湖北省黄冈市麻城城东中学2020年高三物理测试题带解析

湖北省黄冈市麻城城东中学2020年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）一个物体沿直线运动，从时刻开始，物体的的图像如图所示，图线与纵横坐标轴的交点分别为和，由此可知
A. 物体做匀速直线运动
B. 物体做变加速直线运动
C. 物体的初速度大小为
D. 物体的初速度大小为
参考答案：
【知识点】匀变速直线运动的图像．A5
【答案解析】C。

A、B、根据，可知物体的速度均匀增大，做匀加速直线运动，故A，B错误．C、D、图线纵轴截距表示初速度，则知物体的初速度大小为0.5m/s，故C正确，D错误．故选择C答案。

【思路点拨】本题是识图题，与纵轴的截距是初速度大小，斜率的大小是物体运动加速度的大小。

由图线可知物体作匀加速度直线运动。

由此分析正确选择答案。

2. （多选）如图所示，相距为L的两足够长平行金属导轨固定在水平面上，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B导轨上静止有质量为m，电阻为R的两根相同的金属棒ab、cd，与导轨构成闭合回路．金属棒cd左侧导轨粗糙右侧光滑．现用一沿导轨方向的恒F，水平向右拉金属棒cd，当金属棒cd运动距离为S时速度达到最大，金属棒ab与导轨间的摩擦力也刚好达最大静摩擦力．在此过程中，下列叙述正确的是
A．金属棒cd的最大速度为
B．金属棒ab上的电流方向是由a向b
C．整个回路中产生的热量为
D．金属棒ab与导轨之间的最大静摩擦力为F
参考答案：
AD
3. 如图所示，虚线OL与y轴的夹角θ=450，在OL上侧有平行于OL向下的匀强电场，在OL下侧有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0从y轴上的M（OM=d）点垂直于y轴射入匀强电场，该粒子恰好能够垂直于OL进入匀强磁场，不计粒子重力。

（1）求此电场的场强大小E；
（2）若粒子能在OL与x轴所围区间内返回到虚线OL上，求粒子从M点出发到第二次经过OL所需要的最长时间。

参考答案：
（1）；（2）．
试题分析：根据粒子只受电场力作用，沿电场线方向和垂直电场线方向建立坐标系，利用类平抛运动；根据横向位移及纵向速度建立方程组，即可求解；由（1）求出在电场中运动的时间及离开电场时的位置；再根据粒子在磁场中做圆周运动，由圆周运动规律及几何关系得到最大半径，进而得到最长时间；
（1）粒子在电场中运动，不计粒子重力，只受电场力作用，；
沿垂直电场线方向X和电场线方向Y建立坐标系，
则在X方向位移关系有：，所以；
该粒子恰好能够垂直于OL进入匀强磁场，所以在Y方向上，速度关系有，
所以，，则有．
（2）根据（1）可知粒子在电场中运动的时间；
粒子在磁场中只受洛伦兹力的作用，在洛伦兹力作用下做圆周运动，设圆周运动的周期为T
粒子能在OL与x轴所围区间内返回到虚线OL上，则粒子从M点出发到第二次经过OL在磁场中运动了半个圆周，所以，在磁场中运动时间为；
粒子在磁场运动，洛伦兹力作为向心力，所以有，；
根据（1）可知，粒子恰好能够垂直于OL进入匀强磁场，速度v就是初速度v0在X方向上的分量，即
；
粒子在电场中运动，在Y方向上的位移，所以，粒子进入磁场的位置在OL 上距离O点；根据几何关系，
可得，即；所以；
所以，粒子从M点出发到第二次经过OL所需要的最长时间
．
4. 如图所示，一直角三角形薄板的边长分别为a、b、c，被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上，且斜边c恰好平行天花板，过直角的竖直线为MN。

设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb，则下列判断正确的是 ( )
A．薄板的重心在MN线上 B．薄板的重心在MN线上的右边
C． D．
参考答案：
AD
5. 卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用．第一代、第二代海事卫星只使用地球同步卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区．第三代海事卫星采用地球同步卫星和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成．中轨道卫星高度为10354千米，分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角)，在这个高度上，卫星沿轨道旋转一周的时间为6小时．则下列判断正确的是（）
A．中轨道卫星的线速度小于地球同步卫星
B．中轨道卫星的角速度小于地球同步卫星
C．在中轨道卫星经过地面某点正上方的一天后，该卫星仍在地面该点的正上方
D．如果某一时刻中轨道卫星、地球同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时它们仍在同一直线上
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一根柔软的弹性绳，a、b、c、d…为绳上的一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图所示．现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波，振幅为2cm．若a质点开始时先向上运动，经过0.2s d质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，（ad距离小于一个波长）．则绳子形成的简谐横波波速可能值为3或2 m/s，此时j质点的位移为0 cm．
参考答案：
分析：由题，a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位
置，速度方向可能向下，也可能向上，结合波形得到波长，由时间得到周期，由v=求出波速．
解答：解：若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向下时，则有，得T=0.4s，=x ad，得λ=4x ad=1.2m，波速v==3m/s．波长从d向右传播时间为
，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm．
若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向上时，则得T=0.2s，
λ=x ad，得λ=x ad=0.4m，波速v==2m/s，波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm．
故答案为：3或2，0．
点评：本题中a的速度方向未知，有两种情况，可能向上，也可能向下，是多解问题，结合波形得到7. 一条细线下面挂一小球，让小角度自由摆动，它的振动图像如图所示。

根据数据估算出它的摆长为________m，摆动的最大偏角正弦值约为________。

参考答案：
(1)T＝2 s
答案：(1)10.04
8. 如图所示电路中，电源电动势E＝10V，内电阻r＝4Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2=10Ω, R3是滑动变阻器且最大阻值为30Ω,在滑动变阻器的滑动头上下移动过程中。

