嘉兴市达标名校2020年高考五月质量检测物理试题含解析

嘉兴市达标名校2020年高考五月质量检测物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（）
A．θ=120°
B．θ＞120°
C．θ＜120°
D．不论θ为何值，AO总是先断
2．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用力F拉住，绳与竖直方向夹角为θ，小球处于静止状态.设小球受支持力为F N，则下列关系正确的是（）
A．F=2mgtanθB．F =mgcosθ
C．F N=mg D．F N=2mg
3．在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时，则在C和D端输出的电信号分别为
A．1和0 B．0和1 C．1和l D．0和0
4．几位同学利用课余时间测一干涸的半球形蓄水池的直径。

身高为1.80m的小张同学站在池边从头顶高处水平向池中投掷小石子，石子刚好落到池底的正中央，小李同学用手机的秒表记录的小石子运动时间为1.6s。

不计空气阻力，重力加速度取10m/s2。

可知水池的直径为（）
A．3.6m B．11m C．12.8m D．22m
5．生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体
时，会牢牢吸附在物体上。

如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为G ，手机所在平面与水平面间的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A ．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于cos G θ
B ．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反
C ．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用
D ．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用
6．原子核A 、B 结合成放射性原子核C ．核反应方程是A+B→C ，已知原子核A 、B 、C 的质量分别为A m 、B m 、C m ，结合能分别为A E 、B E 、C E ，以下说法正确的是（ ）
A ．原子核A 、
B 、
C 中比结合能最小的是原子核C
B ．原子核A 、B 结合成原子核
C ，释放的能量()2
A B C E m m m c ∆=+- C ．原子核A 、B 结合成原子核C ，释放的能量A B C E E E E ∆=+-
D ．大量原子核C 经历两个半衰期时，已发生衰变的原子核占原来的14
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．如图所示，长方体物块上固定一长为L 的竖直杆，物块及杆的总质量为如2m.质量为m 的小 环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F 作用下，从静止开始沿光滑 水平面向右匀加速运动，环落至杆底端时，物块移动的距离为2L,已知F=3mg,重力加速度为g.则小环从顶端下落到底端的运动过程
A 5L
B ．小环所受摩擦力为2mg
C ．小环运动的加速度为2g
D ．小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8
8．如图1所示，矩形线圈放在光滑绝缘水平面上，一部分处于竖直向下的匀强磁场中，线圈用绝缘直杆连接在竖直墙上．当磁场的磁感应强度B 随时间t 按如图2所示的规律变化时，则在0-t 时间内
A ．杆对线圈的作用力一直是拉力
B ．轩对线圈的作用力先是拉力后是推力
C ．杆对线的作用力大小恒定
D ．杆对线圈的作用力先减小后増大
9．如图所示，xOy 坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。

一个质量为m 。

电荷量为+q 的带电粒子，以0v 的速度沿AB 方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y 轴击中C 点。

已知A 、B 、C 三个点的坐标分别为（3L -，0）、（0，2L ）、（0，L ）。

若不计重力与空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A ．带电粒子由A 到C 过程中最小速度一定为0217
v B ．带电粒子由A 到C 过程中电势能先减小后增大
C ．匀强电场的大小为20mv E qL
= D ．若匀强电场的大小和方向可调节，粒子恰好能沿AB 方向到达B 点，则此状态下电场强度大小为207mv 10．在如图所示的电路中，灯泡L 的电阻小于电源的内阻r ，闭合电键S ，将滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后，下列结论正确的是（ ）
A．灯泡L变亮
B．电流表读书变小，电压表读数变大
C．电源的输出功率变小
D．电容器C上电荷量增多
11．一列简谐波以1m/s的速度沿x轴正方向传播。

t=0时，该波传到坐标原点O，O点处质点的振动方程为y=10sin10πt（cm）。

P、Q是x轴上的两点，其坐标x P=5cm、x Q=10cm，如图所示。

下列说法正确的是。

A．该横波的波长为0.2m
B．P处质点的振动周期为0.1s
C．t=0.1s时，P处质点第一次到达波峰
D．Q处质点开始振动时，P处质点向-y方向振动且速度最大
E.当O处质点通过的路程为1m时，Q处质点通过的路程为0.8m
12．下列关于热现象的描述正确的是________。

A．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象
B．同种物质在不同的条件下能够生成不同的晶体
C．气体温度每降低1℃所放出的热量与气体经历的过程有关
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越不利于水的蒸发，人感觉越潮湿
E.小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大的趋势
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源的电动势E及电阻1R和2R的阻值。

实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻1R，待测电阻2R，电压表V（量程为0~1.5V，内阻很大），电阻箱R（阻值范围为0~99.99 ），单刀单掷开关1S，单刀双掷开关2S，导线若干。

