2020~2021学年度第一学期高三质量检测——物理试题

2020—2021学年度第一学期高三质量检测
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。

2．选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。

3．请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

每小题只有一个选项符合题目要求。

1．如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿y轴正向，匀强磁场的方向垂直于xOy 平面向里。

一电子(不计重力)在xOy平面内运动时，速度方向保持不变。

则电子的运动方向沿
A．x轴正向
B．x轴负向
C．y轴正向
D．y轴负向
2．如图所示，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是两理想电压表，闭合开关，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是
A．电压表V1示数减小
B．电压表V2示数增大
C．电阻R2消耗的电功率增大
D．电压表V1示数的变化量△U1的绝对值小于电压表V2示
数的变化量△U2的绝对值
3．如图所示，用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。

关于苹果从最高点c 到最右侧点d 运动的过程中，
下列说法中正确的是
A ．苹果所受的合外力越来越大
B ．手掌对苹果的支持力越来越小
C ．手掌对苹果的摩擦力越来越大
D ．苹果先处于超重状态后处于失重状态
4．在平直的公路上行驶的甲车和乙车，其位移—时间图像分别为图中直线和曲线，已知乙车做匀变速直线运动，当t=2s 时，直线和曲线刚好相切，
下列说法中正确的是
A ．甲、乙两车均做减速运动
B ．t=0时，乙车的速度大小为4m ／s
C ．乙车的加速度大小为2m ／s 2
D ．曲线与横坐标的交点为4.5s
5．如图甲所示，a 、b 为两个闭合圆形线圈，用材料相同、粗
细相同的均匀导线制成，半径r a =2r b ，两个线圈均处于垂直纸面均匀分布的磁场中，且磁感应强度B 随时间t 按余弦规律变化，如图乙所示。

规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，假设两线圈的距离足够远，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法中正确的是
A ．t 1、t 2时刻两环均无扩展或收缩趋势
B ．t 1时刻两环中的感应电流的大小之比为4a
b I I
C ．0～t 2时间内两环中的感应电流大小均先减小后增大
D ．0～t 2时间内两环中的感应电流方向均先沿逆时针后沿顺时针
6．2020年11月24日，中国在文昌航天发射场，用长征五号“遥五”运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，对月球进行第六次探测，也是中国航天迄今为止最复杂、难度最大的任务之一，将实现中国首次月球无人采样返回，助力深化月球成因和演化历史等科学研究。

“嫦娥五号”探测器的飞行轨道示意图如图所示，假设“嫦娥五号”在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的引力，则下列说法中正确的是
A．“嫦娥五号”在环月段椭圆轨道上经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
B．“嫦娥五号”在环月段圆轨道上运动的周期小于在环月段椭圆轨道上运动的周期C．“嫦娥五号”在环月段圆轨道上经过P点时的速度大于在环月段椭圆轨道上经过P点时的速度
D．若已知“嫦娥五号”环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，可以计算出月球的密度
7．如图所示，正方形AMBN、CPDQ处于纸面内，A、B处各固定一根通电长直导线，二者相互平行且垂直纸面放置，通入电流的大小均为I，方向如图所示，它们在N点处产生的磁感应强度大小为B；C、D处固定两个等量异种电荷，它们在Q点处产生的电场强度大小为E，下列说法正确的是
A．M、N两点的磁感应强度方向相反
B．P、Q两点的电场强度方向相反
C．若使A处直导线电流反向，大小不变，
则M处的磁感应强度大小为2B
D．若使C处电荷改为正电荷，电量不变，则P处的电场强度大小为E
8．航天器离子发动机原理如图所示，电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化(即电离出正离子)，正离子被正、负极栅板间的电场加速后从
喷口喷出，从而使航天器获得推进或调整姿态的反冲力。

已知单个正离子的质量为m ．电荷量为q ，正、负栅板
间加速电压为U ，从喷口喷出的正离子所形成的电流为
I ，忽略离子间的相互作用力及离子喷射对航天器质量的
影响：该发动机产生的平均推力F 的大小为 A. 2mU I q B. mU I q C. 2mU I q D. 2mU I q
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

