【物理】江苏省南通市2020届高三上学期教学质量调研（三）试题（解析版）

【物理】江苏省南通市2020届高三上学期教学质量调研（三）试题（解析版）

江苏省南通市2020届高三上学期 教学质量调研（三）‎ 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.如图所示，物体在水平推力F的作用下处于静止状态．若F增大，则物体受到的摩擦力 A. 增大 B. 减小 ‎ C. 不变 D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】重力、外力、墙对物体向右的弹力和向上的静摩擦力。因为物体处于平衡状态，重力与摩擦力平衡，当外力增大时，最大静摩擦力变大，仍然平衡，故摩擦力不变，大小仍等于重力。‎ A． 增大与分析不符，故A错误。‎ B．减小与分析不符，故B错误。‎ C． 不变与分析相符，故C正确。‎ D． 无法确定与分析不符，故D错误。‎ ‎2.发电站输出功率为P，输电电压为U，输电线路的总电阻为R，则用户得到的功率为 A. P B. P－·R ‎ C. P－ D. ·R ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】输电线路上的电流由P=UI可得：‎ 输电线上消耗的功率为：‎ P耗=I2r=‎ 用户得到的功率为：‎ P用=P-P耗=‎ A．P与分析不符，故A错误。‎ B． P－·R与分析相符，故B正确。‎ C． P－与分析不符，故C错误。‎ D． ·R与分析不符，故D错误。‎ ‎3.质量相等的带正电液滴a、b、c分别从同一点以相同速率水平射入平行板电容器的极板间，轨迹如图所示，不计阻力，下列说法正确的是 A. 液滴c所带的电荷量最多 B. 三个液滴在空中运动的时间相同 C. 整个运动过程中液滴c的动能增量最大 D. 三个液滴落到底板时的速率相同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．水平方向不受力的作用，故水平方向做匀速直线运动，运动时间 故液滴c的运动时间最长，a最短，竖直方向根据牛顿第二定律可知 ‎ ，‎ 所以竖直位移相同，液滴c的运动时间最长，加速度最小，带电量最多，故A正确B错误。‎ C．液滴c的加速度最小，a的加速度最大，c的合外力ma最小，竖直位移相同，故合外力做功最小，动能增量最小，故C错误。‎ D．根据C选项分析可知，3个液滴的合外力不同，合外力做功不同，则动能增加量不同，但初动能相同，故末动能不同，到底板时的速率不同，故D错误。‎ ‎4.如图所示，竖直面内的光滑绝缘半圆形轨道MDN处在与之垂直的匀强磁场中，轨道半径为R．一电荷量为+q，质量为m的小球自N点无初速度滑下（始终未脱离轨道），重力加速度为g，下列说法中正确的是 A. 运动过程中小球受到的洛伦兹力大小不变 ‎ B. 小球滑到轨道左侧时，不会到达最高点M C. 小球滑到D点时，速度大小是 ‎ D. 小球经过D点时，对轨道的压力大于mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因小球下落过程中重力做功，故小球的速度发生变化，则小球受到的洛伦兹力大小发生变化，故A错误；‎ B．小球在整个运动过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，小球滑到轨道左侧时，可以到达轨道最高点M，故B错误；‎ C．从N点运动到D点的过程中只有重力做功，根据动能定理得：‎ 解得：‎ ‎，故C正确。‎ D． 小球运动到D点时，受到的洛伦兹力的方向向上，在D点，由牛顿第二定律得：‎ 解得：N=3mg-qvB 小球对轨道的压力不一定大于重力mg，故D错误；‎ ‎5.如图，在光滑的斜面上，轻弹簧的下端固定在挡板上，上端放有物块Q，系统处于静止状态．现用一沿斜面向上的力F作用在Q上，使其沿斜面向上做匀加速直线运动，以x表示Q 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】开始时：mgsinθ=kx0；当用一沿斜面向上的力F作用在Q上时，当Q离开静止位置的位移为x时，根据牛顿第二定律：，解得F=kx+ma，故选A.‎ 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，选错或不选的得 0 分． ‎ ‎6.2019年1月3日，嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆．已知月球表面的重力加速度约是地球上的重力加速度的，地球与月球间的距离约是地球半径的60倍，地球上的人永远只能看到月球的正面而看不到背面．对于月球以及嫦娥四号，下列说法中正确的有 A. 月球的自转周期与月球的公转周期相同 B. 月球的自转周期与地球的公转周期相同 C. 嫦娥四号在月球上受到地球的引力约是其在地球上重力的 D. 嫦娥四号在月球近地轨道运行时的速度大于7.9 km/s小于11.2 km/s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于月球的自转周期与月球的公转周期相同，地球上的人只能看到月球正面看不到背面，故A正确B错误；‎ C． 由于地球与月球间的距离约是地球半径的60倍，根据万有引力公式 知，嫦娥四号在月球出受到的地球引力为其在地球上重力的，故C正确。‎ D． 根据地球上的卫星的近地环绕速度，即第一宇宙速度 同理：月球上的第一宇宙 由于g′＜g，R′＜R，故 v′＜v=7.9km/s 故D错误；‎ ‎7.