【文档说明】天津市南开区2020届高三上学期期末考试物理试题含解析【精准解析】.doc，共(15)页，716.500 KB，由小赞的店铺上传

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2019〜2020学年度第一学期南开区期末考试试卷高三年级物理学科木试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题卡交回。第I卷（选择题共40分）—、单项选择题

（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）1.下列说法正确的是：（）A.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型B.贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核C.原子核

由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数D.大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同【答案】D【解析】【详解】A、汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福建立了核式结构模型，故选项A错误；B、贝克勒

尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，粒子散射实验说明原子中存在原子核，故选项B错误；C、原子核由质子和中子构成，但原子核内质子数与中子数不一定相等，中子数不一定小于质子数，故选项C错误；D、氢原子处于基态，被一束单色光照射，先吸收能量，向高能级跃迁，然后又从高能级向低能级

跃迁，放出能量，发出多种频率的光子，其中从激发态跃迁到基态发出的光子的频率与入射光频率相同，故选项D正确．2.一质点t=0时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动，其运动的v-t图象如图所示。下列说法正确的是（）A.t=4s时，质点在x=5m处B.t=3s时，质点运动方向改变C.第3

s内和第4s内，合力对质点做的功相同D.0~2s内和0~4s内，质点的平均速度相同【答案】B【解析】【详解】A．根据图像的“面积”表示位移，知0-4s内质点的位移等于0-2s的位移，为1(12)2m3m2x=+=t=0时质点位于x=0处，则t=4s时，

质点在x=3m处，故A错误；B．t=3s时，质点的速度由正变为负，运动方向改变，故B正确C．第3s内动能减小，合力对质点做负功，第4s内动能增大，合力对质点做正功，可知第3s内和第4s内，合力对质点做的功不同，故C错误；D．根据“面积”表示位移，知0～2s内和

0～4s内，质点的位移相同，但所用时间不同，所以平均速度不同，故D错误。故选B。3.如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（）A.这列波沿x轴正

方向传播B.这列波的传播速度为2m/sC.t=0.15s，P的加速度方向与速度方向相同D.从t=0.10s到t=0.15s，P通过的路程为10cm【答案】C【解析】【详解】A．分析振动图像，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方

向，根据波动规律结合图甲可知，该波沿x轴负方向的传播，故A错误；B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为4m/s20m/s0.2vT===故B错误；C．从t=0.10s到t=0.15s，质点P振动了4T，根据波动规

律可知，t=0.15s时，质点P位于平衡位置上方，速度方向沿y轴负方向振动，则加速度方向沿y轴负方向，两者方向相同，故C正确；D．在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程s≠A=10cm故D错误。故选

C。4.习近平主席在2018年新年贺词中提到，科技创新、重大工程建设捷报频传，“慧眼”卫星邀游太空．“慧眼”于2017年6月15日在酒泉卫星发射中心成功发射，在10月16日的观测中，确定了γ射线的流量上限．已知“慧眼”卫

星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，运动周期为T，地球半径为R，引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，则下列说法正确的是()A.地球的平均密度大小为23GTB.地球的质量大小为2grGC.地球表面的重力加速度大小224RTD.“慧眼”卫星的

向心加速度大小为224rT【答案】D【解析】【详解】设地球的质量为M，“慧眼”卫星的质量和向心加速度分别为m、a向，地球表面的重力加速度为g、地球的平均密度ρ，卫星在地表公转的周期为T0．AD.根据万有引力提供向心力可得：22(2)MmGmrmarT向＝＝根据上述公式解得：2324rMGT＝

224raT向＝．根据密度公式求解出地球的密度为：3233343MMrVGTRR＝＝＝故A错误．D正确；BC.地球表面的物体的重力近似等于物体所受到的万有引力，即：220()2MmGmgmRRT＝＝解得地球的质量GgRM2=重力加速

度：2204RgT＝此时分母里的周期T0应该是卫星绕地表运动的周期，不是在高空中的周期T，故BC错误；5.如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，

另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止，则在此过程中（）A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增

大C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增大D.M所受斜面的摩擦力大小可能先增大后减小【答案】B【解析】【详解】AB．根据M、N均保持平衡状态，进行受力分析可知，N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的

绳子拉力T，如图所示：在向左拉动的时候，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大，故A错误，B正确；CD．对于M的受力，开始时可能是sinTmgf=−当T不断增大的时候，f减少；当T>mgsinθ时，随着T的增大，f将增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大；也

