河北省承德第一中学2020届高三物理上学期第三次月考(12月)试题(含答案)

河北省承德第一中学2020届高三物理上学期第三次月考（12月）
试题
(时间：100分钟 总分：100分)
一、单项选择题（8×3分，将答案涂在答题纸上）
1. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态。

现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动。

关于小球所受的电场力大小F 和绳子的拉力大小T ，下列判断正确的是
A ．F 逐渐减小，T 逐渐减小
B ．F 逐渐增大，T 逐渐减小
C ．F 逐渐减小，T 逐渐增大
D ．F 逐渐增大，T 逐渐增大
2. 汽车在平直公路上以20m/s 的速度匀速行驶。

前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为8m/s 2。

从开始刹车到汽车停止，汽车运动的距离为 A. 10m
B. 20m
C. 25m
D. 50m
3. 如图，两物块P 、Q 置于水平地面上，其质量分别为m 、2m ，两者之间用水平轻绳连接。

两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g ，现对Q 施加一水平向右的拉力F ，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为 A. 2F mg μ- B.
13F mg μ+ C. 13F mg μ- D. 1
3
F 4. 如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴'OO 的距离为r ，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g 。

若硬币与圆盘一起绕'OO 轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为 A.
12g
r
μ
B.
g
r
μ C.
2g
r
μ D. 2
g
r
μ 5. 2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。

已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km ，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则
A. 该卫星的速率比“天宫二号”的大
B. 该卫星的周期比“天宫二号”的大
C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大 6. 某大瀑布的平均水流量为5900m 3
/s ，水的落差为50m 。

已知水的密度为1.00×103
kg /m 3。

在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为
A ． 3×106w
B ．3×107 w
C ． 3×108 w
D ． 3×109
w 7. 已知234
90 T h 的半衰期为24天。

4g 234
90 T h 经过72天还剩下
A ．0
B ． 0.5g
C ． 1g
D ． 1.5g 8. 如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。

当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向 A. 向前
B. 向后
C. 向左
D. 向右
二、多项选择题（6×4分，将答案涂在答题纸上）
9. 如图(a ),一长木板静止于光滑水平桌面上，t =0时，小物块以速度v 0滑到长木板上，图(b )为物块与木板运动的v -t 图像，图中t 1、v 0、v 1已知。

重力加速度大小为g 。

由此可求得
A ．木板的长度
B ．物块与木板的质量之比
C ．物块与木板之间的动摩擦因数
D ．从t =0开始到t 1时刻，木板获得的动能 10. 如图，三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为R ，电源的内阻r <R ，c 为滑动变阻器的中点。

闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c 点向a 端滑动，下列说法正确的是
A ． R 2消耗的功率变小
B ． R 3消耗的功率变大
C ．电源输出的功率变大
D ．电源内阻消耗的功率变大
11. 如图，a 、b 、c 、d 为一边长为l 的正方形的顶点。

电荷量均为q (q >0)的两个点电荷分别固定在a 、c 两点，静电力常量为k 。

不计重力。

下列说法正确的是
A ． b 点的电场强度大小为
2kq
l
2 B ．过b 、d 点的直线位于同一等势面上
C ．在两点电荷产生的电场中，ac 中点的电势最低
D ．在b 点从静止释放的电子，到达d 点时速度为零
12. 如图甲所示为氢原子能级图,大量处于4n =能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从4n =能级向2n =能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示光电管的阴极K 时,电路中有光电流产生,则 A.若将滑片右移,则电路中光电流增大 B.若将电源反接,则电路中可能有光电流产生
C.若阴极所用材料的逸出功为1.05eV,则逸出的光电子的最大初动能为192.410J -⨯
D.大量处于4n =能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子中只有4种光子能使阴极K 发生光电效应
13．对于钠和钙两种金属，其遏止电压c U 与入射光频率v 的关系如图所示。

用h 、e 分别表示普朗克常量和电子电荷量，则 A. 钠的逸出功小于钙的逸出功 B. 图中直线的斜率为
h e
C. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
14. 如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地
面间的动摩擦因数都为μ。

用大小为F的水平外力推动物块P，记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。

下列判断正确的是
A．若μ≠0，则k=5
6
B．若μ≠0 ，则
3
5
k=
C．若μ=0，则
1
2
k= D．若μ=0，则
3
5
k=
三、填空题（15分，将答案写在答题纸上）
15.（7分）某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。

图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为50.0g
m=）。

弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。

实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且
弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）：
④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录
在表格内。

回答下列问题：
（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出l n
-图像。

n 1 2 3 4 5
/cm
l10.48 10.96 11.45 11.95 12.40 （2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及l n
-图线的斜率α表示，表达式为k=________。

若g取2
9.80m/s，则本实验中k=________N/m（结果保留3位有效数字）。

16.（8分）用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。

实验室提供的器材为：待测电流表A（量程10mA，内阻约为50Ω），滑动变阻器1R，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关1S和2S，导线若干。

（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用；
（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线；
（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格
①10Ω，额定电流2A ②1500Ω，额定电流0.5A
实验中应该取________。

（填“①”或“②”）
三、计算题（26分，将答案写在答题纸上。

写出必要的文字表述与方程式、关系式，只写最后结果的不能得分）
17. (10分)如图，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。

P是圆外一点，OP=3r。

一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P 点在纸面内垂直于OP射出。

己知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力。

求
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；
(2)粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。