（1）先测电阻1R的阻值。

请将该同学的操作补充完整：
A．闭合开关1S，将开关2S连接触点a，读出电压表示数1U；
B．闭合开关1S，将开关2S连接触点b，调节电阻箱R，使电压表的示数仍为1U，同时读出电阻箱的示数0R；
C ．由A 、B 知电阻1R = __________。

（2）继续测电源的电动势E 和电阻2R 的阻值，该同学的做法是：闭合开关1S ，将开关2S 连接触点b ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U 。

由测得的数据，绘出了如图乙所示的11U R
-图线，则电源电动势E = __________（保留三位有效数字）V ，电阻2R = __________（保留两位有效数字）Ω。

14．测定一个额定电压U L =2.5V ，额定电流约为0.3~0.4A 的小灯泡L 在正常工作时的阻值。

供选择的器材有：
A ．电流表A 1（量程0.6A ，内阻r 1约为0.5Ω）
B ．电流表A 2（量程30mA ，内阻r 2=30Ω）
C ．电流表A 3（量程60mA ，内阻r 3约为20Ω）
D ．电压表V （量程15V ，内阻r 4约为15kΩ）
E.定值电阻R 0=70Ω
F.滑动变阻器R 1：0~5Ω，额定电流1A
G.滑动变阻器R 2：0~1kΩ，额定电流0.2A
H.电源E ：电动势为4.5V ，内阻不计
I.开关S 及导线若干
(1)测量时要求电表示数超过其量程的一半，需选用的实验器材是________和H 、I （选填器材前对应的字母序号）。

(2)请在虚线框内画出合适的电路图（图中需标明所选器材的符号）。

（______）
(3)为保证小灯泡L 正常工作，测量时要让其中哪一个电表的示数调到多少？________。

(4)测得小灯泡L 在正常工作时的阻值R L =________（用实际所测物理量表示），并说明公式中各符号（题中已知的除外）的物理意义________。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积32310m S -=⨯，活塞的质量为 1.5kg m =，厚度不计，在A 、B 两处设有限制装置，使活塞只能在A 、B 之间运动，B 到气缸底部的距离为0.5m h =，A 、B
之间的距离为0.2m l =，外界大气压强50 1.010Pa p =⨯，开始时活塞停在B 处，缸内理想气体的压强为
00.9p ，温度为27℃。

现缓慢加热缸内气体，直至活塞刚好到A 处，取210m/s g =。

求：
①活塞刚离开B 处时气体的温度；
②活塞刚到A 处时气体的温度。

16．如图为过山车的简化模型，AB 是一段光滑的半径为R 的四分之一圆弧轨道，B 点处接一个半径为r 的竖直光滑圆轨道，滑块从圆轨道滑下后进入一段长度为L 的粗糙水平直轨道BD ，最后滑上半径为R ，圆心角θ=60°的光滑圆弧轨道DE 。

现将质量为m 的滑块从A 点由静止释放，求∶
(1)若R=3r ，求滑块第一次到达竖直圆轨道最高点时对轨道的压力大小；
(2)若要求滑块能滑上DE 圆弧轨道但不会从E 点冲出轨道，并最终停在平直轨道上，平直轨道BD 的动摩擦因数μ需满足的条件。

17．图示为直角三角形棱镜的截面，90︒∠=C ，30A ︒∠=，AB 边长为20cm ，D 点到A 点的距离为7cm ，一束细单色光平行AC 边从D 点射入棱镜中，经AC 边反射后从BC 边上的F 点射出，出射光线与BC 边的夹角为30︒，求：
(1)棱镜的折射率；
(2)F 点到C 点的距离。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
以结点O 为研究对象，分析受力，作出力图如图．
根据对称性可知，BO 绳与CO 绳拉力大小相等．由平衡条件得：F AO =2F BO cos 2θ，当钢梁足够重时，AO 绳先断，说明F AO ＞F BO ，则得到2F BO cos
2
θ＞F BO ，解得：θ＜120°，故C 正确，ABD 错误。

2．C
【解析】
【分析】
【详解】 对小球进行受力分析，小球受重力G ，F ，F N ，三个力，满足受力平衡。

作出受力分析图如下：
由图可知△OAB ∽△GFA ，即：
N G F F R AB R
== 解得：
2cos 2cos AB F G G mg R
θθ==⋅= F N =G=mg
A ． F=2mgtanθ，与分析不符，故A 错误；
B ． F =mgcosθ，与分析不符，故B 错误；
C ． F N =mg ，与分析相符，故C 正确；
D ． F N =2mg ，与分析不符，故D 错误；
故选：C 。

