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2020年安徽省亳州市潘楼中学高三物理测试题含解析
一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. （单选）如图所示，A 、B 为同一水平线上的两个绕绳装置．转动A 、B 改变绳的长度，使重物C 缓慢下降．则此过程中绳上的拉力大小（ ）
A ．电场线是电荷移动的轨迹
B ．电场线是起使于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）
C ．电场线是实际存在的曲线
D ．电场线是闭合的曲线 参考答案： B
3. （多选题）下列说法中正确的是（ ）
A ．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量
B ．原子核结合能越大，原子核越稳定
C ．核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为Cs→
Ba+x 可
以判断x 为电子
D ．一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出3种频率的光子
参考答案：
ACD
【考点】裂变反应和聚变反应；氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】光子不但具有能量，也具有动量；根据电荷数守恒、质量数守恒判断X 的电荷数和质量数，从而确定X 为何种粒子，根据能级图分析一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出几种频率的光子．
【解答】解：A 、光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，故A 正确； B 、原子核比结合能越大，原子核越稳定，故B 错误；
C 、根据电荷数守恒、质量数守恒知，x 的电荷数为﹣1，质量数为
0，可知x 为电子．故
C 正确；
D 、一个氢原子处在n=4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出4→3，3→2，和2→1三种种频率的光．故D 正确； 故选：ACD
4. （单选）如图1所示，两根通电的长直导线垂直于纸面平行放置，电流分别为I1和I2，且I1＝I2，电流的方向如图所示，O 点位于两导线连线的中点。

则（ ）
A ．O 点磁感应强度大小为零
B ．O 点磁感应强度大小不为零
C ．I1和I2之间为引力
D ．I1和I2之间无作用力
参考答案：
B
5. 关于平衡状态，下列说法中正确的是
A ． 当物体速度等于零时，物体处于平衡状态
B ． 运动的物体一定不能处于平衡状态
C．若物体的运动状态保持不变，则物体处于平衡状态
D．当物体处于平衡状态时，一定不受外力作用
参考答案：
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一个质量为0.5kg的物体做初速度为零的匀加速直线运动，其位移S与速度的关系是S=0.5 2 m，则该物体运动到3s末，其速度大小是________m/s；物体所受合外力的瞬时功率是__________W。

参考答案：
答案： 3；1.5
7. 一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.
参考答案：
8. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。

雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。

（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W。

____
（2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。

a．设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度v m与半径r的关系式；
____b．示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线。

（）
（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。

将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f ∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）。

________
参考答案：
(1). (2). (3). ① (4).
(5). 详见解析
【分析】
(1)对雨滴由动能定理解得：雨滴下落h的过程中克服阻做的功；
(2) 雨滴的加速度为0时速度最大解答；
(3)由动量定理证明
【详解】(1)对雨滴由动能定理得：
解得：；
(2)a.半径为r的雨滴体积为：，其质量为
当雨滴的重力与阻力相等时速度最大，设最大速度为，则有：
其中
联立以上各式解得：
由
可知，雨滴半径越大，最大速度越大，所以①对应半径为的雨滴，
不计空气阻力，雨滴做自由落体运动，图线如图：
；
(3)设在极短时间内，空气分子与雨滴碰撞，设空气分子的速率为U ，
在
内，空气分子个数为：
，其质量为
设向下为正方向，对圆盘下方空气分子由动量定理有：
对圆盘上方空气分子由动量定理有：
圆盘受到的空气阻力为：
联立解得：。

9. 如图所示为根据实验数据画出的路端电压U 随电流I 变化的图线，由图可知，该电池的电动势E= 1.50 V ，内阻r= 0.625 Ω．
参考答案：
分析： U ﹣
I
图象中图象与纵坐标的交点表示电源的电动势；因为纵坐标不是从零点开始的，图象与横
坐标的交点不为短路电流；根据公式即可求出内电阻．
解答： 解：由图可知，电源的电动势为：E=1.50V ；
当路端电压为1.00V 时，电流为0.80A ；
由E=U+Ir 可得：Ω．
故答案为：1.5，0.625
10. 如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平
方向、场强为E 的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q 和－q ，轻杆可绕中点O 自由转动。

