2020届湖南师范大学附属中学高三上学期第五次月考物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

如图所示,直线a₁和曲线b₁分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的速度—时间(v—t)图线,t₁时刻两车经过同一位置,由图可知（   ）

A. 在t₂时刻,a车追上b车

B. 在t₁到t₂这段时间内,b车的平均速度比a车的大

C. 在t₁到t₂这段时间内,b车的平均速度为

D. 在t₁到t₂这段时间内,b车的加速度一直比a车的大

2. 难度：简单

如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量、绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许，则物体B的运动情况是（ ）

A.仍保持静止状态

B.向下运动

C.向上运动

D.无法判断

3. 难度：简单

如图所示，平面直角坐标系xOy的x轴上固定一带负电的点电荷A，一带正电的点电荷B绕A在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在O点，P1、P2、P3、P4为椭圆轨道与坐标轴的交点．为使B绕A做圆周运动，某时刻起在此空间加一垂直于xOy平面的匀强磁场，不计B受到的重力．下列说法中可能正确的是（　　）

A.当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向里的匀强磁场

B.当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场

C.当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向里的匀强磁场

D.当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场

4. 难度：中等

如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为( )

A.（M＋m）g B.（M＋m）g－F

C.（M＋m）g＋Fsinθ D.（M＋m）g－Fsinθ

5. 难度：中等

实验得到金属钙的光电子的最大初动能E_km与入射光频率的关系如图所示。 下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是

金属	钨	钙	钠
截止频率/Hz	10. 95	7. 73	5. 53
逸出功W0/eV	4. 54	3. 20	2. 29

A.如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

B.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

C.如用金属钨做实验，当入射光的频率时，可能会有光电子逸出

D.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，），则

6. 难度：中等

如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间距离x随各量变化的情况是（    ）

A.其他量不变，R越大x越小

B.其他量不变，M越大x越小

C.其他量不变，m越大x越小

D.其他量不变，μ越大x越小

7. 难度：困难

在光滑水平面上，a、b两球沿水平面相向运动。当两球间距小于或等于L时，受到大小相等、相互排斥的水平恒力作用；当两球间距大于L时，则相互作用力为零。两球在相互作用区间运动时始终未接触，两球运动的v-t图像如图所示，则

A.a球质量小于b球质量

B.t₁时刻两球间距最小

C.0~t₂时间内，两球间距逐渐减小

D.0~t₃时间内，b球所受排斥力方向始终与运动方向相反

8. 难度：中等

如图所示，A、D分别是斜面的顶端、底端，B、C是斜面上的两个点，AB=BC=CD，E点在D点的正上方，与A等高，从E点水平抛出质量相等的两个小球，球1落在B点，球2落在C点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程，不计空气阻力，下列说法正确的是

A.球1和球2运动的时间之比为2：1

B.球1和球2动能增加量之比为1：3

C.球1和球2抛出时初速度之比为

D.球1和球2运动时的加速度之比为1：2

二、多选题

9. 难度：中等

如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡L₁与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L₂和L₃相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的是

A.灯泡L₁和L₂中的电流有效值可能相等

B.灯泡L₂两端的电压变小

C.灯泡L₁变亮，灯泡L₂的亮度不变

D.电源的输出功率不变

10. 难度：中等

已知地球半径为R，地心与月球中心之间的距离为r，地球中心和太阳中心之间的距离为s．月球公转周期为T₁，地球自转周期为T₂，地球公转周期为T₃，近地卫星的运行周期为T₄，万有引力常量为G，由以上条件可知正确 的选项是(      )

A.月球公转运动的加速度为

B.地球的密度为

C.地球的密度为

D.太阳的质量为

11. 难度：困难

如图所示，O点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内.在直线x=a与x=2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力关于这些粒子的运动，下列说法正确的是( )

A.粒子的速度大小为

B.粒子的速度大小为

C.与y轴正方向成120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长

D.与y轴正方向成90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长

12. 难度：困难

一个带正电的试探电荷，仅在电场力作用下在x 轴上从向运动，其速度v 随位置x 变化的图象如图所示，由图象可知（   ）

A.从x=到x=0 是匀强电场

B.从x=0 到x=，电场强度逐渐増大

C.在x 轴上，x=0 处电势最低

D.从x=到x=的过程中，电荷的电势能先增大后减小

三、实验题

13. 难度：中等

某探究学习小组的同学欲以如图2装置中的沿块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和祛码盘(含珐码)等组成.光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间∆t₁、∆t₂，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、祛码盘(含硅码)的质最分别为M和m.不计滑轮的重量和摩擦.

(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图1所示.其读数为_____cm.

(2)实验操作中.下列说法不正确的是________

A.该装置可以不平衡摩擦力.只需要将气垫导轨调节水平

B.为减小误差.实验中一定要保证质量m远小于质量M

C.实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值减小偶然误差

D.如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时.通过两个光电门的时间∆t₁和∆t₂必相等

(3)该装置中弹簧测力计的读数F,需要验证的表达式为F=______.