3．C
【解析】
【分析】
【详解】
B 端输入电信号“0”时，经过非门输出端D 为“1”，AD 为与门输入端，输入分别为“1”、“1”，经过与门输出端
C 为“1”。

故C 正确，AB
D 错误。

4．D
【解析】
【详解】
设水池的半径为R ，人身高为h ，根据平抛运动的规律，在竖直方向，有
212
h R gt += 代入数据解得R=11m ，则直径为22m ，故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

5．D
【解析】
【详解】
A ．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A 错误；
B ．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B 错误；
C ．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C 错误；
D ．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D 正确。

故选D 。

6．B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC ．某原子核的结合能是独立核子结合成该核时释放的能量，原子核A 、B 结合成放射性原子核C ，要释放能量，原子核C 的比结合能最大，释放的能量
()C A B E E E E ∆=-+
根据质能方程得
()2A B c E m m m c ∆=+-
故AC 错误，B 正确；
D ．原子核的半衰期是原子核有半数发生衰变所需要的时间，大量原子核C 经历两个半衰期时，未发生衰变的原子核占原来的
14
，D 错误。

故选B 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．ABD
【解析】
【详解】
ABC.水平方向上，据牛顿第二定律有： 33x F mg m a ==g
代入数据解得：
x a g =
小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，另据水平方向的位移公式有：
2122
x L a t = 解得运动时间为：
t =在竖直方向上有：
212
y L a t = 解得：
2
y g a = 即小球在竖直方向上做加速度为
2g 的匀加速直线运动，据牛顿第二定律有： y mg f ma -=
解得小球所受摩擦力为：
2
mg f = 故小球运动的加速度为：
2a ==
小球的合运动为匀加速直线运动，其路程与位移相等，即为：
S x ===
故AB 正确，C 错误；
D.小环落到底端时的速度为：
v 环2at g ==⨯= 其动能为：
k E 环52
mgL = 此时物块及杆的速度为：
v 杆x a t g ==⨯=其动能为： k E 杆4mgL =
故有小环与物块及杆的动能之比为5:8，故D 正确。

8．BD
【解析】
【详解】
AB.磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，杆对线圈的作用力先是拉力后是推力， A 错误，B 正确； CD.由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，感应电流恒定，由于磁感应强度先变小后变大，由F =BIL 可知，杆对线圈的作服力先减小后增大，C 错误，D 正确．
9．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．因带电粒子只受恒定的电场力，做匀变速曲线运动，而C 点有最小速度且垂直y 轴，可推得粒子做类斜上抛运动，C 是最高点，其速度与电场力垂直，则电场力沿y 轴负方向，设A 点的速度与x 轴的夹角为θ，则
0cos C v v θ=
由几何关系可知
tan
OB OA θ=== 联立可得
00C v v == 故A 正确；
B ．因粒子做类斜上抛运动，从A 点到
C 点电场力与速度的夹角从钝角变为直角，则电场力一直做负功，电势能一直增大，故B 错误；
C ．粒子从A 到C 的过程，由动能定理
2201122
C qEL mv mv -=- 联立可得匀强电场的大小为
201449E mv qL
= 故C 错误；
D ．调节匀强电场的大小和方向使粒子恰好能沿AB 方向到达B 点，则粒子一定AB 做匀减速直线运动，电场力沿BA 方向，由动能定理有
20102
qE mv '-=- 则匀强电场的场强大小为
E '= 故D 正确。

故选AD 。

10．BD
【解析】
【详解】
AB ．将滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后，滑动变阻器的电阻变大，根据串反并同，灯泡L 中电流减
小，电流表读数变小，电压表读数变大，灯泡L 变暗，选项A 错误，B 正确；
C ．当外电路的总电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。

虽然灯泡L 的电阻小于电源的内阻r ，但外电路的总电阻与电源的内阻大小不确定，故电源的输出功率变化情况不确定，故选项C 错误；
D ．将滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后，电容器C 上电压增大，电容器C 上电荷量增多，选项D 正确。

故选BD 。

11．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
B ．O 点处质点振动方程为10sin10(cm)y t π=可知，波的振幅10cm A =，起振方向为y 轴正向，波动周期
20.2s π
ω==T
P 点振动周期与O 点振动周期相同，为0.2s ，故B 错误；
A ．波长
10.2m 0.2m vT λ==⨯=
故A 正确；
C ．振动从O 点传到P 点所需时间为
2510m 0.05s 1m/s
P OP x t v -⨯=== 故P 处质点振动时间
0.1s 0.05s 0.05s 4
P OP T t t t =-=-== 由于P 处质点起振方向沿y 轴向上，故经
4T 达到波峰，故C 正确； D ．由题意知，P 、Q 之间的距离为
5cm 4PQ Q P x x x λ
=-==
结合起振方向可知，Q 处质点开始振动时，P 处质点位移波峰，此时速度为零，故D 错误；
E ．当O 处质点通过的路程为1m 时，有
1m 10242A A A ==⨯+
故经历的时间为
22
T t T =+
因为
10cm 2Q x λ
==
所以振动形式从O 点传到Q 点所需时间为2
T ，所以Q 处质点振动时间为2T ，Q 处质点通过的路程 242410cm 80cm 0.8m Q s A =⨯⨯=⨯⨯==
故E 正确。

