(全国卷Ⅰ)2020届高三物理开学摸底大联考试题

（全国卷I）2020届高三物理开学摸底大联考试题
本试卷8页。

满分100分。

考试时间90分钟。

注意事项：
1 •答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上相应的位置。

2. 全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。

3•回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

回答非选择题时，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 一位外卖小哥以5m/s的速度骑行，在接近顾客的居住地时做匀减速直线运动直到停止。

已知他最后1s的位移为1m则外卖小哥减速运动的位移为
A. 2m
B. 5m
C. 6. 25m
D. 12. 5m
2. 下列关于电子的描述正确的是
A. 氢原子向低能级跃迁时，核外电子的动能会减小
B. 光电效应实验中，逸出的光电子来源于核外电子
C. 原子核能发生B衰变说明原子核内存在电子
D. 汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量
3. 如图所示，一带负电的点电荷固定在空间中某处，电荷为球心的球面上有a、b两点，c点在该球面外侧，说法正确的是
A. a、b两点的电场强度相同
B. b点的电场强度比c点小
C. a、b两点的电势相同以点下列
D. b点电势比c点高
6 •如图所示，光滑大圆环固定在竖直平面内，环上0点固定着一光滑小圆环。

一穿
过小圆环的轻绳两端分别系着带孔小球P、Q小P、Q穿在大圆环上，整个系统处于静止状态。

已球知小
4•如图所示，某同学在水槽底部0点先后放置两个单色点光源1、2,他在水面上先后观察到两个圆形发光区域。

放置光源1时，发光区域的直径为L AB=2d，放置光
源2时，发光区域的直径为L cD=d。

水面上方可认为是真空区域，水的深度为d，下列说法正确的是
A. 在真空中，光源1所发光的波长小于光所发光的波长
B•光源2所发的光比光源1所发的光更容
发生衍射现象
C.在水中，光源1所发光的传播速度小于源2
所发光的传播速度
D.水对光源1所发光和光源2所发光的折射率之比为..； 5•嫦娥四号探测器是世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器，其在着陆前的飞行轨道示意图如图所示，嫦娥四号探测器先由环月圆轨道I变化到环月椭圆轨
道U,再经过动力下降阶段到达月球表面。

假设号探测
器在环月运动时，只受到月球的万有引力, 对嫦娥四号
探测器的描述正确的是
A. 沿圆轨道I经过P点时的速度大于沿椭圆轨道P点
时的速度
B. 沿圆轨道I经过P点时的加速度大于沿椭圆轨过P
点时的加速度
C•沿椭圆轨道U从P点运动到Q点的过程中，机械能逐渐增大D.在动力下降阶段受到的万有引力逐渐减小嫦娥四则下列
U经过道U
球P 、Q 的连线恰好为大圆环的水平直径，图中夹角 37°。

若小圆环和小球P 、Q 的大小均忽略不计，则小球 P 、Q 的质量之比m p : m Q 为sin37° 0.6
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4 分,共16分。

在每小题给出的四个选项中， 有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的 得0分。

7.如图所示，当快速压下活塞时，我们会发现浸有乙醚的小块棉 燃烧
起来。

筒中气体可视为理想气体，关于筒中气体被压缩的过程 花燃烧
前），下列说法正确的是
A.气体的压强增大
B •气体对外界做正功
C •气体分子的平均动能增大
D.单位时间内气体分子与单位面积器壁的碰撞次数减少 8 .如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，其电压瞬时值的表达式为
u 220.2sin100 t V ，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 ^和L ?，其额定
电压均为5V,假设输电线的电阻不计，两灯泡的电阻恒定不变。

当断开开关
K 时, 灯泡L !正常发光。

当接通开关 K 时，下列说法正确的是
A.通过两灯泡的电流的频率都
B •灯泡L 变暗
C. 原、副线圈的匝数比为22:
D. 理想变压器的输入功率变为
2倍 9. 如图所示，a b 、c 是均匀介质中x 轴上的三个质点，相邻两质点的间距分别为 ad 2m 和bc 4m 。

