重庆市南岸区2020届高三物理上学期开学考试试题(含解析)
1. 物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S 和电源用导线连接起来后。将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是
A. 线圈接在了直流电源上
B. 电源电压过高
C. 所选线圈的匝数过多
D. 所用套环的材料与老师的不同
【答案】D
【解析】
金属套环跳起来的原因是开关S闭合时,套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的,线圈接在直流电源上时,金属套环也会跳起。电压越高线圈匝数越多,S闭合时,金属套环跳起越剧烈。若套环是非导体材料,则套环不会跳起,故A、B、C选项错误,D 选项正确。
2.物体从静止开始做直线运动,v t 图像如图所示,则该物体
A. 在第8 s末相对于起点的位移最大
B. 在第4 s末相对于起点的位移最大
C. 在2~4s时间内的加速度大小最大
D. 在4~8s时间内的加速度大小保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB、由题图知,物体在0~6s内沿正方向运动,在6~8s内沿负方向运动,所以在第6s末相对于起点的位移最大,故选项A、B错误;
CD、v t 图线的斜率等于物体的加速度,由题图图线可知4~8s内物体的加速度大小不变并且最大,故选项C错误,D正确。
3.如图所示,自动卸货车打开后挡板卸货,在车厢从水平位置缓慢抬高到一定角度的过程中,车厢内的货物相对车厢没有滑动。下列说法正确的是()
A. 货物所受的合力逐渐减小
B. 货物所受的重力逐渐减小
C. 货物对车厢的压力逐渐减小
D. 货物所受的摩擦力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】车厢内的货物相对车厢没有滑动,货物处于平衡状态,合外力保持为零,故A错误;货物所受的重力与倾角无关,保持不变,故B错误;货物处于平衡状态,可得:mgsinθ=f,N=mgcosθ,θ增大时,f增大,N减小,故C正确,D错误。
4.如图甲所示,一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6,其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电,副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表,则下列说法中正确的是( )
A. 图乙所示电源是线圈从垂直中性面出发,绕垂直与匀强磁场匀速转动产生的正弦交流电
B. 若电流表的示数为0.50A ,变压器的输入功率是12W
C. 原线圈输入的正弦交变电流的频率是100Hz
D. 电压表的示数是242 V 【答案】B 【解析】
【详解】A. 图乙所示电源是一条正弦函数图象,按正弦规律变化,从中性面出发,绕垂直与匀强磁场匀速转动产生的正弦交流电,故A 错误;
BD. 理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6,电阻R 的电压为
22116
=
220V 24V 55
n U U n =?= 电压表示数是24 V 。电阻为48 Ω,所以流过电阻中的电流为0.5 A ,变压器的输入功率是:
2
2
224W 12W 48
U P P R ==
=入出= 故B 正确,D 错误;
C. 由图乙可知交流电周期T =0.02s ,可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz ,故C 错误。
5.如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t 1、t 2分别表示线框
ab 边和cd 边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变,ab 边始终保持与磁场水平边界线OO ′平行,线框平面与磁场方向垂直。设OO ′下方磁场区域足够大,不计空气阻力影响,则
下列图像不可能反映线框下落过程中速度v 随时间t 变化的规律( )
A. B. C. D.
【答案】A 【解析】
【详解】线框先做自由落体运动,ab 边进入磁场做减速运动,加速度应该是逐渐减小,而A 图象中的加速度逐渐增大.故A 错误.线框先做自由落体运动,ab 边进入磁场后做减速运动,因为重力小于安培力,当加速度减小到零做匀速直线运动,cd 边进入磁场做匀加速直线运动,加速度为g .故B 正确.线框先做自由落体运动,ab 边进入磁场后因为重力大于安培力,做加速度减小的加速运动,cd 边离开磁场做匀加速直线运动,加速度为g ,故C 正确.线框先做自由落体运动,ab 边进入磁场后因为重力等于安培力,做匀速直线运动,cd 边离开 【点睛】解决本题
的
关键能够根据物体的受力判断物体的运动,即比较安培力与重力的大小
关系,结合安培力公式、切割产生的感应电动势公式进行分析。
6.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一,下列释放核能的反应方程,表述正确的有( )
A. 2
3
4
1
1120H+H=He+n 是核聚变反应 B. 3
1H+21H→42He+1
0n 是β衰变 C. 23592U+10n →144
56Ba+89
36Kr+310n 是核裂变反应 D.