故选ACE 。

12．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A ．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象，选项A 正确；
B ．碳原子按不同的排列规则可以形成石墨和金刚石两种不同的晶体，选项B 正确；
C ．气体温度每降低1C ︒所放出的热量与气体经历的过程有关，选项C 正确；
D ．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人感觉越干爽，选项D 错误；
E ．小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，选项E 错误。

故选ABC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．0R 1.43 6.0
【解析】
【详解】
（1）[1]由电路的特点可知，在电压表的示数不变的情况下，对应的电阻应不变。

电阻箱的示数0R 即为电阻1R 的阻值，即
1R =0R
（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
2U E U R R
=+
⋅ 所以有 2111R U E E R
=+⋅ 由此式可知
11U R
∝
图线的纵轴截距为 10.7E = 斜率
2 4.2R k E
== 解得
1.43V E =，2 6.0R =Ω
14．ABEF 电流表A 2的示数为25mA ()20212I R r I I +- I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数且为25mA
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]测量时要求电表示数超过其量程的一半，额定电压U L =2.5V ，则电压表量程太大不能选，可考虑电流表A 2与定值电阻R 0串联改装成一个电压表，即
33010A 30Ω30Ω30Ω70Ω
U -⨯⨯=+ 改装电压表的量程为V 3V U =；电流表A 1可用于测电流；根据欧姆定律估算小灯泡L 在正常工作时的阻值为6~8Ω，滑动变阻器R 2阻值太大，不适合做限流电阻，滑动变阻器R 1小于灯泡正常工作时电阻，宜采用分压电路，所以选择阻值较小，额定电流较大的1R 以分压方式接入电路，采用外接法可以消除系统误差。

故选ABEF 。

(2)[2]根据上述分析画出电路图：。

(3)[3]小灯泡的额定电压为2.5V ，则
22.5V=(30Ω70Ω)I +
解得
225mA I =
所以调节R 1将电流表A 2的示数调到25mA 。

(4)[4]根据欧姆定律
()202L 12
I R r U R I I I +==- [5]式中I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数且为25mA 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．①350K ②490K
【解析】
【详解】
①开始时缸内理想气体的压强为100.9p p =，温度为T 1=27℃=300K 活塞刚离开B 处，气体的压强
520 1.0510mg p p Pa S
=+=⨯ 由查理定律
1212
p p T T = 解得
T 2=350K
②活塞刚到B 处时气体的体积
V 1=hS ；
活塞刚到A 处时气体的体积
V 2=(h+l)S ；
从B 到A 气体做等压变化，则根据盖吕萨克定律
1223
V V T T = 解得
T 3=490K
16． (1)mg ；(2)
2R R L L
μ<< 【解析】
【详解】
(1)对滑块，从A 到C 的过程，由机械能守恒可得：
21(2)2
C mg R r mv -= 根据牛顿第二定律
2C N v F mg m r
+= 代入3R r =，得
N F mg =
由牛顿第三定律得
N
F mg '= (2)滑块由A 到B 得
212
B mgR mv = 若滑块恰好停在D 点，从B 到D 的过程，由动能定理可得：
2112
B mgL mv μ-=- 可得
1R L
μ= 若滑块恰好不会从E 点冲出轨道，从B 到E 的过程，由动能定理可得：
221(1cos )2
B mgL mgR mv μθ---=- 可得
22R L
μ= 综上所述，μ需满足的条件为
2R R L L
μ<<
17． (2)3cm
【解析】
【详解】
(1)由几何知识可知，光束从D 点入射的入射角60i ︒=，做出光路图：
设对应折射角为r ，则光束在AC 边的入射角为 90(60)30i r r ︒︒︒'=--=+
在BC 边上的入射角
90(30)60i r r ︒︒︒''=-+=-
在BC 边上的折射角
903060r ︒︒︒''=-=
由折射定律，可知在D 点入射时
sin sin i n r
= 在F 点入射时
sin 60sin(60)
n r ︒
︒=- 解得
30r ︒=
折射率为
3n =(2)由几何知识，可知
2cos3073cm AE AD ︒==
33cm CE AC AE =-=
3tan 30CF CE =︒=解得
3cm CF =。