江苏省无锡市届高三第一次模拟物理试题附解析.docx
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江苏省无锡市届高三第一次模拟物理试题附解析
江苏省无锡市2019届高三第一次模拟物理试题(附解析)
注意事项:
1.本试卷满分120分,考试时间100分钟.
2.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内.
一、单项选择题:
本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.
1.超级电容的容量比通常的电容器大得多,其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持,具有广泛的应用前景.如图所示,某超级电容标有“2.7V 100F”,将该电容接在1.5V干电池的两端,则电路稳定后该电容器的负极板上所带电荷量为( )
A.-150C
B.-75C
C.-270C
D.-135C
2.避雷针上方有雷雨云时避雷针附近的电场线分布如图所示,图中中央的竖直黑线AB代表了避雷针,CD为水平地面.MN是电场线中两个点,下列说法中正确的有( )
A.M点的场强比N点的场强大
B.试探电荷从M点沿直线移动到N点,电场力做功最少
C.M点的电势比N点的电势高
D.CD的电势为零,但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直
3.矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图1所示.灯泡标有“36V 40W”的字样且阻值可以视作不变,变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.线框产生的电动势随时间变化的规律如图2所示.则下列说法中正确的是( )
图1
图2
A.图2电动势的瞬时值表达式为e=36
sin(πt)V
B.变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次
C.灯泡L恰好正常发光
D.理想变压器输入功率为20W
4.有人根据条形磁铁的磁场分布情况制作了一个用塑料制成的模具,模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合,如图所示.另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置,线圈贴着模具上下移动的过程中,下列说法中正确的是(地磁场很弱,可以忽略)( )
A.线圈切割磁感线,线圈中出现感应电流
B.线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流
C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的,故而不能判断线圈中是否有电流产生
D.若线圈平面放置不水平,则移动过程中会产生感应电流
5.如图所示,水平传送带匀速运动,在传送带的右侧固定一弹性挡杆.在t=0时刻,将工件轻轻放在传送带的左端,当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞,已知碰撞时间极短,不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中,下列工件运动的vt图象中可能正确的是( )
A
B
C
D
二、多项选择题:
本题共4小题,每小题4分,共计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.如图所示,轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部,一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动.已知弹簧始终处于弹性限度范围内.则下列说法中正确的是( )
A.物块从接触弹簧到最低点的过程中,加速度大小先变小后变大
B.物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动
C.物块从出发点到最低点过程中,物块减少的重力势能小于增加的弹性势能
D.物块的动能最大时,重力势能最小
7.某卫星质量97kg,运行在高度700km的太阳同步轨道,该轨道为通过两极上空的圆轨道.查阅资料知地球的半径和万有引力常量,则( )
A.卫星可能为地球同步卫星
B.卫星线速度小于第一宇宙速度
C.卫星可能通过无锡的正上方
D.卫星的动能可以计算
8.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,C为电容器,L为小灯泡,R为定值电阻,闭合开关,小灯泡能发光.现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离,滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )
A.电容的带荷电量变大
B.灯泡亮度变亮
C.
与
均保持不变
D.当电路稳定后,断开开关,小灯泡立刻熄灭
9.如图所示,在竖直平面内固定一个半径为R的绝缘圆环,有两个可视为点电荷的相同的带负电的小球A和B套在圆环上,其中小球A可沿圆环无摩擦的滑动,小球B固定在圆环上,和圆心O的连线与水平方向的夹角为45°.现将小球A从水平位置的左端由静止释放,则下列说法中正确的是( )
A.小球A恰好可以回到出发点
B.小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中电势能始终保持不变
C.小球A运动到圆环最低点Q的过程中,速率不断变大
D.小球到达圆环最低点Q时的速度大小为
三、实验题:
本题共两小题,共计18分,请将解答填写在相应的位置.
图1
10.(8分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图1所示:
轻弹簧放置在倾斜的长木板上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
(1)实验中涉及下列操作步骤:
①松手释放物块
②接通打点计时器电源
③木板一端抬高以平衡摩擦
④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号).
(2)甲同学实际打点结果如图2所示,观察纸带,判断测量值比真实值________(填“偏小”或“偏大”).