如图理想变压器电路中，原副线圈的匝数比为3:1，电阻R1与R2阻值相等．a、b两端接电压恒定的正弦交流电源．在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中 A. R1消耗的功率增大 B. 电源的输入功率减小 C. 流过R1、R2的电流的频率相同 D. R1、R2消耗的功率之比为1:9‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，总电阻增大，原副线圈的电流强度均减小；‎ AB．根据P=UI1可知，电路中消耗的总功率在减小，电源的输入功率减小；根据P=I2R可知原线圈电路中定值电阻R消耗的功率在减小，副线圈电路中定值电阻R消耗的功率也在减小，故A错误B正确；‎ C．变压器不改变交流电的频率，故C正确。‎ D．原副线圈中的电流：‎ 根据P=I2R可知原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率之比等于电流强度平方之比，为1：9．故D正确。‎ ‎8.如图是玩具“牙签弩”．现竖直向上发射木质牙签，O点为皮筋自然长度位置，A为发射的起点位置，不计一切阻力，则 A. A到O的过程中，牙签一直处于超重状态 B. A到O的过程中，牙签的机械能增大 C. 在上升过程中，弓和皮筋的弹性势能转化为牙签的动能 D. 根据牙签向上飞行的高度可测算出牙签被射出时的速度 ‎【答案】BD ‎【详解】A． 从A到O的过程中，牙签受重力和弹力，当弹力大于重力时是加速上升，处于超重状态；当弹力小于重力时，减速上升，是失重状态，故A错误；‎ B． A到O的过程中，皮筋对牙签做功，皮筋的弹性势能转化为牙签的机械能，牙签的机械能增大，故B正确；‎ C． 在上升过程中，系统机械能守恒，弓和皮筋的弹性势能逐渐转化为牙签的动能和重力势能，故C错误；‎ D． 由于不计一切阻力，牙签向上飞行过程时竖直上抛运动，根据运动学公式v2=2gh可知，根据牙签向上飞行的高度可测算出牙签被射出时的速度，故D正确；‎ ‎9.如图所示，在真空中某点电荷的电场中，将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、N两点时，两试探电荷所受电场力相互垂直，且F2=3F1，下列说法中正确的有 A. 这两个试探电荷的电性相反 B. M、N两点可能在同一等势面上 C. 若将电子从M点移到N点，电子的电势能增大 D. 过MN上某点P（未标出）的电场线与MN垂直时，P、M间的距离是P、N间距离的3倍 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 将F2和F1的作用线延长相交，交点即为点电荷的位置 可知，点电荷对M处试探电荷有吸引力，对N处试探电荷有排斥力，所以这两个试探电荷的电性一定相反，故A正确。‎ B．由于F2=3F1，可知M、N到点电荷的距离不等，不在同一等势面上，故B错误。‎ C． 若点电荷带正电，则把电子从M点移到N点，电场力做正功，电势能减小，故C错误。‎ D．F2=3F1，根据库仑定律可得：‎ 如图，过P的电场线与MN垂直，设OP=x，则 ‎ ‎，‎ 所以 故D正确。‎ 三、简答题：本题共3小题，共计35分．请将解答填写在答题卡相应位置．‎ ‎10.某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示．实验中所挂钩码的质量20g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮．‎ ‎(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是下列哪一个_____________；(填字母代号)‎ A．可使位移传感器测出的小车的加速度更准确 B．可以保证小车最终能够做直线运动 C．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力 ‎(2)由图乙可知，图线不过原点O，原因是_____________________________；‎ ‎(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_____________．‎ A．30 B．0.3 C．20 D．0.2‎ ‎【答案】（1）C （2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大； （3）D ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选C.‎ ‎（2）由F+F1=Ma解得 由图乙可知，图线不过原点O，在a轴上有正截距，可知存在与F相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；‎ ‎（3）根据可知图线斜率等于F，则最接近的数值是F=mg=0.02×10N=0.2N.故选D.‎ ‎11.在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了较准确地测出金属电阻的阻值，设计了如图甲所示的电路．除了金属电阻Rx外，提供的实验器材还有：学生电源E，灵敏电流计G，滑动变阻器R、Rs，定值电阻R1、R2，电阻箱R0，开关S，控温装置，导线若干．