2019-2020学年云南省昆明市高三(上)期中物理试卷

2019-2020学年云南省昆明市高三（上）期中物理试卷
一、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
1．（6分）以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是（）
A．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量
C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少6个
D．Bi的半衰期是5天，12g Bi经过15天后衰变了1.5g Bi
2．（6分）甲、乙两物块在同一直线上运动的x﹣t图象如图所示，乙物块做匀变速运动，加速度大小为0.2m/s2，两图线相切于坐标点（5s，﹣3m），下列说法正确的是（）
A．前5s内甲、乙的运动方向一直相反
B．t＝5s时甲、乙相遇且速度相同
C．乙的初速度大小为1.8m/s
D．t＝0时甲、乙相距2.8m
3．（6分）如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°，此时悬线的张力为F．若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是（）
A．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
B．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
C．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
D．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
4．（6分）半径为R的某均匀球形天体上，两“极点”处的重力加速度大小为g，“赤道”处的重力加速度大小为“极点”处的．已知引力常量为G，则下列说法正确的是（）
A．该天体的质量为
B．该天体的平均密度为
C．该天体的第一宇宙速度为
D．该天体的自转周期为2π
5．（6分）如图所示的电路中电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C，闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为△U，电流表示数的变化量为△I，则（）
A．电压表示数U和电流表示数Ⅰ的比值不变
B．变化过程中△U和△I的比值增大
C．电容器的电荷量增加，增加量为C△U
D．电阻R0两端电压减小，减小量为△U
6．（6分）如图（a）所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于木板向上、大小为F＝8N的力作用下加速度与倾角的关系．已知物块的质量m＝1kg，通过DIS实验，描绘出了如图（b）所示的加速度大小a与倾角θ的关系图线（θ＜90°）．若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s2．则下列说法中正确的是（）
A．由图象可知木板与水平面的夹角处于θ1和θ2之间时，物块所受摩擦力一定为零
B．由图象可知木板与水平面的夹角大于θ2时，物块所受摩擦力一定沿木板向上
C．根据题意可以计算得出物块加速度a0的大小为6 m/s2
D．根据题意可以计算当θ＝45°时，物块所受摩擦力为F f＝μmgcos 45°＝N
7．（6分）如图所示，ABCD是固定在地面上、由同种金属细杆制成的正方形框架，框架任意两条边的连接处平滑，
A、B、C、D四点在同一竖直面内，BC、CD边与水平面的夹角分别为α、β（α＞β），让套在金属杆上的小环从
A点无初速释放．若小环从A经B滑到C点，摩擦力对小环做功为W1，重力的冲量为I1；若小环从A经D滑到C点，摩擦力对小环做功为W2，重力的冲量为I2，则（）
A．W1＞W2B．W1＝W2C．I1＞I2D．I1＝I2
8．（6分）如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R．垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如乙图所示。

在0～t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。

乙图中t0、F1、F2为已知，棒和轨道的电阻不计。

则（）
A．在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动
B．在t0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动
C．在0～t0时间内，导体棒的加速度大小为
D．在0～t0时间内，通过导体棒横截面的电量为
二、填空题（共4小题，每小题5分，满分47分）
9．（5分）光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。

当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。

现利用如图所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其中NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出），间距为x。

小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2
（1）该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，需保持M m（填“＞”“＜”“＝”“＞＞”
或“＜＜”），这样做的目的是；
（2）用测得的物理量x、d、t1和t2计算加速度的表达式为a＝；
10．（10分）热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）．正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值越大，负责温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值越小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中．某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻R x（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点，如图所示．
A．电流表A1（量程100mA，内阻约1Ω）B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）D．电压表V2（量程15.0V，内阻约10kΩ）
E．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）F．滑动变阻器R′（最大阻值为500Ω）
G．电源E（电动势15V，内阻忽略）H．电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选
择必需的器材，应选择的器材为电流表；电压表；滑动变阻器．（只需填写器材前面的字母即可）
②请在所提供的器材中选择必需的器材，在图1虚线框内画出该小组设计的电路图．
③该小组测出热敏电阻R1的U﹣I图线如图2曲线I所示．请分析说明该热敏电阻是热敏电阻（填PTC
或NTC）．
④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U﹣I图线如图2曲线II所示．然后又将热敏电阻R1、R2分别与
某电池组连成电路如图3所示．测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A，则该电池组的电动势为V，
内阻为Ω．（结果均保留三位有效数字）
11．（12分）如图所示，坐标平面第1象限内存在大小为E＝3×105N/C、方向水平向左的匀强电场，在第II象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。

