2020-2021学年江苏省镇江市高三三模(最后一卷)物理试卷及答案解析

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2020-2021学年江苏省镇江市高三三模(最后一卷)物理试卷及答案解析

A B 镇江市高三物理模 拟试 卷 注意事项: 考生在答题前请认真阅读本注意事项 1.本试卷包含选择题和非选择题两部分.考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上 无效.本次考试时间为 100 分钟,满分值为 120 分. 2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号(考试号)用书写黑色字迹的 0.5 毫米签 字笔填写在答题卡上,并用 2B 铅笔将对应的数字标号涂黑. 3.答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,请用橡 皮擦干净后,再选涂其它答案.答非选择题必须用书写黑色字迹的 0.5 毫米签字笔 写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效. 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,水平地面上有一个半球体 A.现在 A 与竖直墙之间放一完 全相同的半球体 B,不计一切摩擦, 将 A 缓慢向左移动 (B 未与地面接 触),则在此过程中 A 对 B 的弹力 F1、墙对 B 的弹力 F2 A. F1 变小、 F2 变小 B. F1 变小、 F2 变大 C. F1 变大、 F2 变大 D.F1 变大、 F2 变小 2.如图所示,一理想变压器的原线圈接有电压为 U 的交流电,副线圈接有电阻 R1、光 敏电阻 R2(阻值随光照增强而减小) ,开关 K开始时处于闭合状态,下列说法正确 的是 A.当光照变弱时,变压器的输入功率增加 B.当滑动触头 P 向下滑动时,电阻 R1 消耗的功率增加 C.当开关 K 由闭合到断开,原线圈中电流变大 D.当 U 增大时,副线圈中电流变小 3.如图所示,在正点电荷 Q 的电场中有 M、N、 P、F 四点, M、N、P 为直角 三角形的三个顶点, F 为 MN 的中点, 30M .M、N、P、F 四点处的电势分别用 M 、 N 、 p 、 F 表示 .已知 M N , P F ,点电荷 Q在 M、N、P 三点所在平面内,则 A.点电荷 Q 一定在 MP 的中点 B. P 大于 M C. N 点的场强比 P 点的场强大 D.将负试探电荷从 P 点搬运到 N 点,电场力做正功 4.如图所示,将一铝管竖立在水平桌面上,把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的 强磁铁从铝管上端由静止释放,强磁铁在铝管中始终与管壁不 接触 .则强磁铁在下落过程中 A.若增加强磁铁的磁性,可使其到达铝管底部的速度变小 B.铝管对水平桌面的压力一定逐渐变大 C.强磁铁落到铝管底部的动能等于减少的重力势能 D.强磁铁先加速后减速 5.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力 .若不计空 n1 n2 R1 R2 P K ~U M 300 F N P . 铝管 强磁铁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 C OK 气阻力,则在整个上升过程中,下列关于物体机械能 E、速度大小 v、重力势能 Ep、 动能 Ek随时间变化的关系中,正确的是 E t v t Ep EK t tO O OO 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,错选或不答得 0 分. 6.如图所示是磁流体发电机的示意图,两平行金属板 P、Q 之间有一个很强的磁场 .一 束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)沿 垂直于磁场的方向喷入磁场 .把 P、Q 与电阻 R 相连接 .下列说法正确 的是 A. Q 板的电势高于 P 板的电势 B. R 中有由 a 向 b 方向的电流 C.若只改变磁场强弱, R 中电流保持不变 D.若只增大粒子入射速度, R 中电流增大 7.2016 年 10 月 17 日,“神舟十一号”与“天宫二号”交会对接成为组合体,如图所 示.10 月 20 日组合体完成点火程序, 轨道高度降低 .组合体在高、 低轨道上运行时均可视为做匀速圆周运动 .下列说法正确的是 A.在高轨道上运行时组合体的加速度较小 B.在低轨道上运行时组合体的周期较小 C.组合体可以一直飞行在北半球的上空 D.点火使组合体速率变大,从而降低了轨道高度 8.