2020届安徽省定远县高三下学期停课不停学线上物理试卷（四）

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是

A.处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级

B.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光

C.若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应

D.用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV

2. 难度：困难

位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离．当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍．若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（     ）

A.年 B.年

C.年 D.年

3. 难度：困难

如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图．跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下．已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g．则

A.从a到b与从b到c的运动时间之比为2：1

B.从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等

C.从a到b，跳楼机和游客总重力的冲量大小为

D.从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于2mg

4. 难度：困难

水平面上的三点A、O、B在一条直线上， OB=2OA，OO＇是竖直的分界线，其左边区域内有水平向右的匀强电场，场强大小为E₁=，其右边区域内有水平向左的匀强电场，场强大小为E₂，现将一带电量为q的小球从A点以初速度v₀竖直向上抛出，小球在空中越过分界线后，竖直向下落在B点，不计阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是：

A. 小球在B点的电势能大于在A点的电势能

B. 小球经过分界线时的速度与水平方向夹角的正切值tan=

C. 小球经过分界线时离水平面的高度为

D. 左右两区域电场强度大小的比值为E₁:E₂=1:2

5. 难度：中等

如图所示，两光滑直杆成直角竖直固定，OM水平，ON竖直，两个质量相同的有孔小球A、B(可视为质点)串在杆上通过长为L的非弹性轻绳相连，开始时小球A在水平向左的外力作用下处于静止状态，此时OB＝，重力加速度为g，现将外力增大到原来的4倍(方向不变)，则小球B运动到与O点的距离为时的速度大小为

A.  B.

C.  D.

6. 难度：困难

如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场．两个质子M、N沿平行于直径cd的方向从圆周上同一点P射入磁场区域， P点与cd间的距离为，质子M、N入射的速度大小之比为1:2．ab是垂直cd的直径，质子M恰好从b点射出磁场，不计质子的重力和质子间的作用力．则两质子M、N在磁场中运动的时间之比为

A. 2:1 B. 3:1 C. 3:2 D. 3:4

二、多选题

7. 难度：困难

如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定，在A点弹性绳自然长度等于AB，跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直固定的杆。初始时ABC在一条水平线上，小球从C点由静止释放滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为h，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是

A. 小球在D点时速度最大

B. 若在E点给小球一个向上的速度v，小球恰好能回到C点，则v=

C. 小球在CD阶段损失的机械能等于小球在DE阶段损失的机械能

D. 若仅把小球质量变为2m，则小球到达E点时的速度大小v=

8. 难度：困难

由法拉第电磁感应定律可知，若穿过某截面的磁通量为Φ=Φ_msinωt，则产生的感应电动势为e=ωΦ_mcosωt．如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACD（由细软弹性电阻丝制成），端点A、D固定．在以水平线段AD为直径的半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场．设导线框的电阻恒为r，圆的半径为R，用两种方式使导线框上产生感应电流．方式一：将导线与圆周的接触点C点以恒定角速度ω₁（相对圆心O）从A点沿圆弧移动至D点；方式二：以AD为轴，保持∠ADC=45°，将导线框以恒定的角速度ω₂转90°．则下列说法正确的是

A.方式一中，在C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大

B.方式一中，在C从A点沿圆弧移动到图中∠ADC=30°位置的过程中，通过导线截面的电荷量为

C.若两种方式电阻丝上产生的热量相等，则

D.两种方式回路中电动势的有效值之比

9. 难度：困难

如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h₀高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为h₀（不计空气阻力），则

A.小球和小车组成的系统动量守恒

B.小车向左运动的最大距离为R

C.小球离开小车后做竖直上抛运动

D.小球第二次能上升的最大高度h₀<h<h₀

10. 难度：中等

如图所示，空间有竖直向下的匀强电场，完全相同的两根绝缘轻质下端固定在水平地面上，在其正上方质量均为m的a、b两物块均从距弹簧上端高h处自由下落，已知a物块的电荷量为+q，b物块的电荷量为-q，设地面处的重力势能为零，不计空气狙力，重力大于电场力，从释放到弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是

