2020届山东省日照巿五莲县高三下学期3月过程检测物理试卷（实验班）

一、单选题

1. 难度：简单

下列说法正确的是（　　）

A.天然放射现象说明原子是可以分割的

B.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构

C.在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动

D.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能

2. 难度：中等

关于下列物理史实与物理现象，说法正确的是

A. 光电效应现象由德国物理学家赫兹发现，爱因斯坦对其做出了正确的解释

B. 只有入射光的频率低于截止频率，才会发生光电效应

C. 根据爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D. 光电效应现象证明光是一种波

3. 难度：困难

如图所示，质量为M、倾角为θ的斜面体（足够长）静止在粗糙水平地面上，有一质量为m的小物块放在斜面上，轻推一下小物块后，它沿斜面向下匀速运动。此后，再给小物块施加如图所示方向的恒力F，整个过程中斜面体一直静止。下列说法不正确的是（　　）

A.小物块和斜面间的动摩擦因数 tan

B.没有施加力F时，斜面体没有相对地面运动的趋势

C.施加力F后，斜面体相对地面有向右运动的趋势

D.施加力F后，斜面体对地面的压力大于（m+M）g

4. 难度：困难

如图所示，一个半径为R的实心圆盘，其中心轴与竖直方向的夹角为，开始时，圆盘静止，其上表面覆盖着一层灰尘，没有掉落。现将圆盘绕其中心轴旋转，其角速度从零缓慢增大至ω，此时圆盘表面上的灰尘75%被甩掉。设灰尘与圆盘间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则的值为（　　）

A. B. C. D.

5. 难度：中等

水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为

A. B. C. D.

6. 难度：困难

已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别R₁和R₂，如果把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（　　）

A.1 B. C. D.

7. 难度：中等

如图，螺线管内有平行于轴线的外加磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一固定的闭合小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图所示规律变化时（　　）

A.在0~t₁时间内，金属圆环中有恒定的电流

B.在t₁~t₂时间内，金属环先有扩张的趋势再有收缩的趋势

C.在t₁~t₂时间内，金属环内一直有逆时针方向的感应电流

D.在t₂~t₃时间内，金属环内有逆时针方向的感应电流

8. 难度：困难

有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，薄膜面积为S，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E，若探测器总质量为M，光速为c，普朗克常量为h，则探测器获得加速度大小的表达式是（　　）

A. B. C. D.

二、多选题

9. 难度：中等

如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播。实线为t₁=0时刻的波形图，此时P质点向y轴负方向运动。虚线为t₂=0.02s时刻的波形图，已知该简谐波的周期大于0.02s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A.这列波沿x轴正方向传播

B.频率为

C.波速为50m/s

D.t=0.44s时，x=2m处的质点经过平衡位置并向y轴负方向运动

10. 难度：困难

如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光I、II、III，则（　　）

A.增大α角且α≤，光束II、III会靠近光束I

B.玻璃对光束III的折射率大于对光束II的折射率

C.减小α角且α＞，光束III可能会由于全反射而从上表面消失

D.光束III比光束II更容易发生明显衍射

11. 难度：困难

一长轻质薄硬纸片静置于光滑水平地面上，纸片上放有质量均为1kg的A、B 两物块，A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ₁=0.2，μ₂=0.3.现让水平恒力F作用在A物块上，如图所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s²则（　　）

A.若 F=2.1N，则物块A相对薄硬纸片滑动

B.若F=3N，则A物块所受摩擦力大小为1.5N

C.若F=4N，则B物块的加速度大小为2.0m/s²

D.无论力F多大，B的加速度最大为3m/s²

12. 难度：困难

如图所示，正方形单匝线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕 cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，导线电阻忽略不计，则下列说法中正确的是（　　）

A.从图示位置开始计时，线框感应电动势的瞬时值表达式为e=BωL²cosωt

B.S断开时，电压表读数为

C.初始S闭合，现将S断开，电压表读数不变

D.S闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的

三、实验题

13. 难度：中等

为了验证碰撞中的动量和能量是否守恒，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小钢球，按下述步骤做了实验：

A．用天平测出两小球的质量（分别为m₁和m₂，且m₁>m₂）；

B．按图示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端；

C．先不放小球 m₂，让小球 m₁ 从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置；

D．将小球m₂放在斜槽末端边缘处，让小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m₁和m₂在斜面上的落点位置；

E．用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为L_D、L_E、L_F。

根据该同学的实验，回答下列问题：

(1)在不放小球 m₂时，小球 m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m₁的落点在图中的___点，把小球m₂放在斜槽末端边缘处，小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球 m₁的落点在图中的___点。

(2)若碰撞过程中，满足表达式___________，则该碰撞过程动量守恒；若碰撞过程中，满足表达式___________，则该碰撞过程能量守恒（用m₁、m₂、L_D、L_E、L_F表示）。

