物理江苏省苏北四市届高三上学期期末考试.docx
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物理江苏省苏北四市届高三上学期期末考试
江苏省苏北四市2020届高三上学期期末考试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分120分,考试时间100分钟.
第Ⅰ卷(选择题 共31分)
一、单项选择题:
本题共5小题,每小题3分,共15分.每小题只有一个选项符合题意.
1.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“天眼”,如图所示.“天眼”“眼眶”所围圆面积为S,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为B1、B2,则穿过“眼眶”的磁通量大小为( )
A.0 B.BS
C.B1S D.B2S
2.“礼让行人”是城市文明交通的体现.小王驾驶汽车以36km/h的速度匀速行驶,发现前方的斑马线上有行人通过,立即刹车使车做匀减速直线运动,直至停止,刹车加速度大小为10m/s2.若小王的反应时间为0.5s,则汽车距斑马线的安全距离至少为( )
A.5m B.10m C.15m D.36m
3.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电阻R=55Ω,电流表、电压表均为理想电表.原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数为4.0A B.电压表的示数为155.6V
C.副线圈中交流电的频率为50Hz D.穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
4.观看科幻电影《流浪地球》后,某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景,如图所示,轨道上P点距木星最近(距木星表面的高度可忽略).则( )
A.地球靠近木星的过程中运行速度减小
B.地球远离木星的过程中加速度增大
C.地球远离木星的过程中角速度增大
D.地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度
5.如图所示,AB是斜坡,BC是水平面,从斜坡顶端A以不同初速度v向左水平抛出同一小球,当初速度为v0时,小球恰好落到坡底B.不计空气阻力,则下列图象能正确表示小球落地(不再弹起)前瞬间重力的瞬时功率P随v变化关系的是( )
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意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.
6.智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害,因此手机都有一项可以调节亮度的功能,该功能既可以自动调节,也可以手动调节.某兴趣小组为了模拟该功能,设计了如图所示的电路.闭合开关,下列说法正确的是( )
A.仅光照变强,小灯泡变亮
B.仅光照变弱,小灯泡变亮
C.仅将滑片向a端滑动,小灯泡变亮
D.仅将滑片向b端滑动,小灯泡变亮
7.如图所示,直线上M、N两点分别放置等量的异种电荷,A、B是以M为圆心的圆上两点,且关于直线对称,C为圆与直线的交点.下列说法正确的是( )
A.A、B两点的电场强度相同,电势不等
B.A、B两点的电场强度不同,电势相等
C.C点的电势高于A点的电势
D.将正电荷从A沿劣弧移到B的过程中,电势能先增加后减少
8.如图所示,足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆,原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上,质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连,小球A穿过竖直杆置于弹簧上.让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动,当转动的角速度为ω0时,小球B刚好离开台面.弹簧始终在弹性限度内,劲度系数为k,重力加速度为g,则( )
A.小球均静止时,弹簧的长度为L-
B.角速度ω=ω0时,小球A对弹簧的压力为mg
C.角速度ω0=
D.角速度从ω0继续增大的过程中,小球A对弹簧的压力不变
9.如图甲所示,滑块沿倾角为α的光滑固定斜面运动,某段时间内,与斜面平行的恒力作用在滑块上,滑块的机械能E随时间t变化的图线如图乙所示,其中0~t1、t2时刻以后的图线均平行于t轴,t1~t2的图线是一条倾斜线段,则下列说法正确的是( )
A.t=0时刻,滑块运动方向一定沿斜面向上
B.t1时刻,滑块运动方向一定沿斜面向下
C.t1~t2时间内,滑块的动能减小
D.t2~t3时间内,滑块的加速度为gsinα
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
三、简答题:
本题分必做题(第10、11、12题)和选做题(第13题)两部分,共42分.请将解答填写在相应的位置.
【必做题】
10.(8分)某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,其主要步骤如下:
(1)物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条.托住P,使系统处于静止状态(如图所示),用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h.
(2)现将物块P从图示位置由静止释放,记下遮光条通过光电门的时间为t,则遮光条通过光电门时的速度大小v=________.
(3)已知当地的重力加速度为g,为了验证机械能守恒定律,还需测量的物理量是____________(用相应的文字及字母表示).
(4)利用上述测量的实验数据,验证机械能守恒定律的表达式是________________.
(5)改变高度h,重复实验,描绘出v2h图象,该图象的斜率为k.在实验误差允许范围内,若k=________,则验证了机械能守恒定律.
11.(10分)某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率,实验操作如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,如图甲所示的示数为________mm.
(2)用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值,如图乙所示的示数为________Ω.