将一物体由坐标原点 O 以初速度 v0 抛出,在恒力作用下轨迹如图所示, A 为轨迹最 高点, B 为轨迹与水平 x 轴交点,假设物体到 B 点时速度为 vB,v0 与 x 轴夹角为 , vB 与 x 轴夹角为 ,已知 OA水平距离 x1 大于 AB水平 距离 x2,则 A.物体在 B 点的速度 vB大于 v0 B.物体从 O 到 A 时间大于从 A 到 B 时间 C.物体在 O 点所受合力方向指向第四象限 D. 可能等于 9. 如图所示,物体 A 和带负电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接, A、B 的质量 分别是 m 和 2m,劲度系数为 k 的轻质弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体 A 相连,倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中,整个系统不计一切摩擦 .开 始时,物体 B 在一沿斜面向上的外力 F=3mgsinθ的作 用 下 保 持 静 止且轻绳恰好伸直,然后撤去外力 F,直到物体 B 获 得最大速度,且弹簧未超过弹性限度,则在此过程中 A.撤去外力 F 的瞬间,物体 A 的加速度为 gsin B.撤去外力 F 的瞬间,物体 B 的加速度为 3gsin 2 C.A、B 获得最大速度时,弹簧伸长量为 3mgsin k D.物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒 A θ E y x v0 o .A x1 x2 B v B 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纸相应的位置. 10.(8 分)某实验小组应用如图所示装置 “探究加速度与物体受力的关系 ”,已知小车 的质量为 M,单个砝码质量为 m,打点计时器所接的交流电的频率为 50 Hz,动滑 轮轻质.实验步骤如下: A.按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直; B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动; C.挂上砝码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速 度; D.改变砝码的数量,重复步骤 C,求得小车在不同合力作用下的加速度. 根据以上实验过程,回答以下问题: (1)对于上述实验,下列说法正确的是 ▲ A.砝码的质量应远小于小车的质量 B.实验过程中砝码处于超重状态 C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D.弹簧测力计的读数应为砝码重力的一半 (2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度 a= ▲ m/s 2.(结果保留两位有效数字 ),若交流电的实际频率大于 50 Hz,则上述计算结果 与实际值相比 ▲ (填“偏大”、“偏小”或“相同”) (3)由本实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象,与 本实验相符合的是 ▲ 11.(10 分)某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中.利用了如下实验器 材:电压表,电阻箱(阻值范围 0~999.9 );开关、导线若干. (1)用笔画代替导线,请将图 1 甲中器材连接成实验电路; 图 1 (2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后逐次改变电阻 箱接入电路的阻值 R,读取与 R 对应的电压表的示数 U,并将相应的数据转化为 坐标点描绘在 U-U/R 图中 .请将图 1 乙、丙中电阻箱和电 压表所示的数据转化为坐标点描绘在图 2 所示的坐标系 中(用“ +”表示) ,并画出 U-U/R 图线; (3)根据图 2 中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势 的测量值 E= ▲ V,内电阻测量值 r =_ ▲ Ω.(保留 3 位有效数字) (4)不同小组的同学分别用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成)完 成了上述的实验后, 发现不同组的电池组的电动势基本相同, 只是内电阻差异较大 . 同学们选择了内电阻差异较大的甲、 乙两个电池组进一步探究, 对电池组的输出功 率 P 随外电阻 R 变化的关系,以及电池组的输出功率 P 随路端电压 U 变化的关系 进行了猜想,并分别画出了如图 3 所示的 P-R 和 P-U 图象 .