1、2020-2021 学年高三下学期物理开学摸底考试（湖北专用）学年高三下学期物理开学摸底考试（湖北专用） 一、选择题：本题共 11小题，每小题 4分，共 44分。在每小题给出的四个选项中，第 1 7 题只有一项符合题目要求，第 811 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但 不全的得 2 分，有选错的得 0分。 1.假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引 力为零，对壳外物体的引力等于将所有质量全部集中在球心的质点对球外物体的引力.现以 地心为原点 O建立一维直线坐标系，用 r表示坐标系上某点到地心的距离，则该直线上各 点的重力加速度 g 随
2、r 变化的图象正确的是（ ） A. B. C. D. 2.方程一：238 2344 92902 UThHe；方程二：235 1144891 920560 UBanKrn a b.关于以上两个核反应 方程的说法正确的是( ) A.方程一表示原子核发生裂变 B.方程一表示原子核发生衰变 C.两个核反应方程，在反应中都会释放核能 D.方程二中 Kr 核的质子数36a ，产生的中子数2b 3.如图所示为杂技“顶竿”表演的示意图， 一人站在地上,肩上扛一质量为 M的竖直竹竿,当竹 竿上一质量为 m的人以加速度 a加速下滑时,竹竿对“底人”的压力大小为( ) A. Mm g B. Mm gma C. Mm
3、 gma D. Mm g 4.在如图所示的四种电场中，分别标记有ab、两点其中ab、两点电场强度大小相等、方 向相反的是( ) A甲图中与点电荷等距的ab、两点 B乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的ab、两点 C丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的ab、两点 D丁图中非匀强电场中的ab、两点 5.如图所示,三个点电荷 123 ,q qq在同一条直线上, 2 q和 3 q的距离为 1 q和 2 q的距离的两倍,每 个点电荷所受静电力的合力为零.由此可以判断,三个点电荷的电荷量之比 1 q: 2 q: 3 q为( ) A. 9 :4:36 B. 9:4:36 C. 3 :
4、2:6 D. 3:2:6 6.如图，光滑球A与粗糙半球B放在倾角为 30的斜面 C上，C放在水平地面上，均 处于静止状态。若A与B的半径相等，A的质量为2m,B的质量为 m，重力加速度 大小为 g ，则( ) A.C对A的支持力大小为3mg B.C对B的摩擦力大小为 1 2 mg C.B对A的支持力大小为 2 3 3 mg D.地面对C的摩擦力大小为 3 6 mg 7.如图所示的电路中，电阻 2R 。断开 S 后，电压表的读数为 3 V；闭合 S 后，电压表 的读数为 2 V，则电源的内阻 r 为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 8.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形。单色光束从空气射
5、到柱体的 O 点(半圆的圆心), 产生反射光束 1 和折射光束 2。已知玻璃柱的折射率为3,入射角为 45 (相应的折射角为 24 )。现保持入射光束不变,将半圆柱绕通过 O 点垂直于纸面的轴线顺时针转过 15 ,如图中 虚线所示,则( ) A.光束 1 转过 15 B.光束 1 转过 30 C.光束 2 转过的角度小于 15 D.光束 2 转过的角度大于 15 9.空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示, 一硬质细导线的电阻率为 、横截面积为 S,将该导线做成半径为 r 的圆环固定在纸面内，圆 心O在MN上.0t 时磁感应强度的方向如图(a)所示;
6、磁感应强度B随时间t的变化关系如图 (b)所示.则在0t 到 1 tt 的时间间隔内( ) A.圆环所受安培力的方向始终不变 B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C.圆环中的感应电流大小为 0 0 4 B rS t D.圆环中的感应电动势大小为 2 0 0 4 Br t 10.如图所示为“感知向心力”实验示意图，细绳一端拴着一个小沙桶，用手在空中抡动细绳 另一端，使小沙桶在水平面做圆周运动，体会细绳拉力的大小，则下列说法正确的是( ) A.细绳所提供的力就是向心力 B.只增大小沙桶线速度，则细绳上拉力将会增大 C.只增大旋转角速度，则细绳上拉力将会增大 D.突然放开细绳，小沙桶将做直线运动
