【物理】江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校2020届高三上学期联考（解析版）

【物理】江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校2020届高三上学期联考（解析版）

江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校 ‎2020届高三上学期联考试题 一、单项选择题 ‎1.对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是 A. 开普勒提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 B. 卡文迪许利用扭秤实验装置测量出万有引力常量 C. 奥斯特观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似提出了分子电流假说 D. 笛卡尔根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.哥白尼提出日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；‎ B. 卡文迪许利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，故B正确；‎ C.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似提出了分子电流假说，故C错误；‎ D.伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.猫和老鼠的家分别在同一条笔直街道上。老鼠从家出发沿街缓慢寻找食物的方向正好冲着猫的家。在自家门口的猫看到后立刻以最大速度飞奔而上捕获老鼠后回家(假设老鼠没有发现危险)。下列x-t图中，大致能反映上述过程的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD.假设老鼠家为坐标原点，老鼠的位移逐渐增大，某一时刻，猫从家去追老鼠，则距离老鼠家的位移逐渐减小，当猫抓到老鼠后又返回家，此时距离原点逐渐增大，故C正确ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图，带有底座的光滑大圆环放在水平桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点由静止开始沿者大圆环右侧滑下，在小环下滑过程中 A. 小环重力的功率一直增大 B. 小环所受合力一直不做功 C. 底座对桌面的压力先减小后增大 D. 底座对桌面的摩擦力方向一直向左 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在最高点时重力功率为零，在最低点时速度方向水平则重力功率也为零，所以重力功率先增大后减小，故A错误；‎ B.小环速度一直增大，则合力一定做功，故B错误；‎ C.以小环和大圆环的系统受力分析，小环开始向下运动，加速度有指向圆心方向和沿圆弧斜向下放下，整体具有竖直向下的加速度分量，整体处于失重状态，因此对桌面的压力先减小，后加速度指向圆心斜向上，具有竖直向上的分量，整体处于超重状态，因此对桌面的压力增大。 ‎ D.当小环从最高点下落到与圆心等高时，小环对大环的压力向左下，此时底座对桌面的摩擦力方向向右；当小环从圆心等高下落到最低点时，小环对大环的压力向右下，此时底座对桌面的摩擦力方向向左。故D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.如图所示，平行板电容器C通过电阻箱R与恒压电源E连接，开关S闭合时一带电粒子刚好静止在水平放置的两板中央，若使粒子向下运动，以下说法正确的是 A. 断开开关 B. 将板间距增大 C. 将电容器的上极板水平向右平移少许 D. 增大电阻箱R的阻值 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.断开开关，电容器电荷量不变，不改变极板间场强，粒子仍保持静止，故A错误；‎ B.极板间距增大，由 可知场强减小，电场力减小，则粒子向下运动，故B正确；‎ C.将电容器的上极板水平向右平移少许，极板正对面积减小，但极板间距不变，则场强和电场力均不改变，故C错误；‎ D.因电容器与电源串联，则电容器两端电压与电源电动势相等，改变电阻箱阻值，并不会改变电容器电压，所以粒子仍静止，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图(a)所示，在水平路段AB上有质量为1×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右与匀速行驶，汽车前方的水平路段BC因粗糙程度与AB段不同引起阻力变化，汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图(b)所示，t=15s时汽车附好到达C点，并且已做匀速直线运动，速度大小为5m/s.运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变，假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力为=2000N，下列说法正确的是 A. 汽车在BC段牵引力增大，所以汽车在BC段的加速度逐渐增大 B. 汽车在AB、BC段发动机的额定功率不变都是1×104W C. 由题所给条件不能求出汽车在8m/s时加速度的大小 D. 由题给条件可以求出汽车在BC段前进的距离 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由v-t图斜率代表加速度可知，BC段图像斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A错误；‎ B.当在AB匀速运动时牵引力与摩擦力相等，则有 C.