四川省达州市胡家中学2020年高三物理测试题带解析

四川省达州市胡家中学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. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步：对以下几位物理学家所做科学贡献的表述中，与事实相符的是
A．伽利略最早引入理想实验的研究方法，提出了力不是维持物体运动的原因
B．牛顿发现了万有引力定律，开普勒利用扭秤实验装置，比较准确地测出了引力常量G
C．库仑发现了电荷之间的相互作用规律—库仑定律，卡文迪许利用扭秤实验测出了静电力常量k
D．奥斯特最先发现电流磁效应，安培提出分子电流假说，揭示磁现象的电本质
参考答案：
AD
2. 如图所示叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、
B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。

设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

以下说法中不正确的是
A．B对A的摩擦力一定为3μmg
B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力
C．转台的角速度一定满足：
D．转台的角速度一定满足：
参考答案：
ADB 3. 如图所示，质量20kg的小物块（可视为质点）以速度4m/s水平向右进入转送带，传送带向左传动、速率为3m/s，两皮带轮轴心间的距离是9m，已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。

对此，下列说法中正确是（）
A.物体将从传送带的左边离开
B.特体将从传送带的右边离开
C.物块离开传送带的速度为3m/s
D.传送带对物块先做负功、后一直做正功直至落下传送带
参考答案：
AC
滑块先向右匀减速，对于向右滑行过程，根据牛顿第二定律，有μmg=ma，解得a=μg=2m/s2根据运动学公式，有0=v0-at1，x=解得t1=2s，x=4m<9m
向左匀加速过程，根据运动学公式，有x1==m，t2==1.5s，最后m随传送带做匀速直线运动，离开传送带的速度为3m/s。

对整个过程，传送带对物块先做负功、后做正功直至与传送带同速（最后一段不做功）。

4. （单选）如图甲所示，斜面体固定在水平面上，倾角为θ＝30°，质量为m的物块从斜面体上由静
止释放，以加速度a＝开始下滑，取出发点为参考点，则图乙中描述物块的速率v、动能Ek、势能EP、机械能E、时间t、位移x关系不正确的是（）
参考答案：
B
5. （多选）下列关于摩擦力的说法中正确的是（）
6. 如图所示，用两条一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。

当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F1；若将棒中电流反向但不改变电流大小，当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则磁场的方向为
____________，安培力的大小为____________。

参考答案：
垂直纸面向里；F2-F1
7. （4分）居民小区里的楼道灯，采用门电路控制，电路如图所示。

白天的时候，即使拍手发出声音，楼道灯也不亮；但是到了晚上，拍手发出声音后，灯就亮了，并采用延时电路，使之亮一段时间后就熄灭。

电路中用声控开关，即听到声音后，开关闭合，则应该使用__________门电路控制电灯，其中R2是光敏电阻，受光照后电阻减小，R1为定值电阻，S是声控开关，黑夜时R1和R2的大小关系是R1______R2（选填“< <”、“=”或“> >”）。

参考答案：
答案：与，<<
8.
某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为
R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度v大小为；太阳的质量M可表示为．
参考答案：
解答：解：根据圆周运动知识得：
v=
研究行星绕太阳运动作匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
解得：
故答案为：
；
点评： 向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．
9. 光纤通信中，光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向 ，且入射角等于或大于 。

参考答案：
答案：全反射 光疏介质 临界角
解析：“光纤通信”就是利用了全反射的原理。

这里的光纤就是光导纤维的简称。

发生全反射现象的条件是：光从光密介质射入光疏介质，且入射角等于或大于临界角。

10. 在接近收费口的道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为10m ，当车辆经过减速带时会产生振动。

若某汽车的固有频率为1.25Hz ，则当该车以 m/s 的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为 。

参考答案：
答案： 12.5，共振
解析：汽车每经过一个减速带时，减速带都给汽车一个向上的力，这个力使汽车上下颠簸，当这
个力的频率等于汽车的固有频率
时，汽车发生共振，振动最厉害。

