2020届山东省德州市高三（上）期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

下列表述正确的是（　　）

A.赫兹建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在

B.奥斯特发现了“磁生电”现象

C.交流发电机的线圈转动一周，两次经过中性面，每经过中性面一次，电流的方向就改变一次

D.电容器的击穿电压和保险丝的熔断电流均指有效值

2. 难度：中等

如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A、B、C三个单摆，摆长分别为L₁、L₂、L₃，且L₁＜L₂＜L₃，现将A拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g，对释放A之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（　　）

A.C的振幅比B的大 B.B和C的振幅相等

C.B的周期为2π D.C的周期为2π

3. 难度：中等

如图所示，直线电流P和Q大小相等，处于磁感应强度大小为B₀，方向平行于纸面的匀强磁场中，P的方向垂直纸面向里；Q的方向垂直纸面向外，两电流在纸面上的位置和M点恰好组成等边三角形，M点的磁感应强度为零。若仅把电流Q撤掉，则M点的磁感应强度变为（　　）

A.大小为B₀，方向与PM延长线成30°角

B.大小为B₀，方向与PQ平行

C.大小为B₀，方向沿PM延长线

D.大小为B₀，方向与PQ平行

4. 难度：中等

如图所小，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x₀（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标为y₀和-y_0.忽略空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A.该弹簧振子的振幅为2y₀

B.该弹簧振子的振动周期为

C.激光笔在留下P、Q两点时加速度相同

D.激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为-2 mgy₀

5. 难度：中等

如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同学设计一个台灯的自动控制电路如乙图所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（　　）

A.在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度减小

B.在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度增加

C.在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度增加

D.在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R₁的阻值，则灯泡的亮度增加

6. 难度：中等

一种测定电流大小的方法是通过电流天平实现的，其构造如甲图所示。乙图为电流天平的原理示意图，主要结构包括均水平放置的螺线管和绝缘横梁，横梁右半部分镶嵌有水平的“⊃”形电路且置于螺线管内。当螺线管中通以激磁电流I₀，“⊃”形电路中通以待测电流I时，在横梁左端悬挂合适的砝码，就能使横梁水平平衡，则下列说法错误的是（　　）

A.平衡时CD边受到竖直向下的安培力

B.“⊃”形电路的三条边都受到安培力

C.通电螺线管中的激磁电流不必须恒定不变

D.通电螺线管的电流方向确定时，“⊃”形电路的电流方向也是确定的，才能使横梁平衡

7. 难度：中等

如图所示为带等量异种电荷的平行板电容器，现有不同种类的带正电粒子，自电容器左侧的O点平行于极板方向射入，粒子的重力不计，以下说法正确的是（　　）

A.若这些粒子的初速度相同，则射入后的轨迹一定相同

B.若这些粒子的初动能相同，则射入后的轨迹一定相同

C.若这些粒子的比荷相同，则射入后的轨迹一定相同

D.若这些粒子的比荷和初速度都相同，则射入后的轨迹一定相同

8. 难度：中等

如甲图所示，绕线均匀的通电螺线管M水平放置，其中心轴线与竖直放置的弹性导线圈N的中心轴线重合，两者没有接触，N恰好位于M水平方向正中央的位置，M中的电流随时间t按正弦规律变化如乙图所示，以下说法正确的是（　　）

A.t₀时刻弹性导线圈N受到的安培力最大

B.t₀时刻弹性导线圈N中的感应电流为零

C.t₂ ~t₃时间内弹性导线圈N向外扩张

D.任意时刻弹性导线圈N都会受到水平方向的安培力

二、多选题

9. 难度：中等

2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=。下列说法正确的是（　　）

A.电导率的单位是

B.材料的电导率越小，其导电性能越弱

C.材料的电导率与材料的横截面积无关

D.材料的电导率与材料的横截面积有关

10. 难度：中等

一列简谐横波沿x轴传播，P、Q是波传播路径上平衡位置相距3m的两质点，甲图为波在t=1s时刻的波形图，乙图为质点P的振动图像，下列描述正确的是（　　）

A.该简谐波沿x轴负方向传播

B.t=1s时，质点P的速度为零，加速度达到最大值

C.t=2s时，质点Q经过平衡位置沿y轴负方向运动

D.t=3s时，两质点P、Q的振动方向相反

11. 难度：中等

如图所示，足够长的斜面与水平虚线之间的夹角为30°，相交于P点，虚线以上匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；虚线以下匀强磁场的磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向外。一带电量为q、质量为m的带负电滑块，在水平虚线上方斜面上的某点由静止释放，运动过程中始终没脱离斜面，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，关于它的运动说法正确的是（　　）