在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O 点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。

参考答案： qEd sin α；-qEd cos α
解析：由力矩定义可得两电荷受到的电场力对O 点的力矩大小为qEd sin α；两电荷具有的电势能为-qEd cos α。

11. 飞镖是一种喜闻乐见的体育活动。

飞镖靶上共标有10环，其中第10环的半径为1cm ，第9环的半径为2cm……以此类推，靶的半径为10cm 。

记成绩的方法是：当飞镖击中第n 环与第n+1环之间区域则记为n 环。

某人站在离靶5m 的位置，将飞镖对准靶心以水平速度v 投出，当v<________m/s （小数点后保留2位）时，飞镖将不能击中靶，即脱靶；当v=60m/s 时，成绩应为______环。

（不计空气阻力，g 取10m/s2）
参考答案： 35.36，7
12. （多选）在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。

现用一平行于斜面向上的恒力F 拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则此时
A．物块B的质量满足
B．物块A的加速度为
C．拉力做功的瞬时功率为
D．此过程中，弹簧弹性势能的增量为
参考答案：
BD
13. 水平放置相互靠近的带电平板上极板带正电，下极板带负电，两极板间电势差为U，一束射线沿两板中央轴线射入，结果发现荧光屏MN位于轴线上方的某处出现亮点，由此可判断组成该射线的粒子所带的电是______电（填“正”或“负”）；若每个粒子所带电量的大小为q，则打到荧光屏上粒子的动能增量最大值为___________（粒子重力不计）．
参考答案：
答案：负 uq/2
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 某同学使用多用电表测量一定值电阻R x的阻值，先把选择开关旋到“′1k”档位并调零，测
量时指针偏转如图1所示。

然后他应通过以下操作完成实验，
（1）请你将以下操作过程补充完整：
①________________________________；
②________________________________；
③将两表笔接触待测电阻的两端，从表盘上读出数据，再乘以所选倍率即为所测电阻值；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。

（2）为更准确地测量该电阻的阻值，某同学设计了图2所示的电路。

其所用器材有：滑动变阻器R0、电阻箱R、电流表A、电源E、单刀双掷开关S各一只，以及导线若干。

以上器材均满足实验所需条件。

①图3为该电路的实物图，其中部分电路已经连接好，请用笔画完成电路实物图的连接。

②测量时，有同学进行了如下一些操作，请将正确的步骤挑选出来，按正确操作顺序将步骤前的字母写到横线上：___________________________。

A．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大；
B．先将单刀双掷开关掷向b端，调节滑动变阻器，使电流表A的指针指到表盘上某一适当位置，记下A的示数I；
C ．先将单刀双掷开关掷向a 端，调节滑动变阻器，使电流表A 的指针指到表盘上某一适当位置，记下A 的示数I ；
D ．再将单刀双掷开关掷向a 端，调节滑动变阻器，使电流表A 的示数变为I /2；
E ．再将单刀双掷开关掷向b 端，同时调节滑动变阻器和电阻箱，使电流表A 的示数也为I ；
F ．再将单刀双掷开关掷向b 端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表A 的示数也为I ；
G ．记下此时电阻箱接入电路的电阻值，即等于所测电阻值； 参考答案：
(1)①把选择开关旋到“′100”档位；
②将红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；
(2)①电路实物图的连接如右图所示。

