2020-2021学年江苏省高三全真模拟(最后一卷)物理试卷及答案解析

2020-2021学年江苏省高三全真模拟(最后一卷)物理试卷及答案解析

高三年 级 第三次模 拟检测 物理试题 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．下图中四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是 （ ） A．亚里士多德根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因 B．牛顿通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量 C．安培通过实验研究，发现了电流的磁效应 D．法拉第通过实验研究，发现了电磁感应现象 2．如图所示， 一边长为 L 的同一材料同样粗细导线制成的正方形金属框 abcd 在竖直面 内下落， ab 边以速度 v 进入下方的磁感应强度为 B 的匀强磁场，则线框进入磁场时， ab 边两端的电势差 Uab为 （ ） A． BLv B． 1 4 BLv C． 3 4 BLv D． 1 4 BLv 3．在地面上以初速度 υ0 竖直向上抛出一小球，经过 2t0 时间小球落回抛出点， 其速率为 υ1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比， 则小球 在空中运动时速率 υ随时间 t 的变化规律可能是（ ） A． B． C． D． 4．如图所示为一理想变压器， S 为单刀双掷开关， P 为滑动变阻器的滑动触头， U1 为 加在原线圈两端的电压， I1 为原线圈中的电流强度，则 ( ) A．保持 U1 及 P 的位置不变， S 由 a 改接到 b， I1 将减小 B．保持 U1 及 P 的位置不变， S 由 a 改接到 b， R 两端的电压变小 C．保持 U1 不变， S 接在 a 处，使 P 滑向 c 端， R 的电功率变大 D．保持 P 的位置不变， S 接在 a 处，使 U1 增大， I1 将增大 5．洛伦兹力演示仪是由励磁线圈 （也叫亥姆霍兹线圈） 、洛伦兹力管和电源控制部分组 成的．励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈， 它能够在两线圈之间产生匀 强磁场． 洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪， 能够连续发射出电子， 电子在玻璃 泡内运动时，可以显示出电子运动的径迹．其结构如图所示． 给励磁线圈通电，电子 枪垂直磁场方向向左发射电子， 恰好形成如 “结构示意图 ”所示的圆形径迹， 则下列说 法正确的是（ ） A．励磁线圈中的电流方向是逆时针方向 B．若只增大加速电压，可以使电子流的圆形径迹的半径减小 C．若只增大线圈中的电流，可以使电子流的圆形径迹的半径减小 D．若已知加速电压 U，及两线圈间的磁感应强度 B，则可通过测量圆形径迹的直径 来估算电子的电荷量 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分．每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． 6．2013年1月27日,我国在境内再次成功地进行了陆基中段反导拦截技术试验 ,中段是指 弹道导弹在大气层外空间依靠惯性飞行的一段 .如图所示 ,一枚蓝军弹道导弹从地面上 A 点发射升空 ,目标是攻击红军基地 B 点 ,导弹升空后 ,红军反导预警系统立刻发现目 标 ,从C 点发射拦截导弹 ,并在弹道导弹飞行中段的最高点 D 将其击毁 .下列说法中正 确的是 ( ) A.图中 E 到 D 过程 ,弹道导弹机械能不断增大 B.图中 E 到 D 过程 ,弹道导弹的加速度不断减小 C.弹道导弹在大气层外运动轨迹是以地心为焦点的椭圆 D.弹道导弹飞行至 D 点时速度大于 7.9km/s 7．如图甲所示， 上表面粗糙的小车静止在光滑水平面上， 质量 m=1kg 的滑块以 v0=3m/s 的速度从左边滑上平板车， 忽略滑块的大小。 从滑块刚滑上平板车开始计时， 它们的 v-t 图象如图乙所示， 滑块在车上运动了 1 s，重力加速度 g=10m/s2 。下列说法正确的 是 ( ) A．滑块与平板车间的动摩擦因数为 0.1 B．平板车的质量为 1kg C．平板车的长度为 2.5m D．全过程中摩擦生热为 2.5J 8．某电场沿 x 轴上各点的电场强度大小变化如图所示；场强方向与 x 轴平行，规定沿 x 轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点 O 以一定的初速度沿 x 轴负方向运动，到达 x1 位置时速度第一次为零，到达 x2 位置时速度第二次为零，不计粒子的重力 .下列说 法正确的是 ( ) A.点电荷从 x1 运动到 x2 的过程中，速度先保持不变，然后均匀增大再均匀减小 B.点电荷从 O 沿 x 轴正方向运动到 x2 的过程中，加速度先均匀增大 再均匀减小 C.电势差 Uox1＜Uox2 D.