河北省2020届高三下学期3月联合考试物理试题

2020年高三年级3月联合考试理科综合物理二、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.下列说法正确的是A. 黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动B. 光电效应中，遏出电压与入射光的频率有关，与产生光电效应的金属材料无关C. 有些原子的发射光是连续谱，有些的发射光谱是线状谱D. 氘核由一个质子和一个中子组成，但氘核的质量小于单个的质子和中子的质量之和【答案】D【解析】【详解】A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；B．根据光电效应方程：光电子在光电管中由反向电压而减速到零，由动能定理：联立可得：可知遏出电压与入射光的频率有关，也与产生光电效应的金属材料(逸出功)有关，故B错误；C．各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线，故C错误；D．当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，会向外放出一定的能量，根据爱因斯坦的质能方程可知核反应有质量亏损，则氘核的质量小于中子与质子的质量之和，故D正确。故选D。2.一个小物体以某一初速度沿光滑斜面向上运动，从a经过b到c。已知ab和bc的长度均为x，通过这两段位移所用的时间分别为m和n，则从a第一次运动到c的过程的速度增加量大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】小物体沿斜面向上做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动的推论：平均速度等于初、末速度之和的一半，且等于位移与时间的比值，即，两式相减可得化简可得即由于做减速运动，所以，所以速度增加量大小为故A正确，BCD错误；故选A。3.光滑绝缘水平面上固定一半径为R、带正电的球体A（可认为电荷量全部在球心），另一带正电的小球B以一定的初速度冲向球体A，用r表示两球心间的距离，F表示B小球受到的库仑斥力，在r＞R的区域内，下列描述F随r变化关系的图象中可能正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】根据库仑定律可知，两球之间的库仑力满足，即随r增加，F非线性减小。故选C。4.在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 1，副线圈接有阻值为10的定值电阻R，原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压。下列分析正确的是A. 变压器原线圈通过的电流为B. 变压器副线圈通过的电流为C. 电阻R两端的电压为10 VD. 电阻R消耗的功率为40 W【答案】B【解析】【详解】由原线圈接的正弦交变电压的u-t图像可读出最大值为，可得输入电压的有效值为；，由理想变压器的电压比等于匝数比，有：可得副线圈的两端的电压为：AB．对副线圈的电路由欧姆定律可得副线圈的电流为：结合电流比等于匝数的反比，可得原线圈流过的电流为：故A项错误，B项正确；C．电阻R并联在副线圈两端，则电压即为副线圈两端的电压为，故C错误；D．电阻R消耗的功率为：，故D项错误。故选B。5.我国计划在2030年之前制造出可水平起飞、水平着陆并且可以多次重复使用的空天飞机。假设一航天员乘坐空天飞机着陆某星球后，由该星球表面以大小为v0的速度竖直向上抛出一物体，经时间t后物体落回抛出点。已知该星球的半径为R，该星球没有大气层，也不自转。则该星球的第一宇宙速度大小为（　　）A  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】根据小球做竖直上抛运动的速度时间关系可知t=所以星球表面的重力加速度g=星球表面重力与万有引力相等，mg=近地卫星的轨道半径为R，由万有引力提供圆周运动向心力有：联立解得该星球的第一宇宙速度v=故A正确，BCD错误。故选A。6.如图所示，在水平转盘边缘放着一质量为1kg的物块（可看成质点），物块用长为0.25 m的细线与固定在转盘中心轴上的力传感器相连，传感器的大小不计．细线能承受的最大拉力为5 N，物块与水平转盘间的动摩擦因数为0.4，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．