23592U+10
n →14054Xe+94
38Sr+21
0n α衰变
【答案】AC 【解析】
【详解】A 、核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程,氢原子核聚变为氦原子核,故A 项正确; B 、β衰变放出的是电子,故B 项错误;
C、核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化,质量非常大的原子核才能发生核裂变,故C正确;
D、α衰变放出的是氦原子核,这是裂变反应,故D项错误。
故选AC。
7.如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力F fa≠0,b所受摩擦力F fb=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间()
A. F fa大小不变
B. F fa方向改变
C. 弹簧弹性势能突变为零
D. F fb方向向右
【答案】AD
【解析】
【详解】将右侧细绳剪断,则剪断瞬间,弹簧的弹力的大小不变,速度不能突变,故b仍静止,弹簧对木块b作用力方向向左,所以b所受摩擦力F fb方向应该向右;由于弹簧弹力不能发生突变,剪断瞬间,弹簧弹力不变,弹簧弹性势能也不变,a的受力的情况不变,所受摩擦力也不变;
A.A项与上述分析相符,故A正确;
B.B项与上述分析不相符,故B错误;
C.C项与上述分析不相符,故C错误;
D.D项与上述分析相符,故D正确。
8. 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ
平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,在
流过ab棒某一横截面的电量为q的过程中,棒的末速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中()
A. 运动的平均速度大小为v
B. 下滑的位移大小为
C. 产生的焦耳热为qBLv
D. 受到的最大安培力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】试题分析:金属棒开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度不等于,而是大于;故A错误;由电量计算公式,,联立得可得,下滑的位移大小为,故B正确;产生的焦耳热,而这里的电流I比棒的速度大小为时的电流小,故这一过程产生的焦耳热小于,故C错误;金属棒做加速运动,或先做加速运动,后做匀速运动,速度为时产生的感应电流最大,受到的安培力最大,最大安培力大小为,故D正确。
考点:电磁感应中的能量转化;安培力
【名师点睛】金属棒由静止开始沿导轨下滑,做加速度逐渐减小的变加速运动.由运动学公式,法拉第电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理。
三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33题~38题为选考题,考生根据要求作答。)
9.在“研究电磁感应现象”的实验中
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流表指针将______;(选填“左偏”、“不动”或“右偏”)
原线圈插入副线圈后将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流表指针将______;(选填“左偏”、“不动”或“右偏”)
(2)在做“探究电磁感应现象”实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将()
A.因电路不闭合,无电磁感应现象
B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向
D.可以用椤次定律判断感应电动势方向
【答案】 (1). 右偏 (2). 左偏 (3). BD
【解析】
【详解】(1)闭合电键,磁通量增加,指针向右偏转,将原线圈迅速插入副线圈,磁通量增加,则灵敏电流计的指针将右偏转一下;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电阻增大,则电流减小,穿过副线圈的磁通量减小,则灵敏电流计指针向左偏转一下.(2)如果副线圈B两端不接任何元件,线圈中仍有磁通量的变化,仍会产生感应电动势,不会没有感应电流存在,但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向,从而可以判断出感应电动势的方向,故BD正确.
10.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示(单位:cm)。重力加速度大小g=9.80m/s2。
根据表中数据,完成下列填空(所有结果都保留3位有效数字): (1)物块在B 点的速度________m/s ; (2)物块的加速度a =______m/s 2;
(3)物块与斜面之间的动摩擦因数为_____;
(4)物块由静止释放的位置距离A 点的距离为______cm 。
【答案】 (1). 1.29 (2). 4.30 (3). 0.202 (4). 8.59 【解析】
【详解】(1)[1]B 点的速度是AC 段的平均速度
()()21210.7615.0510m/s 1.29m/s 220.1
x x v T
-++?==≈?
(2)[2]由Δx =aT 2得
2
22423122
(23.6415.0519.3410.76)10m/s 4.30m/s 440.1
x x x x a T --+--+-?===? (3)[3]由
sin cos a g g θμθ=-
得到μ=0.202
(4)[4]由B 点的速度22v ax =得开始位置到B 点的距离x =19.35cm 。则开始位置到达A 点的距离为8.59cm 。
11.甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶,甲车在前,速度为v 1=8 m/s ,乙车在后,速度为v 2=16 m/s ,当两车相距x 0=8 m 时,甲车因故开始刹车,加速度大小为a 1=2 m/s 2,为避免相撞,乙车立即开始刹车,为不使相撞,则乙车的加速度至少为多大?