一列简谐横波以1m/s 的波速沿x 轴正方向传播，在t=0时刻 到达质点a 处，且质点a 由平衡位置开始向下运动。

t 3s 时，质点a 第一次到达最 A. 4: 3
B. 4: 5
C. 3: 5
D. 3: 4
花会 （棉 为 50Hz 1 原来的
高点。

下列说法正确的是
A. 该简谐横波的波长为2 m
B. 该简谐横波的周期为4 s
C. 在t=5 s 时，质点b 恰好到达最低点
D. 当质点c 向下运动时，质点a 一定向上运动
10. 如图甲所示，学习之余有些同学偶尔将圆珠笔竖直倒立在桌面上， 用力向下压， 释放后让圆珠笔竖直弹起。

此过程可简化为以下模型：如图乙所示，质量为 m 的物 块放置在轻弹簧上端，静止时弹簧的压缩量为 x o 。

用力向下压物块，使弹簧的压缩 已知弹簧始终处于弹性限度内，弹簧
的弹性势能满足E p - kx 2 （ k 为弹
p 2
簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量），
不计空气阻力，重力加速度为go 在弹
簧恢复原长的过程中，下列说法正确
的是
B. 物块的加速度一直在减小
C. 弹簧恢复原长时物块的机械能最大
D 物块获得的最大速度为阪
量为3x o ，释放后物块将向上运动
A.弹簧的劲度系数k mg X o 甲 乙
三、实验题：本题共2小题，共15分。

把答案写在答题卡中指定的答题处。

11. （6分）某探究小组利用数字信息系统测一节干电池的电动势和内阻，所用实验电路图如图甲所示。

其中定值电阻R o 0.5 , R为滑动变阻器，电流传感器和电压传感器可视为理想电流表和理想电压表。

电流传憋器
电压传感器
甲
（1）某同学根据实验测得的路端电压U与对应电流I的对应值描出多个点（用“X 表示）,
这些点的拟合曲线如图乙所示，由此得到电源的电动势为__________ V（小数点后保留
2位），内电阻为______ （小数点后保留1位）
⑵根据图乙得到的数据，可以推测实验中选用的滑动变阻器的型号较合理的是
___________ （填正确答案标号）
A. 0~5
B. 0~20
C. 0~50
D. 0~200
12. （9分）某实验小组用如图所示的装置测量当地的重力加速度g。

轻绳的一端固定在O点，另一端拴接着一小球，在O点接有一力传感器并实时将数据传给电脑。

现
通过打击小球使小球获得一初速度，并在竖直平面内做圆周运动, 用电
脑绘出轻绳张力随时间变化的图像，图像显示张力的最大值
为F1，最小值为F2。

（1）要想测出当地的重力加速度，还需要的器材及需要测量的物理
量有__________ （填正确答案标号）。

A.天平，小球的质量m
B.刻度尺，摆线的长度L
C•螺旋测微器，小球的直径d
D. 秒表，小球运动n周所用的时间t
(2) 当地的重力加速度g= ________ ［用题中已知量及(1)中测量量表示］。

(3) 若把此装置放入绕地球做匀速圆周运动的卫星中来测量小球的质量，此时力传感
器的示数大小不变恒为F，可选用的器材和测量的物理量有 __________ ［选填(1)中四个选项的标号］，小球的重量m= _______ 。

_
四、计算题：本题共4小题，共45分。

把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13. (8分)弹弓是很多人泯灭不了的童年回忆，现在弹弓已进入了国际比赛，2020年6月21日首届弹弓世界杯就在意大利佩鲁贾举行。