可能是sin+Tmgf=当T不断增大的时候，摩擦力f增大，故CD错误。故选B。二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的

得0分）6.如图所示，一束由两种单色光混合的复色光，沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束反射光束I、II、III，若玻璃砖的上下表面足够宽，则下列说法正确的是（）A.光束I仍为复色光，光束II、III为单色光B.改变α角，

光束I、II、III仍保持平行C.通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要小于光束III的D.在真空中，光束II的速度小于光束III的速度【答案】ABC【解析】【详解】A．所有色光都能反射，反射角相同，则由图可知光束I是复色光；而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，

因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的，根据光的可逆性，知两光束仍然平行射出，且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光，故A正确；B．一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光的反射时入

射角与反射角相等。所以由光路可逆可得出射光线平行。改变α角，光线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ仍保持平行，故B正确；C．由图知：光束Ⅱ的偏折程度大于比光束Ⅲ，根据折射定律可知光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ，光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正

比，则双缝干涉实验中光Ⅱ产生的条纹间距比光Ⅲ的小，故C正确；D．在真空中，光束II的速度与光束III的速度都为3×108m/s；故D错误。故选ABC。7.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，由

M点运动到N点，其运动轨迹如图中虚线所示，以下说法正确的是A.粒子必定是负电荷B.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能

【答案】CD【解析】【详解】A．由电荷的运动轨迹可以知道，电荷的受力沿着电场线的方向，所以电荷为正电荷,所以A错误.B．正电荷沿着电场的方向运动,所以电场力做正功,电荷的电势能减小,所以粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能,所以B错误.C．电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方

电场的强度小,由图可知N点的场强大于M点的场强的大小，在N点的受力大于在M的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,所以C正确.D．正电荷沿着电场的方向运动，所以电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在M点的动能小于它在N点的动

能，所以D正确.8.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻

r=10Ω，则下列说法正确的是（）A.通过线圈的最大电流为1.25AB.线圈的角速度为50rad/sC.电压表的示数为502VD.穿过线圈的最大磁通量为2πWb【答案】A【解析】【详解】AC、根据闭合电路的欧姆定律可知100A1.25A7010mEIRr===++，即

通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为852V22IUR==，故选项A正确，C错误；B、由乙图可知周期0.04sT=，转动的角速度为250rad/sT==，故选项B错误；D、根据mEnBS=可得

穿过线圈的最大磁通量为1Wb50mEBSn===，故选项D错误．第Ⅱ卷9.某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”．（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力．该同学是这样操作的：如图乙

，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列___的点，说明小车在做___运动．（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力．以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里

加砂，砂的质量最终达到13M，测小车加速度a，作a－F的图象．如图丙图线正确的是___．（3）设纸带上计数点的间距为s1和s2．下图为用米尺测量某一纸带上的s1、s2的情况，从图中可读出s1＝3.10cm，s2＝__cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a＝___m/s2

．【答案】(1).点迹均匀(2).匀速直线(3).C(4).5.55(5).2.45【解析】【详解】（1）［1］［2］平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若打点计时器在纸带上打出一系列点迹

均匀的点，说明小车在做匀速直线运动．（2）［3］AC.如果这位同学先如（1）中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a-F的图象是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到13M，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图象发生弯曲，故A错误，C正确；B.a－F图象

与纵轴的截距，说明平衡摩擦力有点过分，与题意不合，故C错误；D.a－F图象与横轴的截距，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，与题意不合，故D错误.（3）［4］从图中可读出s2＝9.60cm-4.05cm=5.55cm．［5］由逐差法s=at2，其中t=0.1s，小车加速度的大小a=212

sst−=25.553.100.1−10-2m/s2=2.45m/s210.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。现有A．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）B．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）D．电

压表（0~15V，内阻约15kΩ）E．滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A）F．电源（3V，内阻可不计）G．开关和导线若干①在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________（选填器材前的字母）；为了提高实验的精确度，实验电路应采用

图中的________（填“甲”或“乙”）。②接通开关，改变滑动变阻器画片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U．某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx=____________Ω。③若在①问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_________

；若在①问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_________；（选填选项前的字母）A．电流表测量值小于流经Rx的电流值B．电流表测量值大于流经Rx的电流值C．电压表测量值小于Rx两端的电压值D．电压表测量值大于Rx两端的电压值④闭合电键，将滑动变阻器的滑片P由初始端向另一端滑动过程中，滑动

