2020届广东省深圳巿高三上学期一模物理试题及答案解析

2020届广东省深圳巿高三上学期一模
物理试题
题号一二三四五总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2．请将答案正确填写在答题卡上。

第I卷（选择题）
评卷人得分
一、单选题
1．图为2020年深圳春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为F A、F B、F C。

其中OB、OC两绳的夹角为60o，灯笼总质量为3m，重力加速度为g。

下列表述正确的是（）
A．F B一定小于mg B．F B与F C是一对平衡力
C．F A与F C大小相等D．F B与F C合力大小等于3mg
2．为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。

红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。

图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光
n 激发态的氢原子提供的能量为（）子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于2
A．10.20eV B．2.89eV C．2.55eV D．1.89eV
3．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。

以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（）
甲：电容式触摸屏 乙：电容式压力传感器
丙：电容式油位传感器 丁：电容式加速度传感器
A ．甲图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作
B ．乙图中，力F 增大过程中，电流计中的电流从a 流向b
C ．丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D ．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态
4．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，A 、V 均为理想电表，二极管D 正向电阻为零，反向电阻无穷大，R 是定值电阻，L 是灯泡，R t 是热敏电阻（电阻随温度升高而减小）。

以下说法正确的是（ ）
A ．交变电流的频率为100Hz
B ．电压表的示数为10V
C ．当温度升高时，灯泡L 变亮
D ．当温度降低时，理想变压器输入功率增大
5．如图甲所示，质量为0.5kg 的物块和质量为1kg 的长木板，置于倾角为37o 足够长的固定斜面上，t =0时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F ，使长木板和物块开始沿斜面上滑，作用一段时间t 后撤去拉力F 。

已知长木板和物块始终保持相对静止，上滑时速度的平方与位移之间的关系如图乙所示，sin 370.6=o ，cos370.8=o ，210m/s g =。

则下列说法正确的是（ ）
A．长木板与斜面之间的动摩擦因数为μ1=0.35 B．拉力F作用的时间为t=2s
C．拉力F的大小为13N
D．物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.88
评卷人得分
二、多选题
6．如图所示，一光滑绝缘足够长的斜面与两个等量同种正点电荷连线的中垂面重合，O为两点电荷连线的中点。

A、B为斜面上的两点，且BO＞AO。

一个带电荷量为q、质量为m，可视为质点的小物块，从A点以初速度v0开始沿斜面下滑，到达B点速度恰好为零。

（斜面对电场无影响）以下说法正确的是（）
A．小物块带正电，从A运动到B点，加速度先增大后减小
B．小物块带负电，从A运动到B点，电势能先减小后增大
C．小物块运动到O点时具有最大速度
D．小物块能回到A点，且速度大小等于v0
7．如图所示，一磁感强度为B的匀强磁场垂直纸面向里，且范围足够大。

纸面上M、N两点之间的距离为d，一质量为m的带电粒子（不计重力）以水平速度v0从M点垂直进入磁场后会经过N点，已知M、N两点连线与速度v0的方向成30o角。

以下说法正确的是（）
A．粒子可能带负电
B．粒子一定带正电，电荷量为0
mv
dB
C．粒子从M点运动到N点的时间可能是
π
3
d
v
D．粒子从M点运动到N点的时间可能是
13π
3
d
v
8．如图所示，航天器和卫星分别在同一平面内的1、2轨道上绕地球做匀速圆周运动，其半径分别为r、2r，速率分别为v1和v2。

航天器运动到A点时突然加速到v3后沿曲线
运动，其轨迹与轨道2交于B 点，经过B 点时速率和加速度分别为v 4和a 1，卫星通过B 点时加速度为a 2。

已知地球的质量为M ，质量为m 的物体离地球中心距离为r 时，系统的引力势能为GMm
r
-
（取物体离地球无穷远处引力势能为零），物体沿AB 曲线运动时机械能为零。

则下列说法正确的是（ ） A ．312v v = B ．24v v = C ．12a a >
D ．若航天器质量为m 0，由A 点运动到B 点的过程中地球对它的引力做功为2
02m v -
第II 卷（非选择题）
评卷人 得分
三、实验题
9．小明同学在“研究物体做匀变速直线运动规律”的实验中，利用打点计时器（电源频率为50Hz ）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，并取其中的A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 七个计数点进行研究（每相邻两个计数点之间还有4个点未画出）。

