拉萨市达标名校2020年高考一月质量检测物理试题含解析

拉萨市达标名校2020年高考一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
1．一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）
A．1
3
m/s B．3m/s
C．5m/s D．11m/s
2．某研究性学习小组在探究电磁感应现象和楞次定律时，设计并进行了如下实验：如图，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃板上，有两块相同的蹄形磁铁，相对固定，四个磁极之间的距离相等．当两块磁铁匀速向右通过线圈位置时，线圈静止不动，那么线圈所受摩擦力的方向是()
A．先向左，后向右B．先向左，后向右，再向左
C．一直向右D．一直向左
3．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，上端穿过小孔用手拉住。

现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力F N的大小变化情况是()
A．F不变，F N增大B．F减小，F N不变
C．F不变，F N减小D．F增大，F N减小
4．甲乙两车在水平地面上的同一位置同时出发，沿一条直线运动，两车均可看做质点，甲乙两车的速度时间图像如图所示，下列说法中正确的是（）
A．t=1s时甲车加速度为零
B．前4s内两车间距一直增大
C．t=4s时两车相遇
D．两车在前4s内的最大距离为5m
5．图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。

根据此图不能作出判断的是（）
A．a、b两点中，哪点的电势较高
B．a、b两点中，哪点的电场强度较大
C．带电粒子在a、b两点的加速度哪点较大
D．带电粒子在a、b两点的电势能哪点较大
6．下列各选项中不属于国际单位制（SI）中的基本单位的是（）
A．电流强度单位安培
B．电量的单位库仑
C．热力学温度单位开尔文
D．物质的量的单位摩尔
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．如图甲所示，滑块沿倾角为α的光滑固定斜面运动，某段时间内，与斜面平行的恒力作用在滑块上，滑块的机械能E随时间t变化的图线如图乙所示，其中0~t1、t2时刻以后的图线均平行于t轴，t1-t2的图线是一条倾斜线段，则下列说法正确的是
A．t=0时刻，滑块运动方向一定沿斜面向上
B．t1时刻，滑块运动方向一定沿斜面向下
C．t1~t2时间内，滑块的动能减小
D．t2~t3时间内，滑块的加速度为gsinα
8．一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲。

在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则
A．在x1处物体所受拉力最大
B．在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小
C．在x1~x2过程中，物体的加速度先增大后减小
D．在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功
9．如图所示，轻弹簧一端与不可伸长的轻绳OC、DC连接于C（两绳另一端均固定），弹簧另一端连接质
量为m的小球。

地面上竖直固定一半径为R、内壁光滑的1
4
开缝圆弧管道AB，A点位于O点正下方且与
C点等高，管道圆心与C点重合。

现将小球置于管道内A点由静止释放，已知轻绳DC水平，当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，管道与弹簧间的摩擦不计，重力加速度为g。

则小球从A运动到B的过程中（）
A．弹簧一直处于伸长状态
B．小球的机械能不守恒
C．小球在B点的动能为mgR
D．轻绳OC的拉力不断增大
10．如图所示，虚线a、b、c、d代表匀强电场中间距相等的一组等势面。

一电子仅在电场力作用下做直线运动，经过a时的动能为9eV，从a到c过程其动能减少了6eV。

已知等势面c的电势为3V。

下列说法正确的是（）
A．等势面a的电势为0
B．该电子到达d等势面时的动能为0
C．该电子从a到c其电势能减少了6eV
D．该电子经过a时的速率是经过c3
11．已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大．为探测磁场的有
无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使灯泡L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则
A．灯泡L变亮
B．灯泡L变暗
C．电流表的示数变小
D．电流表的示数变大
12．如图所示，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。

长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度。

若小球在a点获得一水平初速度v a，使其恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则（）
A．电场强度为3mg
q
，方向竖直向上
B．a、O两点的电势差U ao=3mgl q
C．初速度v a10gl
D．小球在竖直面内做匀速圆周运动
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。