图2
(3)乙同学实际打点结果如图3所示.打点计时器所用交变电流的频率为50Hz,小车质量为200g,结合纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s,相应的弹簧的弹性势能为________J.(结果均保留两位有效数字)
图3
11.(10分)某同学想在实验室测量电压表V1的内阻.
甲
(1)他先用多用电表的欧姆“×1k”挡测量,如图甲所示,该读数为________Ω;多用电表的红表笔与电压表V的________(“正”或“负”)的接线柱相连.
(2)为了更准确地测量电压表V1的内阻,实验室提供的实验器材如下:
A.待测电压表V1(量程为0~3V)
B.电压表V2(量程为0~9V,内阻约为9kΩ)
C.滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω,额定电流为1A)
D.定值电阻R3(阻值为6kΩ)
E.电源(电动势为9V,内阻约为1Ω)
F.开关一个、导线若干
①根据提供的器材,连接图乙中的实物图.
乙
丙
②某次实验时电压表V1和电压表V2的读数分别为U1和U2,移动滑动变阻器滑片,多次测量,作出U2U1图象如图丙所示,已知图象的斜率为k,则内阻RV1的表达式为________(用R3和k表示).
③考虑电压表V2的内阻,则该方法对实验的测量结果________(填“有”或“无”)影响.
四、计算题:
本题共5小题,共计71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.
12.(12分)如图1所示,质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动,同时物块受到一水平向左的恒力F作用,在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图2所示,取g=10m/s2.试求:
(1)物块在0~4s内的加速度a1和4~8s内的加速度a2.
(2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ.
(3)8s内恒力F所做的功.
图1
图2
13.(12分)如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的P点,O′点为荧光屏的中心.已知电子质量m=9.0×10-31kg,电荷量大小e=1.6×10-19C,加速电场电压U0=2500V,偏转电场电压U=200V,极板的长度L1=6.0cm,板间距离d=2.0cm,极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm(忽略电子所受重力,结果保留两位有效数字).求:
(1)电子射入偏转电场时的初速度v0.
(2)电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h.
(3)电子经过偏转电场过程中电势能的增加量.
14.(15分)高频焊接是一种常用的焊接方法,图1是焊接的原理示意图.将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以高频变化电流,线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示,t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外.工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3Ω·m-1,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍,焊接的缝
图1
宽非常小,不计温度变化对电阻的影响.
(1)在图3中画出感应电流随时间变化的it图象(以逆时针方向电流为正),并写出必要的计算过程.
(2)求环形金属工件中感应电流的有效值.
(3)求t=0.30s内电流通过焊接处所产生的热量.
图2
图3
15.(16分)如图所示,两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上,三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C,C的质量为2m,A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.
(1)三者均静止时A对C的支持力为多大?
(2)A、B若能保持不动,μ应该满足什么条件?
(3)若C受到经过其轴线竖直向下外力而缓慢下降到地面,求该过程中摩擦力对A做的功.
16.(16分)如图所示,同轴圆形区域内、外半径分别为R1=1m、R2=
m,半径为R1的圆内分布着B1=2.0T的匀强磁场,方向垂直于纸面向外;外面环形磁场区域分布着B2=0.5T的匀强磁场,方向垂直于纸面向内.一对平行极板竖直放置,极板间距d=
cm,右极板与环形磁场外边界相切,一带正电的粒子从平行极板左板P点由静止释放,经加速后通过右板小孔Q,垂直进入环形磁场区域.已知点P、Q、O在同一水平线上,粒子比荷
=4×107C/kg,不计粒子的重力,且不考虑粒子的相对论效应.
(1)要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域,粒子在磁场中的轨道半径满足什么条件?
(2)若改变加速电压大小,可使粒子进入圆形磁场区域,且能竖直通过圆心O,则加速电压为多大?
(3)从P出发开始计时,在满足第
(2)问的条件下,求粒子到达O点的时刻.
江苏省无锡市2019届高三第一次模拟考试
物理参考答案及评分标准
一、单项选择题:
本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意.
1.A 2.C 3.D 4.B 5.C
二、多项选择题:
本题共4小题,每小题4分,共计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,错选或不答得0分.
6.AC 7.BCD 8.BC 9.AD
三、实验题:
本题共两小题,共18分,请将解答填写在答题卡相应的位置.
10.
