【物理】黑龙江省实验中学2020届高三下学期开学考试(解析版)
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黑龙江省实验中学2020届高三下学期开学考试试题 第Ⅰ卷 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,选对但不全的得3分,有选错的得0分. 14.某金属发生光电效应,光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν之间的关系如图所示.已知h为普朗克常量,e为电子电荷量的绝对值,结合图象所给信息,下列说法正确的是( )
A.入射光的频率小于ν0也可能发生光电效应现象 B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大 C.若用频率是2ν0的光照射该金属,则遏止电压为hν0e D.遏止电压与入射光的频率无关 答案:C 解析:.由图象可知金属的极限频率为ν0,入射光的频率必须要大于ν0才能发生光电效应现象,选项A错误;金属的逸出功与入射光的频率无关,选项B错误;若用频率是2ν0的光照射该金属,则光电子的最大初动能为Ekm=2hν0-hν0=hν0=Ue,则遏止电压为U=hν0e,选项C正确;遏止电压与入射光的频率有关,入射光的频率越大,则最大初动能越大,遏制电压越大,选项D错误. 15.如图所示,小球从斜面的顶端A处以大小为v0的初速度水平抛出,恰好落到斜面底部
的B点,且此时的速度大小vB=134v0,空气阻力不计,该斜面的倾角为( ) A.60° B.45° C.37° D.30° 答案:C 解析:根据平行四边形定则知,落到底端时竖直分速度为:vy=v2B-v20=32v0,则运动的时
间为:t=vyg=3v02g,设斜面的倾角为θ,则有tan θ=12gt2v0t=gt2v0=34,解得θ=37°,C正确. 16.某物体的v-t图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~t1和t2~t3,合外力做功和冲量都相同 B.t1~t2和t3~t4,合外力做功和冲量都相同 C.0~t2和t2~t4,合外力做功和冲量都相同 D.0~t1和t3~t4,合外力做功和冲量都相同 答案:C 解析:选.0~t1内动能的变化量为12mv20,动量变化量为mv0;t2~t3 内动能变化量为12mv20,动量变化量为-mv0,根据动能定理可知这两段时间内合外力做功相等;而根据动量定理得知:合外力的冲量不同,故A错误;t1~t2内动能变化量为0-12mv20=-12mv20,动量变化量为0-mv0=-mv0,t3~t4内动能变化量为-12mv20,动量变化量为0-(-mv0)=mv0.则知动能变化量相同,而动量变化量不同,所以合外力做功相等,合外力的冲量不同,故B错误;0~t2
和t2~t4 内动能变化量均为0,动量变化量均为0,根据两个定理得知合外力做的功和冲量
都相同,故C正确;由以上分析得知:0~t1和t3~t4 内动能变化量不同,动量变化量相同,故合外力做的功不同,冲量相同,故D错误. 17.如图所示,虚线是某静电场的一簇等势线,边上标有电势的值;一带电粒子只在电场力的作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带负电 B.A处场强大于C处场强 C.粒子在A处的电势能大于在C处的电势能 D.粒子从A到B的电场力所做的功大于从B到C电场力做的功 答案:B 解析:由等势线分布可知,电场线由右向左,根据粒子的运动轨迹可知,粒子所受的电场力向左,故粒子带正电,选项A错误;A处的等势线较密集,则电场线较密集,则A处的场强较大,选项B正确;A处电势较C处低,故正电荷在A处的电势能较小,选项C错误;从A到B的电势差等于从B到C的电势差,故粒子从A到B的电场力所做的功等于从B到C电场力做的功,选项D错误. 18.如图所示,光滑绝缘水平面上有两个相同的带电小圆环A、B,电荷量均为q,质量均为m,用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环,并系于结点O.在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动,轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形,则( )
A.小环A的加速度大小为3kq2ml2 B.小环A的加速度大小为3kq23ml2 C.恒力F的大小为3kq23l2 D.恒力F的大小为3kq2l2 答案:B 解析:设轻绳的拉力为T,则对A:T+Tcos 60°=kq2l2;Tcos 30°=maA,联立解得:aA=3kq23ml2,选项B正确,A错误;恒力F的大小为F=2Tcos 30°=3T=2kq23l2,选项C、D错误. 19.某质点在3 s内竖直向上运动,其加速度与时间(a-t)图象如图所示.若取竖直向下为正方向,重力加速度g取10 m/s2.则下列说法正确的是( ) A.质点第1 s内发生的位移为5 m B.质点的初速度不小于29 m/s C.质点第2 s内处于失重状态 D.