(4)对质量保持不变的过程，根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象，图3中最符合本实验实际情况的是______

14. 难度：困难

某实验小组要测量电阻R_x的阻值．

（1）首先，选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示．

（2）接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：电压表V（3V，内阻约3kΩ）；电流表A（50mA，内阻约5Ω）；待测电阻Rx；滑动变阻器R（0﹣200Ω）；干电池2节；开关、导线若干．

在图乙、图丙电路中，应选用图____（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，测量结果________真实值（填“大于”“等于”或“小于”），产生误差的原因是________ ．

（3）为更准确测量该电阻的阻值，可采用图丁所示的电路，G为灵敏电流计（量程很小），R₀为定值电阻，R、R₁、R₂为滑动变阻器．操作过程如下：

①闭合开关S，调节R₂，减小R₁的阻值，多次操作使得G表的示数为零，读出此时电压表V和电流表A的示数U₁、I₁；

②改变滑动变阻器R滑片的位置，重复①过程，分别记下U₂、I₂，…，U_n、I_n；

③描点作出U﹣I图象，根据图线斜率求出R_x的值．下列说法中正确的有_________．

A．图丁中的实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响

B．闭合S前，为保护G表，R₁的滑片应移至最右端

C．G表示数为零时，电压表测量的是R_x两端电压

D．调节G表的示数为零时，R₁的滑片应位于最左端

四、解答题

15. 难度：中等

如图所示，倾角为θ=37°、足够长的斜面体固定在水平地面上，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从斜面上的A点由静止开始向上作匀加速运动，前进了4.0m抵达B点时，速度为8m/s．已知木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，木块质量m=1kg．（g=10m/s²  ， 取sin37°≈0.6，cos37°≈0.8）．

（1）木块所受的外力F多大？   

（2）若在木块到达B点时撤去外力F，求木块还能沿斜面上滑的距离S和返回B点的速度．

16. 难度：困难

如图甲所示，两相距L=0. 5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0. 2kg的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v-t图像如图乙所示。在15s末时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持回路磁通量不变，杆中电流为零。求：

（1）金属杆所受拉力的大小F；

（2）0~15s内匀强磁场的磁感应强度大小；

（3）撤去恒定拉力之后，磁感应强度随时间的变化规律.

17. 难度：困难

如图所示，一个物块A（可看成质点）放在足够长的平板小车B的右端，A、B一起以v₀的水平初速度沿光滑水平面向左滑行．左边有一固定的竖直墙壁，小车B与墙壁相碰，碰撞时间极短，且碰撞前、后无动能损失．已知物块A与小车B的水平上表面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．

（1）若A、B的质量均为m，求小车与墙壁碰撞后的运动过程中，物块A所受摩擦力的冲量大小和方向；

（2）若A、B的质量比为k,且k＜1，求物块A在小车B上发生相对运动的过程中物块A对地的位移大小；

（3）若A、B的质量比为k，且k=2，求小车第一次与墙壁碰撞后的运动过程所经历的总时间．

五、多选题

18. 难度：中等

下列说法中正确的是(  )

A.无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到100%

B.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

C.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

D.已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子体积的大小

E.“油膜法估测分子的大小”实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径

六、解答题

19. 难度：中等

如图所示，有一截面积为的导热气缸，气缸内部有一固定支架AB，支架上方有一放气孔，支架到气缸底部距离为，活塞置于支架上，开始时气缸内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强，当外界温度缓慢上升至303K时，活塞恰好被整体顶起，气体由放气孔放出少许，活塞有回到支架处，气缸内气体压强减为，气体温度保持303K不变，整个过程中封闭气体均视为理想气体，已知外界大气压强恒为，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦．求：

(i)活塞的质量

(ii)活塞被顶起过程中放出气体的体积

七、多选题

20. 难度：中等

一列波长为的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a位于负的最大位移处，b正向上运动，从此刻起再经，质点a第二次到达平衡位置．由此可知该列波　　

A.沿x轴负方向传播

B.波源的振动频率为

C.传播速度大小为

D.从该时刻起，经过，质点a沿波的传播方向移动了1m

E.该时刻以后，b比c晚到达负的最大位移处

八、解答题

21. 难度：中等

如图所示，某种材料制成的半球体，左侧面镀有水银，CD为半球底面直径，O为球心，直线OB垂直CD，且与半球面交于B点．现有一单色光平行BO方向从半球面上的A点射入半球，经CD面反射后恰好从B点射出半球．半球的半径为R，入射时单色光线与OB的距离d=R，透明半球对该单色光的折射率，不考虑单色光在B点的反射．

①求单色光从B点射出时的折射角；

②已知光在真空中的传播速度为c，求单色光在半球内传播的总时间t．