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寿县一中 2020 年春学期高三年级第七次月 考 物理试题卷 二、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 题只有一项符合题目要求，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。) 14.如图所示为氢原子的能级图，一群处于量子数 n＝4 激发态的氢原子，能够自 发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射光子(已知可见光的光子的能量范围为 1.63～3.10 eV，锌板的逸出功为 3.34 eV)，则向外辐射多种频率的光子中(　　) A.最多有 4 种频率的光子 B.最多有 3 种频率的可见光 C.能使锌板发生光电效应的最多有 4 种频率的光子 D.能使锌板发射出来的光电子的最大初动能的最大值为 9.41 eV 15.一物体在合外力 F 的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小 随时间的变化如图所示。该物体在 t0 和 2t0 时刻的动能分别为 Ek1、Ek2，动量分 别为 p1、p2，则(　　) A.Ek2＝9Ek1，p2＝3p1 B.Ek2＝3Ek1，p2＝3p1 C.Ek2＝8Ek1，p2＝4p1 D.Ek2＝3Ek1，p2＝2p1 16.某发电机通过理想变压器向定值电阻 R 提供正弦交流电，电路如图所示，理 想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U，R 消耗的功率为 P。 若发电机线圈的转速变为原来的 n 倍，则(　　)A.R 消耗的功率变为 nP B.电压表 V 的读数为 nU C.电流表 A 的读数仍为 I D.通过 R 的交变电流频率不变 17 地面附近电场的电场线如图所示，其中一条方向竖直向下的电场线上有 a、b 两点，高度差为 h。质量为 m、电荷量为－q 的检验电荷，从 a 点由静止开始沿 电场线运动，到 b 点时速度为 gh。下列说法中正确的是(　　) A.质量为 m、电荷量为＋q 的检验电荷，从 a 点由静止起沿电场线运动到 b 点时 速度为 2 gh B.质量为 m、电荷量为＋2q 的检验电荷，从 a 点由静止起沿电场线运动到 b 点 时速度为 2gh C.质量为 m、电荷量为－2q 的检验电荷，从 a 点由静止起沿电场线运动到 b 点 时速度仍为 gh D.质量为 m、电荷量为－2q 的检验电荷，在 a 点由静止开始释放，点电荷将沿 电场线在 a、b 两点间来回运动 18.某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为 T，由于地球遮挡，宇航员发现有 1 6T 时间会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为 R，引力常量为 G，地球自转周期为 T0，太阳光可看做平行光，则下列说法正确的是(　　) A.宇宙飞船离地球表面的高度为 2R B.一天内飞船经历“日全食”的次数为 T T0 C.宇航员观察地球的最大张角为 120°D.地球的平均密度为 ρ＝24π GT2 19.2018 年 6 月 1 日，很多儿童免票游览南宁动物园，动物园里的小猴子的调皮 动作引来儿童的一片笑声，若质量为 m 的小猴子玩荡“秋千”时，抓住一端固 定的轻绳，从猴山上跟轻绳的固定端同一高度处摆下，已知绳长为 L，如图 5 所 示。在小猴子到达竖直状态时放开绳索，猴子水平飞出。绳子的固定端到地面的 距离为 2L。不计轻绳质量和空气阻力，小猴子可看成质点，则(　　) A.猴子做圆周运动的过程中，合力冲量的大小为 m 2gL B.小猴子摆到最低点抛出前，猴子对绳的拉力大小为 mg C.小猴子的落地点离绳的固定端的水平距离为 2L D.小猴子落地时的重力的功率大小为 2mg gL 20.如图所示，等腰直角斜劈 A 的直角边靠在粗糙的竖直墙壁上，一根不可伸长 的轻绳一端固定在竖直墙上，另一端与半径不可忽略的光滑球 B 连接。轻绳与 水平方向成 30°角，现将轻绳上端点沿竖直墙缓慢向上移动，A 始终处于静止状 态。则(　　) A.绳上拉力先减小后增大 B.竖直墙对 A 的摩擦力先减小后增大 C.竖直墙对 A 的摩擦力可能为零 D.竖直墙对 A 的支持力逐渐减小21.