18. (16分)如图，光滑轨道PQO 的水平段QO=h
2 ，轨道在O 点与水平地面平滑连接。

一质量
为m 的小物块A 从高h 处由静止开始沿轨道下滑，在O 点与质量为4m 的静止小物块B 发生碰撞。

A 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度大小为g 。

假设A 、B 间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。

求
(1)第一次碰撞后瞬间A 和B 速度的大小； (2) A 、B 均停止运动后，二者之间的距离。

四、选做题（11分）（在19、20两题中任选一题并将题号及答案勾、写在答题纸上的相应位置）
19（1）（5分）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为0.2s ，0t =时的波形图如图所示。

下列说法正确的是________
A. 平衡位置在1m x =处的质元的振幅为0.03m
B. 该波的波速为10m/s
C. 0.3s t =时，平衡位置在0.5m x =处的质元向y 轴正向运动
D. 0.4s t =时，平衡位置在0.5m x =处的质元处于波谷位置
E. 0.5s t =时，平衡位置在 1.0m x =处的质元加速度为零
（2）（6分）一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷，凹面与圆柱体下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料。

过圆柱体对称轴线的截面如图所示。

O 点是球形凹陷的球心，半径OA 与OG 夹角θ=120︒。

平行光沿轴线方向向下入射时，从凹面边缘A 点入射的光
线经折射后，恰好由下底面上C 点射出。

已知1cm AB FG ==，3cm BC =，=2cm OA 。

（i ）求此透明材料的折射率；
（ii ）撤去平行光，将一点光源置于球心O 点处，求下底面上有光出射的圆形区域的半径（不考虑侧面的反射光及多次反射的影响）。

20.（1）（5分）一定量的理想气体从状态M 出发，经状态N 、P 、Q 回到状态M ，完成一个循环。

从M 到N 、从P 到Q 是等温过程；从N 到P 、从Q 到M 是等容过程；其体积-温度图像（V-T 图）如图所示。

下列说法正确的是________。

A. 从M 到N 是吸热过程
B. 从N 到P 是吸热过程
C. 从P 到Q 气体对外界做功
D. 从Q 到M 是气体对外界做功
E. 从Q 到M 气体的内能减少
（2）（6分）如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞
将容器内的理想气体分为A 、B 两部分，A 体积为33
4.010m A V -=⨯。

压强为A 47cmHg p =；B 体积为33
6.010m B V -=⨯，压强为52cmHg B p =。

现将容器缓慢转至水平，气体温度保持
不变，求此时A 、B 两部分气体的体积。

答案
一、单项选择题（每题3分）
1 2 3 4 5 6 7 8
A C D
B B D B A
二、多项选择题（每题4分）（选全得4分，选对但不全得2分，出现错误选项得0分）
9 10 11 12 13 14
BC CD AD BC AB BD 三、填空题
15（1）（3分）；（2）
mg
k
a
（2分）； 102±6（2分）
16.（1）（3分）（2）（3分）（3）
②（2分）
17.（1）
设粒子在磁场中运动半径为R ，由几何关系得：r r R R 322=++
①
可得3
4r
R =
② （2）设进入磁场时速度的大小为v ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
R
mv vB 2
q = ③
进入圆形区域，带电粒子做匀速直线运动，则
2r=vt ④
联立②③④解得qB
m
t 23=
18. （1）设A 滑到水平轨道的速度为v 0，则有
2
02
1mv mgh =
① A 与B 碰撞时，由动量守恒有 B A mv mv mv 40+= ②
由动能不变有
2
22042
12121B A mv mv mv ⋅+= ③ 联立①②③得 gh v A 25
3
-= gh v B 25
2
= ④ 第一次碰撞后瞬间A 和B 速度的大小分别为gh 253和gh 25
2 （2）第一次碰撞后A 经过水平段QO 所需时间g
h v h
t A A
26522=⨯
= ⑤
第一次碰撞后B 停下来所需时间g
h
a v t B B B 254==
⑥ 可知B A t t >
故第一次碰撞后B 停时，A 还没有追上B
设第一次碰撞后B 停下来滑动的位移为B x ，由动能定理得
2
42
104B B mv x mg ⋅-=⋅⋅-μ ⑦
解得h x B 25
8
= ⑧ 设A 第二次碰撞B 前的速度为1v ，由动能定理得
2
212
121A B mv mv x mg -=
⋅⋅-μ ⑨ 解得gh v 5
2
1=
⑩ V 1>0，故A 与B 会发生第二次碰撞，由动量守恒有
'
+'=B A mv mv mv 41 ⑾
由动能不变有 2
22142
12121'⋅+'=B A mv mv mv ⑿
解得：gh v A 5
2
53-
='
gh v B 5
252=' ⒀
B 发生第二次碰撞后，向右滑动的距离为'B x ，由动能定理得
2
42104'⋅-='
⋅⋅-B B mv x mg μ ⒁
解得h x B 125
8='
⒂
A 发生第二次碰撞后，向左滑动的距离为'A x ，由动能定理得
2
A
2
10'-='
⋅⋅-A mv x mg μ ⒃
解得
h x A
125
18='
⒄ 故B A x <'x ，即A 不会再回到光滑轨道PQO 的水平段QO 上，在O 点左边停下 所以A 、B 均停止运动后它们之间的距离为h x x B A 125
26
x =
'
+'=∆ ⒅
19. （1） ABC
（2）（i （ii 20. （1） BCE
（2）333.7610m -⨯； 336.2410m -⨯。