河北省衡水中学2020届高三物理下学期三调试题含解析

河北省衡水中学2020届高三物理下学期三调试题（含解析）二、选择题本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分有选错的得0分。

1.在平直公路上行驶的甲车和乙车，它们沿同一方向运动的v t-图像如图所示。

已知0t=时刻乙车在甲车前方10m处，下列说法正确的是（）A. 2st=时，甲、乙两车相遇B. 04s~内，甲、乙两车位移相等C. 甲、乙两车之间的最小距离为6mD. 相遇前甲、乙两车之间的最大距离为18m【答案】B【解析】【详解】AD．0时刻，乙车在甲车前10m处，前2s内乙车的速度大于甲车的速度，所以两车的距离逐渐变大，在2s时刻速度相等，距离最远，v t-图线和时间轴围成的面积为位移max24()10m m10m14m2s x x ⨯=-+=+=乙甲AD错误；B．v t-图线和时间轴围成的面积为位移，前4s内，根据几何关系可知甲乙两车的v t-图线和时间轴围成的面积相等，所以二者位移相等，B正确；C．甲车速度大于乙车速度，二者最终可以相遇，最小距离为0m，C错误。

故选B。

2.生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。

如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为G，手机所在平面与水平面间的夹角为θ，则下列说法正确的是（）A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于cos G θB. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C. 高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用D. 高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用【答案】D【解析】【详解】A ．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A 错误；B ．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B 错误；C ．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C 错误；D ．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D 正确。

故选D 。

3.已知氢原子能级公式为2m A E n =-，其中n =1，2，…称为量子数，A 为已知常量；要想使氢原子量子数为n 的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n 的激发态向 1n -澈发态跃迁时放出的能量，则n 的最小值为（ ）A. 2B. 3C. 4D. 5【答案】C【解析】【详解】电子由n 激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为2A E n ∆= 氢原子由量子数为n 的激发态向1n -激发态跃迁时放出的能量为22(1)A A E n n∆'=-- 根据题意有 222)1(A A A n n n >-- 解得2n >+即的最小值为4，故C 正确，A 、B 、D 错误；故选C 。

4.2019年12月7日10时55分，我国在太原卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“吉林一号”高分02B 卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，绕地球做匀速圆周运动。

已知地球质量为M 、引力常最为G ，卫星与地心的连线在时间t （小于其运动周期）内扫过的面积为S ，则卫星绕地球运动的轨道半径为（ ） A. 224S GMtC. 224GMt S【答案】A【解析】 详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知22GMm m r r ω= 根据几何关系可知，卫星与地心连线在时间t 内扫过的面积 22t S r ωππ= 联立解得卫星绕地球的轨道半径224S r GMt = 故A 正确，B 、C 、D 错误；故选A 。

5.如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M （含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m 的水以相对地面为0v 的速度竖直向下喷出。

已知重力加速度为g ，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）A. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B. 水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒C. 火箭获得的最大速度为0Mv M m -D. 火箭上升的最大高度为2222()m v g M m -【答案】D【解析】【详解】A ．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A 错误；B ．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B 错误；C ．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有0()0M m v mv --=解得mv v M m =-C 错误；D ．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有22v gh =解得2222()m v g M h m -=D正确。

故选D。

6.如图所示，一个碗口水平、内壁光滑的半球形碗固定在水平桌面上，在球心O点固定一电荷量为Q的带正电金属球，两个质量相等的绝缘带电小球A和B分别紧贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动。

若小球A、B所带电荷量很少，两者间的作用力忽略不计，且金属球和带电小球均可视为质点，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（）A. 小球A运动轨迹上各点的电场强度相同B. 小球A运动轨迹上各点的电势相等C. 小球A的电荷量大于小球B的电荷量D. 小球A的角速度大于小球B的角速度【答案】BD 【解析】【详解】A．小球A运动轨迹上的各点到O点的距离相等，根据点电荷的场强表达式2Q E k r=可知小球A运动轨迹上各处的电场强度大小相等、方向不同，A错误；B．以O为球心的同一球面是等势面，小球A运动轨迹上的各点电势相等，B正确；C．带电小球的电性无法确定，所以电荷量大小无法确定，C错误；D．对于任意一球，设其轨道上某点与O点连线与竖直方向的夹角为θ，碗的半径为R，由牛顿第二定律2tanmg m rθω=又sinr Rθ=解得cos g R ωθ= R 一定，θ越大，角速度越大，所以小球A 的角速度大于小球B 的角速度，D 正确。