由B选项可知汽车额定功率，当汽车速度为8m/s时，则此时的牵引力 则此时加速度为 故C错误；‎ D.设从B到C的距离为x，由动能定理可知 解得 故D错误。‎ 故选D。‎ 二、多项选择题 ‎6.如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L是小灯泡。当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是 A. 电流表示数减小 B. 电压表示数不变 C. 灯泡亮度变暗 D. 电源效率降低 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD.由题可知，当照射到R0的光照强度减小时，R0‎ 的阻值增大，则总电阻增大，总电流减小；电源内部分压减小，路端电压增大，则电压表示数增大；R1分压减少，并联部分电压增大，通过R2的电流增大，通过灯泡电流减小，则灯泡变暗；由闭合电路欧姆定律可知电源效率 因电流减小，则电源效率增大；综上，故AC正确BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.空间某一静电场的电势。在轴上分布如图所示，A、B、C、D是轴上的四个点，则 A. A、B两点的场强关系是 B. A、D两点在方向上的场强方向相同 C. 同一负点电荷在C点时的电势能大于在D点时的电势能 D. 某一正电荷仅在电场力作用下由A运动到D的过程中速度的最小值在B点 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.φ-x图象的斜率表示电场强度，由图知A处斜率大，则A处场强大，即EA＞EB，‎ A处斜率小于D处斜率，则有EA>ED，故A正确B错误；‎ C.由电势的定义式 由公式可知对于负电荷，在电势越高的地方电势能反而越小，则负点电荷在C点时的电势能大于在D点时的电势能，故C正确；‎ D.由图可知，正电荷由A运动到B的过程中，电场力做正功速度增大；由B运动到D的过程中，电场力做负功速度减小，则在B点速度最大，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎8.一天体绕地球做圆周运动的周期为T，线速度为，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g.则该天体离地面的高度为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.在地球表面由万有引力公式 可得 设离地面高度h，再由圆周运动公式 解得 故B正确A错误；‎ CD.由圆周运动公式 解得 故C正确D错误。‎ 故选BC。‎ ‎9.如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O′，半径为R。直线段AC，HD粗糙，与圆弧段分别在C，D端相切。整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若，小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为g.则 A. 小球释放瞬间的加速度为 B. 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于 C. 经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是 D. 小球经过O点时，对轨道的弹力可能为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由题可知，斜面倾角为60°，刚开始释放时，小球受电场力、重力，可能由支持力，沿斜面方向受力分析可得 解得 故A正确；‎ B. 当小球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时，小球做匀速直线运动，小球在轨道内受到的摩擦力最大，则重力与电场力的合力为 则小球在轨道内受到的摩擦力不可能大于，故B错误；‎ C. 根据动能定理，可知，取从静止开始到最终速度为零，则摩擦力做功与重力及电场力做功之和为零，则摩擦力总功 解得 故C错误；‎ D. 设小球受到的支持力为N，对小球在O点受力分析，且由C向D运动，由牛顿第二定律，则有：‎ 从C到O点由机械能守恒定律 解得 当小球由D向C运动时，‎ 解得 故D正确。‎ 故选AD。‎ 三、简答题 ‎10.如图甲所示跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置质量为m的金属片C，在B的正下方定距离处有固定的金属圆环D.先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。‎ ‎（1）选取纸带上的一段来研究，其中O点是释放瞬间打下的点，运动过程中纸带上计数点的间距如图所示，其中每相邻两点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的工作频率为f=50Hz。若测得S1=4.20cm，S2=16.8cm，S3=37.8cm，S4=67.2cm，S5=100.8cm，S6=134.4cm.用该装置验证机械能守恒定律，则最好利用点_______到点________之间的纸带来研究。‎ ‎（2）请计算出C被阻挡前B的加速度大小=________m/s2，B刚穿过D时的速度大小_________m/s，(结果保留两位有效数字)‎ ‎（3）)在第（1）问研究的一段纸带中，求得动能增加量=________(用已知质量及第(2)问所得速度写出表达式)，重力势能减小量=_________(用测得物理量及当地重力加速度g写出表达式)。‎ ‎【答案】(1). 0 4 (2). 