7、11.如图甲所示,光滑平台上物体 A 以初速度 v0滑到上表面粗糙的水平小车 B 上,小车与水平 面间的动摩擦因数不计,物体 A 可视为质点,重力加速度为 g,图乙为物体 A 与小车 B 的 vt 图象,由此可求出( ) A.小车上表面的长度 B.物体 A 与小车 B 的质量之比 C.物体 A 与小车 B 上表面间的动摩擦因数 D.小车 B 获得的动能 二、非选择题：本题共二、非选择题：本题共5小题，共小题，共56分。分。 12.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验. （1）请将以下实验步骤补充完整： A.在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上； B.用图钉把
8、橡皮条的一端固定在板上的 A 点， 在橡皮条的另一端拴上两条细绳， 细绳的另一 端系着绳套； C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位 置 O.记下 O 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数 1 F和 2 F，并_； D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力 1 F和 2 F的图示，并用平行四 边形定则求出_； E.只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条，使_，读出弹簧测力计的示数，记下 细绳的方向，按同一标度作出这个力 F 的图示； F.比较_，看它们是否相同，得出结论. （2）为了减小实验误差，以下措施必须的是_. A.两绳套长度必须相
9、等 B.用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，两弹簧测力计示数必须相等 C.两绳套长度应适当长些，但不必相等 D.用弹簧测力计通过绳套拉橡皮条时应使细绳、橡皮条平行于木板平面 13. （1）为了测量一电流表的内阻，某同学设计的实验电路如图甲所示，所用的实验器材有： 干电池，满偏电流为 0.6 A 的待测电流表（内阻未知），两个电阻箱（0999.9），两个 开关以及若干导线.操作步骤如下： 闭合开关 1 S，断开开关 2 S，调节电阻箱 1 R，使电流表满偏； 闭合开关 2 S，保证 1 R不变，调节 2 R至电流表半偏，此时 2 R的读数如图乙所示，电流表的 内阻为_，该值_（填“”“”或“=
10、”）真实值. （2）另一同学发现用该电路还可以测量电源的电动势和内阻，操作步骤如下： 保持 1 S闭合，断开 2 S，多次调节电阻箱 1 R，记下电流表示数I和电阻箱接入电路的阻值 R； 以 1 I 为纵坐标，R为横坐标，作 1 R I 图线（用直线拟合），如图丙所示，根据图线求 得电源电动势E _V，内电阻r _.（结果均保留两位有效数字） 14.使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化， 图中BC段是以纵轴和横轴为渐近 线的双曲线的一部分。 （1）已知气体在状态 A 的温度 300 K A T ，求气体在状态BC、和 D 的温度各是多少？ （2）根据上述状态变化过程在图乙中画出用体积
11、 V 和温度 T 表示的图线（图中要标明 ABCD、 、 、四点，并且要画箭头表示变化的方向）。说明每段图线各表示什么过程。 15.如图所示,光滑轨道abc固定在竖直平面内,ab为四分之一圆弧轨道,bc段水平,且与ab圆 弧相切于 b点,在光滑水平地面上紧靠轨道 c端,停着质量为3 kgM 、长度为0.5 mL 的 平板车,平板车上表面与bc等高、 现将可视为质点的物块从与圆心 O等高的 a点静止释放, 物块滑至圆弧轨道最低点 b时的速度大小为2 m/s b v ,对轨道的压力大小等于30 N,之后 物块向右滑上平板车.取重力加速度 2 10 m/sg ,不计空气阻力。 (1)求该物块的质量;
12、 (2)若物块最终未从平板车上滑落,求物块在平板车上滑动过程中产生的热量。 16.如图甲所示,电阻不计、间距为l的平行金属导轨置于水平面内,阻值为 R 的导体棒ab垂 直于导轨固定连接在导轨左端,另一阻值也为 R 的导体棒ef垂直放置在导轨上,ef与导轨接 触良好,并可在导轨上无摩擦移动.现有一根轻杆一端固定在ef中点,另一端固定于墙上,轻杆 与导轨保持平行,efab、两棒间距为 d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某 一时刻开始，磁感应强度 B 随时间 t 按如图乙所示的规律变化.求: (1)在 0 0 t时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向; (2)在 0 t 0 2t时间内
