2020届高三下物理周测试题

第 1 页 共 6 页 2020届高三下物理周测试题 本试题分第 I卷（选择题）和第 I 卷（非选择题）两部分，满分 110 分。考试用时 90 分钟。 第 I 卷(选择题，共 48 分) 一、选择题:本题共 12 小题，每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题只有一项符合 题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1. 日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一.2019 年 2 月 13 日，日本宣布福岛核电站核残渣首次被 “触及”，其中部分残留的放射性物质的半衰期可长达 1 570 万年．下列有关说法正确的是( ) C．天然放射现象中产生的α射线的速度与光速相当，穿透能力很强 D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，不会改变放射性元素的半衰期 2. 生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物 体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有 一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为 G，手机所在平面与水平 面间的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ） A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于G cosθ B. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反 C. 高铁减速行驶时，手机可能受到 3 个力作用 D. 高铁匀速行驶时，手机可能受到 5 个力作用 3. 如图所示，小物块以初速度 v0 从 O 点沿斜向上运动，同时从 O 点斜向上抛出一个速度大小也为 v0 的小球，物块和小球在斜面上的 P 点相遇.已知物块和小球质量相等，空气阻力忽略不计，则下列 错．误．的是( ) A.斜面只能是粗糙的 B.小球运动到最高点时离斜面最远 C.在 P 点时，小球的动能大于物块的动能 D.小球和物块到达 P 点过程中克服重力做功的平均功率相等 4. 如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴 OO1 以恒定的角度ω转动，圆筒的半径 r＝1.5 m．筒壁内有一小 物体与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为 摩擦力等于滑动摩擦力)，转动轴与水平面间的夹角为 60°，重 力加速度 g 取10 m/s2.则ω的最小值是( ) A．1 rad/s B. 30 rad/s 3 C. 10 rad/s D．5 rad/s 5. 如图所示，足够长的小平板车 B 的质量为 M，以水平速度 v0 向右在光滑水平面上运动，与此同时， 质量为 m 的小物体 A 从车的右端以水平速度 v0 沿车的粗糙上表面向左运动．若物体与车面之间的 动摩擦因数为μ，则在足够长的时间内（ ）第 2 页 共 6 页 A B C D C．无论 M 与 m 的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为 mv0 D．无论 M 与 m 的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为 6. 如图，小球甲从 A 点水平抛出，同时将小球乙从 B 点自由释放，两小球先后经过 C 点时速度大小 相等，方向夹角为 30°，已知 B、C 高度差为 h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知 （ ） A．小球甲作平抛运动的初速度大小为 2 B．甲、乙两小球到达 C 点所用时间之比为 1：2 h C．A、B 两点高度差为 4 D．两小球在 C 点时重力的瞬时功率相等 7. 深空中，某行星 X 绕恒星 Y 逆时针方向公转，卫星 Z 绕 X 逆时针方向运行 X 轨道与 Z 轨道在同一平面内。如图，某时刻 Z、X 和 Y 在同一直线上，经 过时间 t，Z、X 和 Y 再次在同一直线上（相对位置的顺序不变）。已知 Z 绕 X 做匀速圆周运动的周期为 T，X 绕 Y 做匀速圆周运动的周期大于 T，X 与 Y 间的距离为 r，则 Y 的质量为（ ） 4π2 r（3 t − T）2 ． Gt 2T 2 4π2 r（3 t + T）2 ． Gt 2T 2 4π2 r3 ． Gt 2 4π2 r3 ． GT 2 8. 如图所示，矩形线圈 abcd 在磁感应强度大小为 B＝ 2 16π T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的 dc 边以角 速度ω＝100π rad/s 匀速转动．线圈的匝数 N＝100，边长 ad＝0.4 m，ab＝0.2 m．理想变压器原、 副线圈的匝数比是 2∶1，一只理想二极管和一个阻值为 25 Ω的定值电阻 R 串联在副线圈电路中， 已知电压表和电流表均为理想交流电表，线圈和导线的电阻不计，则下列说法正确的是( ) A．该矩形线圈产生的电动势的最大值为 50 V B．电压表的示数为 50 V C．1 min 内电阻 R 上产生的热量为 750 J D. 