2020届湖北省武汉市师大附中高三下学期2月考物理试卷

库仑定律是电磁学的基本定律．1766的英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用，而且空腔内部也不带电．他受到万有引力定律的启发，猜想两个点电荷（电荷量保持不变）之间的静电力与它们的距离的平方成反比．1785年法国的库仑通过实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比．下列说法不正确的是（　　）

A. 普里斯特利的实验表明，处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电场处处为0

B. 普里斯特利的猜想运用了“类比”的思维方法

C. 为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑精确测定了两个点电荷的电荷量

D. 库仑利用扭秤装置验证了两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比

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如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是（ ）

A. A′，B′，C′三点的电场强度相同

B. △ABC所在平面为等势面

C. 将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功

D. 若A′点的电势为φA′，A点的电势为φA，则A′A连线中点D处的电势φD一定小于

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如图所示，质量为2kg的木板M放置在足够大光滑水平面上，其右端固定一轻质刚性竖直挡板，能承受的最大压力为4N，质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触，已知M、m间动摩擦因数=0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左力F作用，F与M位移关系为F=3+0.5x，重力加速度g=10m/s2，关于M、m的运动，下列表述正确的是（　 ）

A.m的最大加速度为5m/s2

B.m获得的最大速度无法求解

C.当F刚作用时，竖直挡板对m就有弹力作用

D.当M运动位移为24m过程中，F所做的功为216J

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如图所示，质量为M、倾角为θ的斜面体置于粗糙的水平面上，斜面体处于静止状态，一质量为m的木块置于斜面上。情景（一）：给木块一沿斜面向下的初速度，木块沿斜面匀速下滑；情景（二）：对木块施加一沿斜面向上的力F，木块沿斜面匀速上滑；情景（三）：对木块施加一沿斜面向上的力2F，木块沿斜面上滑，下列判断正确的是（　 ）

A.在情景（一）中地面对斜面体的静摩擦力为mgsin2θ

B.在情景（二）中地面对斜面体的静摩擦力为零

C.在情景（三）中地面对斜面体的静摩擦力为Fcosθ

D.在三个情景中斜面体对木块的作用力的大小均为mg

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如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=3Ω，R0=1Ω，直流电动机内阻1Ω．当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电源的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定输出功率为P0=4W），则R1和R2连入电路中的阻值分别为（　 ）

A.2Ω、2Ω B.2Ω、1.5Ω

C.2Ω、1Ω D.1.5Ω、1.5Ω

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为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为，总质量为，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，登陆舱的质量为，则 （ ）

A.该星球的质量为

B.该星球表面的重力加速度为

C.登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上运动时的速度大小之比为

D.登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为

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如图所示，空间中存在一个范围足够大的垂直纸面向里的磁场，磁感应强度沿y轴方向大小相同，沿x轴方向按Bx＝kx的规律变化，式中k为已知常数且大于零。矩形线圈ABCD面积为S，BC边长度为L，线圈总电阻为R，线圈在恒力F的作用下从图示位置由静止开始向x轴正方向运动，下列说法正确的是（　　）

A.线圈运动过程中始终有感应电流且方向一直沿 ABCD

B.若加速距离足够长，线圈最终将做匀速直线运动

C.通过回路中C点的电量与线圈位移的比值为

D.线圈回路消耗的电功率与运动速度的关系为

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如图所示为磁悬浮列车模型，质量M=2kg的绝缘板底座静止在动摩擦因数μ1=0.1的粗糙水平地面上。位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源，其质量m＝2kg，边长为1m，电阻为，与绝缘板间的动摩擦因数μ2=0.2．为AD、BC的中点。在金属框内有可随金属框同步移动的磁场，区域内磁场如图a所示，CD恰在磁场边缘以外；区域内磁场如图b所示，AB恰在磁场边缘以内（g=10m/s2）。若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则金属框从静止释放后（　 ）

A.若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为2m/s2

B.若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为1m/s2

C.若金属框不固定，金属框的加速度为6m/s2，绝缘板的加速度为1m/s2

D.若金属框不固定，金属框的加速度为2m/s2，绝缘板仍静止

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一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，AB、BC、CD、DA这四段过程在p-T图像中都是直线，其中CA的延长线通过坐标原点O，下列说法正确的是（　 ）

A.A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变

B.B→C的过程中，单位体积内的气体分子数减少

C.C→D的过程中，气体对外界做功，分子的平均动能减小

D.C→D过程与A→B相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同

E.D→A过程与B→C过程相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同

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用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端 拖动的纸带测出小车运动的加速度．

(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫块的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_____．

(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分， 从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的 5 个计数点 A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有 4 个点迹没有标出，测出各计数点到 A 点之间的距离， 如图所示．已知打点计时器接在频率为 50 Hz 的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值 a＝_______m/s2．（结果保留两位 有效数字）

(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据 测得的多组数据画出 a•F 关系图像，如图丙所示．此图像的 AB 段明显偏离直线，造成此 现象的主要原因可能是______．（选填下列选项的序号）

A．小车与平面轨道之间存在摩擦

B．平面轨道倾斜角度过大

C．所挂钩码的总质量过大

D．所用小车的质量过大

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用下列器材测量电容器的电容：一块多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器（额定电压16V），定值电阻R1（阻值未知），定值电阻R2=150Ω，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S，导线若干．

实验过程如下：

请完成下列问题：

（1）由图甲可知，电阻R1的测量值为______Ω．

（2）第1次实验中，电阻R1两端的最大电压U=___V．利用计算机软件测得i﹣t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA•S，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C=________．

（3）第2次实验中，电流随时间变化的i﹣t曲线应该是图丁中的虚线__（选填“b”、“c”或“d”），判断依据是_________________________________________________．

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如图所示，“”型框置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，“”型框的三条边的长度均为L，电阻均为r，a、b两端连接阻值为R=r的电阻。“”型框绕轴ab以角速度ω逆时针（从上往下看）匀速转动，t=0时刻经过图示位置。规定回路中a→d→c→b方向为电流的正方向，求：

（1）通过电阻R的感应电流的表达式；

（2）当时，通过电阻R的感应电流的大小和方向；

（3）t=0到t=过程中R产生的电热。

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如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=L．当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab直线，且它们到达ab直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)a粒子的发射速率

(2)匀强电场的场强大小和方向

(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值

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潜水员在进行水下打捞作业时，有一种方法是将气体充入被打捞的容器，利用浮力将容器浮出水面。假设潜水员发现在深10m的水底有一无底铁箱倒扣在水底，先用管子伸入容器内部，再用气泵将空气打入铁箱内。已知铁箱质量为560kg，容积为1m3，水底温度为7，水的密度为1×103kg/m3，忽略铁箱自身的体积、高度及打入空气的质量，求需要打入1atm、27的空气多大体积可使铁箱浮起。g取10m/s2。

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如图所示，折射率为的上下两面平行的梯形玻璃砖，下表面涂有反射物质，上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN．一细光束以入射角i = 45°射到玻璃砖上表面的A点，会在标尺上的两个位置出现光点（图中未画出），若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t，则在标尺上出现的两光点的距离为多少?（设光在真空中的速度为c，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射）

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一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.2 s波形图如图中虚线所示，波传播的速度为5 m/s，下列说法正确的是__________（填正确答案标号）．

A.这列波沿x轴正方向传播

B.t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动

C.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25 Hz

D.x＝2 m处的质点的位移表达式为y＝0.4sin (2.5πt＋π)　 (m)

E.从t＝0时刻开始质点a经0.4 s通过的路程为0.8 m

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