若已知甲电池组的内电 阻较大,则下列各图中可能正确的是 ▲ (选填选项的字母) . 图 3 R P 乙 甲 O A R P 甲 乙 O B U P 甲 乙 O C U P 乙 甲 O D 12.【选做题】本题包括 A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内................... 作答...若多做,则按 A、B 两小题评分. A.[选修 3 – 3 ](12 分) (1)下列说法中正确的是 ▲ . U/ V U R/A图 2 0 1.00 2.00 1.50 3.00 2.50 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 A.所有晶体沿着各个方向的物理性质都相同 B.饱和气压随温度升高而增大 C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.液体表面层的分子分布比内部稀疏 (2)快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示 .假设袋内气体与 外界没有热交换,当充气袋四周被挤压时,袋内气体压强 ▲ (填 “增大 ”、“减 少 ”或 “不变 ”),对外界 ▲ (填 “做正功 ”、“做负功 ”或 “不做功 ”). (3)如图所示,一轻活塞将体积为 V、温度为 2T0 的理想气体,密封在内壁光滑的圆柱 形导热汽缸内 .已知大气压强为 p0,大气的温度为 T0,气体内能 U 与温度的关系为 U=aT(a为正常数 ).在汽缸内气体温度缓慢降为 T0 的过程中,求: ① 气体内能减少量 ΔU; ② 气体放出的热量 Q. B.[选修 3 – 4 ](12 分) (1)下列说法中正确的是 ▲ A.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,蓝光的条纹间距宽 B.光纤通信利用了光的全反射的原理 C.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的 D.动车组高速行驶时,在地面上测得车厢的长度明显变短 (2)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播, t=0 时刻的波形如图所示 (此时波 恰好传播到 x=6 m 处).质点 a 平衡位置的坐标 xa=2.5 m,该质点在 8 s 内完成了 4 次全振动,则该列波的波速是 ▲ m/s;位于 x=20 m 处的质点再经 ▲ s 将第一次经过平衡位置向 y 轴负方向运动 . (3)一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面 AOB 镀银 (图中粗线 ),O 表示半圆截 面的圆心 .一束光线在横截面内从 M 点的入射角为 30°,∠ MOA=60°,∠NOB= 30°.(已知 sin 15°= 6- 2 4 ) ①求光线在 M 点的折射角; ②求透明物体的折射率 . C.[选修 3 – 5 ](12 分) (1)如图所示,某原子的三个能级的能量分别为 E1、E2 和 E3.a、b、c 为原子跃迁所发 出的三种波长的光,下列判断正确的是 ▲ A.E1>E3>E2 B.(E3-E2)=(E2-E1) C.b 光的波长最长 D.c 光的频率最高 (2)2011 年 3 月 11 日在日本海域发生强烈地震, 强震引发了福岛核电站危机 .核中的 235 92 U 发生着裂变反应,试完成下列反应方程式: 235 92 U+1 0 n→ 141 56 Ba+92 36 Kr+ ▲ ;已知 235 92 U、 141 56 Ba、 92 36 Kr 和中子的质量分别是 mU、mBa、mKr、mn,该反应中一个 235 92U 裂变时放出 的能量为 ▲ .( 已知光速为 c) (3)如图所示, A、 B 两个木块质量分别为 2 kg 与 0.9 kg,A、B 与水平地面间接触面 光滑,上表面粗糙,质量为 0.1 kg 的铁块以 10 m/s 的速度从 A 的左端向右滑动, 最后铁块与 B 的共同速度大小为 0.5 m/s,求: ① A 的最终速度; ② 铁块刚滑上 B 时铁块的速度 . 四、计算题: 本题共 3 小题,共计 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.