通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径()
d d h
=，重力加速度为g。

请回答下列问题：
(1)小铁球经过光电门时的瞬时速度v=______（用题中所给字母表示）。

(2)如果d、t、h、g满足关系式2t=______，就可验证机械能守恒定律。

(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案主要的两个优点是______。

A．不需要测出小铁球的质量
B．电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0
C．消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响
D．数据处理大大简化
14．图示为做“碰撞中的动量守恒”的实验装置
(1)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了___
A．入射小球每次都能水平飞出槽口
B．入射小球每次都以相同的速度飞出槽口
C．入射小球在空中飞行的时间不变
D．入射小球每次都能发生对心碰撞
(2)入射小球的质量应___（选填“大于”、“等于”或“小于”）被碰小球的质量；
(3)设入射小球的质量为1m，被碰小球的质量为2m，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式
1
m OP=_____（用1m、2m及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，一透明玻璃砖横截面的上半部分是半径为R的半圆，下半部分是边长为2R的正方形，在玻璃砖的左侧距离为R处，有一和玻璃砖侧面平行的足够大的光屏。

一束单色光沿图示方向从光屏上的P 点射出，从M点射入玻璃砖，恰好经过半圆部分的圆心O，且∠MOA=45°，已知玻璃砖对该单色光的折
射率n=5
3
，光在真空中的传播速度为c。

①求该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值。

②从M 点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖，求该单色光在玻璃砖内传播的时间。

16．如图所示，空间内有一磁感应强度0.8T B =的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H ，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为2m L =、()0.8m d d H =<，质量0.4kg m =，电阻 3.2ΩR =。

将线框从距磁场高0.8m h =处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取2
10m/s g =。

求：
(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小；
(2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。

求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q ；
(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v 随t 变化的图像（定性画出）。

17．如图所示，在第一象限内，存在垂直于xOy 平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于xOy 平面向外、磁感应强度大小为0B 的匀强磁场Ⅱ。

一质量为m ，电荷量为q +的粒子，从x 轴上M 点以某一初速度垂直于x 轴进入第四象限，在xOy 平面内，以原点O 为圆心做半径为0R 的圆周运动；随后进入电场运动至y 轴上的N 点，沿与y 轴正方向成45︒角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于x 轴进入第四象限。

不计粒子重力。

求：
（1）带电粒子从M点进入第四象限时初速度的大小0v；
（2）电场强度的大小E；
（3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小1B。

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】
【详解】
由图读出波长λ=8m．波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的最短距离为1m，根据波形的平
移法得：t=（n+1/8）T或（n+5/8）T，n=0，1，2…，
88
8181
t
T s s
n n
==
++
，则波速v=
T
λ
=（8n+1）m/s 或
v=（8n+5）m/s；当n=0时：v=1m/s或5m/s，当n=1时：v=9m/s或13m/s，当n=2时：v=17m/s或21m/s，故选C．
【点睛】
本题的解题关键是运用波形平移法，得到时间与周期的关系式，得到波速的通项，再研究特殊值．
2．D
【解析】
【详解】
当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原来磁场的方向相反，两个磁场产生相互排斥的作用力；当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同，两个磁场产生相互吸引的作用力，所以感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动。

当磁铁匀速向右通过线圈时，N极靠近线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的安培力，那么磁极给线圈向右的安培力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力。

当N极离开线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的安培力，那么
磁极给线圈向右的安培力，线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力。

所以整个过程线圈所受的摩擦力一直向左。

故D 正确。

故选D 。

3．B
【解析】
【详解】
小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图
由图可知△OAB ∽△GFA 即：
N F G F R R
AB ==，当A 点上移时，半径不变，AB 长度减小，故F 减小，F N 不变，ACD 错误B 正确。

4．C
【解析】
【分析】
【详解】 A ．由v t -可知，甲车一直做匀加速直线运动，故A 错误；
B ．在2s t =时两车速度相等，且乙车在甲车前，2s 到4s 由于甲车速度大于乙车速度，所以两车间距离减小，故B 错误；
C ．由v t -图像与坐标轴所围面积表示位移可知，4s 内乙车的位移为
=24m 8m x ⨯=乙
由图可知，甲车的加速度为
222m/s 2m/s 1
a == 由于甲车前2s 的位移为0，由后2s 的位移
21(2222)m 8m 2
x =⨯+⨯⨯=甲 故两车相遇，故C 正确；
D ．在2s t =时两车速度相等，距离最大即为
22m 4m x ∆=⨯=
故D 错误。

故选C 。

5．A
【解析】
【详解】
A ．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a 、b 两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子的电性未知，所以电场线方向不能判断，则无法确定哪点的电势较高。