减小电阻 R 的值，电流表示数变小 9. 如图所示，滑块 A、B 的质量均为 m，A 套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成 45°角，B 套在固 定水平的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计，且杆足够长，A、B 通过铰链用长 度为 L 的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成 30°）连接，A、B 从静止释放，B 开始沿水平面向右运 动，不计一切摩擦，滑块 A、B 均视为质点，在运动的过程中，下列说法正确的是( ) A．当 A 到达与 B 同一水平面时 B．当 A 到达与 B 同一水平面时，B 的速度为 C．B 滑块到达最右端时，A 的速度 gh 3 gL 3第 3 页 共 6 页 D．B 滑块最大动能为 3mgL 2 10. 某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图甲所示，在干电池的负极吸上两块圆柱形强磁铁， 然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框， 并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不 固定，图乙是该装置的示意图．若线框逆时针转动(俯视)，下 列 说法正确的是( ) A．线框转动是因为发生了电磁感应 B．磁铁导电且与电池负极接触的一端是 S 极 C．若将磁铁的两极对调，则线框转动方向反向 D．线框转动稳定时的电流比开始转动时的大 11. 如图所示，M、N 为两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为 A、C，带电荷量分别为＋Q、－Q， 将它们平行放置，A、C 连线垂直于圆环平面，B 为 AC 的中点，现有质量为 m、带电荷量为＋q 的 微粒(重力不计)从左方沿 A、C 连线方向射入，到 A 点时速度 vA＝1 m/s，到 B 点时速度 vB＝ 5 m/s， 则( ) A．微粒从 B 至 C 做加速运动，且 vC＝3 m/s B．微粒在整个运动过程中的最终速度为 5 m/s C．微粒从 A 到 C 先做加速运动，后做减速运动 D．微粒最终可能返回至 B 点，其速度大小为 5 m/s 12. 如图所示，两个边长为 2L 的正方形 PQMN 和 HGKJ 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强 度大小分别为 B1 和 B2，两磁场区域中间夹有两个宽度为 L、方向水平且相反、场强大小均为 E 的 匀强电场，两电场区域分界线经过 PN、GK 的中点．一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子(不计 重力)从 G 点由静止释放，经上方电场加速后通过磁场回旋，又经下方电场沿 NK 二次加速后恰好 回到 G 点，则下列说法正确的是( ) A．B2＝2B1 B．带电粒子第二次进入右边磁场后一定从 MN 边离开 C．第一次完整回旋过程经历时间为 D.要实现两次以上的回旋过程，可以同时增大两磁场的磁感应强度 第 II 卷（非选择题，共 62 分） 二、实验题:本题共 2 小题，第 13 题 6 分，第 14 题 10 分，共 16 分。把答案写在答题卡指定位置。 13. (6 分)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。 小妮同学利用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。A、B 是两个质量均为 m 的相同小球， O 为穿过轻杆的固定转轴，C 为固定在支架上的光电门，初始时杆处于水平状态，重力加速度为 g。实 验步骤如下∶第 4 页 共 6 页 5 7 5 5 0 1 2 45 A1 A2 Rx P R S (1)用游标卡尺测得小球 B 的直径 d 如图乙所示，则 d= mm； (2)用毫米刻度尺测得 AO 长为 l， BO 长为 2l； (3)由静止释放两小球，当小球 B 通过光电门时，测得光线被小球挡住的时间为∆t，则在杆由水平转至 竖直的过程中两小球组成的系统增加的动能∆Ek= ， 减少的重力势能∆Ep= （用 m、g、l、d、 ∆t 表示）。 (4)若在误差允许的范围内∆Ek= ∆Ep，则小球 A、B 组成的系统机械能守恒。 14. （10 分）某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。 ⑴如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径 D= mm。 甲 乙 丙 ⑵该同学用如图乙所示电路图测量金属丝 Rx 的电阻，供选择的仪器如下： ①电流表 A1（内阻为 r）； ②电流表 A 2； I2 ③ 滑动变阻器 R1 （0~1000Ω）； ④滑动变阻器 R2 （0~20Ω）； ⑤蓄电池（2 V）； I1 ⑥电键 S 及导线若干。 O 丁 ⑶滑动变阻器应选择 （选填“R1 ”或“R2 ”）；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图。 ⑷闭合电键 S ，移动滑动触头至某一位置，记录 A1、A2 的读数 I1、I2 ，通过调节滑动变阻器，得到 多组实验数据；以 I2 为纵坐标， I1 为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据 I2—I1 图像的斜率 k 及 电流表 A1 内阻 r，写出金属丝电阻的表达式 Rx= 。 ⑸测得金属丝连入电路的长度为 L，则金属丝电阻率 ρ= （用 k、D、L、r 表示）。 三、计算题:本题共 4 小题，共 46 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字 说明、方程式和演算步骤。 15. （8 分）2019 年 3 月 13 日，华为正式发布旗下三款新机型，除了常规的硬件升级外，旗舰款 P30 还支持快充和无线充电．图甲为兴趣小组制作的简易无线充电装置中的输电线圈示意图，已知线圈匝数 n＝100，电阻 r＝1 Ω，横截面积 S＝1.5×10－3 m2，外接电阻 R＝7 Ω.线圈处在平行于线圈轴线的磁 场中，磁场的磁感应强度随时间的变化如图乙所示，求： (1)0～0.02 s 内通过电阻 R 的电荷量 q； (2)0～0.03 s 内电阻 R 上产生的热量 Q. 16. （10 分）如图所示，质量均为 m 的物块 A、B 通过轻质细线跨过轻质定滑轮连接，B 的正下方有一 只能在竖直方向上伸缩且下端固定在水平面上的轻弹簧，其劲度系数为 k。开始时，A 固定在倾角 为 30°的足够长光滑斜面底端，弹簧处于原长状态，B 到弹簧上端的高度为 H。现在由静止释放 A， - + -A1 + Rx -A2 +第 5 页 共 6 页 已知 A 上滑过程中细线不收缩的条件是 H ≤ 3mg ，g 为重力加速度，忽略滑轮与轮轴间的摩擦， 4k 弹簧一直处在弹性限度内。 （1）当 B 到弹簧上端的高度 H = 3mg 时，弹簧最大弹性势能为多少？ 4k （2）当 B 到弹簧上端的高度 H = mg 时，A 上滑的最大位移为多少？ k 17. (13 分)如图所示，在 xOy 直角坐标平面内－ 3 20 m≤x＜0 的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应 强度 B＝0.32 T，0≤x＜2.56 m 的区域有沿－x 方向的匀强电场．在 x 轴上坐标为 － 3 20 m，0 的 S 点有一粒子源，它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向各发射一个比荷q ＝5.0×107 C/kg；速率 v＝ m 1.6×106 m/s 的带正电粒子．若粒子源只发射一次，其中只有一个粒子 Z 刚好能到达电场的右边界， 不计粒子的重力和粒子间的相互作用．求： (1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径 r 及周期 T； (2)电场强度的大小E 及 Z 粒子从S 点发射时的速度方向与磁场左边界的夹角θ (3)Z 粒子第一次刚进入电场时，还未离开过磁场的粒子占粒子总数的比例η. 【选考题】注：第 18 题和第 19 题选其中的 1 道题作答 18、【物理—选修 3–3】（15 分） (1)(5 分)下列说法中正确的是 ．(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．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B．随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力先减小后增大 C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 E．分子热运动的结果总是朝着熵减小，即无序性增大的方向进行 (2)(10 分)如图所示，固定的绝热汽缸内有一质量为 m 的“T”形绝热活塞(体积可忽略)，距离汽缸底 部为h0 处连接一U 形管(管内气体的体积忽略不计)，初始时，封闭气体温度为T0.活塞距汽缸底部为1.5h0， 两边水银柱存在高度差．已知水银的密度为ρ，大气压强为 p0，汽缸横截面积为 S，活塞竖直部分长为 1.2h0，重力加速度为 g.试问： ①初始时，水银柱两液面高度差多大； ②缓慢降低汽缸内封闭气体的温度，当 U 形管两边水银面相平时封闭气体的 温度是多少．第 6 页 共 6 页 19、【物理一选修 3–4 】（15 分） (1)(5 分)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，t＝0 时，波刚好传播到 M 点，波形如图实线所示，t ＝0.3 s 时，波刚好传播到 N 点，波形如图虚线所示．则下列说法正确的是 ．(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．波的周期为 0.6 s B．波的波速为 20 m/s C．c 点在 0～0.3 s 内通过的路程等于 24 cm D．t＝1 6 s 时，b 点到达平衡位置 E．t＝0.25 s 时，a 点与 M 点的位移相同 (2)(10 分)武汉光伏产业非常发达，拥有国家级博士后科研工作站及国家级企业技术中心．街道上的 很多电子显示屏，其最重要的部件就是发光二极管．有一种发光二极管，它由半径为 R 的半球体介质 ABC 和发光管芯组成，管芯发光区域是半径为 r 的圆面 PQ，其圆心与半球体介质的球心 O 重合，如图 所示．图中发光圆面发出的某条光线射向 D 点，入射角为 30°，折射角为 45°. (i)求半球体介质对光的折射率 n； (ii)为使从发光圆面 PQ 射向半球面上所有的光都能直接射出，管芯发光区域面积最大值为多少？