在某个项目中，选手站在某处用小球A射击放置在竖直杆MN顶端的小球B,两球恰好发生对心碰撞。

小球A碰前的速度水平，大小为110m/s。

碰后小球B落到水平地面上的C点，C点与杆的水
平距离为L NC 10m。

已知竖直杆的高度H=5 m小球A的质量为m 50g，小球B
的质量为m2 50g，小球A离开弹弓时距离地面的高度为h 1.6m，两球均可视为
质点，不计空气阻力和小球A在弹出过程中的高度变化，取g 10m/ s2，求:
(1)小球A落地点与竖直杆底端的水平距离;
⑵弹弓对小球A做的功
14. (10分)如图所示，在水平面上固定有两光滑平行金属导轨，间距L=0.5m，电阻不计。

导轨的左端接有一只标注“ 3V 3W的小灯泡，灯泡电阻保持不变。

一金属棒ab 垂直放置在导轨上，其有效阻值为r 1 ，质量为m 0.01kg。

整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T。

垂直于金属棒ab施加一水平恒力F，使其由静止开始运动。

一段时间后小灯泡正常发光，且以后亮度不再发生变化。

(1) 求小灯泡正常发光时，金属棒ab运动的速率；
(2) 金属棒运动4 m时已经匀速，求金属棒在此过程中产生的热量。

15．(12 分) 北京欢乐谷游乐场的“天地双雄”是亚洲唯一的双塔太空梭，乘客能通过它体验强烈的失重、超重感觉。

该设施先把乘有十多人的座舱送到40m高的地方, 然后让座舱自由落下，当座舱落到离地面某一高度时启动制动系统，座舱做匀减速运动且到地面时刚好停止。

为估算该系统的一些数据,某同学在座舱内用弹簧测力计竖直悬挂一个质量为m1 50g 的钩码,发现在座舱制动过程中,弹簧测力计的示数为 1.00N。

取
g=10mKs2，空气阻力不计。

(1) 求制动系统开始启动时座舱离地的高度；
(2) 若环形座舱与该同学及游客的总质量m2 4 103kg ，求制动过程中制动系统的平均输出功率。

16. (15分)如图所示，一个带正电的粒子在加速电场中由静止开始加速，加速后从水平放置的两块平行金属板M N的中线射入，M板带正电、N板带负电，两板间还存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，且粒子沿直线通过金属板。

已知粒子的电荷量为q、质量为m加速电场电压为U。

平行金属板M N间距为L，电压也为U。

粒子穿出金属板后通过d点垂直于ab进入如图所示的bac区域，该区域内仅存在垂直纸面向里的匀强磁场，ad间的距离为3L，=30°，不计粒子重力。

(1)求平行金属板间的磁感应强度B的大小；
⑵若要使粒子不从ac边界射出，求bac区域内磁感应强度的最小值B,；
(3) 若bac区域内的磁感应强度大小为
8 mU
3L 2q
B2
，粒子在该磁场中的运动时间是
多少？
百师联盟2020届全国高三开学摸底大联考全国卷I
物理试卷参考答案一、单项选择题
1. C 【解析】匀减速直线运动的逆过程为初速度为零的匀加速直线运动，最后1s 内，由x丄at2，解得加速度a=2n^s2,由v2 2ax总•解得x总6.25m，故C正确。

2
2. B【解析】氢原子向低能级跃迁时，核外电子的电势能减小、动能增大，A错误；当光照射到金属表面时，核外电子从金属表面逸出，形成光电子，B正确；发生衰
变时的电子来源于中子转化为质子时所产生的电子，C错误；汤姆孙发现了电子，
但精确测出电子电荷量的是密立根，D错误。

3. 【解析】a、b两点的电场强度方向不同，A错误；由点电荷的电场强度公式E k-Q2
r 可知，b点的电场强度比c点的大，B错误；由于点电荷的等势面是以点电荷为球心的球面.所以a点与b点电势相同，C正确；负点电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，所以b点电势比c点低，D错误。