质荷比＝4×10﹣10kg/C的带正电的粒子，以初速度v0＝2×107m/s从x轴上的A点垂直x轴射入电场，OA＝0.15m，不计粒子的重力。

（1）求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离：
（2）若要使粒子不能进入第三象限，求磁感应强度B的取值范围（不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况）。

12．（20分）如图1所示，一倾角为θ＝37°、高为h＝0.3m的斜面固定在水平面上，一可视为质点质量为m＝1kg，带电荷量q＝+0.02C的物块放在斜面顶端，距斜面底端L＝0.6m处有一竖直放置的光滑半圆轨道，半径为R＝0.2m，半圆轨道底端有一质量M＝1kg可视为的质点的绝缘小球，半圆轨道底端与斜面底端之间存在如图2所示的变化电场（水平向右为正方向，图1中O点对应坐标原点，虚线与坐标轴轴围成的图形是椭圆一部分，椭圆面积公式S＝πab，a、b分别为半长轴和半短轴）。

现给物块一沿斜面向下的初速度，物块运动到半圆轨道处与小球发生对心弹性碰撞，不计物块经过斜面底端时的能量损失，已知物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80。

（1）若小球不脱离半圆轨道，求物块在斜面顶端释放的初速度范围；
（2）若小球能通过最高点，并垂直打在斜面上，求小球离开半圆轨道时的速度及小球打在斜面上的位置。

（15分）[物理——选修3-3」
13．（5分）关于扩散现象，下列说法正确的是（）
A．温度越高，扩散进行得越快
B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
14．（10分）如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面100cm不变，因上部混有少量的空气使读数不准，当气温为27℃时，实际大气压计为76cmHg，而该气压计读数为70cmHg，求：
（1）若在气温为27℃时，该气压计测得的气压读数为64cmHg，则此时实际气压为多少cmHg？
（2）若在气温为﹣3℃时，该气压计中水银柱高度变为73cm，则此时实际气压应为多少cmHg？
[物理-选修3-4]
15．一列简谐横波，在t＝0.6s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为﹣1cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是（）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是m/s
C．从t＝0.6 s开始，紧接着的△t＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m
D．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置
E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30 m的障碍物，不能发生明显衍射现象
16．如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R＝0.5m的四分之一的圆周，圆心为O，已知AD＝光线从AB面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后射向O点，恰好不会从BC面射出。

求：
①该棱镜的折射率n；
②光线在该棱镜中传播的时间t（已知光在空气中的传播速度c＝3.0xl08m/s）。

2019-2020学年云南省昆明市高三（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、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
1．【解答】解：A、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故A错误；
B、光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有
动量，故B正确；
C、放射性原子核经过次α衰变，则中子数减小2，而一次β衰变，中子数减少1，所以某原子核经过一次α衰
变和两次β衰变后，核内中子数减少4个，故C错误；
D、Bi的半衰期为5天，12g Bi经过15天，即经过3个半衰期后剩下的Bi为：
，所以经过15天后衰变了10.5g Bi．故D错误；
故选：B。

2．【解答】解：AB、x﹣t图象的切线斜率表示速度，前5s内甲、乙的斜率一直为负，运动方向一直相同，故A错误。

B、t＝5s时甲、乙斜率相同，位移、时间都相同，所以t＝5s时甲、乙相遇且速度相同。

故B正确。

C、由甲图线知t＝5s时，速度为﹣0.6m/s，乙物块做匀变速运动，由v＝v0+at，得乙的初速度大小为1.6m/s，
故C错误。

D、由x＝x0+v0t+at2，代入（5s，﹣3m）及v0的值，可得x0＝2.5m，故D错误。

故选：B。

3．【解答】解：要使悬线拉力为零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，
根据左手定则可以判断，电流方向应沿顺时针方向，
根据力的平衡F＝BI•R，求得I＝，故A正确，BCD错误；
故选：A。

4．【解答】解：在两极点处有：，解得该天体的质量为：，故A错误；
该天体的平均密度为：，故B错误；
由，解得该天体的第一宇宙速度为：，选项C错误；
在赤道处有：，解得该天体的直转周期为，故D正确。

