宁冈中学 2020-2021 学年高三上学期开学考试 物理试题 （考试时长：100 分钟；满分：100 分） 一、选择题（1-8 单选，9-12 多项选择题，每小题 4 分，共 48 分） 1．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（） A．磁感线和电场线都是一些互相平行的直线 B．磁感线一定是闭合曲线，而电场线也可能是闭合曲线 C．磁感线起始于 N 极，终止于 S 极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷 D．电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱 2．如图，将洁净的锌板用导线连接在验电器上，用紫外线灯照射锌板时，观察到验电 器指针发生偏转．此时 A．光电子从锌板表面逸出，验电器带正电 B．光电子从锌板表面逸出，验电器带负电 C．正离子从锌板表面逸出，验电器带正电 D．正离子从锌板表面逸出，验电器带负电 3．如图所示， a 、 b 、 c 三个圆形线圈置于匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直， ra rb rc ra  rb  rc 其半径分别为 、 、 ，且 。关于穿过这三个线圈的磁通量，下列判断正 确的是（　　） A． a 线圈的最大 B． b 线圈的最大 C． c 线圈的最大 D．三个线圈的一 样大 4．在光的双缝干涉实验中，能减小干涉条纹间距的做法是( ) A．改用频率更小的光波 B．改用波长更长的光波 C．减小双缝间距 D．减小双缝与光屏间距 5．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展.1996 年科学家 们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核 次  衰变后的产物是 253 100 Fm A Z X 经过 6 .由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是 （ ） A．24，259 B．124，265 C．112，265 D．112，277 6．用单色光照射金属钛表面，发生光电效应．从钛表面放出光电子的最大初动能与入 射光频率的关系图线如图所示．下列说法中错误的是 A．钛的逸出功为 6.67×10－19 J B．钛的极限频率为 1.0×1015 Hz C．由图线可求得普朗克常量为 6.67×10－34 J·s D．频率为 0.8×1015 Hz 的入射光能使钛发生光电效应 7．图中实线和虚线分别是 x 轴上传播的一列简谐横波 t  0 和 t  0.03s 时刻的波形图， x  1.2m 处的质点在 t  0.03s 时刻向 y 轴正方向运动，则（ A．该波的频率可能是125Hz B．该波的波速可能是 10m / s ）. C． t  0 时， x  1.4m 处质点的加速度方向沿 y 轴正方向 D．各质点在 0.03s 内随波迁移 0.9m 8．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，副线圈向电阻 R1、R2 和 R3 供电， A 为交流电流表，V 为交流电压表，开关 S 闭合后与闭合前相比( ) A．V 示数变大，A 示数变小 R1 消耗的电功率变大 B．V 示数变大，A 示数变大，R1 消耗的电功率大 C．V 示数变小，A 示数变小，R1 消耗的电功率变小 D．V 示数变小，A 示数变大，R1 消耗的电功率变小 9．关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是 A． 变压器可以改变交流电的电压与频率 B． 扼流圈对电流的变化有阻碍作用 C． D． 真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 10．一只矩形线圈在磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间 变化的图象如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．t=0 时，线圈平面与中性面垂直 B．t=0.01s 时，磁通量的变化率最大 C．t=0.02s 时，感应电动势最大 D．t=0.03s 时，感应电动势最大 11．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于 n=3 的激发态，在自发跃迁 中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为 2.25eV 的钾，下列说法正确的是（　 　） A．这群氢原子能发出三种不同频率的光 B．这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应 C．金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于 12.09eV D．氢原子发出光子后其核外电子动能变大 12．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从 n=5 能级跃迁到 n=2 能级可产生 a 光； 从 n=4 能级跃迁到 n=2 能级可产生 b 光，a 光和 b 光的波长分别为 a 和 b ，照射到 逸出功为 2.29eV 的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为 Ua 和 Ub，则（ ） A． a  b B． U a  U b C．a 光的光子能量为 2.86eV D．b 光产生的光电子最大初动能 Ek=0.26eV 二、实验题（共 14 分） 13．“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针 A、B,在另一侧再 竖直插两个大头针 C、D．在插入第四个大头针 D 时,要使它 _____________. 