高三物理考试试题

综合检测

考生注意：

1．本试卷共4页．

2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．

3．本次考试时间70分钟，满分110分．

4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．

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．(2019·四川南充市第二次适应性考试)下列说法正确的是()

A．英国物理学家查德威克发现了中子，质子和中子统称为核子

B．α粒子轰击氮原子核的核反应方程式为：42He＋14 7N→16 8O＋11H

C．两个轻核结合成较重的单个原子核时要吸收能量

D．只要入射光的强度足够大就一定能发生光电效应

答案 A

解析α粒子轰击氮原子核的核反应方程式为：42He＋14 7N→17 8O＋11H，选项B错误；两个轻核结合成较重的单个原子核时要放出能量，选项C错误；只要入射光的频率大于金属的截止频率就能发生光电效应，选项D错误．

15．(2019·贵州安顺市适应性监测(三))我国选手谢思埸在2018年国际泳联世界跳水系列赛北京站夺得男子三米跳板冠军．如图1所示为谢思埸(可视为质点)参加跳板跳水比赛时，其竖直方向的速度随时间变化的图象，以他离开跳板时为计时起点，不计空气阻力，则()

图1

A．t1时刻开始进入水面

B．t2时刻开始进入水面

C．t2时刻达到最高点

D ．t 1～t 2时间内速度方向竖直向上

答案 B

解析 运动员起跳时的速度方向向上，可知t 1时刻达到最高点，故A 错误；0～t 2时间内，v －t 图象为直线，加速度不变，所以在0～t 2时间内人在空中，t 2之后进入水中，故B 正确，C 错误；t 1～t 2时间内速度方向竖直向下，故D 错误．

16.(2020·山东日照市校际联合质检)如图2所示，倾角θ＝37°的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数μ＝33

.现对木箱施加一拉力F ，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设F 的方向与斜面的夹角为α，在α从0°逐渐增大到60°的过程中，木箱的速度保持不变，则( )

图2

A ．F 先减小后增大

B ．F 先增大后减小

C ．F 一直增大

D ．F 一直减小

答案 A

解析 对木箱受力分析如图所示

据正交分解得：F N ＋F sin α＝mg cos θ，F cos α＝mg sin θ＋F f ，F f ＝μF N

联立解得：F ＝mg sin θ＋μmg cos θcos α＋μsin α＝mg sin θ＋μmg cos θ1＋μ2sin (α＋60°)

， 在α从0°逐渐增大到60°的过程中，当α＝30°时，F 最小，

则在α从0°逐渐增大到60°的过程中，F 先减小后增大，故选A.

17．(2019·内蒙古高二期末)图3甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )

图3

A．图甲表示交流电，图乙表示直流电

B．两种电压的最大值和有效值都相等

C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311 sin 100πt (V)

D．图甲所示电压经原副线圈匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的1

10

答案 C

18．(2019·江苏无锡市上学期期末)避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图4所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面．M、N是电场线中的两个点，下列说法正确的是()

图4

A．M点的场强比N点的场强大

B．试探电荷从M点沿直线移动到N点，电场力做功最少

C．M点的电势比N点的电势高

D．CD面的电势为零，但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直

答案 C

解析M点处的电场线比N点稀疏，可知M点的场强比N点的场强小，选项A错误；M、N 两点间的电势差一定，可知无论试探电荷沿什么路径从M点到N点，电场力做功都是相同的，选项B错误；沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点的电势比N点的电势高，选项C正确；CD面的电势为零，地面为等势面，则CD表面附近的电场线与地面都是垂直的，选项D错

误．

19.(2019·辽宁沈阳市铁路实验中学高三开学考试)如图5所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )

图5

A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过

B 的速度

B ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度大于在轨道Ⅰ上经过A 的速度

C ．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期

D ．在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度

答案 AC

解析 在轨道Ⅱ上由A 点运动到B 点，引力做正功，动能增加，所以经过A 的速度小于经过B 的速度，故A 项正确；从轨道Ⅰ的A 点进入轨道Ⅱ需减速，航天飞机应做近心运动，所以在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的速度，故B 项错误；根据开普勒第三定律，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C 项正确；在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ上通过A 点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律知，加速度相等，故D 项错误．

20.(2020·广东高考模拟)如图6所示，间距为L 、电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨左、右两端均有一阻值为R 的电阻相连，导轨上横跨一根长为L 、质量为m 、电阻也为R 的金属棒，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中，现给棒一瞬时冲量，让它以初速度v 0向右运动，则从开始向右运动到棒停止的过程中有( )

图6

A ．金属棒在导轨上做匀减速运动

B ．整个过程中通过金属棒的电荷量为m v 02

BL

C ．整个过程中金属棒克服安培力做功为12m v 02

D ．整个过程中金属棒上产生的焦耳热为13

m v 02 答案 CD

解析 对金属棒受力分析，F 合＝F 安＝B 2L 2v R 总

，方向向左，则v 减小，F 安减小，加速度减小，金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，故A 错误；根据动量定理得－B I Lt ＝0－m v 0，通过