水平转盘边缘距水平地面的高度为0.8m，转盘可绕竖直中心轴转动．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的示数为零（取g=10 m/s2）．不计空气阻力．下列说法正确的是A. 转盘的角速度为2rad/s时，物块受到的摩擦力大小为1 NB. 转盘的角速度大于3rad/s时，物块一定受到细线拉力C. 转盘的角速度大于6rad/s时，细线会被拉断D. 若细线恰好被拉断，则物块落地时到中心轴的距离为0.6 m【答案】AC【解析】【分析】由题中“物块用长为0.25 m的细线与固定在转盘中心轴上的力传感器相连”可知，本题考查匀速圆周运动和平抛运动，根据向心力公式和平抛运动规律可分析本题．【详解】A．根据向心力公式可得，当转盘的角速度为2rad/s时，向心力为1N，最大静摩擦力为最大静摩擦力为4N，所以向心力小于最大静摩擦力，静摩擦力提供向心力，物块受到的摩擦力大小为1 N，故A正确；B．转盘的角速度等于3rad/s时，向心力大小为2.25N，小于小于最大静摩擦力，所以物体不一定受绳子拉力，故B错误；C．当转盘角速度等于6rad/s时，向心力大小为9N，等于最大静摩擦力加绳子最大拉力，所以当转盘的角速度大于6rad/s时，绳子会被拉断，故C正确；D．当细线恰好被拉断，此时物块的线速度为根据平抛运动公式，解得但物体是在边缘飞出，故物块落地时到中心轴的距离为故D错误．7.如图所示，一匀强磁场区域边界为MN，方向竖直向下，光滑水平桌面上有一边长为L的正方形线框（线框左右两边与MN平行），以大小为v0的速度沿垂直磁场边界方向进入磁场，当线框全部进入磁场时速度恰好为零。用v表示线框的速度大小，x表示线框的位移（以线框右边与MN重合时的位置为初位置），t表示线框运动的时间（从线框右边与MN重合开始计时），则下列图像可能正确的是（　　） A.  B.  C.  D. 【答案】BD【解析】【详解】AB．设线框质量为m，总电阻为R。线框在运动过程中，只受安培力作用，根据牛顿第二定律可得减速过程中v在减小，所以加速度在减小，故图像的斜率在减小，做加速度减小的减速运动，A错误，B正确；CD．根据动量定理可得而故即化简可得即为一次函数，C错误，D正确。故选BD。8.如图所示，粗糙固定斜面的倾角为θ，整个斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场(大小未知)中，在斜面上有一根有效长度为L、质量为m水平放置的导体棒，当导线中电流为I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动．已知电流I1、I2的方向相同且I1<I2，重力加速度为g，则下列说法正确的是A. 电流方向垂直纸面向外B. 导体棒与斜面间动摩擦因数为C. 匀强磁场的磁感应强度大小为D. 可能存在一个与I1、I2大小不同的电流，使导体棒沿斜面做匀速直线运动【答案】AC【解析】【详解】A．因为导体棒能匀速运动，故安培力沿斜面向上，由左手定则知电流方向垂直纸面向外，故A正确；BC．由题意可知通电流I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动且I1<I2，故通I1时导体棒沿斜面向下运动，通I2时导体棒沿斜面向上运动，所以有：联立解得：故B错误，C正确；D．因I1和I2可分别使导体棒向上或向下匀速运动，而根据磁场方向又知安培力在沿斜面方向，摩擦力大小不变，重力沿斜面分力不变，故不存在其它电流让导体棒匀速运动，故D错误．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.某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一个点记作0，从0点后某个点开始，依次为1、2、3……，分别测出各个计时点到0点的距离，已标在图乙中，已知打点计时器打点周期T=0.02s，当地重力加速度大小g=9.80m/s2，回答下列问题。(1)这五个数据中有一个不符合测量读数要求，该数据是_________（填图乙中的数据，不用写单位）。(2)改正(1)中不符合测量读数要求的数据后，通过该纸带上的数据，可得m重物下落的加速度a=_________m/s2；(3)若重物的质量为0.5kg，从开始下落到打第4个标记点时，重物的机械能损失为_________J。（结果保留两位有效数字）【答案】    (1). 12.4    (2). 9.75    (3). 