每小题有多个选项符合题目要求。

全部选对得4分．选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．如图所示，一倾角为θ的斜面体放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。

用一轻绳跨过定滑轮拉动一质量为m 的小球，在与小球相连的细绳变为竖直方向过程中，可使小球沿斜面向上做一段匀速运动。

斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦。

则在小球做匀速运动过程中，下列说法中正确的是
A ．外力F 一直增大
B ．斜面体受到地面的支持力先增大后减小
C ．此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，大
小逐渐减小
D ．绳子右端移动的速度大于小球沿斜面运动的速度
10．2020年12月9日晚，2020—2021赛季中国女子排球超级联赛第三阶段结束了第5个比赛日的较量。

在9日晚上天津队与上海队的比赛中，球员甲接队友的一个传球．在网前L=3.60m 处起跳，在离地面高H=3.20m 处将球以012/m s υ=的速度正对球网水平击出，对方球员乙刚好在进攻路线的网前，她可利用身体任何部位进行拦网阻击。

假设球员乙的直立高度为1h =2.40m 、起跳拦网高度为2h =2.85m ，取g=10m ／s 2，不计空气阻力。

下列情景中，球员乙可能拦网成功的是
A ．乙在甲击球前0.1s 时起跳离地
B ．乙在甲击球时起跳离地
C ．乙在甲击球后0.1s 时起跳离地
D ．乙在甲击球后0.2s 时起跳离地
11．质量为m 的带电小球由空中某点P 无初速度地自由下落，经过时间t ，加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过时间t 小球又回到P 点。

整个过程中不计空气阻力且小球未落地，则
A ．电场强度的大小为4mg q
B ．整个过程中小球电势能减少了2298
mg t C ．从P 点到最低点的过程中，小球重力势能减少了22
mg t
D ．从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了2212mg t 12．如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L 、长度足够长，导轨左端连接一阻值为R 的电阻，整个导轨平面处于竖直向下的磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一质量为m 的导体棒垂直于导轨放置并始终与导轨接触良好，接触点a 、b 之间的导体捧阻值为2R ．零时刻沿导轨方向给导体棒一个初速度0υ，经过一段时间后导体捧静止，下列说法中正确的是
A ．零时刻导体棒的加速度为22023
B L mR
υ B ．零时刻导体棒ab 两端的电压为
03
BL υ C ．全过程中流过电阻R 的电荷量为0m BL
υ D ．全过程中导体棒上产生的焦耳热为2012m υ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．(6分)某同学设计如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A 点自由下落，下落过程中经过A 点正下方的光电门B 时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t ，当地的重力加速度为g 。

为了验证机械能守恒定律，该实验准备了如下器材：铁架台、夹子、小铁球，光电门、数字式计时器、游标卡尺(20分度)、毫米刻度尺。

(1)用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图丙所示，则其直径为d=_______cm 。

(2)调整AB 之间距离h ，记录下小铁球通过光电门B 的时间t ，多次重复上述过程，作出21t 随h 的变化图像如图乙所示。

若小球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率0k =__________。

(3)在实验中根据数据实际绘出21h t
-图像的直线斜率为()0k k k ＜，则实验过程中所受的平均阻力F 阻阻与小球重力mg 的比值
F mg =阻___________(用k 、0k 表示)。

14．(8分)某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝x R 的电阻率。

(1)先用螺旋测微器测量电阻丝x R 的直径d ，示数如图甲所示，其直径d=________mm ；再用刻度尺测出电阻丝x R 的长度为L 。

(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用__________挡(选填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________Ω。

(3)为了准确测量电阻丝的电阻x R ，某同学设计了如图丙所示的电路。

①闭合S 1，当S 2接a 时，电压表示数为U 1，电流表示数为I 1；当S 2接b 时，电压表示数为U 2，电流表示数为I 2，则待测电阻的阻值为R x _____________ (用题中的物理量符号表示)。