其中10.70cm x =，
2 1.62cm x =，
3 2.75cm x =，4x =________cm （从图中读取），5 5.65cm x =，67.41cm x =。

则打点计时器在打D 点时小车的速度D v =________m/s ，小车的加速度
a =________m/s 2。

（计算结果均保留到小数点后两位）
10．在一次测量定值电阻R x 阻值（x 5ΩR ≈）的分组实验中，甲、乙两组分别进行了如下实验过程： (1) 甲组可选器材如下：
滑动变阻器R A （0~500Ω，100mA ）； 滑动变阻器R B （0~5Ω，2A ）；
电流表A（0~0.6A、内阻约2Ω；0~3A、内阻约0.5Ω）；
电压表V（0~3V、内阻约1.5kΩ；0~15V、内阻约7.5kΩ）；
电源E（电动势为3V）；
开关S，导线若干。

①为便于调节和测量，滑动变阻器采用分压接法，应选择_______（选填“R A”或“R B”）；
②请根据以上实验器材，在图甲中将实物电路连接完整；
③按以上操作，测得R x测_____R x真（填“>”、“=”或“<”）。

(2) 乙组可选器材如下：
电压表V（0~3V）；
滑动变阻器R C（10Ω，1A）；
电阻箱R0（0~999.99Ω）；
电源E（电动势为3V）；
开关S。

请根据乙组的电路图乙和以上实验器材在MN处先接__________，按一定的步骤操作后记下仪表的读数，再换接_________，正确操作后测出R x的阻值；
若在MN处更换器材时，不小心将滑动变阻器的滑片P向左移了一些，测量结果将______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

(3) 比较甲乙两组测量结果，________组更接近真实值（填“甲”或“乙”）。

评卷人得分
四、解答题
11．如图所示，金属圆环轨道MN、PQ竖直放置，两环之间ABDC内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，AB水平且与圆心等高，CD竖直且延长线过圆心。

电阻为r，长为2l的轻质金属杆，一端套在内环MN上，另一端连接质量为m 的带孔金属球，球套在外环PQ上，且都与轨道接触良好。

内圆半径1r l=，外圆半径
23
r l
=，PM间接有阻值为R的电阻，让金属杆从AB处无初速释放，恰好到达E F处，EF到圆心的连线与竖直方向成θ角。

其它电阻不计，忽略一切摩擦，重力加速度为g。

求：
(1)这一过程中通过电阻R的电流方向和通过R的电荷量q；
(2)金属杆第一次即将离开磁场时，金属球的速率v和R两端的电压U。

12．如图所示，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为A 1kg m =的滑块A 紧靠弹簧右端（不拴接），弹簧的弹性势能为E p =32J 。

质量为B 1kg m =的槽B 静止放在水平面上，内壁间距为L =0.6m ，槽内放有质量为C 2kg m =的滑块C （可视为质点），C 到左侧壁的距离为0.1m d =，槽与滑块C 之间的动摩擦因数0.1μ=。

现释放弹簧，滑块A 离开弹簧后与槽B 发生正碰并粘连在一起。

已知槽与滑块C 发生的碰撞为弹性碰撞。

（g =10m/s 2）求：
(1) 滑块A 与槽碰撞前、后瞬间的速度大小；
(2) 槽与滑块C 最终的速度大小及滑块C 与槽的左侧壁碰撞的次数； (3) 从槽开始运动到槽和滑块C 相对静止时各自对地的位移大小。

13．如图甲所示，A 端封闭、B 端开口、内径均匀的玻璃管长L =100cm ，其中有一段长h =15cm 的水银柱把一部分空气封闭在玻璃管中。

当玻璃管水平放置时，封闭气柱A 长L A =40cm 。

现把玻璃管缓慢旋转至竖直，如图乙所示，再把开口端向下插入水银槽中，直至A 端气柱长L 1=30cm 为止，这时系统处于静止平衡。

已知大气压强p 0=75cmHg ，整个过程温度不变，试求：
(1) 玻璃管旋转至竖直位置时，A 端空气柱的长度；
(2) 如图丙所示，最后槽内水银进入玻璃管内的水银柱的长度d （结果保留两位有效数字）。