13、导体棒ef产生的热量; (3)在 0 1.5t时刻杆对导体棒ef作用力的大小和方向. 答答案以及解析案以及解析 1.答案：A 解析： 令地球的密度为 ， 则在地球表面， 重力和地球的万有引力大小相等， 有： 2 GM g R ， 由于地球的质量为 3 4 3 MR，所以重力加速度的表达式可写成： 4 3 GR g ，根据题意 有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，在距离地球球心为 r处，受到地球的万 有引力即为半径等于 r的球体在其表面产生的万有引力， 4 3 G gr ，当rR时， g与 r成正比，当rR后， g与 r平方成反比，故选项 A 正确。 2.答案：C 解析：方程一表示原子核
14、发生衰变，选项 A 错误；方程一表示原子核发生 衰变，选项 B 错误；两个核反应方程，反应前后均有质量亏损，故在反应中都会释放核能，选项 C 正确； 方程二中，由质量数守恒和核电荷数守恒有235114489b 、9256a，解得36a 、 3b ，选项 D 错误. 3.答案：B 解析：对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力 f F,有 f mgFma, f Fm ga.竿对人有 摩擦力,人对竿也有反作用力摩擦力,且大小相等,方向相反, 对竿分析:受重力Mg、竿上的人对杆向下的摩擦力 f F 、顶竿的人对竿的支持力 N F,有 fN MgFF, 又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作
15、用力与反作用力,由牛顿第三定律, 得到 Nf FMgFMm gma.所以 B 项正确. 4.答案：C 解析：A. 在甲图中，a b、 两点离场源电荷距离相等，电场强度大小相等。由于电场线是直 线，a b、 点的电场强度的方向就沿着电场线的方向，所以a b、 的电场强度的方向不同，但 不是相反的，故 A 错误； B. 根据对称性可知，a b、 两点电场强度大小相等。在等量异种电荷连线的中垂线上各点的 电场强度的方向都与两电荷连线平行，且指向负电荷的一侧的，所以a b、 的电场强度的方 向相同，故 B 错误； C. 在等量同种电荷连线的中垂线上的点的电场强度的方向都是由中间指向两侧的，在对称 的位
16、置，电场强度的大小是相同的，方向相反，故 C 正确； D. 在非匀强电场中的a b、 两点，电场强度的方向沿着该点的电场线的切线的方向，显然它 们的方向不同，但是不是相反的，故 D 错误； 5.答案：A 解析：由三电荷平衡模型的特点“两同夹异”可知, 1 q和 3 q为同种电荷,他们与 2 q互为异种电 荷, 设 1 q和 2 q距离为r,则 2 q和 3 q的距离为2r. 对于 1 q有 1 32 1 22 (3 ) kq qkq q rr ,则有 2 3 1 9 q q , 对于 3 q有 1 323 22 (3 )(2 ) kq qkq q rr ,所以 1 2 9 4 q q , 考虑
17、到各电荷的电性,A 正确. 6.答案：C 解析：AC.由几何关系可知，C 对 A 的支持力、B 对 A 的支持力与 A 的重力的反向延长线 的夹角都是 30，由平衡条件可知 2 3 2cos303 A BACA Gmg FF ,故 C 正确，B 错误；B.以 AB 整个为对象，沿斜面方向静摩擦力与重力的分力平衡，所以 C 对 B 的摩擦力大小为 3 sin30 2 fAB mg FGG ,故 B 错误；D.以 ABC 整体为对象，水平方向不受力，所以地 面对 C 的摩擦力大小为 0，故 D 错误；故选 C。 7.答案：A 解析：当断开 S 时，电压表的读数等于电源的电动势，即 3VE ；当闭合
18、 S 时，有UIR， 又由闭合电路欧姆定律可知， E I Rr ，联立解得 1r ，A 正确，BCD 错误。 8.答案：BC 解析：转动前,光束 1(反射光)与入射光线间的夹角为45290A,光束 2(折射光)与入射 光线间的夹角为452421B ;转动后,反射光与入射光的夹角602120A ,根据 折射定律 sin60 3 sinr 得30r ,则折射光线与入射光线间的夹角为603030B ,得 30AAA,9BBB ,故 B、C 项正确。 9.答案：BC 解析：由楞次定律可知,圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向,B 正确;圆环中的磁场方向发 生变化,而感应电流方向不变,根据左手定则可知,圆
