2019-2020年高三第一次全国大联考(山东版)物理试题含解析.doc

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2019-2020年高三第一次全国大联考（山东版）物理试题含解
析
A ．A
B B ．A B
C ．12m >
D ．12m m < 【答案】AC
考查共点力平衡 力的正交分解
【解析】对整体，βαcos cos B A T T =，由于βα>，有βαcos cos <，得B A T T >，A 正确，B 错；对1m 和2m 竖直方向受力平衡，g m T g m
T B A 21sin ,sin ==βα，得21m m >，C 正确，D 错。

【思路点拨】本题比较两个拉力大小关系时，根据整体水平方向合力为0，比较两个物体的质量大小时，应用隔离法，根据隔离体竖直方向合力为0分析。

15．如图甲所示的电路中，理想变压器中，电流表、电压表均为理想电表，R 是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)。

S 处于断开，发电机输出如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是（ ）
A ．0.01s 时，发电机线圈恰好处于中性面上
B ．照射R 的光变强时，灯泡L 1变暗
C ．照射R 的光变强时，电压表，电流表的示数均变大
D ．闭合S 时，变压器的输入功率增大
【答案】AD
考查变压器 交变电流的图象
【解析】0.01s 时，感应电流为0，发电机线圈恰好处于中性面上，A
正确；照射R 的光变强时，电阻变小，副线圈电压不变，电路中电流变大，灯泡L 1变亮，BC 错；闭合S 时，电阻变小，副线圈电压不变，电流变大，输出功率UI P =变大，变压器的输入功率增大，D 正确。

【思路点拨】副线圈的电压由原线圈电压及匝数比共同决定，与负载的变化无关，而原线圈的输入功率和输入电流随着副线圈功率、电流的变化而变化。

16．如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v 向右匀速通过一正方形abcd 磁场区域，ac 垂直于导轨且平行于导体棒，ac 右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从M 经R 到N 为正方向，安培力向左为正方向） （ ）
【答案】AC
【解析】导体棒在左半区域时，根据右手定则，通过棒的电流方向向上，电流M 经R 到N 为正值，且逐渐变大，导体棒在右半区域时，根据右手定则，通过棒的电流方向向下，电流为负值，且逐渐减小，且满足经过分界线时感应电流大小突然加倍，A 正确，B 错；第一段时间内安培力大小2L BIL F ∝=，第2段时间内2
2L BIL F ∝=，C 正确，D 错。

【思路点拨】解决电磁感应图象问题的最有效的方法是淘汰法和定性分析的方法，如图象是直线还是曲线，数值变大还是变小，是正值还是负值等。

17．2012年4月16日天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。

“土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，二者几乎成一条直线。

该天象每378天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，根据我们日常生活知识可知（ ）
A.土星公转的速率比地球大
B.土星公转的向心加速度比地球小
C.土星公转的周期约为1.1×104天
D.假如土星适度加速，有可能与地球实现对接
【答案】BC
考查开普勒定律 【解析】根据题意，土星到太阳的距离大于地球到太阳的距离，22
2r
v m r Mm G =，r GM v =，A 错；向ma r Mm G =2，a =向2
GM r ，B 正确；设土星公转的周期为T ，则有1378365378=-T ，得4101.1⨯=T 天，C 正确。

假如土星加速，将做离心运动，不可能与地球实现对接，D 错。

【思路点拨】土星冲日现象每378天发生一次的含义是，每经378天，地球比土星绕日多转一圈。

18.如图甲所示，两个点电荷Q 1、Q 2固定在x 轴上，其中Q 1位于原点O ，a 、b 是它们连线延长线上的两点。

现有一带正电的粒子q 以一定的初速度沿x 轴从a 点开始经b 点向远处运动（粒
子只受电场力作用），设粒子经过a ，b 两点时的速度分别为v a 、v b ，其速度随坐标x 变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）
A ．b 点的场强一定为零
B ． Q 2带负电且电荷量小于Q 1
C ．a 点的电势比b 点的电势高
D ．粒子在a 点的电势能比b 点的电势能小
【答案】AC
电场力的性质和能的性质
【解析】速度时间图象图线斜率表示加速度，L 3处图线的切线水平，加速度为0，b 点的场强一定为零，根据从a 点开始经b 点向远处运动先加速后减速知，1Q 带负电，2Q 带正电，A 正确，B 错；a 点的动能比b 点的动能小，a 点的电势能比b 点的电势能高，且运动电荷为正电荷，所以a 点的电势比b 点的电势高，C 正确，D 错。

【思路点拨】本题可以根据b 点的场强为零判断两个电荷的电荷量大小， 即222211
r Q k r Q k =，
得21Q Q >，但因为定性判断即可排除B 选项，故不需要通过定量计算比较两个电荷的电荷量大小。