故选：D。

5．【解答】解：
A、由图知，＝R，R增大，则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大。

故A错误。

B、根据闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣I（R0+r），由数学知识得知，＝R0+r，保持不变。

故B错误。

C、闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，U增大，电容器的电荷量增加，增加量为C△U，故C正确。

D、闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R0两端的电压减小，
R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于△U．故D错误。

故选：C。

6．【解答】解：AB、根据图象可知，当斜面倾角为θ1时，摩擦力沿斜面向下，当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上，则夹角大于θ2时，物块所受摩擦力一定沿木板向上；当斜面倾角在θ1和θ2之间时，物块处于静止状态，但摩擦力不一定为零，故A错误，B正确；
C、当θ＝0°时，木板水平放置，物块在水平方向受到拉力F和滑动摩擦力f作用，已知F＝8N，滑动摩擦力f
＝μN＝μmg，所以根据牛顿第二定律物块产生的加速度：，故C正确；
D、当θ＝45°时，重力沿斜面的分量，
最大静摩擦力f m＝μmgcos45°＝，因为8﹣＜，所以此时物块处于静止状态，受到静摩擦力，则f＝8﹣5，故D错误。

故选：BC。

7．【解答】解：AB、小环从A经B滑到C点，摩擦力对小环做功：
W1＝μmgcosβ•s AB+μmgcosα•s BC，
小环从A经D滑到C点，摩擦力对小环做功：
W2＝μmgcosα•s AD+μmgcosβ•s DC，
又因为s AB＝s BC＝s AD＝s DC，
所以摩擦力对小环做功：W1＝W2，故A错误，B正确；
CD、根据动能定理可知，mgh﹣W f＝m，
因为两次重力做功和摩擦力做功都相等，
所以两次小环到达C点的速度大小相等，
小环从A经B滑到C点，根据牛顿第二定律可得，
小环从A到B的加速度：a AB＝gsinβ﹣μgcosβ，
小环从B到C的加速度：a BC＝gsinα﹣μgcosα，
同理，小环从A到D的加速度：a AD＝gsinα﹣μgcosα，
小环从D到C的加速度：a DC＝gsinβ﹣μgcosβ，
又因为α＞β，所以a AB＝a DC＜a BC＝a AD，
其速度时间图象如图所示：
由图象可知，t1＞t2，由I＝mgt得，
则重力的冲量：I1＞I2，故C正确，D错误。

故选：BC。

8．【解答】解：AB、因在o﹣t0时间内棒做匀加速直线运动，故在t0时刻F2大于棒所受的所受的安培力，在t0以后，外力保持F2不变，安培力逐渐变大，导体棒做加速度越来越小的加速，当加速度a＝0，即导体棒所受安培力与外力F2相等后，导体棒做匀速直线运动，故A错误，B正确
C、D 设在0﹣t0时间内导体棒的加速度为a，导体棒的质量为m，t0时刻导体棒的速度为v，通过导体棒横截
面的电量为q，则有：
a＝…①
…②
F1＝ma…③
q＝…④
△Φ＝B△S＝BL…⑤
由①②③解得：a＝，故C错误
由②③④⑤解得：q＝，故D正确
故选：BD。

二、填空题（共4小题，每小题5分，满分47分）
9．【解答】解：（1）实验中我们认为：mg＝Ma，而实际上是：mg＝（M+m）a，因此只有当M＞＞m时，小车所受合外力大小等于mg。

因此这样做的目的是小车所受合外力大小等于（或约等于）mg。

（2）通过光电门的测量我们计算出了通过光电门1的速度为：v1＝，
通过2时的速度为：v2＝，
因经过1、2时的距离x，
根据：v22﹣v12＝2ax，
解得：a＝＝。

