高 三 物 理2020.11
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，只需要上交答题卡。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．如图，是研究平行板电容器电容有关因素的实验装置，下列说法正确的是
a b
A．实验前，用跟毛皮摩擦过的橡胶棒与电器a板接触一下，就能使电容器带电 B．实验中，保持电容器电荷量及板间距离不变，将a板上移，静电计指针张角增大 C．实验中，只要静电计指针张角减小，就说明电容器的电容量是增大的 D．实验中，仅在两板间插入有机玻璃板，静电计指针张角增大
2．我国将在2022年举办冬季奥运会，届时将成为第一个实现奥运“全满贯”国家。图示为某种滑雪赛道
的一部分，运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道。若运动员从图中a点滑行到最低点b的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率保持不变，对于这个过程，下列说法正确的是 A．运动员受到的摩擦力大小不变
a
B．运动员所受合外力始终等于零
b
C．运动员先处于失重状态后处于超重状态 D．运动员进入圆弧形滑道后处于超重状态
3．2020年3月9日19时55分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。北斗导航卫星系统共有三种卫星：地球同步卫星、中圆轨道卫星（轨道形状为圆形，轨道半径在1000公里和3万公里之间）、倾斜地球同步轨道卫星（周期为24h）。下列说法正确的是 A．中圆轨道卫星的运行周期可能大于24h B．中圆轨道卫星的运行线速度可能大于7.9km/s
C．倾斜地球同步轨道卫星一定比中圆轨道卫星的角速度小 D．倾斜地球同步轨道卫星比地球同步卫星运行的线速度大 4．一辆质量为1.5×103kg的电动汽车以额定功率在平直公路上行（图中t＝3s）开始空档滑行，在地面阻力作用下匀减速到静止。如图所示，该车的额定功率是
30 x /m 驶，某时刻其x－t图像
A．1.5kW B．3kW C．7.5kW D．9kW
O 3 23 t /s 5．某同学在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住橡胶管两端将它水平均匀拉伸到原长的2倍，忽略温度对电阻率的影响，下列说法正确的是 A．盐水柱两端的电压增大 B．通过盐水柱的电流增大 C．盐水柱的电阻增大为原来的2倍
D．电源的输出功率增大
6．如图，一带负电的粒子（不计重力）以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏转电场中，已知极板长度l，间距d，粒子质量m，电荷量q。若电子恰好从极板边缘射出电场，由以上条件可以求出的是 A．粒子的初速度 B．两平行板间的电势差 C．粒子射出电场时的速度
D．粒子在板间运动过程中速度方向偏转的角度
7．在x轴上有间隔相同的a、b、c、d四个点，a、d关于原点对称。现在a、d两点处固定两个电荷量相同的点电荷，如图E—x图像描绘了x轴上部分区域的电场强度，以x轴正方向为电场强度的正方向。下列说法正确的是
A．b、c两点的电势相同 B．b、c两点的电场强度不相同 C．a、d两点固定的是同种电荷
D．a、b、c、d四点的电势关系为φa＜φb＜φc＜φd
8．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自
保护电阻 E d
l
a b c d O x 动报警。下列说法正确的是
A．温度升高，报警器两端电压增大 B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大 C．滑动变阻器取值大，报警器容易报警 D．滑动变阻器取值与报警器是否容易报警无关
热敏电阻 报警器 R0 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．某次休闲体育竞技中的陀螺表演赛，“台阶华尔兹”，台阶的高度为H，水平长度为x，截面为等腰三角形的圆锥形陀螺，其高度也为H，上表面半径为R，转动角速度为ω。欲让旋转的陀螺从光滑台阶上水平飞出（运动中陀螺转动轴总保持竖直），且跳到下一台阶的过程中不与台阶相碰。关于陀螺底端顶点离开台阶的瞬间，下列说法正确的是
v0 ω R H A．若陀螺底端顶点的水平速度为x
g
，则陀螺恰不与台阶相碰 2H
g
，则陀螺恰不与台阶相碰 2H
g 2H gx2
2H
x B．若陀螺底端顶点的水平速度为R
C．若陀螺恰不与台阶相碰，陀螺上各点的速度的最大值v＝ωR+R
D．若陀螺恰不与台阶相碰，陀螺上各点的速度的最大值v＝ω2R2+
10．如图，一滑板爱好者利用一截面为半圆形的工程管道体验滑板运动的乐趣，他从A点以水平速度进入
工程管道后落至管道壁上。若离开A点时的动能为E1，落点B是管道最低点；若离开A点时的动能为E2，落点C与圆心连线跟竖直方向成37°角（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），下列说法正确的是
A
A．E1与E2的比值为5∶16 B．E1与E2的比值为3∶8
C．若离开A点时的速度合适，落在管道壁上时速度方向会与管道壁垂直
O 37° B C D．无论离开A点时的速度多大，落在管道壁上时速度方向都不会与管道壁垂直
11．如图，竖直平面内放一直角杆，水平和竖直部分套有质量均为2kg的滑块A、B，两滑块之间用轻绳连
接，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，杆的竖直部分光滑。物块A在水平拉力作用下以2.4m/s的速度向右匀速运动。图示时刻， A与端点O的距离为3m，B与端点O的距离为4m，从图示时刻起在A向右运动1m的过程中，下列说法正确的是 A．滑块B做匀速直线运动
O v A B B．滑块A与水平杆之间产生的摩擦热为8J C．滑块B的机械能增加了27J D．水平拉力做的功大于35J
12．如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位
于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是