故A 错误，符合题意。

B ．由图看出a 处电场线比b 处电场线疏，而电场线疏密表示场强的大小，即可判断出a 处场强较小，故B 正确，不符合题意。

C ．带电粒子在a 处所受的电场力较小，则在a 处加速度较小，故C 正确，不符合题意。

D ．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在b 点电势能较大。

故D 正确，不符合题意。

故选A.
6．B
【解析】
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位．安培、开尔文、摩尔都是国际单位制的基本单位．库仑是国际单位制中的导出单位，故A 、C 、D 正确，B 错误．本题选不是国际单位制的基本单位的故选B ．
【点睛】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是什么，它们在国际单位制分别是什么，这都是需要学生自己记住的．
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．BD
【解析】
【详解】
ABC ．根据能量守恒定律可知，除重力以外的力做功使得物体的机械能变化，0~t 1内物体的机械能不变，说明没有其它力做功，但物体的运动可以是沿斜面向上或沿斜面向下；
t 1~t 2时间内机械能随时间均匀减小，
0E E E kt ∆=-=，
而由功能关系
E Fx ∆=
则物体的位移关于时间变化x vt =，推得物体做匀速直线运动，则需要其它力
sin F mg α=，
综合可得0~t 1物体可以是沿斜面向下做匀变速直线运动或沿斜面先向上匀减再向下匀加；
t 1~t 2物体沿斜面向下做匀速直线运动，此时滑块的动能不变；故A 项错误，B 项正确，C 项错误；
D ．t 2~t 3时间内,机械能不再变化，说明撤去了其它力，物体沿斜面方向只有重力的分力提供加速度，由牛顿第二定律：
sin sin mg a g m
αα== 故D 项正确；
故选BD 。

8．AB
【解析】
【详解】
A ．E-x 图像的斜率代表竖直向上拉力F ，物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F 作用下开始向上，说明在x=0处，拉力F 大于重力，在0-x 1过程中，图像斜率逐渐增大，则拉力F 在增大，x 1处物体图象的斜率最大，所受的拉力最大，故A 正确；
BC ．在x 1~x 2过程中，图象的斜率逐渐变小，说明拉力越来越小；在x 2处物体的机械能达到最大，图象的斜率为零，说明此时拉力为零。

根据合外力-F F mg =合可知，在x 1~x 2过程中，拉力F 逐渐减小到mg 的过程中，物体做加速度逐渐减小的加速运动，物体加速度在减小，动能在增大，拉力F=mg 到减小到0的过程中，物体的加速度反向增大，物体做加速度逐渐增大的减速运动，物体的动能在减小；在x 1~x 2过程中，物体的动能先增大后减小，物体的加速度先减小后反向增大，故B 正确，C 错误；
D ．物体从静止开始运动，到x 2处以后机械能保持不变，在x 2处时，物体具有重力势能和动能，故在0~x 2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功与物体的动能之和，故D 错误。

9．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．当小球沿圆弧管道运动到B 点时恰好对管道壁无弹力，则小球在B 点由弹簧的拉力和重力提供向心力，即弹簧处于伸长状态，从A 到B 的过程弹簧的形变量没有变，故小球的机械能不变，选项A 正确，B 错误；
C ．从A 到B 的过程弹簧的形变量没有变，小球在B 点的动能等于小球在A 点的重力势能为mgR ，选项C 正确；
D ．设OC 与OA 的夹角为θ，CA 与水平夹角为α，C 点受力平衡，则竖直方向上有
cos sin OC AC F F θα=
解得
sin cos AC OC F F αθ
= 从A 到B 的过程中，θ和弹簧的弹力F AC 不变，α不断增大，故OC 的拉力不断增大，D 正确。

故选ACD 。

10．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AC ．虚线a 、b 、c 、d 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，电子经过a 时的动能为9eV ，从a 到c 的过程中动能减小6eV ，由能量守恒可知，电势能增加6eV ，则
6V ac U =
所以等势面a 的电势为9V ，故AC 错误；
B ．匀强电场中间距相等的相邻等势面间的电势差相等，电场力做功相等，动能变化相等，a 到c 动能减小6eV ，则a 到d 动能减小9eV ，所以该电子到达d 等势面时的动能为0，故B 正确；
D ．经过a 时的动能为9eV ，a 到c 动能减小6eV ，则经过c 时的动能为3eV ，由公式2k 12
E mv =可得
v =
则速率之比等动能之比再开方，即电子经过a 时的速率是经过c D 正确。

故选BD 。

11．AC
【解析】
【详解】
CD ．探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大，回路总电阻变大，总电流减小，电流表示数变小，选项C 正确，D 错误；
AB ．由于总电流变大，则电源内电阻分压变小，路端电压变大，则电灯L 亮度增加，选项A 正确，B 错误。