在整个运动过程中，点电荷在 x1、x2 位置的电势能最大 9．质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质细杆的 A 点和 B 点，如图所示，当轻 杆绕轴以角速度 ω匀速转动时， 小球在水平面内做匀速圆周运动， a 绳与水平方向成 θ角， b 绳在水平方向伸直且长为 l，则下列说法正确的有 （ ） A．a 绳的拉力一定大于 b 绳的拉力 B．a 绳的拉力随角速度的增大而增大 C．若角速度 ω 2 > )tan/(lg ，b 绳将出现拉力 D．若 b 绳突然被剪断， a 绳的弹力大小可能不变 三、简答题 :本题分必做题（第 10、11 题）和选做题（第 12 题）两部分，共计 42 分。 请将解答填写在答题卡相应的位置 . 10．如图所示是 “探究做功与速度变化关系 ”的实验装置，已知重力加速度为 g，不计滑 轮摩擦阻力．实验步骤如下： a．将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连，长 木板旁放置一个光电门． b．调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂 桶的总质量为 m，挡光片宽度为 d，小车质量为 M． c．记录小车初始位置，测出小车在此位置时挡光片到光电门的距离 L，剪断细绳， 小车由静止开始加速运动，测得挡光片通过光电门的时间为 t ． d．移动光电门的位置，重新测量 L， 让小车从步骤 c 中的初始位置由静止释放， 重新测得挡光片通过光电门的时间 t ． e．重复 d 步骤，测得若干组 L 和 t ． （1）如图所示，用游标卡尺测量挡光片的宽度 d=▲cm； （2）小车加速下滑时所受合力 ▲（填 “大于 ”、“小于 ”或 “等 于 ”）砂和砂桶的重力；实 验时， ▲满足砂和砂桶的总质量 m 远小于小车质量 M（填 “需要 ”或 “不需要 ”）； （3）根据实验数据，画出 2)1( t L 图象如图所示，则图象的斜率 k=▲（用题中字母表示）； 11．一只小灯泡，额定功率为 0.75 W，额定电压值已模糊不清 .A 小组的同学想测定其 额定电压值，于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为 3 Ω，然后根据公式计算出该灯 泡的额定电压 U＝ PR＝1.5 V.B 小组同学认为 A 小组测量方法有误，他们利用下面 可供选择的器材设计一个电路， 测量通过灯泡的电流和它两端的电压， 并根据测量数 据来绘制灯泡的 U－I 图线，进而找到灯泡的额定电压 . A.电压表 V(量程 3 V，内阻约 3 kΩ) B.电流表 A1(量程 1 500 mA，内阻约 0.02 Ω) C.电流表 A2(量程 500 mA，内阻约 0.6 Ω) D.滑动变阻器 R1(0～10 Ω) E.滑动变阻器 R2(0～100 Ω) F.电源 E(电动势 4.0 V，内阻不计 ) G.开关 S 和导线若干 H.待测灯泡 L(额定功率 0.75 W，额定 电压未知 ) （1）在实验过程中， B 小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，在下面所给的 虚线框中画出实验的电路原理图 .上述器材中，电流表选 ___▲____(选填 “A1”或 “A2 ”)； 滑动变阻器选 ____▲____(选填 “R1”或 “R2”). （2）当电压达到 1.23 V 时，发现灯泡亮度很暗，当 达 到 2.70 V 时， 灯泡功率已超过额定功率， 便立即断开 开关，并将所测数据记录在下面表格中 .请你根据表中实验数据在图中作出灯泡的 U －I 图线 . 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.70 I/mA 80 155 195 227 255 279 310 （3）由图象得出该灯泡的额定电压应为 __▲____ V；显然这一结果大于 1.5 V，究其原 因是 ____▲. 12. 【选做题】 A．(选修模块 3-3) （1）下列说法中正确的是 ▲ A．分子间距离增大，分子势能增大 B．空气绝对湿度越大人们感觉越潮湿 C．多晶体没有规则的几何外形，但有固定的熔点 D．某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等 （2）如图所示， 一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B，再变化到状 态 C．已知状态 A 的温度为 300K．则气体在状态 B 的温度为 ▲K； 由状 态 A 变化到状态 B 的过程中，气体吸收的热量 ▲气体对外做的功（选填 “大于 ”、“小于 ”或 “等于 ”） （3）若一条鱼儿正在水下 10 m 处戏水， 吐出的一个体积为 1 cm3 的气泡 .气泡内的气体 视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为 p0 ＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2，湖 水温度保持不变， 已知气泡到达湖面时气体的密度为 1.29 kg/m 3 ，平均摩尔质量为 0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA＝6.0×10 23 mol －1，求： ①气泡到达湖面时的体积； ②气泡内的空气的分子数（结果保留两位 ．．