8.4m/s2 3.4m/s (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]因验证机械能守恒定律，则物体需做自由落体运动，则连续相同时间的位移差相等，可知点0-4段为自由落体阶段；‎ ‎（2）[3]由题可知，0-4计数点的四段位移分别为：4.2cm、12.6cm、21.0cm、29.4cm，由 解得 ‎[4]由题当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止，以后B做匀速运动，则有 因保留两位有效数字，故 ‎ ‎（3）[5]由题可知，当速度为时，动能增加量为 此时下落高度为 ，则重力势能减小量为 ‎11.小明同学想利用如下器材测一节叠层电池的电动势和内阻，实验室备有下列器材：‎ A.电流表A1(满偏电流10mA，内阻Rg=10Ω)‎ B.电流表A2(0～0.6～3A，内阻未知)‎ C.滑动变阻器R(0～50Ω)‎ D.定值电阻R0(990Ω)‎ E.开关S与导线若干 ‎（1）请设计电路，并将电路图画在本题的方框内，并标注所选器材的符号(比如A1)‎ ‎（2）小明利用上述设计的实验电路得到多组电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2，然后通过描点作图，得到I1-I2的图像，若图像斜率的绝对值为k，则该电池内阻r的表达式为r=____________.‎ ‎（3）该实验中测得电源电动势的测量值E′与真实值E的关系为E′_________E(选填“>”、“<”或者“=”)。‎ ‎【答案】(1). (2). (3). “=”‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]由题可知，由于没有电压表则需把电流表A1和定值电阻R0改装为电压表，则电路图如图：‎ ‎（2）[2]由闭合电路的欧姆定律可得 解得 则有 解得 ‎（3）[3]本实验中所测电压为路端电压，电流为实际通过电源内部的电流，则实验没有误差，故该实验中测得电源电动势的测量值E′与真实值E相等。‎ ‎12.以下说法中不正确的是___________.‎ A. 汤姆孙通过实验发现了质子 B. 查德威克通过实验发现了中子 C. 德布罗意认为一切物体都有波粒二象性 D. 一束光照射到某种金属上不能发生光电数应，是因为光的强度太弱 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 汤姆孙通过实验发现了电子，故A错误；‎ B. 查德威克通过实验发现了中子，故B正确；‎ C. 德布罗意认为一切物体都有波粒二象性，故C正确；‎ D. 一束光照射到某种金属上不能发生光电数应，是因为光的频率没有达到极限频率，故D错误。‎ 故选AD ‎13..是若干核反应的一种，其中为中子，X为未知粒子，y为X的个数，则X是______(选填“质子”“中子”或“电子”)，y=______.‎ ‎【答案】中子 3‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] [2]设X的质量数为m，质子数为n，则在核裂变前后质量数守恒可知 电荷数守恒 解得 m=1‎ n=0‎ 由此判断粒子为中子，y=3。‎ ‎14.质量为1kg的小球A以3m/s的速度与静止于光滑水平面上质量为2kg的小球B发生正碰后粘在一起向右运动，求：‎ ‎①原来静止小球获得的速度大小；‎ ‎②碰撞过程中损失的机械能。‎ ‎【答案】①1m/s ②3J ‎【解析】‎ ‎【详解】①设两小球共速后的速度为 ，由动量守恒可知 解得 ‎②设碰撞过程中损失的机械能为 ，由动能定理可得 解得 ‎15.下列说法中正确的是( )‎ A. 布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动 B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致 C. 当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小 D. 一定质量气体在等容变化中压强增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 液体分子无法用普通光学显微镜观察，实际观察到的是固体小颗粒在液体分子中无规则碰撞造成的无规则运动，故A错误；‎ B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致，故B正确；‎ C. 当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小，故C错误；‎ D.一定质量气体在等容变化中压强增大，则温度升高，分子的平均速率增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，故D正确。故选BD。‎ ‎16.某容器容积为V，充入氮气的密度为，摩尔质量M，阿伏伽德罗常数NA.则容器中氮气分子的总个数为________；氮气分子间的平均距离为___________。‎ ‎【答案】 。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由题可知，气体的摩尔数为 所以气体分子数为 ‎ [2]由[1]可得，单个分子的体积为 假定分子所占体积为立方体，则分子间距离r为 ‎17.如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，内能增加了10J.已知该气体在状态A时的体积为1×10-3m3.求：‎ ‎①该气体在状态B时的体积；‎ ‎②该气体从状态A到状态B的过程中，气体与外界传递的热量.‎ ‎【答案】①.1.2×10-3m3 ；②.30J。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①.由图可知，从状态A到状态B的过程中压强不变，则由盖吕萨克定律可得 解得 ‎②. 从状态A到状态B的过程中压强不变，整个过程对外做功为 根据热力学第一定律 解得 ‎18.下列说法正确的是_______‎ A. 单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显 B. 光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理 C. 