14．一列简谐横波的波源振动一个周期时波形如甲图所示，乙图为质点Q 从该时刻计时的振动图像，P 、Q 分别是平衡位置为10.5m x =和22m x =处的质点。

(1) 请判断该简谐横波的传播方向和P 、Q 两点谁先到达波谷，并计算波速； (2) 从计时时刻起，当质点Q 第三次出现在波峰位置时，请确定x =11m 处的质点M 的振动方向及M 在这段时间内的总路程。

五、填空题
15．如图所示，圆筒形容器A、B用细而短的管连接，活塞F与容器A的内表面紧密接触，且不计摩擦。

初始K关闭，A中有温度为T0的理想气体，B内为真空，整个系统对外绝热。

现向右缓慢推动活塞F，直到A中气体的体积与B的容积相等时，气体的温度变为T1，则此过程中气体内能将____________（填“变大”、“不变”、“变小”）。

然后固定活塞不动，将K打开，使A中的气体缓慢向B扩散，平衡后气体的温度变为T2，那么T2________T1（填“>”、“=”或“<”）。

16．如图所示，有两束细单色光p、q射向置于空气中的三棱镜左侧表面，此时三棱镜的右侧表面只有一束光线射出（不考虑反射的情景），则两束光在三棱镜中的传播速率v p________v q（填“>”、“=”、“<”），若一束为黄光，一束为红光，则________是红光（填“p”或“q”）。

2020届广东省深圳巿高三上学期一模
物理试题参考答案
1．D 【解析】
A ．因OB=OC 可知F
B =F
C ，由平衡知识可知：
2cos303B F mg =o
解得：
B F
F B 一定大于mg ，选项A 错误；
B ．F B 与F
C 不共线，不是一对平衡力，选项B 错误； C ．因F A =3mg >F C ，则选项C 错误；
D ．由平衡知识可知，F B 与F C 合力大小等于3mg ，选项D 正确。

故选D 。

2．C 【解析】
AB ．处于n =2能级的原子不能吸收10.20eV 、2.89eV 的能量，则选项AB 错误； C ．处于n =2能级的原子能吸收2.55eV 的能量而跃迁到n =4的能级，然后向低能级跃迁时辐射光子，其中从n =4到n =3的跃迁辐射出的光子的能量小于1.62eV 可被红外测温仪捕捉，选项C 正确；
D ．处于n =2能级的原子能吸收1.89eV 的能量而跃迁到n =3的能级，从n =3到低能级跃迁时辐射光子的能量均大于1.62eV ，不能被红外测温仪捕捉，选项D 错误。

故选C 。

3．D 【解析】
A ．甲图中，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作。

故A 错误。

B ．乙图中，力F 增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的
电流从b 流向a ，选项B 错误；
C ．丙图中，油箱液位上升时，正对面积变大，电容变大，选项C 错误；
D ．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器，电容变大，电容器处于充电状态，选项D 正确。

故选D 。

4．B 【解析】
A ．交变电流的周期T =0.02s ，则频率为1
50Hz f T
==，选项A 错误； B ．变压器原线圈电压有效值为U 1，则：
212
U T T R = 解得：
U 1=110V
则：
2
211
10V =
=n U U n 选项B 正确；
C ．当温度升高时，R t 阻值减小，则次级电阻减小，因次级电压不变，则次级电流变大，电阻R 上电压变大，则灯泡L 电压减小，则灯泡L 变暗，选项C 错误；
D ．当温度降低时，R t 阻值变大，则次级电阻变大，因次级电压不变，则次级电流变小，则理想变压器次级功率减小，则输入功率减小，选项D 错误。

故选B 。

5．D 【解析】
A ．撤去力F 后长木板的加速度：
222188m/s 220.5
v a x ==⋅=
由牛顿第二定律：
12()sin ()cos ()M m g M m g M m a θμθ+++=+
解得：
μ1=0.25
选项A 错误；
B ．有拉力作用时的加速度：
221181m/s 224
v a x ==⋅=
拉力撤掉时的速度为：
v =
拉力作用的时间为：
111
v t a =
= 选项B 错误； C ．由牛顿第二定律：
11()sin ()cos ()F M m g M m g M m a θμθ-+-+=+
解得：
F =13.5N
选项C 错误；
D ．物块与长木板之间无相对滑动，可知物块与长木板之间的动摩擦因数大于0.25，选项D 正确。

