2020 学年第一学期“山水联盟”开学考试
高三年级物理学科试题
一、选择题Ⅰ(本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目
要求的,不选、多选、错选均不得分)
1、国际单位制中磁通量的单位符号是 Wb,如果用国际单位制基本单位的符号来表示,正确的是()
A.T·m2 B.kg·m2·A·s-2
C.kg·m2·A-1·s2 D.kg·m2·A-1·s-2
2、物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一本厚厚的“唐诗辞典”的最下层两个页面之间,并将它们静置于
桌面上要求学生抽出面纸,结果面纸总被拉断.然后物理老师为学生表演一项“绝活”——手托“唐诗辞典”
让其运动并完好无损地抽出了面纸,则“唐诗辞典”可能()
A.水平向右匀速运动 B.水平向左匀速运动
C.向上加速运动 D.向下加速运动
3、肩扛式反坦克导弹发射后,喷射气体产生推力 F,—段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动.
其中导弹飞行姿势可能正确的是()
A. B.
C. D.
4.为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车在刹车过程中位移和
时间的比值 与 t 之间的关系图像,下列说法正确的是()x
t
A.动力车的初速度为 10m/s
B.刹车过程动力车的加速度大小为 2.5m/s2
C.刹车过程持续的时间为 8S
D.从开始刹车时计时,经过 8s,动力车的位移为 40m
5.从某高度以初速度 v0 水平抛出一个质量为 m 的小球,不计空气阻力,在小球下落的过程中,其加速度 a、
速度变化量△v、重力的功率 P 和重力的功 W 与时间 t 的关系图像,正确的是()
A. B.
C. D.
6.下列说法中正确的是
A.核裂变的方程式为: ,则核反应前的比结合能小于核反应后的比结合能
B.α衰变中,α粒子获得的能量越大,其德布罗意波的波长越长
C.β衰变中产生的电子来源于原子核的内部,故半衰期会受元素化学状态的影响
D.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
7.如图,三根相互平行的固定长直导线 L1、L2 和 L3 两两等距,垂直纸面放置,均通有大小相等的电流 I,
L1、L2 中电流方向垂直纸面向里,L3 中电流方向垂直纸面外.下列说法错误的是()
235 1 92 141 1
92 0 36 56 0+ 3U n Kr Ba n→ + +
A.L1、L2 在 L3 处产生的合磁感应强度方向与 Li、1^2 连线平行
B.L2、L3 在 L1 处产生的合磁感应强度方向与 L2、“连线垂直妒
C.L1、L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1:1:
D.L1、L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 : :1
8.2020 年 7 月 23 日我国天文一号火星探测器发射,标志我国对火星研究进入实际阶段,不久后若一宇航员
到达半径为 R、密度均匀的火星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为 m 的小球,上端固定
在 O 点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕 O 点的竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力 F
大小随时间 t 的变化规律如图乙所示。F1=7F2,设 R、m、引力常量 G 以及 t0,F1 为己知量,忽略各种阻力。
以下说法正确的是()
A.火星球表面的重力加速度为
B.卫星绕火星球的第一宇宙速度为
C.火星球的密度为
D.小球绕 O 点的竖直面内做圆周运动周期为 2t0
9.如图所示,竖直平面内固定一个半径为 R 的刚性光滑绝缘圆环。在圆环的最顶端固定一个电荷量为 q 的
小球,另一个质量为 m 带负电的小圆环套在大圆环上,当小圆环平衡时,测得两电荷之间的连线与竖直线
的夹角为 30°,则(设静电力常量为 k)()
3
3 3
1
7
F
m
Gm
R
13
28
F
GRπ
A.大圆环对小圆环的弹力大小为( +l)mg
B.小圆环带电量的大小为
C.大圆环对小圆环的弹力指向圆心
D.小圆环带电量增加,小环受到的弹力先增加后减小
10.磁流体发电机,又叫等离子体发电机,图中的燃烧室在 3000K 的高温下将气体全部电离为电子和正离子,
即高温等离子体.高温等离子体经喷管提速后以 1000m/s 进入矩形发电通道.发电通道有垂直于喷射速度方向
的匀强磁场,磁感应强度B=6T.等离子体发生偏转,在两极间形成电势差.已知发电通道长a=50cm,宽b=20cm,
