河北省衡水中学2020届高三下学期三月教学质量监测卷物理试题

2020届衡水中学高中毕业班三月份教学质量监测卷

理科综合物理部分

第Ⅰ卷(选择题共126分)

一、选择题:本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8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.如图，将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个箱子中，上顶板和下底板装有压力传感器．当箱子随电梯以a＝4.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为4.0 N，下底板的传感器显示的压力为10.0 N．取g＝10 m/s2，若下底板示数不变，上顶板示数是下底板示数的一半，则电梯的运动状态可能是(　　)

A. 匀加速上升，a＝5 m/s2

B. 匀加速下降，a＝5 m/s2

C. 匀速上升

D. 静止状态

【答案】B

【解析】

【详解】当箱子随电梯以加速度竖直向上做匀减速运动时，对金属块受力分析，由牛顿第二定律知上下，解得；若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，由于弹簧压缩量不变，下底板传感器示数不变，仍为10 N，则上顶板传感器的示数是5 N，对金属块，由牛顿第二定律知上下，解得，方向向下，故电梯以的加速度匀加速下降，或以的加速度匀减速上升，故选项B正确，A、C、D错误．

2.如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连．小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为，则轻绳对小球的拉力大小为(　　)

A. mg

B. mg

C. 2mg

D. mg

【答案】A

【解析】

【详解】

对B点处的小球受力分析，如图所示，则有

FTsin 60°＝FNsin 60°

FTcos 60°＋FNcos 60°＝mg

解得

FT＝FN＝mg

A. mg与计算结果相符，故A符合题意．

B. mg与计算结果不符，故B不符合题意．

C.2mg与计算结果不符，故C不符合题意．

D.mg与计算结果不符，故D不符合题意．

3.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/s．从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为则以下关系正确的是( )

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

试题分析：根据功的公式W=FL可知，知道F的大小，再求得各自时间段内物体的位移即可求得力F做功的多少．

解：由速度图象可知，第1s、2s、3s内的位移分别为0.5m、0.5m、1m，由F﹣t图象及功的公式w=Fscosθ可求知：W1=0.5J，W2=1.5J，W3=2J．故本题中ACD错，B正确．

故选B．

4.质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50 J，机械能损失了10 J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g=10 m/s2)(　　)

A. 40 J B. 60 J C. 80 J D. 100 J

【答案】B

【解析】

【详解】物体上升到某一高度时，重力、阻力均做负功，根据动能定理有：W合=△Ek  ①，空气阻力做功对应着机械能的变化，则有：Wf=△E  ②，将△EK=-50J，△E=-10J，代入①②可得：W合=-50J，Wf=-10J，可得W合=5Wf，物体的初动能为；当物体从A点到最高点的过程中，物体的动能减小了100J，由动能定理可得，合力做的功 W合上=-100J，所以空气阻力做功为Wf上=-20J，由功能原理知，机械能损失了20J，由于空气阻力大小恒定，所以下落过程机械能也损失了20J，则物体落回A点时的动能为100J-2×20J=60J，故A，C，D错误，B正确.

5.一质量m=60kg的运动员从下蹲状态竖直向上跳起,经t=0.2s以大小=1m/s的速度离开地面,重力加速度g=10．在这0.2s内

A. 地面对运动员的冲量大小为180N·s

B. 地面对运动员的冲量大小为60N·s

C. 地面对运动员做的功为零

D. 地面对运动员做的功为30J

【答案】AC

【解析】

【详解】A、B、人的速度原来为零，起跳后变化v，以向上为正方向，由动量定理可得：I-mg△t=mv-0，故地面对人的冲量为：I=mv+mg△t=60×1+600×0.2=180N•s;故A正确，B错误.

C、D、人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功;故D错误，C正确.

故选AC.

【点睛】本题考查动量定理以及功的计算，要注意在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉，同时在列式时要注意明确各物理量的正负．

6.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV．下列说法正确的是

A. 平面c上的电势为零

B. 该电子可能到达不了平面f

C. 该电子经过平面d时，其电势能为4 eV

D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

【答案】AB

【解析】

A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确．B、由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确．C、在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误．D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误．故选AB．

【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键．

7.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足B＝k (其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离)．现有四根平行的通电长直导线，其横截面积恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2.已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是(　　)

A. 电流的大小关系为I1＝2I2

B. 四根导线所受的磁场力都为零

C. 正方形中心O处的磁感应强度为零

D. 若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向

【答案】ACD

【解析】

A、将导线BCD在导线A处的磁场，如图所示：

根据题意A导线的磁场力为零，则A处的合磁场为零，即：，则：，故选项A正确；

B、同理将各点的磁场都画出了，可以判断B、D导线处的合磁场不为零，故磁场力不为零，故选项B错误；

C、将各导线在O点的磁场画出，如图所示：

由于A、C导线电流相等而且距离O点距离相等，则

同理：，即正方形中心O处的磁感应强度为零，故选项C正确；

D、若移走A导线，则磁场不存在，由于，则此时在O点的磁场只剩下导线C的磁场，而且导线C点磁场方向沿OB方向，即中心O处的磁场将沿OB方向，故选项D正确．

8.如图所示，两个条形磁铁的N极和S极相向水平放置，一竖直放置的矩形线框从两个磁铁之间正上方由静止落下，并从两磁铁中间穿过.下列关于线框受到的安培力及从右向左看感应电流的方向说法正确的是(　　)

A. 感应电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向

B. 感应电流方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向

C. 安培力方向一直竖直向上

D. 安培力方向先竖直向上，后竖直向下

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由图可知，磁感线由左向右，则中间磁感应强度最大，而向两边越来越小，故在线圈从高处下落过程中，穿过线圈的磁通量一直向右，且先增大后减小，则由楞次定律可知，感应电流先顺时针后逆时针，故B正确，A错误；

CD．产生的感应电流一直阻碍物体间的相对运动，故安培力一定一直竖直向上，故C正确，D错误．

【点晴】明确磁场分布，再分析线圈下落过程中磁通量的变化，从而根据楞次定律分析感应电流的方向，同时根据楞次定律的”来拒去留“分析安培力的方向．

二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第9题-第12题为必考题每个试题考生都必须作答,第13题-第16题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:

9.若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：

①将选择开关置于________；

②将红、黑表笔短接进行_________________；

③将待测电阻Rx接在___________________进行测量．若按照以上①②③步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是______ Ω.