有效数字） 。 B．(选修模块 3-4) （1）以下说法正确的是 ▲ A．光的偏振现象说明光是一种横波 B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象 C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关 D．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 （2）如图甲所示， 在一条张紧的绳子上挂几个摆。 当 a 摆振 动 的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各 摆也振动起来， 此时 b 摆的振动周期 ▲ (选填 “大于 ”、“等 于 ”或 “小于 ”)d 摆的周期。 图乙是 a 摆的振动图象， 重力加速 度为 g，则 a 的摆长为 ▲ 。 （3）如图所示，直角棱镜 ABC置于空气中， ∠ A=30°，AB 边长 为 2a。一束单色光从 D 点垂直于 BC边射入棱镜，在 AC边上的 E 点恰好发生一次全 反射后，从 AB 边中点 F处射出。已知真空中光速为 c。 求： ①棱镜的折射率 n； ②单色光通过棱镜的时间 t。 C．(选修模块 3-5) （1）下列说法正确的是 ▲ A.原子核在人工转变的过程中，一定放出能量 B.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 C. U238 92 衰变成 206 82 Pb 要经过 6 次 β衰变和 8 次 α衰变 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 （2）用能量为 E0 的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这 一能量 E0 称为氢原子的电离能 . 现用某一频率的光子从基态氢原子中击出一电子 (电 子质量为 m)，该电子在远离核以后速度的大小为 v，其德布罗意波长为 ▲，该入射光 x 子的频率为 ▲．（普朗克常量为 h） （3）氚（ H3 1 ）是最简单的放射性原子核，夜光手表即是利用氚核衰变产生的 β射线 激发荧光物质发光．氚核发生 β衰变过程中除了产生 β粒子和新核外，还会放出不 带电且几乎没有静止质量的反中微子 e ．在某次实验中测得一静止的氚核发生 β衰 变后，产生的反中微子和 β粒子的运动方向在一直线上，设反中微子的动量为 p1，β 粒子的动量为 p2．求： ①氚发生 β衰变的衰变方程； ②产生新核的动量． 四、计算题：本题共 3 小题，满分 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 . 13． 如图甲所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面 向下，磁感应强度沿 y 轴方向没有变化，沿 x 轴方向 B与 x 成反比，如图乙所示．顶 角 θ＝45°的光滑金属长导轨 MON 固定在水平面内， ON 与 x 轴重合， 一根与 ON 垂直 的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动， 导体棒在滑动过程中始终与导 轨接触．已知 t＝0 时，导体棒位于顶点 O 处，导体棒的质量为 m＝1 kg，回路接触 点总电阻恒为 R＝0.5 Ω，其余电阻不计．回路电流 I 与时间 t 的关系如图丙所示，图 线是过原点的直线．求： (1)t ＝2 s 时回路的电动势 E； (2)0～2 s 时间内流过回路的电荷量 q 和导体棒的位移 s； (3)导体棒滑动过程中水平外力 F的瞬时功率 P(单位： W)与横坐标 x(单位： m) 的关系 式． 14．如图所示， 在粗糙水平台阶上静止放置一质量 m=0.5kg 的小物块， 它与水平台阶表 面的动摩擦因数 μ=0.5，且与台阶边缘 O 点的距离 s=5m．在台阶右侧固定了一个 1/4 圆弧挡板，圆弧半径 R=1m，圆弧的圆心也在 O 点。今以 O 点为原点建立平面 直角坐标系．现用 F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最 终水平抛出并击中挡板． （g 取 10m/s2 ） （1）若小物块恰能击中档板上的 P 点 （OP 与水平方向夹角为 37°，已知 sin37 0.6 ， cos37 0.8），则其离开 O 点时的速度大小； （2）为使小物块击中档板，求拉力 F 作用的最短时间； （3）改变拉力 F 的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置．求击中挡板时小物块 动能的最小值． 15．