高 d=20cm,等离子体的电阻率ρ=2Ω·m.则以下判断中正确的是()
A.发电机的电动势为 120V
B.因正离子带电量未知,故发电机的电动势不能确定
C.当外接电阻为 8Ω时,发电机的效率最高
D.当外接电阻为 4Ω时,发电机输出功率最大
11.如图所示,不同波长的两单色光 a、b 沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖,入射点 0 在直径的边缘,折
射光线分别为 0A、0B,则()
3
23 3mgR
kq
A.a 单色光的频率比 b 单色光的频率小
B.当 a、b 两束光由玻璃射向空气中,a 光临界角比 b 光临界角大
C.在玻璃砖中 a 单色光从 0 到 A 的传播时间不等于 b 单色光从 0 到 B 的传播时间
D.用 a、b 两束光在相同条件下做双缝干涉实验,a 光产生的干涉条纹间距比 b 光小
12.如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定,升压变压器原、副线圈两端的电压分别
为 U1 和 U2。在输电线路的起始端接入两个互感器(均为理想),互感器原、副线圈的匝数比分别为 10:1 和
1:10,电压表的示数为 220V,电流表的示数为 10A,则下列说法正确的是()
A.升压变压器原、副线圈的匝数比为
B.采用高压输电可以增大输电线中的电流,输电电流为 100A
C.线路输送电功率大于 220kW
D.将 P 上移,用户获得的电压将升高
13.如图甲所示,滑块沿倾角为α的光滑固定斜面运动,某段时间内,与斜面平行的恒力作用在滑块上,滑
块的机械能 E 随时间 t 变化的图线如图乙所示,其中 0〜t1、t2 时刻以后的图线均平行于 t 轴,t1〜t2 的图线
是一条倾斜线段,则下列说法正确的是()
A、t=0 时刻,滑块运动方向一定沿斜面向上
B、t1 时刻,滑块运动方向一定沿斜面向下
C、t1〜t2 时间内,滑块的动能变小
D、t2〜t3 时间内,滑块的加速度为 0
1 2
2 1
n U
n U
=
二、选择题Ⅱ(本题共 3 小题,每小题 2 分,共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目
要求的。全部选对的得 2 分,选对但不全的得 1 分,有选错的得 0 分)
14.如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁
放出若干频率的光子,设普朗克常量为 h,下列说法正确的是()
A.逸出的光电子的最大波长为 ,且为可见光。
B.产生的光子的最大波长为
C.当氢原子从能级 n=2 跃迁到 n=l 时,其核外电子动能变大,因而氢原子的能量变大
D.若氢原子从能级 n=2 跃迁到 n=l 时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级 n=3 跃
迁到 n=l 时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为
15.—列简谐横波在某均匀介质中沿 x 轴传播,从 x=3m 处的质点 a 开始振动时计时,图甲为 t0 时刻的波形
图且质点 a 正沿 y 轴正方向运动,图乙为质点 a 的振动图像,下列说法正确的是()
A.该波的频率为 2.5Hz,沿 x 轴负方向传播的
B.该波的传播速度为 200m/s
C.从 t0 时刻起,a、b、c 三质点中 b 最先回到平衡位置
D.从 t0 时刻起,经 0.015s 质点 a 回到平衡位置
16.如图甲所示是光电管的原理图,用该光电管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应,得到光电流 I 与光电
管两极间所加电压 U 的关系如图乙。则这两种光的说法正确()
3 2
hc
E E−
3 1E E
h
−
3 2E E−
A.照射该光电管时 b 光使其逸出的光电子最大初动能大
B.两种光照射到金属表面的逸出功相同,a 光的遏止电压大于 b 光的遏止电压
C.若将变阻器滑动头 P 从图示位置向右滑一些,始终用 a 单色光照射,则电路中光电流一定增大
D.分别用 a、b 两种单色光照射图甲光电管时,若将变阻器滑动头 P 从图示位置向左滑过中心 0 点时,最先
出现电路中无光电流且向左滑动距离最小的是 a 单色光
三、非选择题(本题共 6 小题,共 55 分)
17.(7 分)在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中,实验装置如图甲所示,设带有定滑轮的小
车质量为 M,沙和沙桶的总质量为 m,打点计时器所接的交流电的频率为 50Hz。
(1)对于上述实验,下列说法正确的是_______________。
