【物理】江苏省扬州中学2020届高三下学期5月质量检测 13页

江苏省扬州中学2020届高三下学期 ‎5月质量检测 ‎（满分120分，考试时间为100分钟）‎ 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—个选项符合题意．‎ ‎1．关于传感器，下列说法中正确的是 ‎ A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断 C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量 D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大 ‎2．如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G为灵敏电流计．闭合开关S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是 ‎ A．G中电流方向由a到b B．RT两端电压变大 C．C所带的电荷量保持不变 D． L变暗 ‎3. 如图所示，半径为R的半球形碗固定于水平地面上，一个质量为m的物块，从碗口沿内壁由静止滑下，滑到最低点时速度大小为v，物块与碗之间的动摩擦因数恒为μ，则下列说法正确的是 ‎ A. 在最低点时物块所受支持力大小为 B. 整个下滑过程物块所受重力的功率一直增大 C. 物块在下滑至最低点过程中动能先增大后减小 D. 整个下滑过程摩擦力对滑块做功 ‎4．如图为两个不等量异种电荷电场的电场线，O点为两点电荷连线的中点，P点为连线中垂线上的一点，下列判断正确的是 ‎ A．P点场强大于O点场强 ‎ B．P点电势高于O点电势 C．将一正试探电荷从靠近负电荷右侧处移动到无限远处，其电势能逐渐增大 D．从P到O移动一正试探电荷，电场力做负功 ‎5．如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd．t=0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的是　‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，满分l6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．如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星轨道的示意图，其半径为R，曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是 ‎ A．椭圆轨道的半长轴长度为R B．卫星在I轨道的速率为，卫星在Ⅱ轨道B点的速率为，则 ‎ C．卫星在I轨道的加速度大小为a0，卫星在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则a0< ‎ D．若OA=0.5R，则卫星在B点的速率 >‎ ‎7．如图，理想变压器原副线圈的匝数比n1:n2=10:1，将原线圈接在交流电源上，副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接人电路，已知交流电源电压，现在A、B两点间接入不同的电子元件，下列说法正确的是 ‎ A．在AB间串联一相同电阻R，电压表的示数为11V B．在AB两点间接入理想二极管，电压表的读数为11V C．在AB两点间接入一只电容器，只提高交流电的频率，电压表读数增大 D．在AB两点间接入一只电感线圈，只降低交流电的频率，电阻R消耗电功率减小 ‎8．如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与前后表面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U。已知自由电子的电量为e．下列说法中正确的是 ‎ A．M板比N板电势高 B．导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd C．仅将磁场方向变为与导体的的左右表面垂直时，U不变 D．导体单位体积内的自由电子数为BI/eUb ‎9．如图所示,轻质弹簧一端固定在水平面上的转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处质量为m的小球(可视为质点)相连，A点到水平面的高度为h，直杆的倾角为30°，OA=OC，B为AC的中点,OB等于弹簧原长，小球从A处由静止开始下滑,第一次经过B处的速度为v，运动到C处速度为零；然后小球获得一初动能Ek由C处沿直杆向上滑行，恰好能到达出发点A．已知重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是 ‎ A．小球下滑过程中,AB段与BC段摩擦力做功相等 B．Ek=2mgh C．弹簧具有的最大弹性势能为mv2‎ D．撤去弹簧，小球可以在直杆上处于静止状态 三、简答题：本题分必做题（第10、11、12题）和选做题（第13题）两部分，共计42分．请将解答填写在答题卡相应的位置．‎ ‎10．（8分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。‎ 在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，‎ 若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相 连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机 可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．‎ ‎⑴实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1 ▲ Δt2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．‎ ‎⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d = ▲ mm。 ‎ ‎⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出两光电门间距离L和 ▲ （写出物理量的名称及符号）．‎ ‎⑷若上述物理量间满足关系式 ▲ ，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．‎ ‎11．（10分）小明测量LED(发光二极管)在额定电压(2.5 V)时的电阻．他选择的器材有：滑动变阻器(0～10 Ω)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电动势为3.0 V的电源；多用电表(电流挡；量程1 mA，内阻40 Ω；量程10 mA，内阻4 Ω；量程100 mA，内阻0.4 Ω)．‎ ‎（1） 在判断LED极性时，小明先将多用电表选择开关旋至“×10”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，多用电表红表笔(插在A孔中)与二极管的__▲______(选填“正”或“负”)极相接触．‎ ‎（2） 再将多用电表的选择开关旋至“100 mA”挡，将其接入图乙所示电路．多用电表红表笔应与____▲____(选填“1”或“2”)连接．‎ ‎（3） 闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.50 V时，多用电表示数为8 mA，则该LED在额定电压时的电阻为____▲____Ω.‎ ‎（4）为了更准确地测出LED在额定电压时的电阻，在不更换实验器材的条件下，对小明的实验提出两点改进建议：①_____________▲__ ；‎ ‎②___________________▲__________ ___．‎ ‎12．［选修3-5］(12分) ‎ ‎（1）基于下列四幅图的叙述正确的是____▲____．‎ A．由甲图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．由乙图可知，a光光子的频率高于b光光子的频率 C．由丙图可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有发生衰变 D．由丁图可知，中等大小的核的比结合能量大，这些核最稳定 ‎（2）已知氢原子的基态能量为E1（E1< 0），激发态能量，其中n =2、3、4……．已知普朗克常量为，真空中光速为，吸收波长为 ▲ ‎ 的光子能使氢原子从基态跃迁到的激发态；此激发态氢原子再吸收一个频率为的光子被电离后，电子的动能为 ▲ ．‎ ‎（3）如图所示，木块A和半径为r=0.5m的四分之一光滑圆轨道B静置于光滑水平面上，A、B质量mA=mB=2.0kg．现让A以v0=6m/s的速度水平向右运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为t=0.2s，碰后速度大小变为v1=4m/s．取重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎ ①A与墙壁碰撞过程中，墙壁对木块平均作用力的大小； ②A滑上圆轨道B后到达最大高度时的共同速度大小． ‎ ‎13．【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，若都作答则按A小题评分．‎ A．［选修3-3］(12分)‎ ‎（1）以下说法正确的是 ▲ ‎ A．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子势能最小 B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 C．一定量的气体体积不变时，单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小 D．液晶的光学性质不随温度、电磁作用变化而改变 ‎（2）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，其状态变化过程的p－V图像如图所示，已知A→B过程放出热量Q， TA=TC，则 B→C过程气体 ▲ （填“吸收”或“放出”）热量 ▲ ．‎ ‎（3）目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将二氧化碳分子看作直径为D的球（球的体积公式V球=πD3），则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为多少? ‎ B． ‎［选修3-4］(12分)‎ ‎（1）下列说法正确的是 ▲ ‎ A．电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关 B．拍摄玻璃橱窗里的物品时，照相机镜头上安装偏振片是为了增加透射光的强度 C．狭义相对论认为：在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关 D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 ‎（2）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示．介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm．则此波沿x轴 ▲ (选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为 ▲ m/s．‎ ‎（3）如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO′为其对称轴，O为球心，球半径为R，球左侧为圆面，右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的折射率为，设真空中的光速为c，不考虑光在玻璃中的多次反射．‎ ‎（1）求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例；‎ ‎（2）从距O点正上方的B点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴OO′上的D点（图中未画出），求光从B点传播到D点的时间．