大小为 0.75m/s，波沿 x 轴正方向传播。
（2）Q 质点平衡位置坐标 x 的可能值为：3.75m、9.75m、15.75m。