(15 分) CD、EF 是水平放置的电阻可忽略的光滑水平金属导轨,两导轨距离水平 地面高度为 H,导轨间距为 L,在水平导轨区域存在磁感应强度大小为 B,方向垂 直导轨平面向上的矩形有界匀强磁场 (磁场区域为 CPQE),如图所示, 导轨左端与 一弯曲的光滑轨道平滑连接, 弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻 R,将一阻值也为 R 的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度 h 处由静止释放, 导体棒最终通过 磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端 x 处 . 已知导体棒与导轨始终接触良好,重力加速度为 g,求 ( 1)电阻 R 中的最大电流的大小与方向 ; ( 2)整个过程中,导体棒中产生的焦耳热; ( 3)若磁场区域的长度为 d,求全程流过导体棒的电量 . 14.(16 分)微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性 .对于氢原子模型, 因为原子核 的质量远大于电子质量,可以忽略原子核的运动,形成类似天文学中的恒星 - 行星 系统,记为模型Ⅰ .另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转,而是类似天 文学中的双星系统, 核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某 一点做匀速圆周运动,记为模型Ⅱ .已知核外电子的质量为 m,氢原子核的质量为 M,二者相距为 r,静电力常量为 k,电子和氢原子核的电荷量大小均为 e. ( 1)模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用 EkⅠ、 EkⅡ表示,请通过定量计算来比较 Ek Ⅰ、 EkⅡ的 大小关系; ( 2)求模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期 TⅠ和 TⅡ; ( 3)通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案, 请分析这样简化处理的合理性。 15.(16 分)如图,矩形 abcd 区域有磁感应强度为 B 的匀强磁场, ab 边长为 3L,bc 边 R h H x B d C D E F P Q a b 足够长.厚度不计的挡板 MN 长为 5L,平行 bc 边放置在磁场中,与 bc 边相距 L, 左端与 ab 边也相距 L. 电子质量为 m、电荷量为 e 的电子,重力忽略不计,由静 止开始经电场加速后沿 ab 边进入磁场区域, 若电子与挡板碰撞则完全被吸收并导 走. ( 1)设加速电压 U= U0,求电子进入磁场中的速度大小 ( 2)如果加速电压控制在一定范围内,能保证在这个电压范围内加速的电子进入 磁场后在磁场 中运动时间都相同,求这个加速电压 U 的范围. ( 3)调节加速电压,使电子落在挡板上表面,求电子落在挡板上表面的最大宽度 ΔL. 镇江市高三物理模拟试卷 物理参考评分标准 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 . 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. 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. 【必做题】 10 答案: (1)c ( 2 分)( 2) 0.88(2 分)偏小( 2 分) (3)A (2 分) 11 答案: ( 1)图 1 (2 分) 题号 1 2 3 4 5 答案 C B B A D 题号 6 7 8 9 答案 BD AB AC AC U/ V U R/A图 2 0 1.00 2.00 1.50 3.00 2.50 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 S 图 1 电阻箱 R (2)图 2(2 分) ( 3)2.93V(2.85~3.00V)(2 分) 1.34Ω(1.25~1.40Ω)(2 分) (4)BC(2 分) 12.【选做题】本题包括 A、B、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内 作答 .若多选,则按 A、B 两小题评分 . 12A【选修 3-3 】(12 分)(1)BD (4 分)(2)增大( 2 分)、做负功( 2 分) (3) ①由题意可知 ΔU=a(2T0-T0)=aT0(1 分) ②设温度降低后的体积为 V′,则 V 2T0 = V′ T0 (1 分) 外界对气体做功 W= p0·(V-V′) (1 分) 热力学第一定律 ΔU=W+Q (1 分)解得 Q=aT0+ 1 2P0V( 1 分) 12B【选修 3-4 】( 12 分)( 1) B(4 分)( 2)2(2 分)、 8(2 分) (3)如图,透明物体内部的光路为折线 MPN,Q、M 点相对于底面 EF对称, Q、P 和 N 三点共线 . 