【答案】6 m/s 2
【解析】 【分析】
当乙车追上甲车速度恰好相等时,乙车刹车时加速度为最小值.根据位移关系求解时间,根据速度相等条件求出加速度。
【详解】两车速度相同均为v 时,两车恰好未相撞,设所用时间为t ,乙车的加速度为a 2,则
v 1-a 1t =v 2-a 2t
位移关系
:s 乙-s 甲=8m
根据平均速度公式有:12v v s t +=
甲 22
v v
s t +=乙 解得:t =2 s a 2=6 m/s 2
即t =2s 时刻,两车恰好未相撞,显然此后在停止运动前,甲的
速度始终大于乙的速度,故可避免相撞。满足题意的条件为乙车的加速度至少为6 m/s 2
。
【点睛】本题是追及问题,关键是寻找相关条件.两个物体刚好不撞的条件:速度相等。
12.如图所示,两根水平放置的平行金属导轨,其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨,圆弧半径r=0.41m ,导轨的间距为L=0.5m ,导轨的电阻与摩擦均不计.在导轨的顶端接有阻值为
R 1=1.5Ω的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2.0T .现有一根长度
稍大于L 、电阻R 2=0.5Ω、质量m=1.0kg 的金属棒.金属棒在水平拉力F 作用下,从图中位置
ef 由静止开始匀加速运动,在t=0时刻,F 0=1.5N ,经2.0s 运动到cd 时撤去拉力,棒刚好能冲到最高点ab ,(重力加速度g=10m/s 2).求:
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度; (2)金属棒运动到cd 时电压表的读数;
(3)金属棒从cd 运动到ab 过程中电阻R 1上产生的焦耳热. 【答案】(1)1.5m/s 2(2)2.25V (3)0.3J 【解析】
(1)刚开始拉金属棒时,据牛顿第二定律得:F 0=ma 带入数据解得:a=1.5m/s 2
(2)t=2s 时,金属棒的速度v=at=3m/s 感应电动势:E=BLv 电压表读数:112
E
U R R R =+
解得:U=2.25V
(3)金属棒从cd 位置运动到ab 位置,由动能定理:21=0-2
mgh W mv --克安 回路中产生的总焦耳热:Q=W 克安 电阻R 1上产生的
焦耳热:1112
Q
Q R R R =+
带入数据解得:Q 1=0.3J
13.下列说法正确的是________
A. 布朗运动是液体或气体分子的运动,它说明分子永不停息做无规则运动
B. 液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的
C. 理想气体等压膨胀过程一定放热
D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 【答案】BDE 【解析】
【详解】A. 布朗运动是在显微镜下看到的固体颗粒的无规则运动,不是液体或气体分子的运动,故A 错误;
B. 液晶具有光学各向异性特征,故可以用来制作显示屏,具有清晰且体积小的特征,故B 正确;
C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程,温度升高,内能变大,对外做功,则气体一定吸热,故C 错误;
D. 热量能够自发地从高温物体传到低温物体,但是不能自发地从低温物体传到高温物体,故D 正确;
E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用,故E正确。
14.如图所示,粗细均匀的管子,竖直部分长为l=50 cm,水平部分足够长.当温度为15 ℃时,竖直管中有一段长h=20 cm的水银柱,封闭着一段长l1=20 cm的空气柱.设外界大气压强始终保持在76 cmHg.求:
①被封空气柱长度为l2=40 cm时的温度;
②温度升高至327 ℃时,被封空气柱的长度l3.
【答案】(1)BC;(2)①516 K;②52.6 cm;
【解析】
【详解】解:
①气体在初态时有:
p1="96" cmHg,T1="288" K,l1="20" cm.
末态时有:p2="86" cmHg,l2="40" cm.
由理想气体状态方程得:=
所以可解得:T2="516" K
②当温度升高后,竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内,甚至水银柱全部进入水平管.因此当温度升高至327℃时,水银柱如何分布,需要分析后才能得知.设水银柱刚好全部进入水平管,则此时被封闭气柱长为l="50" cm,压强p="76" cmHg,此时的温度为
T=?T1==570K
现温度升高到600K>T=570K,可见水银柱已全部进入水平管内,末态时p3="76" cmHg,T3="600" K,此时空气柱的长度
l3=?l1=="52.6" cm
答:①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度为516K;
②温度升高至327℃时,被封空气柱的长度l3为52.6cm.
【点评】本题考查盖﹣吕萨克定律的应用;它主要应用于体积不变的过程,注意分析好初末状态的P和T.同时注意计算时不必换算单位;只要前后单位统一即可.
15.某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是()
A. 水面波是一种机械波
B. 该水面波的频率为6Hz
C. 该水面波的波长为3m
D. 水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
E. 水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
【答案】ACE
【解析】
【详解】A.水波是机械振动在介质中传播形成的,故A正确;
BC.由题意可知
155
93
T==s,则频率
1
0.6
f
T
==Hz,波长3m
vT
λ==,故B错误,C正确;
DE.波传播时将振源能量向外传播,而振动的质点并不随波迁移,故D错误,E正确。
16.如图,半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内(入射面即纸面),入射角为45°,出射
光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为R
2
。现将入射光束在纸面内向左平移,求射入
玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时,光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。
【答案】
2 OE R
=
【解析】
当光线经球心O入射时,光路图如图(a)所示。设玻璃的折射率为n,由折射定律有
n=sin
sin
i
γ①
式中,入射角i=45°,γ为折射角。
△OAB为直角三角形,因此sin γ=
22
OA AB
+
②
发生全反射时,临界角C满足sin C=1
n
③
在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时,光路图如图(b)所示。设此时光线入射点为E,折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有∠EDO=C④
在△EDO内,根据正弦定理有⑤
联立以上各式并利用题给条件得OE=R⑥
【考点定位】折射定律、全反射
【名师点睛】本题是简单的几何光学问题,其基础是作出光路图,根据几何知识确定入射角与折射角,根据折射定律求解。