所以有，。

11. 实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内（活塞与气缸壁之间无摩擦），活塞的质量为m ，气缸内部的横截面积为S ．用滴管将水缓慢滴注在活塞上，最终水层的高度为h ，如图所示．在此过程中，若大气压强恒为p 0，室内的温度不变，水的密度为，重力加速度为g ，则：
①图示状态气缸内气体的压强为 ；
②以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是 。

参考答案：
①
； ②A
12. 一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变化到状态C 的p-V 图象如图所示．在由状态A 变化到状态B 的过程中，理想气体的温度 ▲ （填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A 变化到状态C 的过程中，理想气体吸收的热量 ▲ 它对外界做的 功（填“大于”、“小于”或“等于”）
参考答案： 升高（2分），等于
13. 两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如图所
示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的p 端向右拉动弹簧，已知a 弹簧的伸长量为L ，则b 弹簧的伸长量为________________.
参考答案：
【知识点】胡克定律．B5
【答案解析】
解析： 两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F=kx 得x 与k 成反比，
则得b 弹簧的伸长量为
．
【思路点拨】两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律分析伸长量的大小．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和．本题关键要知道两弹簧的弹力大小相等，掌握胡克定律，并能求出弹簧的伸长量．
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。

在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。

滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的_______（选填“＞”、“＝”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。

②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机
得到如图乙所示图像，若、、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是_______和_______。

参考答案：
① = ；②滑块质量，两光电传感器间距离.
①如果遮光条通过光电门的时间相等，则说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
②要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电传感器测量瞬时速度是实验中常用的方法，由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，进而可得滑块和砝码组成的系统动能的增加量，滑块和砝码组成的系统的重力势能的减小量△Ep=mgL，所以还应测出滑块质量M，两光电传感器间的距离L．
15. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有
（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤
（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。

则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）.
参考答案：
（1）天平，刻度尺（2分）
（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）
（3）（3分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 城铁C5602从黄冈东站出发经过6分钟到达黄冈站．若将城铁的这一运动过程简化，则其运动的v-t图象如图所示，其中匀速运动的速度为60m/s，加速和减速过程中加速度大小相等。

又知城铁在匀加速运动阶段，连续相等的两段时间内通过的位移分别为300m和500m，速度增量均为
10m/s．求：
(1)城铁的加速度大小；
(2)匀速运动的时间．
参考答案：
（1）（2）
解：（1）设城铁在匀加速阶段的加速度为a，在通过的位移分别为300m和500m
所用的时间均为
△t，由运动学规律得
△v=a·△t
x2- x1=a△t2
代入数据解得a=0.5m/s2
（2）设城铁做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，依题意及运动学规律，得
t=2t1+t2
v=at1
求得t2=120s
17. 如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板。

区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行。

在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。

一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II。

已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为。

不计电子重力。

（1）求两金属板之间电势差U；
（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点的纵坐标y；
（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出。

求电子两次经过y轴的时间间隔t。

参考答案：
（1）电子在平行板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡
即…………………………………………2分
所以，…………………………………………2分
（2）如右图所示，电子进入区域I做匀速圆周运动，向上偏转，洛伦兹力提供向心力
所以，…………………2分
设电子在区域I中沿着y轴偏转距离为 y0，区域I的宽度为b（b=），则
………………2分
代入数据，解得………………2分
电子在两个磁场中有相同的偏转量。

电子从区域II射出点的纵坐标………………2分
（3）电子刚好不能从区域II的右边界飞出，说明电子在区域II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域II的右边界相切，圆半径恰好与区域II宽度相同。

电子运动轨迹如下图所示。

设电
子进入区域II时的速度为，则，所以………2分
电子通过区域I的过程中，向右做匀加速直线运动，此过程中
平均速度
电子通过区域I的时间（b为区域I的宽度）
解得：………………2分
电子在区域II中运动了半个圆周，设电子做
圆周运动的周期为T，则
电子在区域II中运动的时间
………………2分
电子反向通过区域I的时间仍为。

所以，电子两次经过y轴的时间间隔
………………2分
18. 空间存在与纸面平行的匀强电场，纸面内正方形的边长为10cm，A、B、C三点的电势分别为-1V、2V和5V，如图所示，求：
(1) D点的电势-
(2)匀强电场的场强方向和大小参考答案：。