12．AC
【解析】
【详解】
A ．小球静止在a 点时，由共点力平衡得
2mg mg qE +=
解得
3 mg E q
= 方向竖直向上，故A 正确；
B ．在匀强电场中，a 点电势比O 点低，根据电势差U Ed =可知a 、O 两点电势差为
3aO mgl U q
=- 故B 错误；
CD ．小球从a 点运动到b 点，由于重力和电场力做功，不可能做匀速圆周运动，设到b 点速度大小为b v ，由动能定理得
22121222
b a qE l mg l mv mv -+=-g g 小球做圆周运动恰好通过b 点时，由牛顿第二定律得
2b m q mg l v E -=
联立解得
a v =故C 正确，D 错误；
故选AC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．d t
22d gh BC 【解析】
【详解】
(1)[1]用平均速度代替小铁球经过光电门时的瞬时速度，即
d v t
= (2)[2]若小铁球机械能守恒，则有
212
mv mgh = 可得
2
2
2d t gh = (3)[3]比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点：一是消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响；二是电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0，故BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

14．B 大于 12m OM m ON +
【解析】
【详解】
(1)[1]入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，目的是使入射小球每次都以相同的速度飞出
槽口，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

(2)[2]为了防止入射小球反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量。

(3)[3]由于小球下落高度相同，则根据平抛运动规律可知，小球下落时间相同；P 为碰前入射小球落点的平均位置，M 为碰后入射小球的位置，N 为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度
1OP v t
= 碰撞后入射小球的速度
2OM v t
= 碰撞后被碰小球的速度
3ON v t
=
如果 112312m v m v m v =+
则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，即
112m OP m OM m ON =+
成立，即表示碰撞中动量守恒。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)35 ； 【解析】
【详解】
（1）设单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C ，则有1sin n C =
解得：3sin 5
C = ； （2）单色光射到玻璃砖的平面上时的入射角均为45o i =
sin45sin o C > 则单色光在玻璃砖内射到平面上时会发生全反射，其光路图如图所示
单色光在玻璃砖内传播的距离为：2422x R R =+
传播速度为35
c v c n == 传播时间为()2202103R t c +=。

16． (1)22m/s ；(2)1.4J ；(3)
【解析】
【分析】
【详解】 (1)线框从静止释放到下边缘刚进入磁场，根据动能定理
2112
mgh mv =
解得 122100.8m/s 4m/s v gh =⨯⨯=
线框下边切割磁感线，感应电动势为
1E BLv =
根据闭合电路欧姆定律
E I R
= 安培力大小为
222210.824N 3.2N 3.2
B L v F BIL R ⨯⨯====安 根据牛顿第二定律
mg F ma -=安
解得
2223.210m/s m/s 2m/s 0.4F a
g m =-=-=安
(2)线框匀速运动，重力和安培力等大反向
222B L v mg R = 解得
222220.410 3.2m/s 5m/s 0.82
mgR v B L ⨯⨯===⨯ 从线框静止释放到上边缘刚进入磁场，根据动能定理 221()2mg h d Q mv +-=
解得
22211()0.410 1.6J 0.45J 6.4J 5J 1.4J 22
Q mg h d mv =+-=⨯⨯-⨯⨯=-= (3)线框未进入磁场前做自由落体运动，进入磁场后先做加速度减小的加速运动，然后做匀速直线运动，v t -图像如图：
17．（1）000qB R v m = （2）2002qB R E m
= （3）1012B B = 【解析】
【详解】
（1）粒子从x 轴上M 点进入第四象限，在xOy 平面内，以原点O 为圆心做半径为0R 的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：
20000
v qv B m R = 解得：
000qB R v m
= （2）粒子在第二象限内做类平抛运动，沿着x 轴方向：
qE ma =
2002y v aR -=
沿与y 轴正方向成45︒角离开电场，所以：
0y v v =
解得电场强度：
2002qB R E m
= (3)粒子的轨迹如图所示：
第二象限，沿着x 轴方向： 00
2y v R t +=
沿着y 轴方向：
0ON v t =
所以： 02ON R =
由几何关系知，三角形OO’N 为底角45°的等腰直角三角形。

在磁场Ⅰ中运动的半径： 0222R ON R ==
由洛伦兹力提供向心力：
2
1v qvB m R
= 粒子在N 点速度沿与y 轴正方向成45︒角离开电场，所以离开的速度：
02v v =
所以磁场Ⅰ的磁感应强度的大小1B ： 1012
B B。