变阻器的功率将_________。A．一直减小B．一直变大C．先变大后变小D．先变小后变大【答案】(1).B(2).C(3).甲(4).5.1〜5.2(5).B(6).D(7).C【解析】【详解】(1)[1][2]电源

电动势为3V，电压表选择C；由于阻值约为5Ω的电阻Rx的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.6A，从精确角来说，电流表选择B；[3]待测电阻阻值约为5Ω，电流表内阻约为0.125Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采

用外接法，应选择图甲所示电路图；(2)[4]电流表量程为0.6A，由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为：I=0.50A；电压表量程为3V，由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为：U=2.60V；电阻阻值2.60=5.20.50xURI==

(3)[5]由图甲所示电路可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流测量值大于真实值，故B正确；[6]由图乙所示电路图可知，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，电压测量值大于真实值，故D正确；(4)[7]把待测电阻与电源整体看成等效电源，等效电源内阻

等于待测电阻阻值5.2Ω；滑动变阻器是外电阻，电源输出功率即外功率，在该题中即滑动变阻器功率最大；闭合开关前滑片置于右端，滑片从右端向左端移动过程，外电阻由50Ω逐渐减小到0，当外电阻等于内阻时，即滑动变

阻器接入电路的阻值为5.2Ω时功率最大，由此可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器的功率先增大后减小，故C正确，故选C。11.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB，

AB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上，可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg，物块的质量为m=1kg，物块与小车水平部分间

的动摩擦因数μ=0.5，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，重力加速度g=10m/s2。求：（1）物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小；（2）物块和小车最终速度v的

大小及此过程产生的热量Q；（3）物块最终距离B点的距离x。【答案】(1)3m/s，55N(2)0.5m/s，3.75J(3)0.75m【解析】【详解】(1)从物块开始下落到物块到达B点过程，由机械能守恒定律得mg（H+R）=212Bmv代入数据解

得vB=3m/s在B点，由牛顿第二定律得FN-mg=m2BvR得FN=55N(2)小车离开墙壁后小车与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mvB=（M+m）v解得v=0.5m/s由能量守恒定律得212Bmv-21

2mMv+（）=Q得Q=3.75J(3)系统产生的热量Q=fx=μmgx得x=0.75m12.如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R=10Ω的电阻；导轨间距为L=lm，导轨电阻不计，长约lm，质量m=0

.lkg的均匀金属杆水平放置在导轨上（金属杆电阻不计），它与导轨的滑动摩擦因数35=，导轨平面的倾角为30=°在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T，今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆

的电量q=lc，求：（1）当AB下滑速度为4m/s时加速度的大小；（2）AB下滑的最大速度；（3）AB由静止开始下滑到恰好匀速运动通过的距离；（4）从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量．【答案】(1)12ms；(2)8ms；(3)20m；(

4)0.8J【解析】【详解】(1)取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系XAsinFmgFfma=−−=cosNmg=摩擦力：fN=安培力AFBIL=EIR=EBLv=联立解得：22sincosBLvaggmR=−−当m4

sv=时，2m1sa=；(2)由上问可知22sincosBLvaggmR=−−，当0a=时速度最大，即为m8smv=；(3)从静止开始到匀速运动过程中Et=，EIR=，qIt=，BLx=代入数据解得：20mx=；(4)由能量守恒得：21sincos?2m

mgxmvmgxQ=++，代入数据得：0.8JQ=．13.如图，在平面直角坐标系xOy内，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，

磁感应强度大小为.B一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上yh=处的M点，以速度0v垂直于y轴射入电场。经x轴上2xh=处的P点进入磁场，最后垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求：()1电场强度大小E；()2粒子

在磁场中运动的轨道半径r；()3粒子在磁场运动的时间t。【答案】()()()20023π12324mvmvmqhqBqB【解析】【详解】()1设粒子在电场中运动的时间为1t，根据类平抛规律有：012hvt=，2112hat=根据牛顿第二定律可得：Eqma=联立解得：202mvEqh

=()2粒子进入磁场时沿y方向的速度大小：10yvatv==粒子进入磁场时的速度：02vv=方向与x轴成45角，根据洛伦兹力提供向心力可得：2vqvBmr=解得:02mvrqB=()3粒子在磁场中运动的周期：2π2πrmTvq

B==根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的圆心角：135=，则粒子在磁场中运动的时间：13533π36084mtTTqB===