(3)若碰撞过程中，动量和能量均守恒，则下列表达式正确的是____。

A.  B.   C.

14. 难度：困难

利用图甲电路测量某电池的内阻，其中AB为一段粗细均匀的铅笔芯，笔芯上套有一金属滑环P（宽度和电阻不计，与笔芯良好接触并可自由移动）。实验器材还有：标准电池（电动势为E₀，内阻不计），电阻箱（最大阻值为99.99Ω），灵敏电流计G（量程为600μA），待测电池（电动势E_x小于E，内阻r_x未知），开关3个，刻度尺等。

主要实验步骤如下：

a.测量出铅笔芯A、B两端点间的距离L₀；

b.将电阻箱调至某一阻值R，闭合开关S₁、S₂、S₃，移动滑环P使电流计G示数为零，测量出此时的AP长度L；

c.改变电阻箱的阻值R，重复步骤b，记录下多组R及对应的L值。回答以下问题：

(1)步骤b中，移动滑环P使G的示数为零。此时电阻箱两端电压U_R=_______（用L、L₀、E₀表示）。

(2)利用记录的多组R、L数据，作出图像如图乙，则随变化的关系式为=___（用E₀，E_x，r_x，L₀，R表示）；根据图像可得待测电池的内阻r_x=____Ω（保留两位有效数字）。

(3)在步骤b的操作过程中，若无论怎样移动滑环P，也无法使G的示数为零，经检查发现，有一个开关未闭合，你认为未闭合的开关是____（填S₁、S₂、S₃）。

(4)本实验中若标准电池的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

四、解答题

15. 难度：中等

A、B两车在同一水平直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v₁=6m/s，B车的速度大小为v₂=20m/s，如图所示。当A、B两车相距x₀=26m时，B车因前方突发情况紧急刹车（刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为a=2m/s²，从此时开始计时，求：

(1)A车追上B车所用的时间；

(2)从安全行驶的角度考虑，为避免两车相撞，在题设条件下，A车在B车刹车的同时也应刹车的最小加速度。

16. 难度：中等

如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气。已知大活塞的质量为2m、横截面积为2S，小活塞的质量为m、横截面积为S，两活塞间距为L，大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p₀，氮气的温度为T₀，大活塞与大圆筒底部相距为，小活塞与小圆筒底部相距为L。两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g，气体均可看做理想气体。现通过电阻丝缓慢加热氮气，当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，求

(1)两活塞间氧气的压强；

(2)小活塞下方氮气的温度。

17. 难度：困难

如图所示，QN是半径为R的光滑圆弧，木板B静止在水平面上，其左端与N点重合，右端放有小滑块A。PQ之间距离为3.5R，小滑块C从P点由静止释放，恰从Q点切入圆轨道，C与木板B碰撞后粘为一体，碰撞时间极短，之后，B、C一起沿水平面运动，且滑块 A恰好未从B上掉下。已知A、C的质量均为m，木板B的质量为2m，滑块A与木板 B之间的动摩擦因数为 μ₁，滑块C和木板 B与地面之间的动摩擦因数均为μ₂，滑块A、滑块C均可视为质点，重力加速度为g，忽略空气阻力，水平面足够长。求

(1)滑块C经N点时与木板B碰撞前的瞬间对圆弧轨道的压力；

(2)木板的长度l；

(3)若μ₁=0.1，μ₂=0.25，取g=10m/s²，求木板B运动的总距离d。

18. 难度：困难

如图，xOy平面处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。点P（，0）处有一粒子源，向各个方向发射速率不同、质量为m、电荷量为－q的带电粒子。粒子1以某速率v₁发射，先后经过第一、二、三象限后，恰好沿x轴正向通过点Q（0，－L）。不计粒子的重力。

(1)求粒子1的速率v₁和第一次从P到Q的时间t₁；

(2)若只撤去第一象限的磁场，另在第一象限加y轴正向的匀强电场，粒子2以某速率v₂发射，先后经过第一、二、三象限后，也以速率v₁沿x轴正向通过点Q，求匀强电场的电场强度大小E以及粒子2的发射速率v₂；

(3)若在xOy平面内加上沿y轴负向的匀强电场，场强大小为 E₀，粒子3以速率 v₃ 沿 y 轴正向发射，粒子将做复杂的曲线运动，求粒子3在运动过程中的最大速率 v_m。某同学查阅资料后，得到一种处理相关问题的思路：带电粒子在正交的匀强磁场和匀强电场中运动，若所受洛伦兹力与电场力不平衡而做复杂的曲线运动时，根据运动的独立性和矢量性，可将带电粒子的初速度进行分解，将带电粒子的运动等效为沿某方向的匀速直线运动和沿某一时针方向的匀速圆周运动的合运动。本题中可将带电粒子的运动等效为沿x轴负方向的匀速直线运动和沿某一时针方向的匀速圆周运动的合运动。请尝试用该思路求解粒子3的最大速率v_m。