故选D 。

6．BD 【解析】
AB ．从A 到B ，物块的动能和重力势能均减小，则机械能减小，电势能变大，电场力对滑块做负功，可知滑块带负电，从A 到O ，电场力做正功，电势能减小；从O 到B 电场力做负功，电势能变大；因在O 点两侧斜面上都存在一个场强最大的位置，此位置与AB 两点的位置关系不确定，则不能确定滑块加速度的变化情况，选项A 错误，B 正确；
C ．因滑块在O 点以下某位置时，受到向下的重力、垂直斜面的支持力以及沿斜面向上的电场力，三力平衡时加速度为零，速度最大，可知小物块运动到O 点以下某位置时具有最大
速度，选项C 错误；
D ．小物块到达最低点后，加速度沿斜面向上，由能量关系可知，滑块能回到A 点，且速度大小等于v 0，选项D 正确。

故选BD 。

7．BCD 【解析】
A ．由左手定则可知，粒子带正电，选项A 错误；
B ．由几何关系可知，r=d ，由
2
v qvB m r
=
可知电荷量为：
mv q dB
=
选项B 正确；
CD ．粒子运动的周期：
2d
T v π=
第一次到达N 点的时间为：
10
163d t T v π==
粒子第三次经过N 点的时间为：
51000
4132=33d d d
t T t v v v πππ=+=
+ 选项CD 正确。

故选BCD 。

8．
AD
AB ．在轨道1运动时的速度：
1v =
在轨道2运动时的速度：
2v =
即：
12v =
从A 到B 由能量守恒关系可知：
2234110222GMm GMm mv mv r r
-=-= 解得：
31v =
14v v =
42v =
则选项A 正确，B 错误； C ．在B 点时由
2
(2)Mm
G
ma r = 可得：
2
4GM
a r =
则：
12=a a
选项C 错误；
D ．若航天器质量为m 0，由A 点运动到B 点的过程中地球对它的引力做功为：
2222204030202021111)(2)2222
W m v m v m m v m v =
-=-=- 选项D 正确。

9．4.10cm （4.09~4.11cm ） 0.12m/s 0.21m/s 2 【解析】
[1]．由图读出4x =4.10cm ；
相邻两计数点之间的时间间隔为T =0.1s ； [2]．打点计时器在打D 点时小车的速度：
2
42(4.10 1.62)10m/s=0.12m/s 20.2
D x x v T ---⨯==
[3]．小车的加速度：
2
2263322
()(7.412 2.75)10m/s 0.21m/s 990.1
x x x a T ----⨯⨯===⨯ 10．R B < R x R 0 变小 乙
【解析】
(1) ①[1]．为便于调节和测量，滑动变阻器采用分压接法，应选择阻值较小的R B ； ②[2]．因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则采用电流表外接，实物电路连接如图：
③[3]．按以上操作，因电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，电阻的测量值偏小，即测得R x 测<R x 真。

(2) [4][5]．根据乙组的电路图乙和以上实验器材在MN 处先接R x ，按一定的步骤操作后记下仪表的读数，再换接电阻箱R 0，正确操作后测出R x 的阻值，此方法为等效替代法； [6]．若在MN 处更换器材时，不小心将滑动变阻器的滑片P 向左移了一些，则R C 减小，若电压表读数不变，则电路中内阻和R C 两端电压不变，则电路中电流变大，则R x 变小，即测
量结果将变小。

(3) [7]．比较甲乙两组测量结果，在正确操作的情况下，乙组误差较小，即乙组更接近真实值。

11．(1)M 指向P ，20
2πl B q R r
=+；(2)v =R U =
【解析】
(1) 由楞次定律可以判定通过R 的电流方向由M 指向P ； 金属杆从AB 滑动到CD 的过程中：
q I t =∆ ①
E
I R r
=
+ ② E t ∆Φ
=
∆ ③ ()2202101
4
B S r r B π∆Φ=∆=- ④
由①②③④得：
20
2l B q R r
π=
+ ⑤ (2) 设金属杆离开磁场小球的速率为v ，角速度为ω，第一次离开磁场到EF ，由动能定理得：
21
3(1cos )02
mg l mv θ-⋅-=- ⑥
v =3lω ⑦
金属杆第一次离开磁场瞬间产生电动势为：
02E B lv =⋅ ⑧
12
2r r v ωω+=
⑨
R R
U E R r
=+ ⑩
由⑥⑦⑧⑨⑩得：
v = ⑪
R U =
⑫
12．(1)08m/s v =，14m/s v =；(2)22m/s v =，4n =；(3)B 3.9m s =，C 4.1m s = 【解析】
(1) 设滑块与槽碰撞前后的速度分别为v 0、v 1。