②根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率ρ=____________(用x R 、d 、L 表示)。

15．(8分)强行超车是道路交通安全的极大隐患。

如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以036υ=km ／h 的速度在路面上匀速行驶，其中甲车车身长1 4.8L m =、货车车身长27.2L =m ，货车在甲车前4s m =处。

若甲车司机开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2
2/a m s =。

假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。

求：
(1)甲车完成超车至少需要多长时间；
(2)若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距0115s m =，乙车速度为=54/km h υ乙。

甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。

16．(8分)如图所示，一水平轻弹簧右端固定在水平面右侧的竖直墙壁上，质量为M=2kg 的物块静止在水平面上的P 点，质量为m=1kg 的光滑小球以初速度0=3/m s υ与物块发生弹性正碰，碰后物块向右运动并压缩弹簧，之后物块被弹回，刚好能回到P 点。

不计空气阻力，物块和小球均可视为质点。

求：
(1)小球的最终速度；
(2)弹簧的最大弹性势能E P 。

17．(14分)如图所示，放置水平面上的长木板的左端放置一小滑块(可视为质点)．右侧有一固定在水平地面上的底座，底座上嵌有一竖直放置的光滑半圆弧轨道，轨道最低点P 与长木板等高，半圆弧轨道的最高点Q 处装有一压力传感器。

现用水平向右恒力F 作用在小滑块上，小滑块到达P 点时撤去力F ，此时长木板也恰好到达P 点，并立即粘在底座上，小滑块沿着半圆弧轨道运动到最高点Q 。

已知小物块的质量为m=1kg ，长木板的
质量为M=1kg ，滑块与长木板、长木板与地面间的动摩擦因数分别为1=0.4μ和2=0.1μ，半圆弧轨道半径为R=0.4m ，小滑块沿着半圆弧轨道运动到最高点Q 时．压力传感器的示数为12.5N F N =，长木板右端与底座左端的距离为1x m =。

假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m ／s 2。

求：
(1)小滑块到达P 点时速度的大小P υ；
(2)长木板的长度L ；
(3)水平恒力F 的大小。

18．(16分)如图所示，空间存在匀强磁场和匀强电场，虚线MN 为磁场和电场的分界线，电场的宽度为L ，方向水平向右，平行于MN 放置一个厚度可忽略不计的挡板，挡板左右两侧的磁感应强度大小相等，挡板左侧磁场方向垂直纸面向里，磁场宽度为d ，挡板右侧磁场方向垂直纸面向外。

一质量恒为m ，带电量恒为+q 的粒子以初速度0υ从O 点沿 水平方向射入匀强磁场；当粒子的速度方向偏转了30°时，刚好穿过挡板，已知粒子穿过挡板后．速度方向不变，大小变为原来的一半，当粒子继续在磁场中运动经过MN 时，恰好沿垂直电场的方向进入匀强电场区域，并以与水平方向夹角为45°的方向离开电场。

(不计粒子的重力，磁场的左边界和电场的右边界均与MN 平行，磁场和电场范围足够长，不计粒子穿过挡板所用的时间)求：
(1)挡板右侧磁场的宽度D ；
(2)磁感应强度B 与电场强度E 的比值B E
； (3)粒子从射入磁场到离开电场所用的时间t 。

2020—2021学年度第一学期高三质量检测
物理参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

每小题只有一个选项符合题目要求。

1.B
2.D
3.C
4.B
5.A
6.C
7.D
8.A
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