4. D【解析】由题图可知。

光源1所发光的临界角较大，所以其折射率较小，频率
较小，在真空中的波长较长，更容易发生衍射现象。

A、B错误：由v -可知，在
n
水中光源1所发光的传播速度大于光源2所发光的传播速度，C错误；由折射定律可分别求得n运，n2亦，所以“ J— . D正确。

“2 V 5
5. A【解析】嫦娥四号探测器从环月圆轨道I变化到环月椭圆轨道U上需要在P点减速，A正确；由牛顿第二定律得a 翌，则嫦娥四号探测器在圆轨道I上P直的
r
加速度等于在椭圆轨道U上P点的加速度.B错误；在椭圆轨道U上从P点运动到Q 点，只有万有引力做功，嫦娥四号探测器的机械能不变，C错误；在动力下降阶段，由F万学知嫦娥四号探测器所受万有引力逐渐增大，D错误。

r
6. A【解析】由于小球P、Q的连线恰好为大圆环的水平直径，贝U大圆环对小球P、
Q的弹力恰好水平向外，而O点固定的是一光滑圆环，贝U轻绳对小球P、Q的拉力大
小相等，受力分析如图所示。

对小球P 有m P g F T
COS ，对小球Q 有m Q g F T sin
4
-，故A 正确。

3
二、多项选择题
7. AC 【解析】向下压活塞对气体做功，由于下压时间较短，不考虑热传递，由热力 学第一定律知，内能增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，
B 错误，
C 正确；
由理想气体状态方程■pV C 知，气体压强增大，A 正确；由于分子平均速率变大， 气体体积减小，单位时间内气体分子与单位面积器壁的碰撞次数增加，
D 错误。

8. A 【解析】由电压的瞬时值表达式知交流电的频率为 50Hz,变压器不改变频率.所 以通过灯泡电流的频率也为 50Hz 。

A 正确；开关K 断开时灯泡L i 正常发光，且灯泡 的电阻不变，闭合开关 K 后原线圈的电压不变，原、副线圈的匝数不变.则灯泡两 端的电压不变，故两灯泡均正常发光，
B 错误；灯泡正常发光说明副线圈的电压为
5V.由电压与匝数的关系知 2 Ui 44，C 错误；开关K 接通前一个灯泡正常发光，
n 2 U 2
1
接通后，两灯泡均正常发光，变压器的输入功率应变为原来的 2倍，D 正确。

9. BD 【解析】质点a 从t=0时刻由平衡位置开始向下运动.在t=3s 时第一次到达 最高点，可知质点振动的周期为 4s .则简谐横波的周期也为 4s . B 正确；波长为
vT 4m , A 错误；波在同一均匀介质中匀速传播，从a 传到b 的时间为t - =2S ，
v 3
在t=5s 时，质点b 振动了 3S ，恰好到达最高点，C 错误；由于ac 间距d 6m -，
2
则匹
miQ
COS
sin
则质点a 向下运动时，质点a 一定向上运动，D 正确
10. AC 【解析】由胡克定律得kx o mg ，解得k mg , A 正确；弹簧的压缩量从3x o X o
减小到X o 的过程中，弹簧弹力减小但一直大于物块重力，故物块加速度减小，之后 在弹簧恢复原长过程中，弹簧弹力继续减小且小于物块重力，故物块加速度反向增 大，B 错误；从弹簧的压缩量为3x 0到恢复原长的过程中，弹力一直做正功，物块的 机械能一直增大。

所以在弹簧恢复原长时物块的机械能最大， C 正确；物块再次到
达平衡位置时，加速度为零，速度最大，由能量守恒
1 2 1 1 k 3x o kx o mgg2x o
mv 2，解得 v 2 gX o ，D 错误。

2 2 2
三、实验题
11. （1）1.50（1.49 〜1.51 均可）（2 分）0.5（2 分）（2） C （2 分） 【解析】⑴由U — (R o +r)l+E 知U-I 图像在纵轴上的截距为 E ,即E=1.50V 。