如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线 a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据 该图可算得玻璃的折射率 n = _____________.(计算结果保留两位有效数字) 14．用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。 A．长度为 1m 左右的细线 B．长度为 30m 左右的细线 C．直径为 1.8cm 的塑料球 D．直径为 1.8cm 的铁球 （2）测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t， 则重力加速度 g  ______（用 L、n、t 表示）。 （3）下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理。 组次 1 2 3 摆长 L/cm 80.00 90.00 100.00 50 次全振动时间 t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期 T/s 1.80 1.91 9.74 9.73 重力加速度 g /  m� s 2  请计算出第 3 组实验中的 T ______， g ______ m/s2 。 （4）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由 于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标记，使得 悬点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过 l1 l2 改变 O、A 问细线长度以改变摆长实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 、 时，测 得相应单摆的周期为 T1 、 T2 。由此可得重力加速度 g l1 l2 T1 T2 ______（用 、 、 、 表 示）。 三、解答题（共 38 分） 15．如图所示，一种透明材料做成的半球放在地面上，其半径为 R= 3 m，与地面的 切点为 F，CD 为直径，与地面平行。在地面上 A、B 处分别固定一个光源，A 光源距 离 F 点 1m，B 光源距离 F 点 3 m，A、B 光源分别有一束光通过半球球心 O，且都 打到了紧靠墙上的 E 点，E 点距离 C 点为 1m，取光速为 c。求： （1）球体材料对 A、B 光束的折射率之比； （2）两束光从出发到 E 的时间差（结果用 c 表示）。 16．如图所示，水平面（纸面）内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m 、 长度为 l 的金属杆置于导轨上 t  0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下 t0 B 由静止开始运动。 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 、方向垂直于纸而向里的 匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者 始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为  。重力加速度大小为 g 。求： （1）金属杆到达磁场左边界时的速度 v 的大小； （2）金属杆在磁场中运动时产生的电动势 E 的大小； （3）两导轨间连接的电阻的阻值。 17．如图所示的电路中，所用电源的电动势 E=4V，内阻 r=1.0Ω，电阻 R1 可调．现 将 R1 调到 3Ω 后固定．已知 R2=6Ω，R3=3Ω． （1）开关 S 断开和接通时，通过 R1 的电流分别为多大？ （2）为了使 A、B 之间电路的电功率在开关 S 接通时能达到最大值，应将 R1 的阻值 调到多大？这时 A、B 间消耗的最大电功率为多少？ 18．如图所示，两块半径均为 R 的半圆形玻璃砖正对放置，沿竖直方向的两条直径 3R BC、 B �C �相互平行，两圆心之间的距离为 3 ，一束单色光正对圆心 O 从 A 点射入 左侧的玻璃砖，最后从右侧玻璃砖上的 P 点（图中未画出）射出。已知∠AOB=60°， 玻璃折射率 n 2 ，若不考虑光在各个界面的反射，求该单色光在第一块半圆形玻璃 砖中传播的时间和从 P 点射出时出射角大小（已知光在真空中的速度大小为 c）。 参考答案 1．D 【详解】 A．磁感线和电场线不一定互相平行，故 A 错误； B．磁体周围的磁感线从 N 极出发回到 S 极，在内部则是从 S 极回到 N 极，磁感线是闭合 曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线， 故 B 错误； C．电场线起始于正电荷，终止于负电荷，磁体周围的磁感线从 N 极出发回到 S 极，在内 部则是从 S 极回到 N 极，故 C 错误； D．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，磁场的强弱可以利用 磁感线的疏密程度来描述。磁场越强，磁感线越密集，故 D 正确。 故选 D。 2．A 【详解】 用紫外线灯照射锌板时，发生光电效应，有光电子从锌板溢出，锌板失去电子带上正电， 所以验电器指针发生偏转，验电器同锌板接触，属于接触带电，故验电器带正电，故 BCD 错误，A 正确 3．C 【详解】 根据磁通量的定义   BS 由于 c 线圈的半径最大，面积最大，因此磁通量最大。 故选 C。 4．D 【详解】 根据 x  l  d 可知，减小干涉条纹间距的方法是减小 l 和 λ，或者增加 d； A．频率小的光波波长大，则条纹间距变大，A 不符合题意； B．改用波长更长的光波会增加条纹间距，B 不符合题意； C．减小双缝间距 d 会增加条纹间距，C 不符合题意； D．减小双缝与光屏间距 l 可减小条纹间距，D 符合题意。 故选 D。 5．D 【详解】  粒子的质量数和电荷数分别是 4 和 2 ，故生成的超重元素的电荷数即原子序数为