(3)用电流表(内阻约为5Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)测量该电阻丝的阻值Rx,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,下列电路中符合要求的是________.
(4)用第(3)问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l,测得相应的阻值R,并作出了Rl图象,如图丙所示中符合实验结果的图线是________(选填“a”“b”或“c”),该电阻丝电阻率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.
12.[选修35](12分)
(1)下列说法正确的是________.
A.库仑力和核力都是一种强相互作用 B.光电效应说明了光具有粒子性
C.运动的实物粒子具有波动性 D.结合能越大,原子核越稳定
(2)天然放射性元素铀可以放出三种射线,其中能被一张纸挡住的是________(选填“α”“β”或“γ”)射线.1934年,约里奥—居里夫妇用该射线去轰击
Al,首次获得了人工放射性同位素
P,该核反应方程为________________.
(3)如图所示,在光滑绝缘的水平面上有两个质量均为m的滑块A、B,带电量分别为+q、+Q,滑块A以某一初速度v从远处沿AB连线向静止的B运动,A、B不会相碰.求:
运动过程中,A、B组成的系统动能的最小值Ek.
13.【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一题作答.若多做,则按A小题评分.
A.[选修33](12分)
(1)下列说法正确的有________.
A.布朗运动直接反映了分子运动的无规则性
B.水的饱和汽压随温度升高而降低
C.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
D.荷叶上小水珠呈球形,是由于表面张力作用而引起的
(2)如图所示,用隔板将一密闭绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸,该过程气体的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”);待气体状态达到稳定后,缓慢推压活塞至原隔板处,该过程中,气体温度________(选填“升高”“降低”或“不变”).
(3)2020年1月1日起,TPMS(胎压监测系统)强制安装法规开始执行.汽车行驶时,TPMS显示某一轮胎内的气体温度为27℃,压强为250kPa,已知该轮胎的容积为30L.阿伏加德罗常数为NA=6.0×1023mol-1,标准状态下1mol任何气体的体积为22.4L,1atm=100kPa.求该轮胎内气体的分子数.(结果保留一位有效数字)
B.[选修34](12分)
(1)下列说法正确的有________.
A.光的偏振现象说明光是一种纵波
B.红外线比紫外线更容易发生衍射
C.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为光发生了衍射
D.交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速
(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示.此时x=2m处的质点正沿y轴的________(选填“正”或“负”)方向运动.已知该质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,此列波的波速为________m/s.
(3)为了从室内观察室外情况,某同学设计了一个“猫眼”装置,即在门上开一个小孔,在孔内安装一块与门厚度相同的圆柱形玻璃体,厚度L=3.46cm,直径D=2.00cm,如图所示(俯视图).室内的人通过该玻璃体能看到室外的角度范围为120°.取
≈1.73,求该玻璃的折射率.
四、计算题:
本题共3小题,共47分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
14.(15分)如图所示,竖直放置的光滑金属导轨水平间距为L,导轨下端接有阻值为R的电阻.质量为m、电阻为r的金属细杆ab与竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连,弹簧上端固定.整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.现使细杆从弹簧处于原长位置由静止释放,向下运动距离为h时达到最大速度vm,此时弹簧具有的弹性势能为Ep.导轨电阻忽略不计,细杆与导轨接触良好,重力加速度为g,求:
(1)细杆达到最大速度vm时,通过R的电流大小I;
(2)细杆达到最大速度vm时,弹簧的弹力大小F;
(3)上述过程中,R上产生的焦耳热Q.
15.(16分)如图所示,水平地面上有一长L=2m、质量M=1kg的长板,其右端上方有一固定挡板.质量m=2kg的小滑块从长板的左端以v0=6m/s的初速度向右运动,同时长板在水平拉力F作用下以v=2m/s的速度向右匀速运动,滑块与挡板相碰后速度为0,长板继续匀速运动,直到长板与滑块分离.已知长板与地面间的动摩擦因数μ1=0.4,滑块与长板间动摩擦因数μ2=0.5,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)滑块从长板的左端运动至挡板处的过程,长板的位移x;
(2)滑块碰到挡板前,水平拉力大小F;
(3)滑块从长板的左端运动至与长板分离的过程,系统因摩擦产生的热量Q.