金属棒的电荷量为q ＝I t ，联立解得q ＝m v 0BL

，故B 错误；整个过程中，金属棒克服安培力做功为W 安，由动能定理可得：－W 安＝0－12m v 02，则W 安＝12

m v 02，故C 正确；整个回路产生的总焦耳热为： Q ＝W 安＝12m v 02，金属棒上产生的焦耳热为：Q 棒＝R R ＋R 2

Q ＝23Q ＝23×12m v 02＝13

m v 02，故D 正确． 21.(2019·安徽安庆市期末调研监测)如图7所示，重10 N 的滑块轻放在倾角为30°的斜面上，从a 点由静止开始下滑，到b 点接触到一个轻质弹簧，滑块压缩弹簧到c 点开始弹回，返回至b 点时离开弹簧，最后又回到a 点．已知ab ＝1 m ，bc ＝0.2 m ，则以下结论正确的是( )

图7

A ．整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6 J

B ．整个过程中滑块动能的最大值为6 J

C ．从c 到b 弹簧的弹力对滑块做功5 J

D ．整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒

答案 AD

解析 滑块从a 到c ，运用动能定理得：mgh ac ＋W 弹′＝0－0，h ac ＝(ab ＋ac )sin 30°，解得：W 弹′＝－6 J ，

弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6 J ，故A 正确；

当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在d 点所受合力为0，则d 点在b 和c 之间，

滑块从a 到d ，运用动能定理得：mgh ad ＋W 弹＝E k d －0，

mgh ad ＜6 J ，W 弹＜0

所以E k d ＜6 J ，故B 错误；

从c 点到b 点弹簧弹力对滑块做的功与从b 点到c 点克服弹簧弹力做的功大小相等，即为6 J ，故C 错误；

整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统没有与系统外部的物体发生能量转化，所以系统机械能守恒，故D 正确．

三、非选择题(共62分．包括必考题和选考题两部分．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．(6分)(2020·山西太原市模拟)某小组设计了“用一把刻度尺测动摩擦因数”的实验方案．

图8

(1)如图8甲所示，将一轻质弹簧放置在水平桌面上，左端固定，右端与一小滑块(可视为质点)接触而不粘连，弹簧处于原长时，滑块恰好处在桌面边缘；

(2)向左推滑块，使弹簧压缩至虚线位置后由静止释放，滑块离开桌面后落到水平地面上．测得桌面离地面的高度为 h ，滑块平拋过程中发生的水平位移为x ，已知重力加速度大小为g, 则滑块离开桌面时的速度________(用已知和测得的物理量的符号表示)；

(3)将弹簧和滑块在桌面上向左平移一定距离，然后同样固定弹簧左端，弹簧处于原长时，滑块位于O 点，如图乙所示．向左推滑块，使弹簧压缩量与第一次相同．释放滑块，滑块在水平桌面上滑行一段后停在 A 点，测得 OA ＝x ′，则可知滑块与桌面间的动摩擦因数为________(用已知和测得的物理量的符号表示)．

(4)本实验中会引起误差的因素有________．

A ．桌面不够水平

B ．重力加速度的值比 9.80 m/s 2大

C ．弹簧的质量不可忽略

答案 (2)x g 2h (3)x 2

4hx ′

(4)A 解析 (2)根据平抛运动的规律可知x ＝v 0t ，h ＝12

gt 2，解得v 0＝x g 2h

(3)滑块在桌面上运动的加速度a ＝μmg m ＝μg ，根据v 20＝2ax ′，解得μ＝x 24hx ′ (4)桌面不够水平，则加速度的求解会产生误差，则动摩擦因数的求解有误差，选项A 正确；

由μ＝x 24hx ′

可知，动摩擦因数与重力加速度无关，选项B 错误；此问题与弹簧的质量无关，选项C 错误．

23．(9分)(2019·贵州安顺市上学期质量监测)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图9甲所示，由图可知其长度L ＝________ mm ；

图9 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径D ＝________ mm ；

(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R ，表盘的示数如图10，则该电阻的阻值约为________ Ω.

图10

(4)为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图11(a)所示的实验电路，其中R 为电阻箱，定值电阻R 0＝3 Ω为保护电阻，电压表为理想电表．

①某同学按如图(a)所示的电路图连接好电路．

图11 ②先断开开关S ，将电阻箱的阻值调整到最大，再闭合开关S ，调节电阻箱，读取并记录电

压表的示数及电阻箱的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U 及电阻值R ，并以1U

为纵坐标，以1R 为横坐标，画出1U －1R

的关系图线，如图(b)所示(该图线为一条直线)．

③根据电路原理图推导1U 和1R 的函数关系，1U ＝________.根据图线求得电池组的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)

答案 (1)50.15 (2)4.700 (3)120 (4)③1E ＋R 0＋r E ·1R

2.9

3.1 解析 (1)由题图甲可知，游标卡尺主尺示数为50 mm ，游标尺示数为3×0.05 mm ＝0.15 mm ，则游标卡尺示数L ＝50 mm ＋0.15 mm ＝50.15 mm.