A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车(未连细线)能沿长木板向下匀速运动
C.与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行
D.小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车
(2)若在实验中得到一条纸带如图乙所示,0、A、B、C、D 为五个相邻的计数点,相邻的两个计数点之
间还有四个点未画出。根据纸带数据,可求出小车的加速度 a=____________m/s2(结果保留 2 位有效数字)。
(3)该实验,沙和沙桶的总质量 m___________(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量 M;在实
验过程中小车的加速度________(选填“大于”“等于”或“小于”)沙和沙桶的加速度。
⑷以弹簧测力计的读数 F 为横坐标,通过纸带计算出的加速度为纵坐标,画出的 a-F 图象如图丙所示,则可
求出小车的质量 M=____________kg。
18.(7 分)某课外研究小组为了“探究电池电极间距对电动势 E 和内电阻 r 的影响”,以铜片、锌片和果汁
制作的电池作为研究对象,选用实验器材如图甲所示.探宄实验过程如下:
(1)请你用笔画线代替导线连接图甲电路。
(2)连好电路后闭合开关前,应进行的一步操作是____________。
(3)实验中保持电池其他条件不变,依次增大铜片与锌片间的距离,分别测出实验数据。通过数据处理画
出相应的果汁电池 R— 图象,如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示.由图象可知 :
随着电极间距的增大,电源电动势____________,内阻__________(均填“增大”、“减小”或“不变”);
曲线(c)对应的电源电动势 E=____________(保留二位有效数字)。
19.(9 分)如图所示,在竖直平面内绝缘粗糖竖直的细杆上套有一个质量为 m=0.5kg 带电小圆环(可视为
质点)始终受到水平向右恒定电场力 qE=10N 作用下圆环处于细杆的最底端,其左侧系住一轻弹簧与竖直方
向的夹角为θ=37°,在弹簧拉力恒为 10N 作用下圆环从静止沿细杆向上匀加速运动,2s 后轻弹簧突然断
了。已知带小圆环与绝缘细杆间的动摩擦因数均为 0.5。设带电体与轨道之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦
力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8.重力加速度取 g=10m/s2)
1
I
(1)求带小圆环向上匀加速时的加速度 a=?
(2)求带小圆环在竖直的细杆上运动的最大距离?
20.(12 分)如图所示,所有轨道均在同一竖直平面内、所有的连接处均平滑,已知竖直圆轨道半径
r=0.5m,小球质量 m=20g 且可视为质点,L1=0.5m 不变,L2=0.5m。某次游戏时,小球从高为 h(可调)的
斜轨道 AB 端点 B 由静止释放,沿斜轨道下滑通过竖直圆轨道和水平轨道 AE,EG 与位于同一竖直平面内
的三段光滑管道(GH、HI、IJ)且 HI、IJ 分别是半径为 和 R 的圆弧管均在 H、I 处平滑对接(圆心 01O2
平行水平面),J 点是管道上端出口点,切线水平方向。小球与 AB、EG 及长为 L(可调)水平轨道 JK 间摩
擦因数均为μ=0.5,小球与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计,管道粗细可以忽略,g 取 l0m/s2。小球刚好
不脱离轨道且恰能滑上粗糖水平轨道 JK,则:
(1)试求大圆弧 IJ 半径 R?
(2)在(1)问情况下,小球经过圆轨道运动到与圆心 O 等高的 P 点时对轨道的压力 F1 与滑块运动到小圆
弧管最低点 H 时对轨道的压力 F2 大小之比?
(3)在(1)问中大圆弧半径 R 不变情况下,调节斜轨道的高度 h=3m,使小球从 B 点静止下滑后,问应
调节 JK 长度 L 为何值时,小球在水平面上的落点 N(图中未画出)与 J 点水平距离最大?并计算出最大距
离。
21.(10 分)如图所示,在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小 B=0.60T,有一与磁场平行的足
够大的感光板 ab,其左侧处有一粒子源 S 向纸面内各个方向均匀发射速度大小都是 v=6.0×106m/s/带正电粒
子的比荷为 q/m=5.0×107C/kg,粒子重力不计。
1
4 R
已知粒子源每秒发射 n=3.0×104 个粒子,其中沿与 SO 成 30°角的粒子刚好与 ab 相切于 P,求:
(1)粒子源距 ab 感光板最短距离为多少 cm?
(2)ab 板上感光部分的长度为多少 cm?