每小题有多个选项符合题目要求。

全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.AC 10.ABC 11.AD 12.BC
三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）（1）2.145 （2）22g d （3）00
k k k -（每空2分） 14.（8分）（1）0.200 （2分） （2）×1 （1分） 14.0 （1分）
（3）①1212
U U I I - （2分） ②24x d R L π （2分） 15.（8分）解析：
（1）设甲车完成超车至少需要时间t
T 时间内甲车位移为201=2
x t at υ+甲……………………………………………………（1分） 货车位移为0=x t υ货……………………………………………………………………（1分） 完成超车需满足12=x x L L s +++甲乙…………………………………………………（1分） 联立求解可得4t s =……………………………………………………………………（1分）
（2）刚好完成超车时，甲车位移为201=562
x t at m υ+=甲…………………………（1分） 乙车位移大小为=60x t m υ=乙乙………………………………………………………（1分） 0+x x s 甲乙＞………………………………………………………………………………（1分） 所以不能安全超车。

……………………………………………………………………（1分）
16.（8分）解析：
（1）规定向右为正方向，设小球与物块发生弹性正碰后瞬间小球的速度为1υ，物块的速度为2υ。

碰撞前后小球与物块系统动量守恒012m m M υυυ=+………………………………（1分） 碰撞前后瞬间小球与物块系统动能守恒222012111222
m m M υυυ=+………………（1分） 由以上两式解得11/m s υ=-…………………………………………………………（1分） 22/m s υ=…………………………………………………………（1分） 小球的最终速度大小为1m/s ，方向水平向左。

………………………………………（1分）
（2）设物块碰后向右运动至回到P 点的全过程物块克服摩擦力做的功为W 克 对全过程，由动能定理221=02
W M υ--克……………………………………………（1分） 碰后物块向右运动至速度为零的过程中， 由动能定理得221022
p W E M υ--=-克………………………………………………（1分） 解得2p E J =……………………………………………………………………………（1分）
17.（14分）解析：
（1）在Q 点，轨道对小滑块的支持力为12.5N N F F N '==………………………（1分） 由牛顿第二定律2Q N F mg m R υ'+=………………………………………………………（1分）
从P 到Q 的过程中，由动能定理得2211222
Q p mg R m m υυ-=-………………………（2分） 解得5/P m s υ=…………………………………………………………………………（1分）
（2）对长木板，由牛顿第二定律得()122mg m M g Ma μμ-+=…………………（2分） 由运动学规律得2212
x a t =………………………………………………………………（1分） 解得1t s =………………………………………………………………………………（1分） 则长木板的长度为0 1.52p
L t x m υ+=-=……………………………………………（2分）
（3）对小滑块，由运动学的规律得1P a t υ=…………………………………………（1分）
由牛顿第二定律得11F mg ma μ-=……………………………………………………（1分） 解得9F N =……………………………………………………………………………（1分）
18.（16分）解析：
（1）粒子在磁场中的偏转轨迹如图所示， 在挡板左侧磁场中，由几何关系得1sin 30d r =……（1分） 由牛顿第二定律得2001q B m r υυ=……………………（1分）
在挡板右侧磁场中，粒子速度变为原来的一半。

由牛顿第二定律得2002122q B m r
υυ⎛⎫ ⎪⎝
⎭=………………（1分） 由几何关系得22sin 30D r r =+……………………（1分）
解得32
D d =……………………………………………………………………………（1分） 02m D qd υ=
…………………………………………………………………………（1分） （2）在电场中，由几何关系得0
2tan 45x
υυ=………………………………………（1分） 水平向上，由运动学规律得22x qE L m
υ=……………………………………………（1分） 解得208m E qL
υ=…………………………………………………………………………（1分） 故0
4B L E d υ=………………………………………………………………………………（1分） （3）粒子在挡板左右两侧的磁场中运动周期相同2m T qB
π=………………………（1分）
粒子在挡板左侧的磁场中运动时间130360
t T =………………………………………（1分） 粒子在挡板右侧的磁场中运动时间2120360t T =
………………………………………（1分） 粒子在电场中运动2312qE L t m
=………………………………………………………（1分） 粒子从射入磁场到离开电场所用的时间123t t t t =++………………………………（1分） 解得00
543d L t πυυ=+………………………………………………………………………（1分）。