(2)用螺旋测微器测量其直径D ＝4.5 mm ＋0.01 mm ×20.0＝4.700 mm.

(3)电阻的阻值约为：12×10 Ω＝120 Ω.

(4)根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋U R

(R 0＋r ) 得1U ＝R 0＋r E ·1R ＋1E

1U －1R 关系图线的纵截距b ＝1E ，斜率k ＝R 0＋r E

. 由图可知b ＝0.35，k ＝1.42－0.350.5

＝2.14 则电动势E ＝1b ＝10.35

V ≈2.9 V 内阻r ＝kE －R 0＝(2.14×10.35

－3) Ω≈3.1 Ω. 24．(12分)(2019·东北三省四市教研联合体模拟)

图12

如图12所示，在某电子设备中有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B .AC 、AD 两块挡板垂直纸面放置，夹角为90°.一束电荷量为＋q 、质量为m 的相同粒子，从AD 板上距A 点为L 的小孔P 处以不同速率垂直于磁场方向射入，速度方向与AD 板的夹角为60°，不计粒子的重力和粒子间的相互作用．求：

(1)直接打在AD 板上Q 点的粒子，其从P 处运动到Q 处的时间；

(2)直接垂直打在AC 板上的粒子，其运动速率的大小．

答案 (1)2πm 3qB (2)23qBL 3m

解析 (1)根据已知条件画出粒子的运动轨迹，如图中Ⅰ所示．

粒子打在AD 板上的Q 点，圆心为O 1，由几何关系可知：轨迹对应的圆心角∠PO 1Q ＝120°

设粒子运动的半径为R ，由洛伦兹力提供向心力，则有：q v B ＝m v 2R

圆周运动的周期公式为：T ＝2πR v

联立解得：T ＝2πm qB

则运动的时间为t ＝120°360°T ＝2πm 3qB

. (2)粒子垂直打到AC 板上，运动轨迹如图中Ⅱ所示，

圆心为O 2，∠APO 2＝30°

设粒子运动的轨迹半径为r ，由几何关系得：r cos 30°＝L

由洛伦兹力提供向心力：q v ′B ＝m v ′2r

联立解得：v ′＝23qBL 3m

. 25.(20分)(2016·全国卷Ⅰ·25)如图13，一轻弹簧原长为2R ，其一端固定在倾角为37°的固定

直轨道AC 的底端A 处，另一端位于直轨道上B 处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为56

R 的光滑圆弧轨道相切于C 点，AC ＝7R ，A 、B 、C 、D 均在同一竖直平面内．质量为m 的小物块P 自C 点由静止开始下滑，最低到达E 点(未画出)，随后P 沿轨道被弹回，最高到达F

点，AF ＝4R .已知P 与直轨道间的动摩擦因数μ＝14，重力加速度大小为g .(取sin 37°＝35

， cos 37°＝45

)

图13 (1)求P 第一次运动到B 点时速度的大小；

(2)求P 运动到E 点时弹簧的弹性势能；

(3)改变物块P 的质量，将P 推至E 点，从静止开始释放．已知P 自圆弧轨道的最高点D 处

水平飞出后，恰好通过G 点．G 点在C 点左下方，与C 点水平相距72

R 、竖直相距R ，P 运动到D 点时速度的大小和改变后P 的质量．

答案 (1)2gR (2)125mgR (3)355gR 13

m 解析 (1)由题意可知：l BC ＝7R －2R ＝5R ①

设P 到达B 点时的速度为v B ，由动能定理得

mgl BC sin θ－μmgl BC cos θ＝12

m v B 2② θ＝37°，联立①②式并由题给条件得，v B ＝2gR ③

(2)设BE ＝x ，P 到达E 点时速度为零，此时弹簧的弹性势能为E p ，由B →E 过程，根据动能定理得

mgx sin θ－μmgx cos θ－E p ＝0－12

m v B 2④ E 、F 之间的距离l 1＝4R －2R ＋x ⑤

P 到达E 点后反弹，从E 点运动到F 点的过程中，由动能定理有

E p －mgl 1sin θ－μmgl 1cos θ＝0⑥

联立③④⑤⑥式得

x ＝R ⑦

E p ＝125

mgR ⑧ (3)设改变后P 的质量为m 1，D 点与G 点的水平距离为x 1、竖直距离为y 1，由几何关系(如图所示)得θ＝37°.