19．在直角坐标系xOy 中，x 轴上方有磁感强度为B 匀强
磁场，在x 轴下方有电场强度为E 的匀强电场。

从M 点
以一定的初速度水平射出一带正电粒子恰好经坐标原点
O 到达N ，如图所示，已知M 点的标坐标为-a ，且MN
两点关于坐标原点对称，粒子经O 点时速度恰好与水平
成45°角，则下列说法正确的是（ ）
A ．粒子从M 运动到O 的时间与从O 运动到N 的时间相等
B
C ．M 点的纵坐标为1)a
D ．粒子到达N 点时的速度恰好水平
【答案】BC
考查带电粒子在组合场中的运动
【解析】如图所示，R y R -=︒45cos ，且a a R 245cos =︒
=，
得a y )12(-=，BC 正确，粒子在磁场中运动的时间
v
a v R T t 42281811ππ===，粒子在电场中运动的时间v
a v a t 245cos 2=︒=，显然粒子在电场和磁场中运动的时间不相等，A 错；假设在N 点速度水平，则竖直位移2245sin 2a t v y =︒=
'，这与MN 两点关于坐标原点对称相矛盾，D 错。

【思路点拨】带电粒子在磁场中的运动，一般需要建立包含半径在内的直角三角形，运用三角函数关系或勾股定理，而在电场中的运动，一般从类平抛角度分析。

20．如图甲所示，质量为M ＝2 kg 的木板静止在水平面上，可视为质点的物块(质量设为m )从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板．物块和木板的速
度—时间图象如图乙所示，g ＝10 m/s 2，结合图象，下列
说法正确的是（ ）
A ．可求得物块在前2 s 内的位移5m
B ．可求得物块与木板间的动摩擦因数0.2μ=
C ．可求解物块的质量m =2kg
D ．可求解木板的长度L=2m
【答案】AC
考查牛顿第二定律 速度时间图象
【解析】物块在前2 s 内的位移=⨯+⨯+=m x )1212
24(5m ，A 正确；由运动学图象知，两物体加速度大小相同，设物块加速度大小1a ，木板加速度大小2a ，则有21Ma ma mg ==μ，则kg M m 2==，C 正确，1=g μ，1.0=μ，B 错；由于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系，故无法求出板的长度，D 错。

【思路点拨】本题虽然不能求出板的长度，但可以确定板的长度的最小值，即两物体的相对位移（图象中三角形的面积）22
140=⨯=
m L m ，板的实际长度2≥L m 。

第Ⅱ卷(必做56分+选做l2分。

共68分)
【必做部分】
21．（6分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮：木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。

打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz 。

开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。

（1）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，其中每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），测量出了1、2和4、5计数点间距离如图所示。

根据图中数据计算的加速度a =________m/s 2（保留两位有效数字）。

（2）为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是___________。

A ．木板的长度L
B ．木板的质量m 1
C ．滑块的质量m 2
D ．托盘和砝码的总质量m 3
E ．滑块运动的时间t
（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ=________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）。

（4）该测量值与真实值相比 （填“偏大”，“偏小”，“准确”）。

【答案】（1）0.16 （2）CD （3）g m T x x m m g m 2212453233)(-+-=
μ （4）偏大
考查牛顿第二定律 【解析】(1)212453aT x x =-，得2/16.0s m a =
（2）滑块的质量m 2，托盘和砝码的总质量m 3，绳子的拉力T ，根据牛顿第二定律：a m T g m 33=-，a m g m T 22=-μ，两式联立可求得μ，故需要测出滑块的质量m 2，托盘和砝码的总质量m 3。

（3）根据a
m T g m 33=-，a m g m T 22=-μ及212453aT x x =-得g
m T x x m m g m 2212
453233)
(-+-=μ
（4）测量值这样计算：a m T g m 33=-，a m g m T 22=-μ，得g m a m m g m 2323)(+-=μ；考虑到纸带与限位孔间摩擦力的作用，真实值应这样计算：a m T g m 33=-，a m f g m T 22=-'-μ，联立得g
m f a m m g m 2323)(-+-='μ，故测量值大于真实值。

【易错警示】本题的实验装置与探究加速度与力和质量的关系的相同，注意线上的拉力并不等于砝码和托盘的重力。

22.（12分）某实验小组想通过实验测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：
待测干电池E(电动势约为1.5 V ，内阻约为3 Ω)
直流电流表A 1(量程0～0.6 A ，内阻约0.5 Ω)
直流电流表A 2(量程0～3 A ，内阻约0.1 Ω)
电压表V 1(量程0～2 V ，内阻约为2 000 Ω)
电压表V 2(量程0～6 V ，内阻约为6 000 Ω)
滑动变阻器R 1(最大电阻20 Ω，额定电流2 A)
滑动变阻器R 2(最大电阻200 Ω，额定电流1 A)
电阻箱R 3(最大电阻99.9 Ω，额定电流1 A)
开关、导线若干
（1）若用伏安法测电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精确度且便于调节，应选择的电流表是________，电压表是________，滑动变阻器是________。