A.a、b两物块机械能的变化量相同

B.若释放的高度均增加相同的值，a、b两物块速度最大时所具有的重力势能均不变

C.a、b两物块速度最大时，b的重力势能大于a的重力势能

D.a、b两物块运动到最低点时，b的重力势能小于a的重力势能

三、实验题

11. 难度：简单

某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．

实验步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向．

②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O₁、O₂,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O₁、O₂间的距离（即橡皮筋的长度l）．每次将弹簧秤示数改变0．50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示：

F/N	0	0．50	1．00	1．50	2．00	2．50
l/cm	l0	10．97	12．02	13．00	13．98	15．05

③找出②中F=2．50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、,橡皮筋的拉力记为F_OO′．

④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为F_OA,OB段的拉力记为F_OB．

完成下列作图和填空：

（1）利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线．

（2）测得OA=6．00cm,OB=7．60cm,则F_OA的大小为    N．

（3）根据给出的标度,作出F_OA和F_OB的合力的图示．

（4）通过比较与     的大小和方向,即可得出实验结论．

12. 难度：困难

某同学利用图示装置，验证以下两个规律：

①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向分速度大小相等；

②系统机械能守恒。

  P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上。物块R与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光。最初细线水平，现将三个物块由静止释放。（忽略R上的挡光片到轻质滑轮间的距离）

（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t₁、t₂、t₃外，还必需测量的物理量有__________；

A．P、Q、R的质量M                B．两个定滑轮间的距离d

C．R的遮光片到c的距离H           D．遮光片的宽度x

（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证表达式为_______________；

（3）若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式为_______________；

（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为_________________________。

13. 难度：中等

某同学用如图甲所示的电路测量欧姆表的内阻和电动势（把欧姆表看成一个电源）．实验器材及规格如下:

电流表A₁：量程为200μA,内阻为300Ω

电流表A₂：量程为30mA,内阻为5Ω

定值电阻R₀：阻值为9700Ω,

滑动变阻器R:阻值为0～50Ω

①闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A₁和A₂的示数分别为I₁和I₂．多次改变滑动触头的位置，得到的数据见下表．在图乙所示的坐标纸上以I₁为纵坐标、I₂为横坐标，画出所对应的I₁－I₂曲线；

②利用所得曲线求得欧姆表的电动势E=      V，欧姆表内阻r=       Ω；

③将该欧姆表两个表笔短接，通过欧姆表的电流为I=           A．

四、解答题

14. 难度：中等

牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为，其中m₁、m₂为两个物体的质量， r为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M，半径为R．

（1）该星球的第一宇宙速度是多少？

（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？

（3）该星球的第二宇宙速度是多少？

（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R，P为球外一点，与球心间的距离为r，静电力常量为k．现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．

15. 难度：中等

如图所示，不带电且绝缘长木板C质量M=3kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略质量为m=1kg、且带正电荷量q=2C物块A；正中间放着一个质量也为m=1kg的不带电的绝缘物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6m，开始时物块与木板都处于静止状态，现突然在空间中加一向右的E=4V/m的匀强电场，假设A、B之间为弹性碰撞，A、B碰撞电荷不发生转移且A与木板之间电荷也不发生转移，取g=10m/s²．求：

(1)加上电场瞬间，A、B的加速度大小；

(2)A与B第一次碰后瞬间A、B的速度大小；

(3)A与B第一次碰后到B与C恰相对静止时系统电势能变化量及系统产生的热量？

16. 难度：中等

如图所示，直线与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B₂，直线x＝d与间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度，另有一半径R=m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B₁=，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v₀进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B₂，且第一次进入磁场B₂时的速度方向与直线垂直．粒子速度大小v₀＝1.0×10⁵m/s，粒子的比荷为=5.0×10⁵C/kg，粒子重力不计．求：

(1)粒子在圆形匀强磁场中运动的时间t₁；

(2)坐标d的值；

(3)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B₂应满足的条件