‎ 四、计算或论述题：本题共3小题，共47分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．‎ ‎14．（15分）如图所示，两根半径r为1m的1/4圆弧轨道间距为L=0.5m，其顶端a、b与圆心处等高，轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为R=4Ω的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B=1T．将一根长度稍大于L、质量为m=0.2kg、电阻为R0=6Ω的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放．已知当金属棒到达如图所示的cd位置（金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为600）时，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端ef时，对轨道的压力为3N．g取10m/s2．求：‎ ‎（1）当金属棒的速度最大时，流经电阻R的电流大小和方向；‎ ‎（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R的电量；‎ ‎（3）金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R上产生的热量．‎ ‎15．（16分）如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接．在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为θ．现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内．重力加速度为g．求：‎ ‎(1)水平外力F的大小；‎ ‎(2)1号球刚运动到水平槽时的速度大小；‎ ‎(3)整个运动过程中，2号球对1号球所做的功．‎ ‎16．(16分)如图所示，平行金属板a、b水平放置，板长L=0.2m，板间距离d=0.2m．两金属板间加可调控的电压U，且保证a板带负电，b板带正电，忽略电场的边缘效应．在金属板右侧有一磁场区域，其左右总宽度s=0.4m，上下范围足够大，磁场边界MN和PQ均与金属板垂直，磁场区域被等宽地划分为n（正整数）个竖直区间，磁感应强度大小均为B=5×10-3T，从左向右磁场方向为垂直纸面向外、向内、向外、向内…依次交 替．在极板左端有一粒子源，不断地向右沿着与两板等距离的水平线OO′发射比荷=1×108C/kg、初速度v0=2×105m/s的带正电粒子．忽略粒子重力及之间的相互作用． （1）当U=U0时，带电粒子射出电场时的速度偏向角最大，求U0的值； （2）若n=1，即只有一个磁场区间，其方向垂直纸面向外，则当电压由0连续增大到U0过程中，带电粒子射出磁场时与边界PQ相交的区域的宽度．（带电粒子穿过电场的极短时间内可认为两板间电压恒定） （3）若n趋向无穷大，求从电场射出的带电粒子在磁场中运动的时间t．‎ ‎【参考答案】‎ 一、单项选择题：1．B 2．A 3．C 4．D 5．C ‎ 二、多项选择题： 6．ABC 7．AC 8．BD 9．AB ‎10．(8分) ‎ ‎(1) = (2) 8.474（在8.473～8.475之间均算对） ‎ ‎(3) 滑块P的质量M ‎(4) ‎ ‎11．（10分）(1) 负 (2) 2 (3) 321.5‎ ‎(4) 将多用电表的选择开关旋至10mA测量电流，改用多用电表（电流挡）内接法 ‎12．［选修3-5］(12分)‎ ‎(1) AD (2) ‎ ‎(3) ①规定水平向左为正， 对A Ft＝mAv1－mA（－v0）‎ 解得F＝100 N ‎②A从返回到滑上斜面到最高度的过程，对A、C系统，有: ‎ mAv1＝（mA＋mC）v2 解得v2＝2 m/s 13. A．［选修3-3］(12分) 略 B．［选修3-4］(12分) (1) A C (2) 负 10 ‎ ‎(3)①设从左侧的A点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，由 sin= OA=Rsin ‎ ‎ S′=πOA2 S=πR2 =‎ ‎②=n 得：r=60°‎ BC=R，CD=R 光在玻璃中传播速度v=‎ t=＋ 解得： t=‎ ‎14．（15分）‎ （1） 金属棒速度最大时，在轨道的切线方向所受的合力为零，‎ 则有：mgcosθ=BIL 解得 ‎ 流经R的电流方向是a→R→b ‎（2）金属棒滑到底端的过程中： ‎ 平均电动势： 平均电流 则流经R的电量：0.025π (C)‎ ‎（3）在轨道最低点，由牛顿第二定律可得：N-mg=m ‎ 由能量关系：Q=mgr-mv2 电阻R上的发热量： 0.6J ‎15.（16分）‎ ‎⑴以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得 ‎ 得 ‎⑵以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得 ‎ 解得 ‎ ‎⑶撤去水平外力F后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得 ‎ 得 ‎ 以1号球为研究对象，由动能定理得 得 ‎16、（1）当粒子恰好从极板右边缘出射时，速度偏向角最大。       竖直方程：；          水平方程：      解得：               ‎ ‎（2） 当时，交点位置最低（如图中D点）：                          ‎ ‎ 得 此时交点D位于OO′正下方0.4m处。    ‎ 当时，交点位置最高（如图中C点）： ，     ‎ ‎   由，得，  ‎ ‎，入射方向为与水平方向成45° 此时交点位于OO′正上方处。‎ 所以交点范围宽度为         ‎ ‎（3）考虑粒子以一般情况入射到磁场，速度为v，偏向角为，当n趋于无穷大时，运动轨迹趋于一条沿入射速度方向的直线（渐近线）。又因为速度大小不变，因此磁场中运动可以等效视为匀速直线运动。        轨迹长度为，运动速率为            ‎ ‎  时间                             ‎