（2）请将图甲中实物连接成实验电路．
（3）若用伏安法测电源电动势和内阻时，电流表现了故障，不能使用，实验小组如想方便且能较准确地进行测量，需将实验进行改进，只需去掉电流表，将上述器材中的________换成________即可．
（4）请在下框中画出改进后的实验电路图．
(5)实验小组在改进后的实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据，对所得数据进行处理后，在坐标纸上作出了如图乙所示图线．由图线得出：干电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留两位有效数字)
【答案】（1）A 1；V 1；R 1 （2）如图 （3）将滑动变阻器换成变阻箱
（4）如图 （5）1.7；2.5
考查实验测量电源的电动势和内电阻
【解析】（1）一节电池的电动势约1.5 V ，电压表用2V 的量程，选电压表V 1；本实验电流一般不超过0.5A ，故电流表选直流电流表A 1；滑动变阻器R 1调节方便，且额定电流也符合要求，故滑动变阻器选R 1。

（2）如右图
（3）将滑动变阻器换成变阻箱
（4）如图
（5）根据闭合电路的欧姆定律，r R U U E +=，即R E r E U 111⨯+=，图线的截距为E 1，据6.01=E ，得7.1=E V ，图线的斜率4
.06.0=E r ，得Ω=5.2r 【导师点睛】非常规图象，如R U -1或R
U 11-等图象，一般是根据闭合电路的欧姆定律写出关于纵坐标与横坐标间的函数关系式，分析图线斜率及截距的物理意义，然后求得某些物理量。

23．（18分）2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快要到十字路口时，
甲车司机看到黄灯闪烁，3秒黄灯提示后将再转为红灯．请问
（1）若甲车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18 m ，则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少？
（2）若甲、乙车相距0 2.4x m =，一前一后均以v 0＝15 m/s 的速度驶向路口，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车(乙车司机的反应时间Δt 2＝0.4 s ，反应时间内视为匀速运动)．已知甲车紧急刹车时产生的加速度大小分别为a 1＝5 m/s 2若甲车司机看到黄灯闪烁时车头距警戒线L ＝30 m ，要避免闯红灯，他的反应时间Δt 1不能超过多少？
（3）满足第（2）问的条件下，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，乙车刹车时的加速度2a 至少为多大？
【答案】（1）12m/s （2）0.5s （3）2/26.4s m
考查匀变速直线运动规律
【解析】（1）设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为v
，根据平均速度公式，
（3）由题意知，乙比甲提前0.1 s 开始减速，达到共同速度前由于总是乙的速度小，不会相撞，故需要保证达到共同速度后不相撞，即乙停止前不与甲相撞，4.2=-甲乙
x x ，即【思路点拨】若同一时刻后车的速度大于前车的速度，往往需要根据两车速度相等时的情况进行判断。

24.（20分）如图所示，在纸平面内建立的直角坐标系xoy ，在第一象限
的区域存在沿y 轴正方向的匀强电场．现有一质量为m ， 电荷量为e 的
电子从第一象限的某点P （L ，L 83）以初速度v 0沿x 轴的负方向开始运
动，经过x 轴上的点Q （L/4，0）进入第四象限，先做匀速直线运动，然
后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域，磁场左边界和上边界分别与y 轴、
x 轴重合，电子偏转后恰好经过坐标原点O ，并沿y 轴的正方向运动，不
计电子的重力．求：
（1）电子经过Q 点的速度v ；
（2）该匀强磁场的磁感应强度B
（3）从P 到O 运动的总时间t ．
【答案】（1）0220332v v v v y Q =+=，与水平方向的夹角︒=30θ （2）qL
mv B 034= （3）0032136v L v L t t t t π+=++= 考查带电粒子在组合场中的运动
【解析】（1）电子做类平抛运动，1043t v L =，1283t v L y =，得03
3v v y =，经过Q 点速度的大小02203
32v v v v y Q =+=，与水平方向的夹角θ，3
3tan 0==v v y
θ，︒=30θ （2）设带电粒子从M 点进入磁场，做圆周运动对应的圆
心为N 点，半径为R ,根据几何关系有L R R 2
130sin =︒+，得L R 61=，据qB m v R =，得qL
mv B 034= （3）从P 到O 运动的总时间t 可分为3段，电场中的类平抛；离开电场进入磁场前的匀速直线运动；进入磁场后的匀速圆周运动。