‎ ‎①按照电路图连接好电路后，将R0调至适当数值，R滑片调至最右端，Rs的滑片调至最下端，闭合开关S；‎ ‎②把R的滑片调至适当位置，调节R0，并逐步减小Rs的阻值，直到Rs为零时，电流计G指针不发生偏转，记录R0的阻值和Rx的温度；‎ ‎③多次改变温度，重复实验；‎ ‎④实验完毕，整理器材．‎ 根据上述实验回答以下问题：‎ ‎（1）上述②中，电流计G指针不发生偏转时，a点电势________（选填“大于”“等于”或“小于”）b点电势．‎ ‎（2）某次测量时，R0的旋钮如图乙所示，则R0的读数为________Ω，随后要将电阻箱的阻值调节到39.0Ω，第一步操作应先调节________（选填“×1”或“×10”）旋钮．‎ ‎（3）用R0、R1、R2表示Rx，Rx＝________．‎ ‎（4）求出的阻值Rx和对应温度如下表所示：‎ 温度t/℃‎ ‎35.0‎ ‎400‎ ‎45.0‎ ‎50.0‎ ‎55.0‎ 阻值Rx/Ω ‎58.3‎ ‎59.4‎ ‎60.6‎ ‎61.7‎ ‎628‎ 请在图丙所示的坐标纸上描绘出Rx－t图线_________．‎ ‎【答案】(1). 等于 (2). 41.2 ×1 (3). (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 当电流计阻值不偏转时，没有电流流过电流计，电流计两端电势相等，即a点电势等于b点电势。‎ ‎(2)[2][3] 由图示电阻箱可知，电阻箱阻值为：‎ ‎0×100Ω+4×10Ω+1×1Ω+2×0.1Ω=41.2Ω 随后要将电阻箱的阻值调节到39.0Ω，第一步操作应先调节×1旋钮．‎ ‎(3)[4] 电流计指针不偏转，没有电流流过电流计，电桥平衡，由此可知：‎ 解得：‎ ‎(4)[5]根据描点作图得到图像 ‎12.下列说法中正确的有 A. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C. 体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员冲量 D. 铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，辐射强度极大值对应的波长逐渐减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据反冲运动的特点与应用可知，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度。故A正确；‎ B． 根据 ，因为质子质量大于电子质量，质子动量大于电子的动量，由 知质子的德布罗意波长比电子的小。故B错误。‎ C． 体操运动员在落地的过程中，动量变化一定。由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由I=Ft可知，体操运动员在着地时屈腿是延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F，故C错误；‎ D． 铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，辐射强度极大值对应的波长逐渐减小，故D正确。‎ ‎13.一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（ ）‎ A. v0-v2 B. v0+v2 ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【分析】本题考查动量守恒定律 ‎【详解】系统分离前后，动量守恒： ，解得： ，故ABC错误；D正确．‎ ‎14.光电效应实验装置示意如图，以下关于光电效应实验，下列说法中正确的有 A. 为了测量饱和电流，a端应接电源的正极，且滑片P应尽量向右滑 B. a端接电源正极，某种色光照射时发现G表无示数，将滑片向左滑，G表可能会有示数 C. b端接电源正极，某种色光照射时发现G表无示数，将滑片向右滑，G表可能会有示数 D. 通过G表的电流方向与a、b的电势高低无关 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 为了测量饱和电流， 应使电子受电场力方向与速度方向相同，故a端为负极，且滑片P应尽量向右滑，使加速电压更大，故A错误。‎ B．a端接电源正极，所加电压为反向电压，某种色光照射时发现G表无示数，说明此时反向电压大于遏制电压，将滑片向左滑，反向电压减小，G表可能会有示数，故B正确。‎ C． b端接电源正极，所加为正向加速电压，某种色光照射时发现G表无示数，说明没发生光电效应，将滑片向右滑，G表不可能会有示数，故C错误。‎ D．根据电路原理可知，通过G表的电流方向与a、b的电势高低无关，故D正确。‎ ‎15.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料（    ）‎ A. 仅钠能产生光电子 B. 仅钠、铜能产生光电子 C. 仅铜、铂能产生光电子 D. 都能产生光电子 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误．‎ ‎【考点定位】光电效应 ‎16.如图所示，质量为m的木块位于动摩擦因数为μ的水平面上，木块与墙间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置．现将木块以大小为v的水平速度向左运动，经过时间t木块第一次到达最左端，弹簧在弹性限度内．取水平向左为正方向，重力加速度为g．求该过程中 ‎(1)木块所受重力的冲量大小；‎ ‎(2)木块所受弹力的冲量大小和方向．