机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离 D. 地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越暗，衍射现象越不明显，选项A错误；光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，选项B正确；机械波传播过程中，质点不随波迁移，选项C错误； 根据相对论原理可知，地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了，选项D正确；故选BD.‎ ‎19.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，沿传播方向上位于平衡位置的质点A的振动图像如图乙所示．该横波的传播方向为______（选填“向右”、“向左”）；波速大小______m/s．‎ ‎【答案】向左 8m/s ‎【解析】由A点的振动图像可知，t=0时刻质点A 向上振动，由波形图可知，波向左传播；因λ=4m，T=0.5s，则.‎ ‎20.图示装置可用来测定水的折射率．当圆柱形容器内未装水时，从A点沿AB 方向能看到对边上的点E；当容器内装满水时，仍沿AB方向看去，恰好看到底面直径CD上的点D．测得容器直径CD=12cm，高BC=16cm，DE=7cm．已知光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s，求：‎ ‎①水的折射率n；‎ ‎②光在水中的传播速度v．‎ ‎【答案】①4/3 ②2.25×108m/s ‎【解析】①做出光路图，设入射角为i、折射角为r,则： ，则sini=0.8；‎ ‎，则sinr=0.6 ‎ 折射率： ‎ ‎②由 可得光在水中的速度： ‎ 点睛：本题考查几何光学问题，对数学几何要求能力较高，关系是确定入射角和折射角，通过折射定律进行解决．‎ 四、计算题 ‎21.如图甲所示，矩形导体框架abcd水平固定放置，已知ac边长1m，ab边长为2m，ac边和bd边的阻值均为1Ω，其他部分电阻不计。阻值为1Ω的导体棒MN放在框架正中间，与框架接触良好。导体框处于方向如图甲所示的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示。‎ ‎（1）当开关S断开时，求0～1s内导体棒上的电流方向及大小；‎ ‎（2）1s时闭合开关，同时导体棒以=1m/s的初速度水平向左运动，求此时ac边上的电流方向及导体棒受到的安培力大小；‎ ‎（3）求0～2s内，ac边上产生的热量。‎ ‎【答案】（1）0.5A，方向由M指向N ‎（2）方向由a指向c，安培力大小N。‎ ‎（3）0.36J。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当开关断开时，感应电动势为 则感应电流为 由楞次定律可知，感应电流方向由M指向N。‎ ‎（2）导体棒以=1m/s初速度水平向左运动时，此时感应电动势为 由右手定则可知，电流方向由N指向M，则在ac边上的电流方向由a指向c.‎ 电路中总电阻为 电路中总电流为 则导体棒的安培力为 ‎（3）由（1）可知0～1s内ac边的热量为 ‎1～2s内，因与串联，则ac边的电流为 此过程中产生热量 则0～2s内，ac边上产生的热量 ‎22.如图所示，在粗糙的水平面上有一足够长的质量为M=2kg的长木板，在长木板右端有一质量为m=1kg的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数=0.2，长木板与地面之间的动摩擦因数为=0.1，长木板与小物块均静止。现用F=15N的水平恒力向右拉长木板，经时间t=1s撤去水平恒力F.‎ ‎（1）在F的作用下，长木板的加速度为多大?‎ ‎（2）刚撤去F时，小物块离长木板右端多远?‎ ‎（3）最终小物块离长木板右端多远?‎ ‎【答案】（1）5m/s2；（2）1.5m；（3）2.5m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设长木板的加速度为a，由牛顿第二定律可得 解得 ‎（2）设小物块此时加速度为a1，由牛顿第二定律可得 解得 刚撤去F时，小物块离长木板右端的距离也即是长木板与小物块的位移差，由运动学公式 解得 ‎（3）由题可知最终小物块与长木板共速，设此时速度为v。‎ 刚撤去F时，木板的加速度为 解得 刚撤去F时，长木板速度 刚撤去F时，小物块速度为 设从撤去F时到一起匀速运动的时间为 ，则有 解得 在时间内，木板与小物块的位移差为，由运动学公式 解得 最终小物块离长木板右端的距离 ‎23.如图所示，长为、相距为的两平行金属板，有一质量为m、带电量为q的带负电的粒子以初速度从两板中央平行极板方向射入电场，从飞入时刻算起，A、B板间所加电压的变化规律如图所示(图中所给和T均未知)且粒子从上极板边缘C点离开极板(不计粒子重力).‎ ‎（1）为了使带电粒子离开电场时速度最大，求速度的最大值；‎ ‎（2）为了使带电粒子离开电场时速度最小，交变电压周期T应满足什么条件，所加电压为多大；‎ ‎（3）当带电粒子以最大速度离开电场时，在两平行金属板右侧紧贴极板加一恒定磁场，粒子经过磁场偏转后从下极板由边缘D点进入平行金属板，则粒子在磁场中运动的时间是多少?‎ ‎【答案】（1） ；（2）（n=1、2、……）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设粒子从上极板边缘C点离开极板时竖直速度为vy，由运动学公式 粒子在水平方向 粒子在竖直方向 解得 则粒子离开时的速度 ‎（2）当粒子离开电场时速度最小时，则竖直方向速度为零，故粒子在电场中运动时间为，其中（n=1、2、……），则周期为 粒子在水平方向 粒子在竖直方向 解得 ‎（n=1、2、……）‎ ‎（3）最大速度离开的速度为，方向与水平方向夹角为450，由几何关系得在磁场中圆周运动半径是 洛仑兹力提供向心力 解得 在磁场中运动的圆心角为 则粒子在磁场中运动时间