【答案】    (1). ×100    (2). 欧姆调零    (3). 红黑表笔之间    (4). 2200

【解析】

【详解】①[1]选用挡测量时若偏角过小，说明测量电阻比较大，所以应该换大挡，即挡；
②[2]换挡必调零，所以要把红黑表笔短接然后进行欧姆凋零。

③[3][4] 调零过后，将待测电阻接在红黑表笔之间进行测量，从图中读出电阻的值

。

10.如图所示，一艘轮船正在以4 m/s的速度沿垂直于河岸方向匀速渡河，河中各处水流速度都相同，其大小为v1＝3 m/s，行驶中，轮船发动机的牵引力与船头朝向的方向相同．某时刻发动机突然熄火，轮船牵引力随之消失，轮船相对于水的速度逐渐减小，但船头方向始终未发生变化．求：

(1)发动机未熄火时，轮船相对于静水行驶的速度大小；

(2)发动机熄火后，轮船相对于河岸速度的最小值．

【答案】（1）0.8    （2）2.4m/s

【解析】

【分析】

（1）根据速度的合成法则，结合勾股定理，即可求解；（2）熄火后在阻力作用下，逐渐减小，但其方向不变，当减小到与的矢量和与方向垂直时，轮船的合速度最小，根据三角函数，即可求解．

【详解】（1）发动机未熄火时，轮船运动速度v与水流速度方向垂直，如图所示

故得此时船相对于静水的速度的大小为：

又设v与的夹角为，则

（2）熄火前，船的牵引力沿的方向，水的阻力与的方向相反，熄火后，牵引力消失，在阻力作用下，逐渐减小，但其方向不变，当减小到与的矢量和与方向垂直时，轮船的合速度最小，则有：

【点睛】考查运动的合成应用，掌握数学中的勾股定理与三角函数知识，注意随着船速减小，当其与合速度垂直时，合速度达到最小．

11.如图所示，水平地面放置A和B两个物块，物块A质量m1=2 kg，物块B的质量m2=1 kg，物块A、B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5.现对物块A施加一个与水平方向成37°角的外力F，F=10 N，使物块A由静止开始运动，经过12 s物块A刚好运动到物块B处，A物块与B物块碰前瞬间撤掉外力F，物块A与物块B碰撞过程没有能量损失，设碰撞时间很短，A、B两物块均可视为质点，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求：

(1)计算A与B两物块碰撞前瞬间物块A的速度大小；

(2)若在物块B的正前方放置一个弹性挡板，物块B与挡板碰撞时没有能量损失，要保证A和B两物块能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过多大？

【答案】(1) 6m/s     (2) L不得超过34m

【解析】

【详解】（1）设A与B碰前速度为，由牛顿第二定律得：

解得：

则速度

（2）AB相碰，碰后A的速度，B的速度

由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：

联立解得：、

对A用动能定理得：

解得：

对B用动能定理得：

解得：

物块A和B能发生第二次碰撞的条件是，解得

即要保证物块A和B能发生第二次碰撞，弹性挡板距离物块B的距离L不得超过3.4m

12.如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5 T．有一带正电的小球，质量m=1×10–6 kg，电荷量q=2×10–6 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取g=10 m/s2．求：

（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；

（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t．

【答案】（1）20 m/s，与电场方向夹角为60°  （2）3.5 s

【解析】

（1）小球做匀速直线运动时，受力如图，

其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有：，

带入数据解得：，

速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足：

解得：，则；

（2）撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速直线运动，其初速度为，

若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向的分位移为零，则有：

联立解得：

(二)选考题:共15分。请考生从给出的2道物理题任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一小题计分。

【物理—选修3-3】

13.下列说法正确的是（  ）

A. 在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关

B. 脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液

C. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

D. 在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用

E. 在一定温度下，当人们感到潮湿时，水汽蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，选项A正确；

B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；

C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片的物理性质各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；

D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确；

E．在一定温度条件下，空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故E错误；

14.汽缸横截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为g，求汽缸中气体的压强.

【答案】p0＋

【解析】

【详解】对活塞进行受力分析，如图所示

由平衡条件得p气S′

又因为S′=

所以p气=.

【物理—选修3-4】

15.如图，是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．

（i）求出射光相对于D点的入射光的偏角；

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？

【答案】（1）60°   （2）

【解析】

【详解】(i)光线在BC面上折射，作出多次折射后的光路如图所示：

由折射定律有：   ①

式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2=r2 ②

式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角．光线在AB面上发生折射由折射定律有   ③

式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角．

由几何关系得i2=r2=60°，r1=i3=30°   ④

F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(r1–i1)+(180°–i2–r2)+(r3–i3)   ⑤

由①②③④⑤式得δ=60°⑥

(ii)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有

   ⑦

式中C是全反射临界角，满足    ⑧

由④⑦⑧式知，棱镜折射率n的取值范围应为  ⑨