19、环受到的安培力方向发生变化,A 错误;由 法拉第电磁感应定律得 22 0 0 2 2 BrBr E ttt ,D 错误;圆环的总电阻 2r R S ,则圆环 中的感应电流 0 0 4 B rSE I Rt ，C 正确. 10.答案：BC 解析：对小沙桶受力分析可知细绳拉力与小沙桶重力的合力提供向心力，故 A 错误；根据 向心力公式 2 v Fm r 可知，只增大小沙桶线速度，向心力增大，小沙桶的重力不变，则细绳 上的拉力增大，故 B 正确；根据向心力公式 2 Fmr可知，只增大旋转角速度，向心力增 大，小沙桶的重力不变，则细绳上的拉力增大，故 C 正确；突然放开细绳，小沙桶只受重 力作用，将做
20、平抛运动，故 D 错误. 11.答案：BC 解析：由题中图乙可知,A、B 最终以共同速度 v1匀速运动,不能确定小车上表面的长度,选项 A 错误;由动量守恒定律得, A01B 1 mvvm v,解得 A1 B01 mv mvv ,故可以确定物体 A 与小车 B 的质量之比,选项 B 正确;由题中图乙可以知道 A 相对小车 B 的位移 0 1 1 2 xv t ,根据能量守恒 定律得 22 AA01AB 11 22 m g xm vvmm ,根据选项 B 中求得的质量关系,可以解出动摩擦因 数,选项 C 正确;由于小车 B 的质量不可知,故不能确定小车 B 获得的动能,选项 D 错误。 12.答
21、案：（1）描下两力的方向;合力 F;结点拉至 O 点;力 F 和 F 的大小和方向 （2）CD 解析：（1）步骤 C 中不仅需要记录下两个力的大小，还需要描下两力的方向；步骤 D 中需 要作出两个力的合力 F； 步骤 E 中需要将结点拉至 O 点； 步骤 F 中需要比较力 F 与 F 的大 小和方向.（2）实验过程中两细绳适当长些，可以减少误差，但不需要长度相等，A 错误， C 正确；互成角度拉橡皮条的过程中，两个弹簧测力计的读数不必相等，B 错误；实验中应 使细绳及拉力平行于木板，以减少误差，D 正确. 13.答案：（1）1.9; （2）3.0;1.1 解析：（1）根据题意可知，当电流表指针
22、半偏时，流过电流表和 2 R的电流相等，即电流表 的内阻等于 2 R接入电路的电阻，为19 0.11.9 ；闭合开关 2 S后，实际电路中的干 路电流会增大，电流表示数为原来一半，即通过 2 R的电流大于通过电流表的电流，故 2 R的 电阻小于电流表内阻.（2）由闭合电路欧姆定律得 A ERRr I，即 A 11Rr R IEE ， 则 1 R I 图线的斜率 1 k E ，解得3.0 VE ，与纵轴的截距 A Rr b E ，解得1.1r . 14.答案：(1)600 K B T ;600 K C T ;300 K D T (2)如图所示，AB是等压膨胀过程，B C是等温膨胀过程,CD是等压
23、压缩过程。 解析：（1）AB为等压过程： AB AB VV TT ，得 2600 K BA TT BC为等温过程：600 K CB TT 因为 AADD p Vp V ，所以 300 K DA TT （2）见答案图，图线AB表示等压过程,图线BC表示等温过程，图线CD表示等 压过程。 15.答案： (1)设四分之一圆弧的半径为 R,物块的质量为 m,物块在 b 点对轨道的压力为 F.物块 从 a 到 b 由机械守恒定律有: 2 1 2 b mgRmv 物块运动到 b 点时,由牛顿第二定律有: 2 b v Fmgm R 联立解得:1 kgm (2)设物块与平板车的共同速度为 v,物块在平板车上滑
24、行过程中产生的热量为 Q,由动量守恒 定律有: b mvmM v 由能量守恒有: 22 11 (m+) 22 b QmvM v 联立解得:1.5 JQ 解析： 16.答案：(1) 0 0 2 B ld Rt ；e f (2) 2 22 0 0 B l d Rt (3) 2 2 0 0 B l d Rt ;方向水平向右 解析：(1)在 0 0 t时间内,磁感应强度的变化率大小为 0 0 BB tt , 产生感应电动势的大小 0 1 0 B ldBB ESld tttt , 流过导体棒ef的电流大小 01 1 0 22 B ldE I RRt , 由楞次定律可判断流过ef的电流方向为e f. (2)在 0 t 0 2t时间内,磁感应强度的变化率 0 0 2BB tt ,产生感应电动势的大小 0 2 0 2B ld E t ,流过 导体棒ef的电流大小 02 2 0 2 B ldE I RRt ,在 0 t 0 2t时间内导体棒ef产生的热量 2 22 20 20 0 B l d QI Rt Rt . (3)在 0 1.5t时刻,磁感应强度 0 BB,导体棒ef受安培力 2 2 0 02 0 B l d FB I l Rt ,方向水平向左,根据 导体棒ef受力平衡可知,杆对导体棒ef的作用力 2 2 0 0 B l d F Rt ,方向水平向右.