(3)感光平板在一分钟内接收到的粒子数。
22.(10 分)如图所示,在 xOy 光滑水平面上的(0≤x≤lm、0≤y≤0.6m 区域内存在方向垂直平面向外的
匀强磁场。一电阻值 R=0.5Ω、边长 L=0.5m 的正方形金属框的右边界 be 恰好位于 y 轴上。t=0 时,线框受
到一沿 X 轴正方向的外力 F=0.5v+0.25(N)(v 为线框的速度)作用,从静止开始运动。线框仅在进磁场时
有外力,在外力作用期间,测得线框中电流与时间成正比,比例系数 k=lA/s。
(1)指出金属线框在外力作用期间做何种运动;
(2)若线框恰好能离开磁场,求外力 F 作用的时间;
(3)如图所示,已知抛物线与底边直线所围成的面积等于 2ah/3,其中 a 为底边长度、h 为抛物线的高。试
求线框进入磁场过程中,消耗的焦耳热。
2020 学年第一学期“山水联盟”开学考试
高三年级物理学科参考答案
一、选择题 I(本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 D D D D B A D B D D D A B
二、选择题 II(本题共 3 小题,每小题 2 分,共 6 分。)
14.AD 15.BCD 16.AD
三、非选择题(本题共 7 小题,共 55 分)
17.(1)BC(2 分)
(2)1.2(2 分)
(3)不需要(1 分)小于(1 分)
(4)0.25(1 分)
18.(1)连线(2 分)
(2)将电阻箱阻值调到最大.(1 分)
(3)不变(1 分)增大(1 分)0.94(0.93-0.95)V(2 分)
19.(9 分)
解:(1)带小圆环向上加速运动过程中,由正交分解得
Fcosθ-mg-f=ma
F=μ(qE-Fsinθ)
联立解得:a=2m/s2(4 分)
(2) =4m(1 分)
v=at1 v=4m/s
x2=0.4m(2 分)
2
1 1
1
2x at=
2mg qE maµ− − =
2
2 22v a X− =
x1+x2=4.4m(2 分)
20.【答案】(1)R=0.8m
(2) ;
(3)L=1.5m 时,
解:(1)在最高点,由向心力公式得
滑块恰好从最高点 F 至 J 点、,由动能定理得:
-mg(--2r)—jumgL2=0--mv2F
解得 R=0.8m(3 分)
(2)滑块恰好从最高点 F 至 J 点,由动能定理得:
在 P 点,由向心力公式得 (2 分)
滑块从点 J 至 H 点,由动能定理得
在 F 点,由向心力公式得
F2=11mg(2 分)
联立解得: (1 分)
(3)滑块从高为 h 的斜轨道 B 点由静止至 J 过程中,
(1 分)
滑块运动到距 J 点 L 处的速度为 v,动能定理
;
又 S=L+vt (1 分)
1
3
5
2mS m=
2
Fmvmg r
=
2
2
5 1( 2 ) 04 2 F
Rmg r mgL mvµ− − − = −
2 21 1
2 2P Fmgr mv mv= −
2
1 3PmvF mgr
= =
25 1 04 2 H
Rmg mv= −
2
2
4
HmvF mg R
− =
1
2
3
11
F
F
=
21
2
5 1( ) cos ( ) 04 cos 2 J
LRmg h mg mgL mvµ θ µθ− − − = −
20 /Jv m s=
2 2
0
1 1
2 2mgL mv mvµ− = −
25 1=4 2
R gt
L=1.5m 时, (2 分)
21.解:如图
∵ ,
(1)当初速度与 SO 成 30°发射,轨迹①切于 P 点△SPO1 为三角形,R=01P
∴SO=EP= R=10cm-----3 分
(2)ab 板最上端点,OP=Rsin60°= cm
SQ=2R.Q 点为 ab 最下端点
∴
光感部分总长 ------3 分
(3)轨迹②与板 ab 相切与 N 点,此时其发射速度与水平方向夹角θ=30°,所以能够打到板上夹角为
α=360°-120°=240°.............2 分
∴1 分钟内接收的粒子数 (个)
5
2mS m=
2vBqv m R
= 20mvR cmBq
= =
1
2
10 3
2 2(2 ) ( ) 10 152
ROQ R cm= − =
10( 3 5)cmPQ = +
6260 1.2 103N n= × = ×
22.
解:(1) ,
∴ …………3 分
∵ ,
∴a 为恒量----3 分
即 a 恒做匀加速运动
(2)∵F-BIL=ma
∴
又∵F=0.5v+0.25
∴ 即 B=1T
0.25=ma,
∴a=1m/s2,m=025kg
设 F 作用时间为 t,则 v=at=t
5
,
∴t2+t-2=0
∴t=1s,x1=0.5m…………3 分
(注意:其它方法解均可)
(3)P=I2R=0.5t2
由图知 ----2 分
E BLv= EI R
=
BLv BLaI tR R
= =
I t∝
2 2B L vF maR
− =
2 2
=0.5B L
R
1BLa
R
=
2 2
1
1 0.52x at t= =
1 2Bq L Bq L mv+ =
1
1
( )B L x Lq R
−=
2
2
BLq R
=
1 11 0.53 6Q = × × =