故答案为：（1）＞＞；小车所受合外力大小等于（或约等于）mg；（2）。

10．【解答】解：①由于实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器E以方便调节；
根据电源电动势为15V可知电压表应选D；
电压表的最小电压应为量程的即5V，常温下热敏电阻的电阻为10Ω，所以通过热敏电阻的最小电流应为I m＝A＝0.5A，所以电流表应选B；
②由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，电路图如图所
示：
③根据U＝RI可知，图象上的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值大小，从图线Ⅰ可知电阻各点与原点连
线的斜率逐渐增大，所以电阻随电压（温度）的增大而增大，即电阻是正温度系数，所以该热敏电阻是PTC；
④在闭合电路中，电源电动势：E＝U+Ir，由图2曲线II所示可知，电流为0.3A时，电阻R1两端电压为8V，
电流为0.60A时，电阻R2两端电压为6.0V，则：E＝8+0.3r，E＝6+0.6r，解得：E＝10.0V，r＝6.67Ω；
联立以上两式解得：E＝10.0V，r＝6.07Ω
故答案为：①B，D，E；
②如图
③PTC
④10.0，6.07
11．【解答】解：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，
粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y，
则：s OA＝at2，
加速度：a＝，
电场强度：E＝，
位移：y＝v0t，
解得：a＝7.5×1014 m/s2，
t＝2.0×10﹣8 s，y＝0.4 m；
（2）粒子经过y轴时在电场方向的分速度为：
v x＝at＝7.5×1014×2.0×10﹣8＝1.5×107 m/s，
粒子经过y轴时的速度大小为：v＝，解得：v＝2.5×107 m/s，
与y轴正方向的夹角为θ，θ＝arctan＝arctan＝37°，
要使粒子不进入第三象限，如图所示，
此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，则：R+Rsinθ≤y，
由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：B≥4×10﹣2T；
答：（1）粒子经过y轴时的位置到原点O的距离为0.4m：
（2）若要使粒子不能进入第三象限，磁感应强度B的取值范围是：B≥4×10﹣2T。

12．【解答】解：（1）当小球运动到半圆轨道与圆心等高处速度为零时，对物块从开始运动到与小球碰撞前，由动能定理有：
分析题图2可知
物块与小球碰撞时，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有：
mv＝mv1+Mv2，
由机械能守恒有：
对小球，由能量守恒有：
解得
物块与小球恰能碰撞时，由动能定理有
解得
当小球恰能通过最高点时，由圆周运动知识可得
小球从最低点运动到最高点的过程，根据动能定理得
解得
综上所述，物块在斜面顶端释放的初速度范围为或。

（2）小球离开最高点后，做平抛运动，设小球离开最高点时速度为v4，则有
水平方向有x＝v4t
竖直方向有
又垂直打在斜面上，则
设打在斜面上位置的高度为h'，则由几何知识可得
代入数据联立可得，故小球恰好垂直打在斜面的底端。

答：（1）物块在斜面顶端释放的初速度范围为或；
（2）小球离开半圆轨道时的速度是m/s；小球恰好垂直打在斜面的底端。

（15分）[物理——选修3-3」
13．【解答】解：A、不同物质相互进入对方的现象叫扩散，是由于分子无规则运动产生的，温度越高扩散进行得越快，故A正确；
BC、扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，没有发生化学反应，故B错误，C正确；
D、扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；
E、扩散是由于分子的无规则运动产生的，与液体的对流无关，故E错误。

故选：ACD。

14．【解答】解：（1）根据玻意耳定律，有
其中：，；
解得：
外界气压64cmHg+5cmHg＝69cmHg
（2）根据理想气体状态方程
其中，，
（cmHg），，
解得：p＝79cmHg
答：（1）若在气温为27℃时，该气压计测得的气压读数为64cmHg，则此时实际气压为69cmHg；
（2）若在气温为﹣3℃时，该气压计中水银柱高度变为73cm，则此时实际气压应为76cmHg．
[物理-选修3-4]
15．【解答】解：A、由乙图读出t＝0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向。

故A正确。

B、由甲图读出该波的波长为λ＝20m，由乙图周期为：T＝1.2s，则波速为：v＝＝m/s＝m/s。

故B
正确。

C、因△t＝0.6s＝0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t＝0.6s，A质
点通过的路程是：S＝2A＝2×2cm＝4cm。

故C错误；
D、图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置，故D正
确。

E、由于该波的波长为20m，则若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物时，两者相关不大，也能发生
明显衍射现象，故E错误。

故选：ABD。

16．【解答】解：①光线在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C
则sinC＝
在AB界面上发生折射，折射角θ2＝90°﹣C
由折射定律：＝n
由以上几式解得：n＝
②光在棱镜中的传播速度：v＝＝×108m/s
光在棱镜中的传播路程为：＝0.8m
光线在该棱镜中传播的时间：＝
答：①该棱镜的折射率；
②光线在该棱镜中传播的时间。