16.(16分)在如图甲所示的平面坐标系xOy内,正方形区域(0 (1)调节磁场的周期,满足T> ,若粒子恰好打在屏上P(d,0)处,求粒子的速度大小v; (2)调节磁场的周期,满足T= ,若粒子恰好打在屏上Q(d,d)处,求粒子的加速度大小a; (3)粒子速度大小为v0= 时,欲使粒子垂直打到屏上,周期T应调为多大? 【参考答案】 1.D 2.B 3.C 4.D 5.C 6.AC 7.BD 8.ACD 9.BD 10. (2) (2分) (3)P的质量M,Q的质量m(2分) (4)(M-m)gh= (M+m)( )2(2分) (5) g(2分) 11. (1)2.819~2.821(2分) (2)7(2分) (3)D(2分) (4)a(2分) 等于(2分) 12. (1)BC(3分,漏选得1分) (2)α(2分) He+ Al→ P+ n(2分) (3)解: 两滑块相距最近时,速度相同,系统总动能最小, 由动量守恒定律有mv=2mv共(2分) 所以Ek= ·2m·v = mv2(3分) 13.A. (1)CD(3分,漏选得1分) (2)不变(2分) 升高(2分) (3)解: 设胎内气体在100kPa、0℃状态下的体积为V0,根据气体状态方程有 = 代入解得V0=68.25L(2分) 则胎内气体分子数为N= NA≈2×1024个(3分) B. (1)BD(3分,漏选得1分) (2)正(2分) 5(2分) (3)解: 如图所示,入射角θ1=60° 折射角设为θ2,由tanθ2= 得θ2=30°(2分) 根据折射定律, =n(2分) 得n=1.73(1分) 14.(15分)解: (1)E=BLvm(1分) I= (1分) 解得I= (2分) (2)细杆向下运动h时,mg=F+BIL(3分) 解得F=mg- (2分) (注: 也可由Ep= kx2得k= ,则F=kh= ) (3)由能量守恒得mgh=Ep+ mv +Q总(2分) Q= Q总 (2分) 解得电阻R上产生的焦耳热 Q= (mgh-Ep- mv )(2分) 15.(16分)解: (1)滑块在板上做匀减速运动, a= =μ2g 解得a=5m/s2(2分) 根据运动学公式得L=v0t1- at 解得t=0.4s(t=2.0s舍去)(2分) (碰到挡板前滑块速度v1=v0-at=4m/s>2m/s,说明滑块一直匀减速) 板移动的位移x=vt=0.8m(1分) (2)对板受力分析如图所示,有F+f2=f1(1分) 其中f1=μ1(M+m)g=12N,f2=μ2mg=10N(2分) 解得F=2N(1分) (3)(解法1)滑块与挡板碰撞前,滑块与长板因摩擦产生的热量: Q1=f2·(L-x)=μ2mg(L-x)=12J(2分) 滑块与挡板碰撞后,滑块与长板因摩擦产生的热量: Q2=μ2mg(L-x)=12J(2分) 整个过程中,板与地面因摩擦产生的热量Q3=μ1(M+m)g·L=24J(2分) 所以系统因摩擦产生的热量Q=Q1+Q2+Q3=48J(1分) (解法2)滑块与挡板碰撞前,木板受到的拉力为F1=2N(第二问可知) F1做功为W1=F1x=2×0.8=1.6J(2分) 滑块与挡板碰撞后,木板受到的拉力为F2=f1+f2=μ1(M+m)g+μ2mg=22N(1分) F2做功为W2=F2(L-x)=22×1.2=26.4J(1分) 碰到挡板前滑块速度v1=v0-at=4m/s(1分) 滑块动能变化ΔEk=20J(1分) 所以系统因摩擦产生的热量Q=W1+W2+ΔEk=48J(1分) 16.(16分)解: (1)qvB0=m (1分) 2R1=d(1分) v= (2分) (2) d=k R2,其中k=1,2,3…(1分) qvB0=m v= (1分) a= (1分) a= ,其中k=1,2,3…(2分) (3)qvB0=m v0= R3= (1分) 粒子运动轨迹如图所示,在每个磁感应强度变化的周期内,粒子在图示A、B两个位置可能垂直击中屏,且满足要求0<θ< . 设粒子运动的周期为T′,由题意得 = T′(1分) T′= = 设经历完整TB的个数为n(n=0,1,2,3…) (Ⅰ)若粒子运动至A点击中屏,据题意由几何关系得R+2(R+Rsinθ)n=d 当n=0,1时无解 当n=2时,sinθ= (2分) n>2时无解 (Ⅱ)若粒子运动至B点击中屏,据题意由几何关系得 R+2Rsinθ+2(R+Rsinθ)n=d 当n=0时无解 n=1时,sinθ= (1分) n=2时,sinθ= (1分) n>2时无解 综上,T= ( +θ),其中sinθ= ;sinθ= ;sinθ= .(1分)
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