由图 乙的斜率可知r R o
1.50 1.00
1.00 ，得r=0.5 。

⑵ 由图乙中的数据(0.05A,
0.50
1. 45V)知此时滑动变阻器的阻值为R 145
29 ，应选择总阻值为50的滑动
0.05
变阻器，故C 正确。

12. （1）A （2 分）
（2）（3 分） 6m
2
【解析】(1)小球运动到最低点时，由牛顿第二定律得
F 1 mg m^ ;小球运动到
r
2
最高点时，由牛顿第二定律得
F 2 mg m V2 ;从最高点到最低点由动能定理得
r
mgg2r ^m f - mv f ，联立解得R F ? 6mg ，则g 吕一&，故还需测出小球质
2 2 6m
（3）BCD （2 分）
Ft 2
2n 2 2 2L
量m 故A 正确。

⑵ 由⑴知当地重力加速度g 的表达式为g。

⑶若将此
6m
装置放入人造卫星中，系统处于完全失重状态，天平不可用，小球做匀速圆周运动。

绳长度L 、小球直径d 以及小球运动n 周所用时间t 。

四、计算题
13 . (1)6m (2) 1.2J
【解析】(1)小球B 碰后做平抛运动，在竖直方向上有 H -gt 2。

①
2
水平方向上有L N C V B t 小球A 、B 碰撞过程动量守恒
m i V i m h v A m 2v B
③ 小球
A 落地点与竖直杆底端的水平距离为
x v A t
④ 解得x 6m
(2)小球A 弹出后，由能量守恒定律得
E ko m i g H h 1 me ；
2
解得 E KO 4.2J
由动能定理知，弹弓对小球 A 做的功为4. 2J 评分参考：本题共8分，①〜⑧式各1分。

14. (1)8m/s
(2)0.42J
【解析】(1)小灯泡正常发光时I P U
灯泡的电阻R=U
I
由闭合电路欧姆定律得E=E(R+r)
金属棒ab 切割磁感线产生的电动势E=BLv
由牛顿第二定律得F
mg L £ g
Ft 2
2n 2 2
2L —，故需测量轻 d
⑤
⑥
⑦ ⑧
①
②
③ ④
由①②③④得v=8m)/s ⑤(2)由小灯泡正常发光后亮度不再发生变化，金属棒
做匀速运动可知水平恒力F=BIL ⑥
由能量守恒定律得Fx 1mv2 Q ⑦
2
金属棒ab产生的热量Q r—Q ⑧
R r
由①⑥⑦⑧得Q r 0.42J ⑨ 评分参考：本题共10分，⑦式为2分，其余各式均为1分.
15 . (1)20m (2)8 X 105W
【解析】(1)设座舱离地高度为h时启动制动系统，此时速度大
小为v,
加速度的大小为a。

启动制动系统，对钩码由牛顿第二定律得
F m i g m1a
自由下落阶段v22g H h
启动制动系统后0 v22ah
由①②③得h=20m v=20m/s
(2)设制动时间为t，在制动阶段:
由动能定理m2gh W 0 - m2v2
2
由运动学公式0 v at
制动系统输出的平均功率P -
t
由①④⑤⑥⑦得P=8X 105W
评分参考：本题共12分，①②③⑤式各2分，其余各式1分。

16.(1) 1 . mU⑵4
¥⑶
L, 2m l_Y 2q l_Y 2q
8 YqU
【解析】(1)在加速电场中。

由动能定理得
1 2
qU mv 0 ①2
制动过程的
④
⑤
⑥
⑦
⑧
在两极板间粒子做直线运动，由平衡条件得
(2)粒子运动轨迹In图所示，由几何关系
L r sin r
2
对粒子由牛顿第二定律得
⑥
(3) 由牛顿第二定律得
2
v
qvB2 m r
解得r 3 L
4
粒子运动轨迹如图所示
由几何关系得60°
⑨
粒子在bac区域运动的时间
1 2 m
t
6 qB2
评分参考：本题共15分，①②④⑤式为2分，其余各式均为1。