电压表的最大读数为
_______V，电源的最大输出功率为 W。

参考答案：
9. 已知引力常量月球中心到地球中心的距离及和月球绕地球运行的周期T。

仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）。

A. 月球的质量
B. 地球的密度
C. 地球的半径
D. 月球绕地球运行速度的大小
参考答案：
D
【详解】研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式，得
，所以可以估算出地球的质量，不能估算出月球的质量；由题中条件不能求解地球的半径，也就不能求解地球的密度；故ABC错误。

研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据圆周运动知识得：月
球绕地球运行速度的大小，故D正确。

故选D。

10. 两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的四块相同的木块，用两个大小均为F的水平力压木板，使木板均处于平衡，如图所示.设所有接触面间的动摩擦因数均为μ.则第2块对第3块的摩擦力大小为
参考答案：
：0
11. 一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示，x=200cm处质点P的振动图线如图乙所示，由此可以确定这列波的波长为m，频率为Hz，波速
为m/s，传播方向为（填“向左”或“向右”）。

参考答案：
1；0.5；0.5；向左
12. 某实验室新发现的一种放射性元素X，8天后实验人员发现它有３／４发生衰变，则它的半衰期为_______天，若对X加热，它的半衰期_______（填变大、变小或不变）。

参考答案：
4，不变13. 在如右图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号为“1”，B端输入电信号为“1”时，在C端和D端输出的电信号分别为_____和______。

参考答案：
、0，0
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （12分）为了只用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ（设μ为定值），设计了下述实验：
第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止；测得弹簧压缩量d与滑块向右滑行的距离S的有关数据如下：
根据以上数据可得出滑块滑行距离S与弹簧压缩量d间的关系应是_______。

第二步：为了测出弹簧的劲度系数，将滑块挂在竖直固定的弹簧下端，弹簧伸长后保持静止状态。

测得弹簧伸长量为△L，滑块质量为m，则弹簧的劲度系数k=______。

用测得的物理量d，s，△L表示的滑块与桌面间的动摩擦因数μ=______（弹簧弹性势能E p=kx2，k 为劲度系数，x为形变量）
参考答案：
答案：S与d的平方成正比，mg/△L, d2/2△L S
解析：根据实验获取的数据，可以发现的s跟的d平方之比都接近20,表明S与d的平方成正比；当滑块吊起时，所受重力和弹簧弹力平衡，即mg=k△L，可求出k= mg/△L，根据动能定理知道，-μmgs+1\2kd2=0,把k值代入，可求得动摩擦因数μ=d2/2△L S。

15. 在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路．
（1）根据图甲实验电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
（2）合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数．
（3）在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB．
①S2接1位置时，作出的U﹣I图线是图丙中的B（选填“A”或“B”）线．②如果电压表和电流表都是理想电表，请用虚线在图丙中画出对应的U﹣I图线．
③根据所画图线求出干电池电动势和内阻的真实值：E
真
=UA ，r真=．
参考答案：
解：（1）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（3）①当S2接1位置时，可把电压表与电源看做一个等效电源，
根据闭合电路欧姆定律：E=U断可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的U﹣I图线应是B线；
测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是电压表的分流．
②当S2接2位置时，可把电流表与电源看做一个等效电源，
根据闭合电路欧姆定律E=U断可知电动势测量值等于真实值，U﹣I图线应是A线，即E真=UA；
如果电压表和电流表都是理想电表，电源U﹣I图象如图所示：
③由图示图象可知，E真=UA，由于S2接接1位置时，U﹣I图线的B线对应的短路电流为I短=IB，所以r真==；
故答案为：（1）电路图如图所示；（3）①B；②如图所示；③UA；．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 2011年3月11日，日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失．灾后某中学的部分学生
组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲,在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2．
（1）运动过程中物体的最大加速度为多少？
（2）在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？
（3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？
参考答案：
（1）20m/s2（2）3.2m（3）10m
17. 如图所示，有一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右放有序号是1、2、3、…、n的木块，所有木块的质量均为m，与木板间的动摩擦因数均为μ，木板的质量与所有木块的总质量相等．在t=0时刻木板静止，第l、2、3、…、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、…、
nv0，方向都向右．最终所有木块与木板以共同速度匀速运动．试求：
i．所有木块与木板一起匀速运动的速度v n；
ii．题干条件不变，若取n=4，则3号木块在整个运动过程中的最小速度v3min为多少？参考答案：
解：i、取向右方向为正方向，对系统，由动量守恒定律得
m（v0+2v0+3v0+…+nv0）=2nmv n
由上式解得v n=（n+1）v0
ii、第3号木块与木板相对静止时，它在整个运动过程中的速度最小，设此时第4号木块的速度为v，对系统，由动量守恒定律得
m（v0+2v0+3v o+4v0）=7m v3min+mv
对第3号木块，由动量定理得﹣μmg t′=m v3min﹣m?3v0
对第4号木块，由动量定理得﹣μmg t′=mv﹣m?4v0
由以上三式解得v3min=v0
答：
i．所有木块与木板一起匀速运动的速度v n是（n+1）v0．
ii．题干条件不变，若取n=4，则3号木块在整个运动过程中的最小速度v3min为v0．
【考点】动量守恒定律．
【专题】计算题；整体思想；寻找守恒量法；动量定理应用专题．
【分析】i、整个系统所受合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出所有木块与木板一起匀速运动的速度v n．
ii、第3号木块与木板相对静止时，它在整个运动过程中的速度最小．根据动量守恒定律和动量定理结合解答．
18. 如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm．求：
（1）金属棒开始运动时的加速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热．
参考答案：。