设在 M 点处,光的入射角为 i,折射角为 r,∠OMQ=α,∠PNF=β.根据题意有 α =30° 由几何关系得, ∠ PNO=∠PQO=r,则有: β+r= 60° 且 α+ r=β 联立式得: r=15° (2 分) (2)根据折射率公式有 sin i= nsin r(1 分) 得 n= 6+ 2 2 .(1 分) 12C【选修 3-5 】( 12 分) (1)D (4 分) (2)31 0n (2 分) (m U-mBa- mKr-2m n)c2 (2 分) (3) ①A、B 与铁块组成的系统水平方向动量守恒,铁块初速度为 v0,A 的最终 速度为 vA,铁块与 B 的共同速度大小为 vB,则 mv0= mAvA+(m+mB)vB(1 分)解得 vA =0.25 m/s(1 分) ② 铁块刚滑上 B 时铁块的速度为 v1,此时 A、B 有共同速度为 vA, 则 mv0= mv1+(mA+mB) vA(1 分)代入数据,解得 v1=2.75 m/s. (1 分) 四、计算题:本题共 3 小题,共计 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、(15 分) (1)由题意可知,导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大,产生的感应电动势最大,感应电 流最大,由机械能守恒定律有 2 1 1 2 mgh mv 解得 1 2v gh (1 分) 由法拉第电磁感应定律得 1E BLv (1 分) 由闭合电路欧姆定律得 2 EI R (1 分) 联立解得 2 2 BL ghI R (1 分),方向由 a 到 b( 1 分) (2)由平抛运动规律 2 21 2 X v t H gt ( 2 分)解得 2 2 gv X H (1 分) 由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为 2 2 2 1 2 1 1 2 2 4 mgXQ mv mv mgh H (2 分) 即电阻产生的热量为 21 1 2 2 8 mgXQ Q mgh H ( 1 分) (3)设导体棒通过磁场区域时整个回路的平均电流为 I ,用时 t 则通过导体截面电量 q I t (1 分)其中 2 EI R (1 分) BLdE t (1 分) 综上 2 BLdq R (1 分) 14.(16 分) ( 1)模型Ⅰ中,设电子和原子核的速度分别为 v 对于电子绕核的运动,根据库仑 定律和牛顿第二定律有 2 2 2 ke mv r r (2 分) 解得: 2 2 k 1 2 2 keE mv rⅠ (1 分) 模型Ⅱ中,设电子和原子核的速度分别为 v1、v2,电子的运动半径为 r1,原子核的 运动半径为 r 2。根据库仑定律和牛顿第二定律 对电子有: 22 1 2 1 mvke r r ,解得 2 2 k1 1 12 1= 2 2 keE mv r r (2 分) 对于原子核有: 22 2 2 2 = Mvke r r ,解得 2 2 k2 2 22 1= 2 2 keE Mv r r ( 2 分) 系统的总动能: EkⅡ=Ek1+ Ek2= 2 2 1 22 ( ) 2 2 ke ker r r r (1 分) 即在这两种模型中,系统的总动能相等。 (1 分) (2)模型Ⅰ中,根据库仑定律和牛顿第二定律有 2 2 2 2 4ke m r r TⅠ ,解得 2 3 2 4 mrT keⅠ (2 分) 模型Ⅱ中,电子和原子核的周期相同,均为 TⅡ 根据库仑定律和牛顿第二定律 对电子有 2 2 12 2 4ke m r r TⅡ , 解得 2 2 1 2 24 ke Tr r m Ⅱ (1 分) 对原子核有 2 2 22 2 4ke M r r TⅡ , 解得 2 2 2 2 24 ke Tr r M Ⅱ (1 分) 因 r1+r2=r,将以上两式代入,可解得 2 3 2 4 ( ) mMrT ke M mⅡ (1 分) (3)所以有 T M m T M Ⅰ Ⅱ (1 分) 因为 M>>m,可得 TⅠ≈TⅡ,所以采用模型Ⅰ更简单方便。 (1 分) 15(16 分)( 1)由动能定理得: eU0= 1 2mv 2 (2 分) 解得 02eUv m (1 分) (2)只要电子从 ad 边离开磁场,其运动的轨迹都为半圆,且运动时间相同,当电子 与挡板下表面相切时轨迹的半径 r1=2L,圆心为 O1,如图所示, 要使电子在磁场中的运 动时间相等,必须满足: r3L(1 分) 即电子不可能绕过挡板最右端 N 点从 ad 边离开磁场,所以使电子在磁场中运动时 间相同的电压的取值范围是: 0
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