弹簧将A 弹开，由机械能守恒定律得：
2
p 0
12
A E m v =
① 解得：
08m/s v = ②
A 与
B 发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：
()01A A B m v m m v =+ ③
解得：
14m/s v = ④
(2) 最终滑块C 与槽共速，设为v 2，由动量守恒定律得：
()()12A B A B C m m v m m m v +=++ ⑤
解得：
22m/s v = ⑥
设滑块C 与槽的相对运动路程为s ，由能量守恒定律得：
()()221211
22
C A B A B C m gs m m v m m m v μ=
+-++ ⑦ 解得：
s =4m ⑧
设C 与槽的左侧壁碰撞次数为n ，则有：
12s d
n L
-=
+ ⑨ 解得：
n =4.25
取n =4 ⑩
(3) 设槽和滑块A 碰后加速度大小为a 1，滑块C 的加速度大小为a 2，由牛顿第二定律得：
()1C A B m g m m a μ=+ ⑪
2C C m g m a μ= ⑫
解得：
211m/s a = ⑬
221m/s a = ⑭
槽（含滑块A ）和滑块C 的质量相等，发生弹性碰撞后互换速度，最终以共同速度22m/s v =一起运动。

设从碰后到一起运动的时间为t ，则：
2
1
v t a =
⑮ 解得：
t =2s ⑯
槽B 的位移：
2
1132
B s a t d L =
++ ⑰ 代入数据的得：
3.9m B s = ⑱
滑块C 的位移：
2
113(6)2
C s a t L s d L =
++-- ⑲ 代入数据的得：
4.1m C s = ⑳
13．(1) 50cm (2) 32cm 【解析】
(1) 玻管旋转至竖直，A 中气体的压强变为：
Al 0h 60cmHg p p p =-= ①
对A 部分气体，由玻意耳定律：
0A A1A1p L S p L S = ②
得到A 端气柱长：
A150cm L = ③
(2) 旋转至竖直B 端气柱长：
B A1100501535cm L L L h =--=--= ④
过程二：玻管出入水银槽 A 部分气体由玻意耳定律：
A1A1A21p L S p L S = ⑤
250
60100cmHg 30
A p =
⨯=⑥ B 部分气体，B 0p p =，
B1A2h 115cmHg p p p =+=⑦
由玻意耳定律：
B B B1B1p L S p L S =⑧
解得：
B175
3523cm 115
L =
⨯≈⑨ 最后：
1B132cm d L h L L =---=⑩
14．(1)传播方向向右，P 先到达波谷，20m/s ；(2)M 点振动方向向上，10cm 【解析】
(1) t =0时刻PQ 两点的振动方向如图：
则波传播方向方向向右，P 先到达波谷；
4
20m /s 0.2
v T
λ
=
=
= (2) 经过2
1
4
T ，质点Q 第三次到达波峰，如图：
此时M 点振动方向向上，M 点振动了0.5T ，总路程为2A =10cm 15．变大 = 【解析】
[1]．因A 中气体的体积减小，外界对气体做功，W >0；而气体与外界绝热，则Q =0，根据
U W Q ∆=+可知∆U >0，即气体内能变大；
[2]．然后固定活塞不动，将K 打开，使A 中的气体缓慢向B 扩散，因为B 为真空，可知气体不对外做功，气体与外界绝热，可知平衡后气体的内能不变，温度不变，即T 1=T 2。

16．> p 【解析】
[1]．由光路可知，q 光的偏折程度加大，可知q 光的折射率较大，根据c
v n
=可知，q 光在玻璃中的传播速度较小，即v p >v q ；
[2]．折射率大的光频率较大，若一束为黄光，一束为红光，红光频率小于黄光，则p 为红光。