则x 1＝72R －56

R sin θ＝3R ⑨ y 1＝R ＋56R ＋56R cos θ＝52

R ⑩ 设P 在D 点的速度为v D ，由D 点运动到G 点的时间为t .

由平抛运动公式得：y 1＝12

gt 2? x 1＝v D t ?

联立⑨⑩??得

v D ＝35

5gR ? 设P 在C 点的速度大小为v C ，P 由C 运动到D 的过程中，由机械能守恒定律得

12m 1v C 2＝12m 1v D 2＋m 1g (56R ＋56

R cos θ)? P 由E 点运动到C 点的过程中，由动能定理得

E p －m 1g (x ＋5R )sin θ－μm 1g (x ＋5R )cos θ＝12

m 1v C 2? 联立⑦⑧???得m 1＝13

m (二)选考题：共15分．请从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．

[选修3－3](15分)

33．(2019·吉林“五地六校”合作体联考)(5分)(1)下列说法中正确的是________．

A ．布朗运动是指液体或气体中悬浮的固体小颗粒的无规则运动

B ．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加

C ．液体表面张力形成的原因是液体表面层分子间距离大于r 0，分子间作用力表现为引力

D ．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢

E ．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律

(10分)(2)如图14甲所示，横截面积为S ，质量为M 的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体，现对汽缸内气体缓慢加热，使其温度从T 1升高了ΔT ，气柱的高度增加了ΔL ，吸收的热量为Q ，不计汽缸与活塞的摩擦，外界大气压强为p 0，重力加速度为g ，求：

图14

①此加热过程中气体内能增加了多少？

②若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则所放砝码的质量为多少？

答案 (1)ACD (2)①Q －(p 0S ＋Mg )ΔL ②(p 0S ＋Mg )ΔT gT 1

解析 (1)布朗运动是指液体或气体中悬浮的固体小颗粒的无规则运动，选项A 正确； 气体的温度升高，分子的平均速率变大，并非每个气体分子运动的速率都增加，选项B 错误； 液体表面张力形成的原因是液体表面层分子间距离大于r 0，分子间作用力表现为引力，选项C 正确； 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢，选项D 正确； 空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，要消耗电能，但是制冷机的工作仍遵守热力学第二定律，选项E 错误．

(2)①设缸内气体的温度为T 1时压强为p 1，活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，有：Mg ＋p 0S ＝p 1S

气体膨胀对外界做功，W ＝－p 1S ΔL

根据热力学第一定律：Q ＋W ＝ΔU

联立可得：ΔU ＝Q －(p 0S ＋Mg )ΔL .

②设放入砝码的质量为m ，缸内气体的温度为T 2时压强为p 2，活塞与砝码受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，有：(M ＋m )g ＋p 0S ＝p 2S

根据查理定律：p 1T 1＝p 2T 2

联立可以得到：m ＝(p 0S ＋Mg )ΔT gT 1

. [选修3－4](15分)

34．(2019·西藏山南二中一模)(5分)(1)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝0和t ＝0.20 s

时的波形分别如图15中实线和虚线所示．己知该波的周期T >0.20 s ．下列说法正确的是________．

图15

A ．波速为0.40 m/s

B ．波长为0.08 m

C ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.70 s 时位于波谷

D ．x ＝0.08 m 的质点在t ＝0.12 s 时位于波谷

E ．若此波传入另一介质中，其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m

(10分)(2)如图16所示，水深为H 的池底有一半径为r 的圆形单色光源，在水面上形成圆形光斑．已知水的折射率为n ，真空中的光速为c .求：

图16

①光到达水面的最短时间t ；

②圆形光斑的半径R .

答案 (1)ACE (2)①nH c ②r ＋H n 2－1

解析 (1)根据题图波形图可知，波长λ＝16 cm ＝0.16 m ，选项B 错误；根据波形图和周期

T >0.20 s 可知，该波的周期T ＝0.40 s ，波速v ＝λT

＝0.40 m/s ，选项A 正确；简谐波沿x 轴正方向传播，x ＝0.08 m 处的质点在t ＝0时刻沿y 轴正方向运动，在t ＝0.70 s ＝134

T 时位于波谷，在t ＝0.12 s ＝310

T 时位于y ＞0的某位置(不是位于波谷)，选项C 正确，D 错误；若此波传入另一介质中，频率不变，周期T 不变，其波速变为v ′＝0.80 m/s ，它在该介质中的波长为λ＝v ′T ＝0.80×0.4 m ＝0.32 m ，选项E 正确．

(2)①光在水中传播的速度为：v ＝c n

当光竖直向上传播到达水面时，时间最短，最短时间为：t ＝H v ＝nH c

②设发生全反射的临界角为C ，有：sin C ＝1n

则圆形光斑的半径为：R＝r＋H tan C＝r＋H

.

n2－1