A.滑块在到达P点之前做匀加速直线运动

B.滑块经过P点后的一小段时间内加速度可能增大

C.滑块经过P点后的一小段时间内速度可能减小

D.滑块最终一定以大小为的速度沿斜面向下运动

12. 难度：中等

空间存在一点电荷P，在该点电荷的一条电场线上建立直线坐标系x。x轴上各点的电势随坐标变化的规律如图所示，对此以下说法正确的（　　）

A.点电荷P的位置坐标x＞4cm

B.点电荷P带负电

C.另一带电量为10^-5C的负点电荷Q，在x=2cm处的电势能为10^-5J

D.另一带电量为10^-5C的负点电荷Q，自x=2cm处移至x=4cm处，其电势能减小4×10^-5J

三、实验题

13. 难度：中等

（1）利用甲图所示装置研究光的某些现象，下列说法正确的是______。

A.若在光屏上得到的图样如（a）图所示，则光源和光屏间放置的是单缝挡板

B.若光源和光屏间放置的是双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，图样的条纹宽度会变窄

C.若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则红光最有可能照射不到光屏上

D.若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则紫光最有可能照射不到光屏上

（2）用双缝干涉测量某单色光的波长时，所得图样如乙图所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数如丙图所示，其读数为______mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头卡尺的示数为18.6mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.6m，双缝相距0.2mm，则所测单色光的波长为______m。

14. 难度：中等

（1）某同学为了研究某氧化锌电阻元件的伏安特性，通过实验得出了该电阻的伏安特性曲线，如图甲所示。

①该同学所用学生电源的最大电压为18V，还有导线、开关及以下器材：

电流表A₁：量程0~3A，内阻约1Ω

电流表A₂：量程0~0.6A，内阻约5Ω

电压表V₁：量程0~3V，内阻约10kΩ

电压表V₂：量程0~15V，内阻约50kΩ

滑动变阻器R₁：调节范围0~5Ω，额定电流5A

滑动变阻器R₂：调节范围0~500Ω，额定电流0.1A

则电流表选______，电压表选______，滑动变阻器选______（仅填代号即可）。

②请在虚线框内画出该实验的电路原理图________。

（2）某压敏电阻R的阻值随压力F变化的图像如乙图所示，利用该压敏电阻设计的一种“超重违规拍摄仪”的控制电路如丙图所示。已知该电路中电源的电动势E均为18V，内阻可忽略不计，继电器和变阻箱的总电阻为30Ω，当控制电路中电流大于0.2A时，衔铁则会被吸引。则质量超过______kg的车辆会被拍摄。（取重力加速度g=10m/s²）

四、解答题

15. 难度：中等

通过测定白酒的折射率，可以确定白酒的纯度和鉴定白酒的质量。如图所示，某同学用底面为平面镜的玻璃容器（厚度不计）测定某白酒的折射率，在容器内部左侧竖直固定刻度尺，测出容器的深度为4cm，然后在容器中倒满白酒，用激光笔斜向照射白酒表面，当激光束与白酒表面的夹角为45°时，发现在刻度尺上出现两个光点B、C，测出BC之间的距离为6cm，已知空气中光速为c=3×10⁸m/s，结果可带根号，求：

（1）这种白酒的折射率；

（2）照到C点的光线在白酒中运动的时间。

16. 难度：中等

如图所示，在水平面上方有竖直的分界线OO′，OO′左侧竖直面内有与水平方向成θ=30°角斜向右上方的匀强电场，OO′右侧竖直面内有竖直向下的匀强电场，两电场场强大小相等。一质量为m=0.01kg，电量为q=1.0×10^-3C，带正电的小球，从离水平面高h=5m处的M点由静止释放，沿水平方向运动s=m后越过分界线OO′进入右侧电场，恰好落在水平地面上的A点，已知g=10m/s^2.求小球落点A到O点的距离L。

17. 难度：中等

如图所示，固定的平行金属导轨OPQ、KMN足够长，间距为L，电阻不计，其中粗糙的OP、KM段水平放置，光滑的PQ、MN段与水平面间夹角为θ，两个导轨平面均处在垂直于轨道平面PQMN向上的匀强磁场中。两根长均为L的金属棒ab和cd与导轨垂直放置且接触良好，质量均为m，电阻均为R。将金属棒cd由静止释放，当cd沿导轨下滑的速度达到稳定后，整个回路消耗的电功率为P，此过程中金属棒始终保持静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）金属棒ab和导轨之间的动摩擦因数μ的最小值。

18. 难度：困难

如图所示，在xOy坐标系中，第三、四象限存在垂直坐标平面向里的匀强磁场，第一象限用虚线分成宽度均为L的①、②、③、④、⑤、⑥……等多个区域，各区域均有平行坐标平面、电场强度大小都为E的匀强电场，区域①、③、⑤……中的电场与x轴负方向成45°角；区域②、④、⑥……中的电场与轴正方向成45°角。一质量为m、带电量为q的带正电的粒子自坐标为（L， L）的M点由静止释放，粒子重力不计，已知第三、四象限匀强磁场的磁感应强度大小为，求：

（1）粒子第一次进人磁场后做圆周运动的半径大小；

（2）写出粒子第二次和第四次与轴交点的坐标，并在答题卡对应的图中画出粒子自开始释放至第四次经过x轴的轨迹；

（3）粒子在运动过程中会经过坐标为（8L，0）的点，自开始释放至到达该点的时间。