②A 、C 、F 、G 。

15. 回答下列问题：
（1）如图甲，是多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接 ，作为欧姆表使用时，选择开关应接 ．（填1.2或3）使用时，电流一定从 端流入多用电表（填A 或B ）， （2）利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙，调节电阻箱，记录多组电阻箱
示数R 和多用电表示数I ，作出R ﹣的图线如图丙．由图丙可求得电动势
E=
V ，内限r=
Ω．（结果均保留2位有效数字）忽略偶然误差，本实验侧得的E 测、r 测与真实值比较：E 测 E
真
，r 测 r 真（选填“＜”、“=”、或“＞”）
参考答案：
（1）3，2，A ；（2）2.9，1.2，=，＞
【考点】测定电源的电动势和内阻；用多用电表测电阻．
【分析】（1）欧姆表、电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成，根据电表结构选择，即可求解．
（2）实验采用安阻法测量电源的电动势和内阻，根据闭合电路欧姆定律得出R ﹣的关系式，结合图
线的斜率和截距求出电源的电动势和内阻．将多用电表的内阻等效到电源的内部，分析测量电源电动势和内阻的误差．
【解答】解：（1）由图所示可知，作为电压表使用时，选择开关应接位置3；作为欧姆表使用时，选择开关应接2，内部电源被接通，构成欧姆表，可测量电阻；使用时，电流一定从红表笔流入，即从A 端流入．
（2）根据闭合电路欧姆定律得：E=IR+Ir ，解得：R=E ﹣r ，
可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则有：E==2.9V ，内阻为：r=1.2Ω．
将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有：R=E ﹣（R A +r ），则可知测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，测量值偏大．而电流表内阻对图象的斜率没有影响，故电动势准确； 故答案为：（1）3，2，A ；（2）2.9，1.2，=，＞
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 图示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R ＝20cm ，折射率为
，AB 是一条直径，今有一束平
行光沿AB 方向射向圆柱体，试求： ①光在圆柱体中的传播速度；
②距离直线AB 多远的入射光线，折射后恰经过B 点.
参考答案：
①光在圆柱体中的传播速度
（2分）
②设光线PC经折射后经过B点，光路图如图所示
由折射定律有：①（1分）
又由几何关系有：②（1分）
解①②得
光线PC离直线AB的距离CD=Rsinα＝10cm（2分）
则距离直线AB10cm的入射光线经折射后能到达B点
17. 如图所示，竖直圆筒是固定不动的，筒的上部有一细管（体积不计）与大气相通，粗筒B横截面积是细筒A的4倍．B筒中a、b两轻质活塞间封有空气，气柱长L=20cm．活塞a上方的水银深
H=10cm，A筒的长为3H，两活塞与筒壁间的摩擦不计．打开阀门S，用外力向上托住活塞b，使之处于平衡状态，水银面与B筒上端相平．现关闭阀门S．使活塞b缓慢上移，直至水银的一半被推入A筒中．设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P0=1×105Pa，相当于76cm高的水银柱产生的压强．求：
（i）活塞b上移后A筒中气体的压强；
（ii）活塞b上移的距离．参考答案：
解：（i）设A筒的横截面积为S（），A中气体初态的压强为，A中气体初态的体积为，则有
A中末态气柱的气体为：'=﹣?4S=10S
由玻意耳定律：得=''
解得活塞b上移后A筒中气体的压强为：'==3×
（ii）设B中气体初态的压强为，末态的压强为'，则有：
'='++=
B中气体初态的体积为：
B中气体末态的体积为：'=l'S
由玻意耳定律得：''
解得B筒中末态气柱的长度为：l'≈6.8cm
活塞b上移的距离为：
代入数据解得：d=18.2cm
答：（i）活塞b上移后A筒中气体的压强为；
（ii）活塞b上移的距离为18.2cm
【考点】理想气体的状态方程；封闭气体压强．
【分析】（1）对A中气体根据玻意耳定律求解活塞b上移后A筒中气体的压强
（2）对B中的气体根据玻意耳定律求出末态B筒中末态气柱的长度，由几何关系求解活塞b上移的距离；
18.
参考答案：
(1)由图(乙)知，杆运动的最大速度为vm＝4 m/s
此时有：F＝mgsin α＋F安
＝mgsin α＋
代入数据得：F＝18 N
(2)由牛顿第二定律可得：F－F安－mgsin α＝ma
a＝，代入数据得：a＝2.0 m/s2
(3)由(乙)图可知0.8 s末导体杆的速度v1＝2.2 m/s
前0.8 s内图线与t轴所包围的小方格的个数为27个，面积为27×0.2×0.2＝1.08，即前0.8 s 内导体杆的位移x＝1.08 m．由能的转化和守恒定律得：
Q＝Fx－mgxsin α－mv12，代入数据得：Q＝3.80 J
(说明，前0.8 s内图线与t轴所包围的小方格的个数在26～28个之间，位移在1.04～1.12 m 之间，产生的热量在3.48～4.12 J之间均正确)．。