0.010【解析】【详解】(1)[1]根据有效数字规则可知，五个数据中，应保留两位小数，其中数据12.4不符合测量读数要求。(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为根据逐差法，可知即加速度大小为。(3)[3]重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第4个标记点的瞬时速度为下落过程中动能增加量为重力势能减少量为则机械能损失为故机械能损失0.010J。10.某探究小组计划测量某金属丝的电阻率。(1)小组成员取了一段长l=l m的粗细均匀的金属丝，用螺旋测微器测量其直径如图甲所示，由图甲可知该金属丝的直径d=_____mm。(2)小组成员先用多用电表粗测该段金属丝的阻值，将选择开关调在电阻挡的“×10”倍率，并进行欧姆调零，再将被测金属丝的两端接在两个表笔间，指针指示如图乙所示，则被测金属丝的阻值Rx____Ω。(3)为了精确测量这段金属丝的电阻，实验室给出了以下实验器材：电池组E：电动势为3V，内阻约为0.5 Ω；电压表V1：量程0～3 V，内阻约为40 kΩ；电压表V2：量程0～15 V，内阻约200 kΩ；电流表A1：量程0～20 mA，内阻约为10 Ω；电流表A2：量程0～3 A，内阻约为1 Ω；定值电阻：R0=l00 Ω；滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω，额定电流为1 A；开关S、导线若干。为了尽可能减小实验测量的误差，电压表应选____，电流表应选____。根据选用的器材，在图丙方框中补充完整实验电路图_________（标出实验器材的代号，金属丝电阻用Rx表示）。(4)根据电路图连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，若某次测量中电压表的示数为U，电流表的示数为I，则该金属丝电阻率的表达式为ρ=_____用相应的字母符号表示）。由于电阻测量存在系统误差，使得电阻率的测量值比真实值____（选填“大” 或“小”）。【答案】    (1). 5.500    (2). 80    (3). V1    (4). A1    (5).     (6).     (7). 小【解析】【详解】（1）[1]．金属丝的直径d=5.5mm+0.01mm×0.0=5.500mm（2）[2]．被测金属丝的阻值Rx=8×10=80Ω。（3）[3][4][5]．电源电动势为3V，则电压表选择V1；电流表A2量程过大，电流表A1量程过小，但是可以用定值电阻R0与待测电阻串联，然后可以用电流表A1测电流即可；电压表内阻远大于待测电阻，可用电流表外接；滑动变阻器用分压电路；电路如图；（4）[6]．根据解得（5）[7]．因电压表的分流作用使得电阻的测量值偏小，则电阻率的测量值偏小。11.如图甲所示，质量m=1kg的小滑块（视为质点），从固定的四分之一光滑圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑上位于水平面的木板，并恰好不从木板的右端滑出，已知木板质量M=4kg，上表面与圆弧轨道相切于B点，木板下表面光滑，滑块滑上木板后运动的v－t图象如图乙所示，取g=10m/s2，求：（1）圆弧轨道的半径及滑块滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小；（2）滑块与木板间的动摩擦因数及木板的长度。【答案】（1）5m， 30N（2）0.4，10m【解析】【详解】(1)由图乙可知，滑块刚滑上木板时的速度大小v=10m/s，滑块在光滑圆弧轨道下滑的过程，根据机械能守恒定律得mgR=解得R=5m滑块滑到圆弧轨道末端时，由牛顿第二定律得F－mg=m解得F=30N根据牛顿第三定律知，滑块滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小为30N。(2)滑块在木板上滑行时，木板与滑块组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得mv=（m+M）v′解得v′=2m/s滑块在木板上滑行过程，由动量定理得－-μmgt=mv′－-mv由图知t=2s，解得μ=0.4由能量守恒得mv2－（m+M）v′2=μmgl解得l =10m12.如图所示，在平面内存在大小随时间周期性变化的匀强磁场和匀强电场，变化规律分别如图乙、丙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，沿轴负方向为电场强度的正方向）。