如图所示，半径为 R 的圆形区域内有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场边界上的 P 点有一粒子源，可以在纸面内向各个方向以相同 的速率发射电荷量均为＋q、质量均为 m 的相同粒子进入磁场区域，粒子的重力 以及粒子之间的相互作用力均可忽略，进入磁场的粒子会从某一段圆弧射出磁场 边界，这段圆弧的弧长是圆形区域周长的1 n ，则下列结论正确的是(　　) A.若 n＝2，则所有粒子离开磁场时的速度方向相互平行 B.若 n＝2，则粒子从 P 点进入磁场时的速率为qBR m C.若 n＝4，则粒子从 P 点进入磁场时的速率为 2qBR 2m D.若 n＝4，仅将磁场的磁感应强度大小由 B 减小到 1 2B 时，则 n 的值变为 2 二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第 22～25 题为必考题，每个试题考 生都必须作答。第 33～34 题为选考题，考生根据要求作答。) (一)必考题(共 47 分) 22.(6 分)如图甲所示，某实验小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验 时，实验室提供两个滑块 P、Q，已知滑块 P 的质量为 mP＝115 g，滑块 Q 的质 量未知。为了测定滑块 Q 的质量，该小组进行了以下操作： A.将气垫导轨组装并调节水平，在气垫导轨上适当位置固定两个光电门 G1、G2B.调整滑块 P 上的遮光片，使其不能挡光，将两滑块轻放在导轨上，如图甲所示， 推动滑块 Q 后撤去推力，滑块 Q 以一定的速度通过光电门 G1，遮光片通过光电 门 G1 的时间为 t1＝0.016 s C.当滑块 Q 与 P 相撞后粘在一起，遮光片通过光电门 G2 的时间为 t2＝0.034 s D.用游标卡尺测得遮光片宽度 d 如图乙所示 (1)游标卡尺的读数为________mm； (2)滑块 Q 的质量为________g(保留 3 位有效数字)。 23.(9 分)为测定量程为 3 V 的电压表的内阻 RV(几千欧姆)，某同学设计如图所示 的电路。实验室提供如下器材： 电阻箱 R(最大阻值 9 999 Ω) 滑动变阻器 R1(0～5 Ω，额定电流 3 A) 滑动变阻器 R2(0～1 kΩ，额定电流 0.5 A) 直流电源 E(电动势 4.5 V，内阻不计) 开关一个，导线若干 实验步骤如下： ①调节电阻箱 R 阻值为 0，将滑动变阻器的滑片移到最左端位置 a，闭合开关 S； ②调节滑动变阻器滑片 P，使电压表示数 U0＝2.00 V； ③保持滑动变阻器滑片 P 的位置不变，多次调节电阻箱，记下电压表的示数 U 和电阻箱相应的阻值 R； ④以1 U 为纵轴，R 为横轴，作1 U －R 图线； ⑤通过图象的相关数据计算出电压表的内阻 RV。 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。 (2)在调节电阻箱的过程中，滑动变阻器上 a、P 两点间电压基本不变，则1 U 与 R 的关系式为__________________(用题中给出的字母表示)。(3)实验得到的数据如表中所示： R/kΩ 0 1 2 3 4 5 6 U/V 2.00 1.49 1.18 1.00 0.82 0.72 0.67 U－1/V－1 0.50 0.67 0.85 1.00 1.22 1.39 1.49 根据表格数据在坐标纸上描点如图，请在图中画出1 U －R 图象。由图象计算出电 压表内阻 RV＝________kΩ(结果保留 2 位小数)。 24.(12 分)当下世界科技大国都在研发一种新技术，实现火箭回收利用，有效节 约太空飞行成本，其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师 在返回火箭的底盘安装了 4 台电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减 缓火箭对地的冲击力。