北京正负电子对撞机是国际上唯一高亮度对撞机， 它主要由直线加速器、 电子分离 器、环形储存器和对撞测量区组成，其简化原理如图所示： MN 和 PQ 为足够长的水 平边界， 竖直边界 EF将整个区域分成左右两部分， Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里， 磁感应强度为 B，Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外． 调节 Ⅱ 区域的磁感应强度的大小 可以使正负电子在测量区内不同位置进行对撞． 经加速和积累后的电子束以相同速率 分别从注入口 C 和 D 同时入射，入射方向平行 EF且垂直磁场．已知注入口 C、D 到 EF的距离均为 d，边界 MN 和 PQ 的间距为 8d，正、负电子的质量均为 m，所带电荷 量分别为 +e 和 -e ． （1）试判断从注入口 C 入射的是哪一种电子？忽略电子进入加速器的初速度，电子经 加速器加速后速度为 v0，求直线加速器的加速电压 U； （2）若将 Ⅱ区域的磁感应强度大小调为 B，正负电子以 m deBv1 的速率同时射入，则 正负电子经多长时间相撞？ （ 3 ）若将 Ⅱ 区域的磁感应强度大小调为 3 B ，正负电子仍以 m deBv1 的 速 率 射 入 ， 但 负 电 子 射 入 时 刻 滞 后 于 正 电 子 eB mt ，求正负电子相撞的位置坐标． 高三年级物理综合练习答案 一、单项选择题 1． D 2．C 3．A 4．D 5．C 二、多项选择题 6. BC 7. AB 8. BD 9. CD 三、简答题 10.（1）0.675 （2 分）（2）等于（ 2 分） 不需要（ 2 分） （3） mg Md 2 2 （2 分） 11．（1） （2 分） 2A （ 1 分） 1R （1 分） （ 2） （ 2 分） （3）2.5(2.4～2.6 均可 ) （2 分） 灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻（或灯泡电阻随温度升高而变大） （2 分） 12．A. （选修模块 3- 3 ） （ 1）CD （4 分） （ 2）1200 （2 分）大于（ 2 分） （ 3）解： ① PaghPP 5 01 102 2211 VPVP 3 12 22 cmVV （2 分） ② 182 103.5ANM Vn （2分） 12．B. （选修模块 3- 4 ） （1）A （ 4 分） （2）等于（ 2 分） 2 2 0gt （2 分） （3） ①C=600 3 3 2 sin 1 C n （2 分） ② aaaxx DEEF 2 3 2 1 c a c a t 3 2 3 2 3 （2 分） 12．C. （选修模块 3- 5 ） （1） BCD （4 分） （2） mv h （2 分） h Emv 2 2 0 2 （2 分） （3）① HeeH 3 2 0 1 3 1 （2 分） ② PPP 210 )( 21 PPP （2 分） 四、计算题 13． （1）t=2s I=4A （2 分） E=2V (2 分) (2) vxBE （1 分） t R EI 2 （ 1 分） 2/1 sm t va CtIq 4 （2 分） matSx 2 2 1 2 （2 分） (3) vFP （1 分） ma R vxBF 22 （ 1 分） 1 5.0 222 xma R vxBF （1 分） axv 22 （1 分） xxxxvFP 2421 5.0 2 （1 分） 14．解析： （1）小物块从Ｏ到Ｐ，做平抛运动 水平方向： 0cos37R v t （2 分） 数值方向： 2 2 137sinR gt （2 分） 解得： smv /3 3 4 0 （1 分） （2）为使小物块击中挡板，小物块必须能运动到 O 点 由动能定理得： 0F kEmgSx （2 分） 解得： x=2.5m（1 分） 由牛顿第二定律得： mamgF （ 2 分） 解得： 2/5 sma 由运动学公式得： 2 2 1 atx 解得： t=1s （1 分） （3）设小物块击中挡板的任意点坐标为（ x,y）则 tvx 0 2 2 1 gty （2 分） 由机械能守恒得： mgymvE k 2 02 1 又 222 Ryx 化简得： 4 3 4 2 mgy y mgREk （2 分） 由数学方法得 JEk 3 2 5 min （2 分） 15．解：（1）从 C入射的为正电子 （ 1 分） 由动能定理 2 02 1 mveU （ 2 分） 解得： e mvU 2 2 0 （1 分） （2）电子射入后的轨迹如图甲所示 电 子 在 Ⅰ 、 Ⅱ 区 域 中 运 动 时 半 径 相 同 ， 设 为 r， 由 r vmeBv 2 1 1 解 得 ： dr （2 分） 2 mT eB （ 2 分） 对撞时间： eB mTt 2 （2 分） （3）电子射入后的轨迹如图乙所示 电 子 在 Ⅰ 区 域 中 运 动 时 半 径 dr1 ， eB mT 2 1 电 子 在 Ⅱ 区 域 中 运 动 时 半 径 dr 32 ， eB mT 6 2 （ 2 分） 6 2T eB mt （2 分） 由几何关系 30 ， drx 2 33cos2 ， drdy 2 5sin4 2 正负电子相撞的位置坐标为（ d 2 33 ， d 2 5 ）（2 分）