2020届南开中学高三物理第六次月考
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试时间60分钟。
注意事项
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1．答卷前，考生务必用钢笔、签字笔或圆珠笔将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。用铅笔将考试科目（物理）填涂在答题卡上，并将相应的准考证号信息点涂黑。
2．选择题每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。
3．非选择题必须用钢笔、签字笔或圆珠笔作答，答案必须写在各题目指定区域内相应位置上；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、 单选题（本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，有选错的或不答的得0分）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位
B．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接用实验来验证的
C．伽利略通过实验说明了力是维持物体运动状态的原因
D．亚里士多德的理想斜面实验开创了实验研究和逻辑推理相结合的探索自然规律的科学方法
2．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程，下列说法正确的是（ ）
A．只是部分宏观过程具有方向性
B．第二类永动机既违背能量守恒定律，又违背热力学第二定律
C．热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体
D．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%
3．关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( )
A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹.
B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大.
D．丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹
4．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，某手机运营商通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109~6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109Hz，则（ ）
A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
B．5G信号比4G信号波动性更显著
C．5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
D．无线电波是波长较短的电磁波
5．静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线x轴上的两点B、C的电场强度分别为和，下列说法中正确的有（ ）
A．大于 B．B点的电场强度方向沿x轴正方向
C．B点的电势低于C点的电势，UBC为正值
D．负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中，静电力先做正功，后做负功
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，每一个小题有多个选项正确。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分）
6．如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和1A，已知甲图中原副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，则（ ）
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000V
B．甲图是电流互感器.输电电流是100A
C．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V
D．乙图是电流互感器，输电电流是10A
7．中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的一次试验“火星－500”，王跃走出登陆舱，成功踏上模拟火星表面，在“火星”上首次留下中国人的足迹，目前正处于从“火星”返回地球途中．假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是 （ ）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度
B．飞船在轨道Ⅰ上运动的机械能大于在轨道Ⅱ上运动的机械能
C．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道I同样的半径运动的周期相同
8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=2m处的质点的振动图象如图1所示，在x=8m处的质点的振动图象如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波的传播速度可能为2m/s
B．x=2m处的质点在平衡位置向+y方向振动时，x=8m处的质点在波峰
C．该波的波长可能为8m
D．在0～4s内x=2m处和x=8m处的质点通过的路程均为6cm
第Ⅱ卷
本卷4小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
三、实验题（本题共计2个小题，合计12分）
9．（1）某同学做“用单摆测重力加速度”实验。
①用游标卡尺测量摆球直径d，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用米尺测量出悬线长度l。某次测量摆球直径时游标卡尺示数部分如图所示，则摆球直径为d=______cm。
②理论上测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2－l图象，T2－l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图造成图象不过坐标原点的原因可能是________。由图象斜率求出的重力加速度g=________m/s2(取π2=9.87)，该测量值相比真实值________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”)）
（2）、同学们想测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r。用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路，如图甲所示。电路中用到的器材均完好无损。
①检查电路时，他们发现在开关闭合前电压表示数不为零，这是由于导线_____（填写表示导线的字母）连接错误造成的。改正错误连接后再次闭合开关，他们发现电压表有示数，但改变电阻箱连入电路的阻值时，电压表示数保持不变，原因可能是（写出一条即可）_____。
②排除故障后，他顺利完成实验，并根据测得的数据画出图乙所示的图线，其中U为电压表示数，R为电阻箱连入电路的阻值。由图知：电池组的电动势E=_____，内阻r=_____。
四、解答题（共计三道题，合计48分）
10．如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中有一根表面粗糙的粗细均匀的细杆OMN，它的上端固定在坐标原点O处且与x轴相切．OM和MN段分别为弯曲杆和直杆，它们相切于M点，OM段所对应的方程为.一根套在直杆MN上的轻弹簧下端固定在N点，其原长比杆MN的长度短．可视为质点的开孔小球(孔的直径略大于杆的直径)套在细杆上．现将小球从O处以v0＝3m/s的初速度沿x轴的正方向抛出，过M点后沿杆MN运动压缩弹簧，再经弹簧反弹后恰好到达M点．已知小球的质量0.1kg，M点的纵坐标为0.8m，小球与杆间的动摩擦因数μ＝，g取10m/s2.求：(1) 上述整个过程中摩擦力对小球所做的功Wf；
(2) 小球初次运动至M点时的速度vM的大小和方向；
(3) 轻质弹簧被压缩至最短时的弹性势能Epm.
11．如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为+q的小球从A点以速度v0沿直线AO运动，AO与x轴负方向成37°
角。在y轴与MN之间的区域Ⅰ内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MN上的C点，MN与PQ之间区域Ⅱ内存在宽度为d的竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在C点的速度大小为2v0，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)第二象限内电场强度E1的大小和磁感应强度B1的大小；
(2)区域Ⅰ内最小电场强度E2的大小和方向；
(3)区域Ⅱ内电场强度E3的大小和磁感应强度B2的大小。
12．功是物理学中非常重要的概念，通过做功的过程可以实现能量转化。
(1)一直流电动机，线圈电阻R=2.0Ω，当它两端所加的电压U=24V时，电动机正常运转，测得通过其电流I=0.50A。求此工作状态下，这台电动机的输出功率。
(2)在电路中电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的过程本质上是导体中的恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功的过程。由同种材料制成的很长的圆柱形实心金属导体，在其上选取长为L的导体做为研究对象，如图所示，当其两端的电势差恒为U时，形成的恒定电流的大小为I。设导体中的恒定电场为匀强电场，自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速率恒定且均相同。
①求恒定电场对每个自由电子作用力的大小F；
②在任意时间t内，恒定电场的电场力对这段导体内的所有自由电子做的总功为W，请从功的定义式出发，推导W=UIt。已知对于横截面积为S的均匀导体，其单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率均为v，则通过导体的恒定电流I=neSv。
(3)如图所示为简化的直流电动机模型，固定于水平面的两根相距为L的平行金属导轨，处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，在两导轨的左端通过开关连接电动势为E、内阻为r的电源。导体棒MN放置在导轨上，其与导轨接触的两点之间的电阻为R，导体棒与导轨间的阻力恒定且不为0。闭合开关S后，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势E反，此时闭合回路的电流大小可用来计算，式中R总为闭合电路的总电阻。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒运动所能达到的最大速度大小为v。求达到最大速度后经过时间t导体棒克服阻力做的功W。
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