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材 料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈 abcd，指示灯连接在 cd 两处；②火 箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道 MN、PQ 和超导线圈(图中未画出)，超导线圈能 产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立 即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，指示灯发光，火箭主体一 直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直 向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为 v0，软着陆要求的速度为 0；指示灯、 线圈的 ab 边和 cd 边电阻均为 R，其余电阻忽略不计；ab 边长为 L，火箭主体质 量为 m，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，重力加速度为 g，一切摩擦阻力不计。 (1)求缓冲滑块刚停止运动时，线圈的 ab 边受到的安培力大小；(2)求缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小； (3)若火箭主体的速度大小从 v0 减到 0 的过程中，经历的时间为 t，求该过程中每 台电磁缓冲装置中线圈产生的焦耳热。 25.(20 分)如图，一质量为 m=1kg 的木板静止在光滑水平地面上。开始时，木板 右端与墙相距 L= 0.08m；质量为 m = 1 kg 的小物块以初速度 v0=2 m/s 滑上木板 左端。木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板之间的动摩擦 因数为 μ=0.1。木板与墙的碰撞是完全弹性的。取 g=10m/s2，求： (1)从物块滑上木板到木板与墙第一次碰撞经过的时间及第一次碰撞前瞬间小物 块的速度； (2)从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙碰撞的次数及所用的时间； (3)达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。 (二)选考题(共 15 分。请在第 33、34 题中任选一题作答。如果多做，则按所做的 第一题计分。) 33.[物理——选修 3－3] (1)(5 分)一定质量的理想气体由状态 a 变化到状态 b，再由状态 b 变化到状态 c， 其压强 p 与温度 t 的关系如图所示，下列说法正确的是________。(填正确答案 标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分， 最低得分为 0 分)A.气体由 a 到 b 为等容变化 B.气体在状态 a 的内能大于在状态 b 的内能 C.气体由 b 到 c 的过程必放热 D.气体在状态 a 的体积小于在状态 c 的体积 E.b 到 c 的过程是等压过程，温度升高，气体对外做功 (2)(10 分)潜艇采用压缩空气排出海水控制浮沉，在海面上，潜艇将压强为 1.0×105 Pa、总体积为 600 m3 的空气(包含贮气筒内空气，视为理想气体)压入容 积为 3 m3 的贮气筒。潜至海面下方 190 m 水平航行时，为控制姿态，将贮气筒 内一部分压缩空气通过节流阀压入水舱，使 15m3 的水通过排水孔排向与之相通 的大海。已知海面处大气压 p0＝1.0×105 Pa，取海水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3， g 取 10 m/s2。 (i)潜艇下潜前贮气筒内气体的压强； (ii)排出水后贮气筒内剩余气体的压强。 34.[物理——选修 3－4] (1)(5 分)图甲为一列简谐横波在 t＝0.1 s 时的波形图，图乙为介质中平衡位置在 x ＝2 m 处的 P 质点的振动图象，下列说法正确的是________。(填正确答案标号。 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低 得分为 0 分) A.该简谐波传播速度为 10 m/s B.从图甲所示时刻开始，介质中的 N 质点比 Q 质点先回到平衡位置 C.图甲所示时刻，介质中的 N 质点正在加速运动 D.在 0.1～0.2 s 时间内，介质中的 Q 质点通过的路程一定是 0.4 mE.在 0.1～0.2 s 时间内，P 质点沿 x 轴负方向移动了 2 m (2)(10 分)如图所示，三角形 ABC 是一个三棱镜的截面，现有一束单色光沿纸面 以 i＝60°的入射角射向 AB 的中点 N，已知该三棱镜的折射率为 n＝ 3，AB＝(6－ 3) cm，光在真空中的传播速度为 c＝3.0×108 m/s，求： (i)此束单色光第一次从三棱镜射出的方向；(不考虑 AB 面的反射) (ii)此束单色光从射入三棱镜到第一次从三棱镜射出所经历的时间。