‎ ‎【答案】(1) mgt (2) mv-μmgt 方向向右 ‎【解析】‎ ‎【详解】①重力是恒力，在t时间内重力的冲量大小为：‎ IG=mgt ‎②在木块向左运动到最左端的过程中，有：‎ I弹-μmgt=0-mv 解得：‎ I弹=μmgt-mv 弹力的冲量大小为：mv-μmgt ，方向向右 四、计算题：本题共4小题，共计54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．‎ ‎17.如图所示，匀强磁场中有一个用导线制成的单匝闭合线圈MNPQ，线圈平面与磁场垂直，‎ OO’是MQ、NP的中垂线．已知线圈的边长L2=2L1=1 m，线圈的电阻R=1 Ω，磁场的磁感应强度B=0.1T．现线圈的MNO’O部分固定不动，OO’PQ部分以OO’为轴向纸面外转动90°，所用时间Δt=0.5s．求线圈在上述过程中 ‎（1）感应电流的平均值I；‎ ‎（2）通过导线横截面的电荷量q．‎ ‎【答案】(1) 0.05A (2) 0.025C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由法拉利电磁感应定律有：‎ E=‎ 磁通量的变化：‎ 解得：‎ E=0.05V 由闭合电路欧姆定律可得：‎ I=‎ 解得：‎ I=0.05A ‎（2）电荷量:q=I△t 解得q=0.025C ‎18.如图所示，水平固定且间距为L的足够长平行导轨，处于方向垂直于导轨平面的匀强磁场中，质量均为m的a、b导体棒与导轨接触良好的，a电阻为2R，b电阻为R．现对a施加一平行于导轨的恒力F，使其由静止开始水平向右运动，当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚好不滑动．已知磁场的磁感应强度为B，两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）b中的最大电流；‎ ‎（2）a的最大速度与F的大小；‎ ‎（3）a发生位移x的过程中，b产生的焦耳热．‎ ‎【答案】(1) (2) 2μmg (3) -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）b棒恰好不滑动时，有：‎ BIL=μmg 解得：‎ I=‎ ‎（2）根据闭合电路欧姆定律，有：‎ E=I（Ra+Rb）‎ a杆切割所产生的感应电动势：‎ E=BLv 解得：‎ v=‎ a杆达到最大速度后做匀速运动，有：F=μmg+BIL 解得：F=2μmg ‎（3）根据动能定理有：‎ F·x-μmgx-W克安=‎ W克安=Q 而Qb=‎ 解得：Qb=-‎ ‎19.如图所示，质量均为m的物块A和木板B静止叠放在水平地面上，右边缘对齐．B的长度为L，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ．敲击B，B立即获得水平向右的初速度，当A、B速度相等时左边缘恰好对齐，最终A、B静止．物块A可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）敲击B后，A立即获得的加速度大小；‎ ‎（2）A、B左边缘对齐时B的速度大小与B的初速度大小的比值；‎ ‎（3）整个运动过程中，摩擦所产生的内能．‎ ‎【答案】(1) μg (2) ；1:4 (3) 4μmgL ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）敲击B后，A在摩擦力作用下向右做加速运动，有：‎ μmAg=mAaA 解得：‎ aA=μg ‎（2）B被敲击后向右做减速运动，有：‎ μmAg+μ（mA+mB）g=mBaB 解得：‎ aB=3μg 从B开始运动至A、B达到共同速度的过程中，有：‎ v0-aBt=aAt 解得：‎ t=‎ A、B的共同速度：‎ v=aAt=‎ 则 v：v0=1:4‎ ‎（3）在B开始运动至A、B达到共同速度的过程中，有：‎ xB=t xA=t 且 xB-xA=L 解得:‎ v0=‎ A、B速度相等后共同做减速运动直至停止，在整个运动过程中，摩擦所产生的内能等于木板B的初动能，有：‎ Q=‎ 解得：‎ Q=4μmgL ‎20.如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场B1，环形区域Ⅱ内有方向垂直xOy平面向外的匀强磁场B2．一质量为m、电量为q、速度为v的带正电粒子（不计重力），从坐标为(0，R0)的A点沿y负方向射入区域Ⅰ，经过x轴上的P点且沿x轴正方向进入区域Ⅱ，接着又从Q点第2次射入区域Ⅰ，已知OQ与x轴正方向成60°．求：‎ ‎（1）磁场B1的大小；‎ ‎（2）磁场B2的大小及环形半径R至少为大；‎ ‎（3）粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的时间t．‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在区域I磁场中：‎ qvB1=m 轨迹圆半径为：‎ r1=R0‎ 解得：‎ B1=‎ ‎（1）设粒子在区域II中的轨迹圆半径为r2，部分轨迹如图，有几何关系知：‎ r2=r1tan30°=‎ 在磁场中：‎ r2=‎ 解得：‎ B2=‎ 由几何关系得：‎ R-3r2=‎ ‎（3）轨迹从A点到Q点对应圆心角：‎ ‎=90°+60°=150°‎ 要离子仍从A点沿y轴负方向射入，需满足 ‎150n=360m m、n属于自然数，取最小整数m=5、n=12，有 t=12×（）‎ 其中 T1=‎ 解得:‎ t=‎