(1)③④②①(2分)
(2)偏小(2分)
(3)0.78(2分) 0.061(2分)
11.
(1)6000(2分) 负(2分)
(2)①如图所示(2分)
②
(2分)
③无(2分)
四、计算题:
本题共5小题,共计71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.
12.
(1)0~4s内,a1=
=
m/s2=5m/s2(1分)
方向水平向左(1分)
4~8s内,a2=
=
m/s2=2m/s2(1分)
方向水平向左(1分)
(2)由牛顿第二定律,得到F+μmg=ma1(1分)
F-μmg=ma2(1分)
代入数据解得F=7N(1分)
μ=0.15(1分)
(3)根据图形的面积可得8s内物体运动的位移
s=
×(4×20)m2-
×(4×8)m2=24m2(2分)
做的功为W=Fscos180°=-7×24J=-168J(2分)
13.
(1)电场中加速有eU0=
mv
(2分)
解得v0=
代入数据得v0=3.0×107m/s(1分)
(2)设电子在偏转电场中运动的时间为t,电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为y,电子在水平方向做匀速直线运动L1=v0t(1分)
电子在竖直方向上做匀加速运动y=
at2(1分)
根据牛顿第二定律有
=ma(1分)
解得y=
=
m=3.6×10-3m=0.36cm
电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点,
由图知
=
,(其他方法亦可)(1分)
解得h=7.2×10-3m(1分)
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功
W=eEy=e
y=5.8×10-18J(2分)
ΔE=-W=-5.8×10-18J(2分)
14.
(1)环形金属工件电阻为R=2πrR0+9×2πrR0=20πrR0=6.28×10-3Ω(1分)
在0~
T时间内的感应电动势为
E=
·πr2=6.28V(1分)
电流为I=
=1.0×103A(1分)
由楞次定律得到电流方向逆时针,
It关系图象如图所示.(2分)
(2)在一个周期内I
RT=I2R
(3分)
解得I有效=
A=816A(2分)
(3)在t=0.30s内电流通过焊接处所产生的热量为Q
而R′=9×2πrR0=5.65
SymboltB@10-3Ω(2分)
解得Q=I2R′t=1.13
SymboltB@103J(3分)
(保留根式同样得分)
15.
(1)C受力平衡,2FNcos60°=2mg(2分)
解得FN=2mg(2分)
(2)如图所示,A受力平衡F地=FNcos60°+mg=2mg(2分)
f=FNsin60°=
mg(2分)
因为f≤μF地,所以μ≥
(2分)
(3)C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开.
A的受力依然为4个,参见答案图示,但除了重力之外的其他力的大小发生改变,f也成为了滑动摩擦力.
A受力平衡知F′地=F′Ncos60°+mg,f′=F′Nsin60°=μF′地
解得f=
(2分)
即要求
-μ>0,与本题第
(2)问不矛盾.(不判断亦可)
由几何关系知当C下落到地面时,A向左移动的水平距离为x=
R(2分)
所以摩擦力的功W=-fx=-
(2分)
16.
(1)粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如图所示,
设此时粒子在磁场中运动的半径为r1,在Rt△QOO1,中有r
+R
=(r1+R1)2(2分)
代入数据解得r1=1m,
粒子不能进入中间磁场,所以轨道半径r1<1m(1分)
(2)轨迹如图,由于O、O3、Q共线且水平,粒子在两磁场中的半径分别为r2、r3,
洛伦兹力不做功,故粒子在内外磁场的速率不变.
由qvB=m
得r=
(1分)
易知r3=4r2
且满足(r2+r3)2=(R2-r2)2+r
(1分)
解得r2=
m,r3=
m(2分)
又由动能定理有qU=
mv2(2分)
代入数据解得U=3×107V(1分)
(3)带电粒子从P到Q的运动时间为t1,则t1满足
vt1=d(1分)
得t1=1×10-9s(1分)
令∠QO2O3=θ,则cosθ=0.8,θ≈37°(反三角函数表达亦可)
圆周运动的周期T=
(1分)
故粒子从Q孔进入磁场到第一次到O点所用的时间为
t2=
×
+
×
=6×10-8s(1分)
考虑到周期性运动,t总=t1+t2+k(2t1+2t2)=6.1×10-8+12.2×10-8k(s)(k=0,1,2,3,…)(2分)
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