在时刻由原点发射一个初速度大小为、方向沿轴正方向的带正电粒子，粒子的比荷，、、均为已知量，不计粒子受到的重力。(1)求在内粒子转动的半径；(2)求时，粒子的位置坐标；(3)若粒子在时首次回到坐标原点求电场强度与磁感应强度的大小关系。【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】【详解】(1)粒子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有解得(2)若粒子在磁场中做完整的圆周运动，则其周期解得在时间内，粒子在磁场中转动半周，时粒子位置的横坐标在时间内，粒子在电场中沿轴负方向做匀加速直线运动解得故时，粒子的位置坐标为。(3)带电粒子在轴上方做圆周运动的轨道半径当时，粒子的速度大小时间内，粒子在轴下方做圆周运动的轨道半径由几何关系可知，要使粒子经过原点，则必须满足，当时,，解得[物理选修3-3]13.下列说法正确的是（　　）A. 液体中扩散现象是由分子间作用力造成的B. 理想气体吸收热量时，温度和内能都可能保持不变C. 当两分子间距从分子力为0（分子间引力与斥力大小相等，且均不为0）处减小时，其分子间的作用力表现为斥力D. 液体的饱和汽压不仅与液体的温度有关而且还与液体的表面积有关E. 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的【答案】BCE【解析】【详解】A．扩散现象是分子无规则热运动的表现，A错误；B．理想气体吸收热量时，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知温度和内能可能不变，B正确；C．当两分子间距从分子力为0处减小时，分子引力和分子斥力均增大，由于斥力增大的快，其分子间作用力表现为斥力，C正确；D．液体的饱和汽压与液体的表面积无关，D错误；E．由热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的，E正确。故选BCE。14.如图所示，左端封闭右端开口、直径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强。现将下端阀门打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门，左管水银面下降的高度。(1)求右管水银面下降的高度；(2)若再将右端封闭，同时对左管缓慢加热，并保持右管内气体的温度不变，使右管的水银面回到最初高度，求此时左管内气体的压强。【答案】(1)14.5cm；(2)200.25cmHg【解析】【详解】(1)左管水银面下降过程，封闭气体做等温变化，则有解得设平衡时左管水银面比右管水银面高，有解得所以右管水银面下降的高度为(2)要使右管水银面回到原来高度，则左管水银面要再下降，则右管水银面比左管的高右管水银面上升过程右管内封闭气体做等温变化，则有解得此时左管内封闭气体的压强[物理选修3-4]15.图示为一简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，此时刻P点振动方向沿轴正方向，并经过0.3s第一次到达平衡位置，Q是平衡位置为处的质点，下列分析正确的是（　　）A. 该波沿轴负方向传播B. 该波的传播速度为10m/sC. P点与Q点的振动方向总是相反D. 从此刻起内Q点通过的路程为30mE. 质点Q的振动方程可表示为【答案】ABD【解析】【详解】A．因此时P点沿轴正方向振动，根据同侧法可知波沿轴负方向传播，A正确；B．因P点的平衡位置在处，所以所以计算波速B正确；C．P、Q两点的平衡位置间的距离大于，小于，所以其振动方向有时相同，有时相反，C错误；D．根据经过的路程D正确；E．根据图像可知质点Q此时由平衡位置向下振动，振动方程可表示为E错误。故选ABD。16.图示为直角三角形棱镜的截面，，，AB边长为20cm，D点到A点的距离为7cm，一束细单色光平行AC边从D点射入棱镜中，经AC边反射后从BC边上的F点射出，出射光线与BC边的夹角为，求：(1)棱镜的折射率；(2)F点到C点的距离。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)由几何知识可知，光束从点入射的入射角，做出光路图：设对应折射角为，则光束在边的入射角为在边上的入射角在边上的折射角由折射定律，可知在点入射时在点入射时解得折射率为(2)由几何知识，可知解得