故选BD 。

7.如图所示，一个边长为l 的正六边形abedef 的区域内有匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。

在a 点处的粒子源发出大量质量为m 电荷量为()0q q +>的同种粒子，粒子的速度大小不同，方向始终沿ad 方向。

不计粒子间的相互作用力及重力，下列说法正确的是（ ）A. 3qBl 的粒子在磁场中运动的时间一定相同B. 速度大于qBl m的粒子一定打在cd 边上 C. 经过c 点的粒子在磁场中运动的时间为3m qBπ D. 垂直打在cd 边上的粒子在磁场中运动的时间为6m qBπ 【答案】ACD【解析】 详解】A ．根据几何关系，粒子恰好经过b 点时运动半径13r =由 2v qvB m r= 可知速度113qBr qBl v m == 则速度小于33qBl m的粒子均从ab 边离开磁场，根据几何关系可知转过的圆心角均为120︒，运动时间均为112013603t T T ︒︒=⋅=T 为粒子在磁场中的运动周期，A 正确；BC ．粒子恰好经过c 点时运动半径23r l =根据几何关系可知运动时间2616123m mt T qB qB ππ==⋅=速度223qBr qBlv m m ==则速度大于3qBlm 的粒子一定打在cd 边上，B 错误，C 正确；D ．粒子垂直打在cd 边上时，如图：根据几何关系可知圆心角为30︒，运动时间21126mT qB t π==D 正确故选ACD 。

8.如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为B 磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为L ，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为m 、电阻为R 的正方形导线框abcd ，其边长为L 上下两边均与磁场边界平行。

将线框以初速度0v 水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为g ，不计空气阻力，则（ ）A. 线框抛出时ab 边距离磁场上边界的高度为22442m gR B LB. 线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量22BL RC. 线框通过磁场的过程中水平位移为232B L v mgRD. 线框通过磁场的过程中cd 边产生的热量为2mgL【答案】AC【解析】【详解】A ．线框下边界进入磁场时mg BIL =根据闭合电路欧姆定律yBLv I R =在竖直方向上，根据运动学公式22y v gh =解得22442m gR h B L =A 正确；B ．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量2E BL t q t t R R R R∆Φ∆Φ∆=∆=∆== B 错误；C ．线框在磁场中匀速运动的时间2yL t v =水平位移 0x v t =解得2302B L v x mgR= C 正确；D ．线框进入磁场后做匀速直线运动，减小的重力势能转化为电能，根据能量守恒定律2Q mgL =则cd 边产生的热量42Q mgL Q '== D 错误。

故选AC 。

第Ⅱ卷（非选择题共174分）三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第22~32题为必考题，每道试题考生都必须作答。

第33~38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共129分9.某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。

图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。

用转速测定仪测定电动机的转速n ，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离h ，不计悬点到转轴间的距离。

(1)开动转轴上的电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。

调节转速n ，当n 越大时，h 越__________（选填“大”或“小”）。

(2)图乙为某次实验中h 的测量结果，其示数为__________cm 。

(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度g ，其表达式为g =__________。

【答案】 (1). 小 (2). 18.50 (3). 224n h π【解析】【详解】(1)[1]n 越大，细线与竖直方向夹角越大，则h 越小。

(2)[2]悬点处的刻度为1.00cm ，水平标尺的刻度为19.50cm ，则示数为()19.50 1.00cm 18.50cm h =-=所以示数18.50cm 。

(3)[3]假设细线与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律得2tan mg m r θω=又tan r hθ= 2n ωπ=解得224g n h π=10.图甲是一多用电表的简化电路图。