据
1043t v L =，得0143v L t =；Q 到磁场右边缘的距离R R R l 5.160cos 2=︒-=，00242330cos 5.1v L v R v R t Q ==︒=，0336360120v L T t π=︒︒=，0
032136v L v L t t t t π+=++= 【规律总结】本题中圆周运动的圆心一定在x 轴上，原因是末速度竖直向上，结合粒子进入磁场时速度的方向即可确定圆心的位置。

【选做部分】 注意事项：从37、38、39三个题目中选择一个题目作答．
37．（12分）【物理—物理3-3】
（1）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 。

a ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
b ．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
c ．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大
d ．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
（2）如图所示，一直立的气缸用一质量为m 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S 。

气体最初的压强为p 0/2，温度为T 0；气缸内壁光滑且气缸是绝热的。

开始活塞被固定，打开固定螺栓K ，活塞下落，经过足够长时间后活塞恰好停在气缸的中点B 处。

已知大气压强为p 0，重力加速度为g 。

求活塞停在B 点时封闭气体的温度为多少。

【答案】（1）bc （2）0001T SP mg SP T +=
考查热力学定律
【解析】（1）知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以算出一个分子占据的空间，但气体分子不是紧密排列，故a 错；悬浮在液体中的固体微粒越小，温度越高，布朗运动就越明显，b 正确；根据nRT PV =，c 正确；液面分子间既有引力也有斥力，d 错。

（2）根据理想气体的状态方程，10002)(2T H S S m g P T SH P +=，得00
01T SP mg SP T += 【思路点拨】本题第2问中，末态的压强是根据活塞平衡求得的，气体的温度、压强、体积均发生变化，故需要应用理想气体状态方程。

38．（12分）【物理—物理3-4】
（1）图甲为一列简谐横波在 t =0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置为x =1 m 处的质点，Q 是平衡位置为 x =4 m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则 。

a ．该波沿x 轴向左传播
b ．t =0.10 s 时，质点P 的速度方向向下
c ．t =0.10 s 时，质点P 的加速度逐渐减小
d ．若这列波的波源正在远离观察者，则观察者接收到的频率小于波源发出的频率
【答案】（1）cd （2）出射光线偏离原方向的角度为︒30；R AP AE 4
330sin =
⨯= 考查机械振动机械波和光的折射
【解析】（1）由图乙可知，0时刻Q 向上振动，说明波向右传播，a 错；波的周期0.20s ，t =0.10 s 时，质点P 的速度方向与0时刻时速度方向相反，方向向上，靠
近平衡位置，加速度减小，b 错，c 正确；根据多普勒效应，d 正
确。

（2）①如图所示，212sin ==R R
θ,设出射角α，3sin sin =θα，得︒=60α，︒=-=30θαγ，出射光线偏离原方向的角度为︒30
②如图，︒=30β，
23R DP OD ==,R OP OA AP 23=-=,R AP AE 4
330sin =︒⨯= 【易错警示】求光线在光屏形成的光斑到A 点的距离，由于不明确光斑的位置在A 点上方还是下方，可以先假设在某一位置，画出草图，计算后确定具体位置。

39．（12分）【物理—物理3-5】
（1）在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是 。

a ．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大
b ．
β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
c ．铀元素的半衰期为T ，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化
d ．查德威克发现了中子，其核反应方程为：n C H
e Be 101264
29
4+→+
（2）如图所示，圆弧形轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m 的物块B 与轻质弹簧栓接，静止在水平面上，弹簧右端固定，质量为3m 的物块A 从圆弧形轨道距离水平面高h 处由静止释放，与B 碰撞后推着B 一起向右运动。

求：
①与B 碰前A 的瞬时速度；
②弹簧的最大弹性势能。

【答案】（1）ad （2）gh v 2=；
mgh v m m E P 49)3(2121=+= 考查原子物理原子核物理机动量守恒定律
【解析】（1）氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，a 正确；β射线是从原子核辐射出了，不是原子外层电子电离出来的，b 错；半衰期不随外界因素的变化而变化，c 错；d 符合物理学事实，正确。

（2）①对A ，根据动能定理，232
13mv mgh =，得gh v 2= ②A 与B 碰撞后获得共同速度1v ，根据动量守恒，1)3(3v m m mv +=，AB 一起向右运动压缩弹簧，当AB 的速度为0时，弹性势能最大，竖直等于AB 作用后的动能，故mgh v m m E P 4
9)3(2121=+= 【易错警示】AB 的碰撞瞬间完成，碰撞过程有机械能损失。