A．a、b小球带同种电荷，与c球电荷电性相反 3B．a、b小球电量之比为
9C．a、b小球质量相等 D．a小球质量小于b小球质量
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某研究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置
的滑槽(滑槽末端与桌面相切)，B是可视为质点的滑块
甲
乙
c a 60°30 ° b 。
第一次实验，如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽右端M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；
第二次实验，如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出M距离P′间的水平距离x2。 （1）本实验必须的测量仪器是；
（2）为测出动摩擦因数，第二次实验还需测得物理量是；（写出需要的物理量并用相应的符号表示） （3）滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝。(用物理量符号表示)
14．（8分）某同学利用如图甲所示装置验证“合外力一定时，物体的加速度与其质量成反比”，他将质量为
m装有细砂的小车放在长木板上，连接好纸带并平衡摩擦力。通过不可伸长的细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与槽码相连，释放小车得到一条纸带。保持槽码的质量不变，多次减少小车中的细砂并测量小车的质量，重复进行实验，得到多条纸带。每次实验时小车的质量、质量的倒数、及通过纸带得到的加速度记录在图丙表格中。
（1）图乙是某次实验得到的一条纸带，图中纸带上相邻两计数点间有四个点没有标出，该次实验的加速度大小是m/s2；
（2）本实验（填“需要”或“不需要”）满足槽码的质量远小于小车的质量；
1
（3）请利用图丙表格中的数据在图丁坐标系中画出小车的a—图线（直接画在答题纸上）；
m1
（4）请结合所画的a—图线特点对实验进行分析评价。
m
实验 1 2 3 丙 4 5 6 7 8 装有砂子的小车 打点计时器
m 纸带
长木板 槽码 甲 6.19
6.74
7.29
乙
7.84
单位：cm
a/(m.s2)
请在答题纸上的 坐标系中描点连线 O 丁
1
/kg-1 m
次数 m/kg
1.67 0.98 0.71 0.54 0.42 0.34 0.26 0.22 0.11 0.18 0.26 0.34 0.43 0.49 0.55 0.58 0.60 1.02 1.41 1.85 2.36 2.96 3.80 4.50
a/(m.s2) 1 /kg-1 m
15．（7分） 2020年的诺贝尔物理学奖颁给了对黑洞研究有着突出贡献的科学家。探索黑洞得到诺奖的认
可后，这将鼓励人们持续研究黑洞。黑洞可以认为是一种质量极大的天体，黑洞自身不发光，难以直接观测，我们可以通过恒星运动，黑洞边缘的吸积盘及喷流，乃至引力波来探测。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体，天文学家观测到一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T，半径为r的匀速圆周运动，由此推测，圆周轨道的中心可能有个黑洞，引力常量为G。 （1）利用所学知识求该黑洞的质量M；
（2）若地球表面的物体以光速运动，都无法脱离地球，地球就会成为一个黑洞。已知两个质量分别为m1m2
m1、m2的质点相距为r时也会具有势能，称之为引力势能，其大小为EP＝－G r
（规定无穷远处势能为零），引力常量G＝6.67×10﹣11N•m2/kg2，地球质量M0＝6.02×1024kg，光速c＝3×108m/s。求地球变成黑洞的最大半径Rm（结果保留1位有效数字）。
16．（9分）如图，一根内壁光滑的直角三角形玻璃管子ABC处于竖直平面内，AC边长为h，倾斜角为α =
37°，让两个质量为m的小球（可视为质点）分别从顶点A由静止开始出发，一个球沿AB滑下，到达B所用时间为t1；另一个球竖直自由下落经过C到达B，到达B的过程中所用时间为t2；在转弯C处有个极小的光滑圆弧，可确保小球转弯时无机械能损失，且转弯时间可以忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）沿AB运动的小球到达B点时重力的功率； （2）t1∶t2的值。
17．（14分）如图甲，真空中水平放置的平行金属板MN、PQ间所加交变电压U随时间t的变化图像如图
乙所示，U0已知。距离平行板右侧有一足够大的荧光屏，荧光屏距平行板右侧的距离与平行板的长度相等，电子打到荧光屏上形成亮斑。现有大量质量为m、电荷量为+q的电荷以初速度v0平行于两板沿中线OO＇持续不断的射入两板间。已知t＝0时刻进入两板间的电子穿过两板的时间等于所加交变电压的周期T，出射速度偏转了53°，所有粒子均可以从板间射出，忽略电场的边缘效应及重力的影响，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求： （1）平行板的长度； （2）板间距离；
（3）荧光屏上亮斑离O＇点的最大距离。
乙
A h α C B 甲
18．（16分）如图，某对撞系统类似于“过山车”模型，通过改变电场方向自动控制。该绝缘装置存在于竖
直面内的匀强电场中，平直轨道BD上有一半径为R的环形轨道，水平轨道与倾斜轨道、环形轨道平滑连接。开始时电场方向向上，质量为m、电量为q的带电刚性小球P静止于离水平面高h处的倾斜轨道AB上，恰好对轨道无压力。将电场反向后，小球P由静止沿轨道运动，与另一静止于水平轨道上大小相等的绝缘刚性小球Q发生弹性正碰。已知Q球质量是P球的4倍，重力加速度为g，忽略一切摩擦阻力。求：
（1）匀强电场的场强E；
（2）要使P球能够沿着轨道运动与Q球碰撞，h需满足的条件；
（3）要使P球能够沿着轨道运动与Q球至少发生两次碰撞，h需满足的条件。
E
Q D P A h R C B
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