质点在第3 s末的机械能大于第1 s末的机械能 答案:B;C;D 解析:若质点初速度为零,则质点第1 s内发生的位移为x1=12a1t21=12×10×12 m=5 m,因质点的初速度不确定,选项A错误;因质点3 s内速度方向一直向上,而根据a-t图象可知3 s内速度的变化量为Δv=(10×1+7×1+12×1) m/s=29 m/s,且速度变化量方向向下,可知质点的初速度不小于29 m/s,选项B正确;质点第2 s内加速度为向下的7 m/s2,则处于失重状态,选项C正确;根据牛顿第二定律,1~2 s内,mg-F=ma,得:F=3m,方向向上,做正功,物体机械能增加;2~3 s内,mg+F=ma,得F=2m,方向向下,物体机械能减少;物体一直向上做减速运动,而1~2 s内的速度大于2~3 s内的速度,则1~2 s内的位移大于2~3 s内的位移,故1~2 s内物体机械能增加的多,2~3 s内减小的少,故质点在3 s末时的机械能大于第1 s末时的机械能,选项D正确. 20.如图甲所示,左侧接有定值电阻R=2 Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,导轨间距L=1 m.-质量m=2 kg,阻值r=2 Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的v-x图象如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,则从起点发生x=1 m位移的过程中(g=10 m/s2)( ) A.金属棒克服安培力做的功W1=0.5 J B.金属棒克服摩擦力做的功W2=4 J C.整个系统产生的总热量Q=5.25 J D.拉力做的功W=9.25 J 答案:C;D 解析:选.由速度图象得:v=2x,金属棒所受的安培力FA=B2L2vR+r=B2L22xR+r,代入得:FA=0.5x,则知FA与x是线性关系.当x=0时,安培力FA1=0;当x=1 m时,安培力FA2=0.5 N,则从起点发生x=1 m位移的过程中,安培力做功为:WA=-FAx=-FA1+FA22x=-0.52
×1 J=-0.25 J,即金属棒克服安培力做的功为:W1=0.25 J,故A错误;金属棒克服摩擦力做的功为:W2=μmgx=0.25×2×10×1 J=5 J,故B错误;根据动能定理得:W-μmgx+WA
=12mv2,其中v=2 m/s,μ=0.25,m=2 kg,代入解得拉力做的功为:W=9.25 J.整个系统
产生的总热量为:Q=W-12mv2=9.25 J-12×2×22 J=5.25 J,故C、D正确. 21.将如图所示的交变电压加在变压比为4∶1的理想变压器的原线圈两端,已知副线圈接阻值R=11 Ω的定值电阻,则下列说法正确的是( ) A.交变电压的频率为50 Hz B.该理想变压器的输入功率为输出功率的4倍 C.副线圈两点电压的有效值为55 V D.流过原线圈的电流大小为1.25 A 答案:A;C;D 解析:由图象可知交流电的周期为T=0.02 s,则其频率为f=1T=50 Hz,A正确;理想变压器的输入功率和输出功率相等,B错误;由图象可知交流电的电压的最大值为311 V,所以输入的电压的有效值为U1=3112 V≈220 V,根据电压与匝数成正比可知副线圈电压的有效值
为55 V,C正确;对副线圈由I2=UR可解得I2=5511 A=5 A,又由n1n2=I2I1可得I1=n2n1I2=14×5 A=1.25 A,D正确. 第Ⅱ卷 三、非选择题:共62分.第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33~34题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题:共47分. 22.(5分)某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律.入射球和靶球的半径相同,质量分别为m1、m2,平放于地面的记录纸上铺有复写纸.实验时先使入射球从斜槽上固定位置G由静止开始滚下,落到复写纸上,重复上述操作多次.再把靶球放在水平槽末端,让入射球仍从位置G由静止开始滚下,和靶球碰撞后继续向前运动落到复写纸上,重复操作多次.最终记录纸上得到的落点痕迹如图乙所示. (1)(单选)关于本实验下列说法正确的是________. A.需要用游标卡尺测量两小球的直径 B.应使m1>m2 C.实验中记录纸的位置可以移动 D.斜槽要固定好,末端切线不需要调节水平 (2)按照本实验方法,该同学确定了落地点的平均位置P、Q、R并测出了OP、PQ、QR间的距离分别为x1、x2、x3,则验证动量守恒定律的表达式是___________________________. 答案:(1)B (2)m1(x1+x2)=m1x1+m2(x1+x2+x3) 解析:(1)本实验中两小球的直径要相同即可,不需要测量小球的直径,故A项错误;要碰后入射球不反弹,则入射球的质量大于靶球的质量,即m1>m2,故B项正确;实验中记录纸上铺的复写纸的作用是描绘落点的位置,则复写纸的位置可以移动,故C项正确;斜槽要固定好,末端切线需要调节水平,才能使小球做平抛运动,故D项错误. (2)验证动量守恒定律的表达式是m1v0=m1v1+m2v2,则m1v0t=m1v1t+m2v2t,即m1OQ=m1OP+m2OR,用题中测量的量表示为m1(x1+x2)=m1x1+m2(x1+x2+x3). 23.(10分)灵敏电流计G的量程为500 μA、内阻未知,某小组要将该电流计的量程扩大至5 mA,有下列器材可选: