2020届高三物理下学期第四次月考试题（Word版含答案）

、益中学校 2019—2020 学年度高三年级四月考物理学科试卷 本试卷分为第 I 卷（选择题）、第 II 卷（非选择题）两部分，共 100 分。考生务必将 答案涂写答题纸或答题卡的规定位置上，答在试卷上的无效。 第Ⅰ卷（本卷共 8 道题，共 40 分） 一、单选题：（每小题 5 分，共 25 分。每小题中只有一个选项是正确的） 1. 当前，新型冠状病毒正在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程 中发挥了重要作用。红外线是电磁波，下列关于电磁波的说法错误的是 A．一切物体都在不停地发射红外线 B．紫外线有助于人体合成维生素 D C. 医学上用X 射线透视人体，检查体内病变等 D. 光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同 2. 半圆形介质截面如图所示，O为圆心，两束不同颜色的单色光a、b相互平行，从不同 位置进入介质，其中单色光a入射方向正对圆心O，单色光b的入射点位于圆心O的 正 上方。a光线恰好在半圆形介质的底边发生全反射，且光线 a的入射角为 45°，则下列说 法正确的是 A. 单色光a在介质中的折射率为 2 B. 单色光b比单色光a的频率大 C. 光线b在介质中的折射角可能小于 30° D. 在同一双缝干涉实验中，仅把用 a光照射换成用b光照射， 观察到的条纹间距变大 3. 如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是 A. 处于基态的氢原子可以通过与能量为 12.5eV 的电子碰撞的方 式 跃迁 B. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电 势能减小 C. 大量处于n=3 激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出 2 种不同频率的光 D. 用氢原子从n=2 能级跃迁到n=1 能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为 6.34eV) 时不能发生光电效应4. 如图所示，n 匝矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中， 线框面积为S，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴 OO’以角速度ω匀速转动，并与理 想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U 的灯泡，灯泡正常发光。 从线圈平面与磁场平行开始计时，下列说法正确的是 A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B．灯泡中的电流方向每秒改变 ω 2π C. 变压器原、副线圈匝数之比为 nBSω U D. 线框中产生感应电动势的表达式e = nBSωcosωt 5. 质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为 EP = −G Mm （设 r 人造地球卫星在离地球无限远处的势能为零），其中 G为引力常量，M为地球质量.该 卫星原来在半径为R1 的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作 用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为 R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 GMm  1A． − 1  GMm  1B． − 1  2  R R  2  R R   1 2   2 1   1 − 1   1 − 1 C．GMm R R  D． GMm R R   1 2   2 1  二、多项选择题 （每小题 5 分，共 15 分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正 确。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分） 6. 如图所示，“奥托循环”由两条等温线和两条等容线组成，其中，a→b和 c→d为等 温 过程，b→c和 d→a为等容过程。下列说法正确的是 A. a→b过程中，气体对外界做功 B. b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多 C．c→d过程中，气体从外界吸收热量 D．d→a过程中，气体分子的平均动能变大 7. 如图所示，一简谐横波在某区域沿 x轴传播，实线 a为 t=0 时刻的波形图线，虚线b 为 t=△t时刻的波形图线。已知该简谐横波波源振动的频率为 f=2.5Hz，虚线b与 x轴交点 P的坐标为xP=1m。则下列说法正确的是 A．这列波的传播速度大小一定为 20m/s B．这列波一定沿 x轴正向传播 C. 可能有△t=1.25s D. 若该列波遇到宽度为 6m 的障碍物能发生明显的衍射现象8. 沿某一电场方向建立x轴，电场仅分布在－d≤x≤d的区间内，其电场强度E与坐标x 的 关系如图所示。规定沿+x轴方向为电场强度的正方向，x=0 处电势为零。一质量为 m 、 电荷量为+q的带点粒子只在电场力作用下，能在 x轴上做周期性运动。以下说法正确的 是 A. 粒子沿x轴做简谐运动 B. 粒子在x=－d处的电势能为 1 qE0d 2 C. 动能与电势能之和的最大值是qE0d D. 一个周期内，在x>0 区域的运动时间t≤ 2 第Ⅱ卷（本卷共 60 分） 9．（12 分） （1） 某同学设计了如图所示的装置来探究牛顿第二定律，实验时将拉力传感器固定在水 平 放置的木板上，与细线相连，细线绕过定滑轮与水瓶相连，调节滑轮的高度，使细线平 行于 桌面。已知木板与桌面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。 ①将质量为 m0 的木板右端移至与标识线 MN对齐，在水瓶中加水直到木板刚要滑动 时计下此时传感器的示数 F0，再加一定量的水，当拉力传感器示数为 F1 时释放木板，记录木 板右端运动到与MN间距为 L的 PQ处所用时间 t，为减小误差，多次测量取时间的平均 值 t，由此可知木板运动的加速度 a= 。 ②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度 a 与拉力传感器示数 F1 的关系。下列图像 能表示该同学实验结果的是 。 ③在保持 m0 一定的情况下，通过改变水瓶中水的质量来改变外力，与用钩码拉动小 车相比较，其优点是 。 md qE0A. 可以改变滑动摩擦力的大小 B. 可以更方便地获取多组实验数据 C. 可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小 D．可以获得更大的加速度以提高实验精度 ④保持水瓶中水的质量一定时，通过在木板上叠放重物来改变其质量，这种情况下 (填“能”或“不能”)探究a和 m0 的关系。 （2） 待测电阻Rx，阻值约为 200Ω，请选用以下器材较准确地测量电阻 Rx 的阻值。 A．电源E:电动势约为 12.0V，内阻较小； B. 电流表 A1：量程 50mA、内阻r1=40Ω； C. 电流表 A2：量程 300mA、内阻r2 约为 4Ω； D. 电压表 V：量程 3V、内阻r3 约为 5kΩ； E. 定值电阻R0：阻值为 40Ω； F．滑动变阻器最大阻值为 10Ω； G．单刀单掷开关 S、导线若干. 请画出测量待测电阻Rx的电路图。 10．（14 分）如图所示，质量为 M=2kg 的木板A 静止在光滑水平地面上，其左端与固 定台阶相距x。质量为 m=1kg 的滑块 B（可视为质点）以初速度v0=4m/s 从木板 A 的右 端滑上木板。A 与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力，A、B 之间动摩擦因数μ=0.1， A 足够长，B 不会从 A 表面滑出，取 g=10m/s2。 （1） 若 A 与台阶碰撞前，已和 B 达到共速，求 A 向左运动的过程中与B 摩擦产生的热量 Q； （2） 若 A 与台阶只发生一次碰撞，求 x 满足的条件。11．（16 分）如图所示，完全相同的正方形单匝铜质线框货件abcd，通过水平、绝缘且 足 够长的传送带输送一系列该货件通过某一固定匀强磁场区域进行“安检”程序，即筛选 “次品”（不闭合）与“正品”（闭合）。“安检”程序简化为如下物理模型：各货件质 量均为m，电阻均为R，边长为l，与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g；传送 带 以恒定速度v0向右运动，货件在进入磁场前与传送带的速度相同，货件运行中始终保持 ab∥AA∥CC，已知磁场边界AA，CC与传送带运动方向垂直，磁场的磁感应强度为 B， 磁 场的宽度为d（l＜d），现某一货件当其ab 边到达 CC时又恰好与传送带的速度相同， 求： （1） 上述货件在进入磁场的过程中运动加速度的最大值a与速度的最小值v； （2） “次品”（不闭合）与“正品”（闭合）因“安检”而延迟时间多大．12．（18 分）在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。 第 二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为 E1。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电 场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强 E2= 1 E1，匀强磁场方向垂直纸面。处2 在第三象限的发射装置（图中未画出）竖直向上射出一个比荷 q =102C/kg 的带正电的粒 m 子（可视为质点），该粒子以v0=4m/s 的速度从－x上的 A点进入第二象限，并以 v1=8m/s 速度从＋y上的C点沿水平方向进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为 0 时刻，磁 感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10 m/s2。试 求： （1） 带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1； （2） ＋x轴上有一点D，OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过 y 轴，要使其恰能沿x轴正方向通过 D点，求磁感应强度B0 及其磁场的变化周期T0； （3） 要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0 和 变 化周期T0 的乘积 B0T0 应满足的关系．参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 D C A D B BC ACD BD 9. （１）① a = 2L t 2 ②Ｃ ③BC ④不能 （２） 10.（14 分） （１）向左运动过程中，由动量守恒定律得： mv0 = (M + m)v1 解得： v1 = 4 m/s 3 由能量守恒定律得： Q = 1 mv 2 − 1 (M + m)v 2 2 0 2 1 解得： Q = 16 J 3 （２）从 B刚滑到A上到A左端与台阶碰撞前瞬间， A、B的速度分别为v2 和 v3， 由 动量守恒定律得：mv0= Mv2+ mv3 若 A与台阶只碰撞一次，碰撞后必须满足：Mv2≥mv3 对 A板，应用动能定理： µmgx = 1 Mv2 − 0 2 2 联立解得：x≥1m 11. （16 分） （１）货件刚进入磁场时加速度最大 E = Blv0 Rx V A1 R0 E r R SI = E R F 安 = BIl F安 − µmg = ma B2l 2v 解得 a = ?0 − µg mR 货件刚好完全进入磁场时速度最小 µmg(d − l) = 1 mv2 − 1 mv2 2 0 2 解得v = （２）设“正品”进入磁场过程所用时间为t1 µmgt1 − BIl ⋅ t1 = mv − mv0 E = ∆φ ∆t I = E R q = I ⋅ t1 ∆φ= Bl 2 设“正品”在磁场中做匀加速度直线运动的时间为t2 µmgt2 = mv0 − mv 【或研究“正品”从刚要进入磁场到刚要出磁场， µmgt − BIl ⋅ t1 = mvo − mvo 】 “正品”从开始进磁场到完全出磁场并达到稳定运动所用时间 t正 = 2(t1 + t2 ) 【t正 = 2t 】 “次品”做匀速直线运动t = 2d v0 因安检而延迟的时间∆t' = t正 − t次 ∆ 2B2l 3 2d 解得 t' = µmgR − v v2 − 2µg(d − l)0 0 次0 12.（18 分） （1）带电粒子在竖直方向的运动是竖直上抛运动，则 v2 = 2gh 解得 h = 0.8m 水平方向上 qE1 = ma v1 = at 竖直方向 v0 = gt 解得E1=0.2N/C （2）∵ E = 1 E 2 2 1 ∴ qE2 = mg v2 ∴带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动，有 qv1B0 = m 1 R 使粒子从C点运动到 D点，则有： h=n2R 解得B0= 0.2n(T) (n=1，2，3···) 粒子运动的周期T = 2πR = 2πm v1 qB0 由题意知 T0 = T 2 4 解得T0= π (s) (n=1，2，3···) 20n （3）当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过 y轴时可作如图运动情形： 由图可知sinα= R = 1 2R 2 ∴α= π 6 ∴θ= 5π 65πT0 ≤ 6 T 1 分 2 2π 所以B0T0≤ π （T·s） 60