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  • 2021-05-26 发布

【物理】江苏省苏州市某中学2020届高三第三次模拟考试试卷

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江苏省苏州市某中学 2020 届高三 第三次模拟考试 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.如图是装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车.当车速 v 满足 1m/s≤v≤10m/s、且与前方 行人之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动“全力自动 刹车”,避免与行人相撞.若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是 4~6m/s2,则该系统设置的安全距离约为 A.12.5m B.1.25m C.8.33 m D.0.08m 2.如图,两根平行放置的长直导线 a 和 b 通有大小均为 I、方向相反的电流,此时导线 b 受到的磁场力大小为 F.当新加一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后,导线 b 受到的磁场 力大小变为 2F,则此时 a 受到的磁场力大小和新加磁场方向的情况分别是 A.一定为 0,可能垂直纸面向外 B.可能为 2F,一定垂直纸面向外 C.可能为 0,一定垂直纸面向里 D.一定为 2F,可能垂直纸面向里 3.乒乓球是大家喜闻乐见的体育运动,它对场地要求低且容易上手.某同学对着墙壁练习 打乒乓球,球拍每次击球后,球都从同一位置斜向上飞出,其中有两次球在不同高度分别垂 直撞在竖直墙壁上,不计空气阻力,则 A.在空中的时间可能相等 B.撞击墙壁的速度可能相等 C.飞出时初速度的大小可能相等 D.飞出时初速度的竖直分量可能相等 4.科学家麦耶(M. Mayor)和奎洛兹(D. Queloz)因对太阳系外行星的研究而获得 2019 年诺贝尔物理学奖.他们发现恒星“飞马座 51”附近存在一较大的行星,两星在相互引力的 I a b 作用下,围绕两者连线上的某点做匀速圆周运动.已知恒星与行星之间的距离为 L,恒星做 圆周运动的半径为 R、周期为 T,引力常量为 G.据此可得,行星的质量为 A. B. C. D. 5.如图所示,a、b 为平行金属板,静电计的外壳接地,合上开关 S 后,静电计的指针张开 一个较小的角度,能使角度增大的办法是(  ) A.使 a、b 板的距离增大一些 B.使 a、b 板的正对面积减小一些 C.断开 S,使 a、b 板的距离增大一些 D.断开 S,使 a、b 板的正对面积增大一些 二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 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. 6.如图所示,理想变压器原线圈输入端 a、b 间的交流电压有效值不变,R0 为定值电阻,R 为滑动变阻器.移动滑动变阻器的滑片,观察到电流表 A1 的示数增大了 0.2A,电流表 A2 的示数增大了 0.8A.电表均视为理想电表,下列说法中正确的有 A.变阻器滑片是沿 c →d 方向滑动 B.电压表 V2 示数增大 C.电压表 V3 示数减小 D.该变压器原、副线圈匝数比为 2∶1 7.如图(a)所示,一质量为 1kg 的小物块以一定的初速度滑上一固定斜面,取斜面底端 O 为 重力势能零点,该小物块的机械能 E 总和重力势能 Ep 随它离斜面底端的距离 x 的变化如图 (b)所示.重力加速度 g 取 10 m/s2.由图中数据可得 2 2 2 4π R LGT 2 2 2 4π RLGT 2 2 2 4π ( )L L RGT − 2 2 2 4π ( )R L RGT − A.x = 0 时,小物块的速率为 5m/s B.小物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 C.x = 3 m 时,小物块的动能 Ek=20 J D.小物块从斜面底端至 x = 5 m 的过程中,小物块的动能减少 30 J 8.如图所示,同种材料且粗细相同的 a、b 两圆环处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,两环 的接口(接口间隙远小于环半径)刚好位于直线 MN 上,b 环的半径是 a 环的两倍.现让磁 场的磁感应强度大小按 B=B0+kt(k>0 且为常数)规律变化,闭合回路中的感应电流为 I1,t=0 时的磁通量为 Φ1;若将 a 环以 MN 为轴翻转 180˚,闭合回路中的感应电流为 I2,t=0 时的磁 通量为 Φ2.下列说法正确的是 A.Φ1∶Φ2=1∶1 B.I1∶I2 =5∶3 C.两次 b 环中的电流方向不同 D.两次 a 环中的电流方向相同 9.如图所示,足够长的光滑斜面固定在水平面上,轻质弹簧与 A、B 物块相连,A、C 物块 由跨过光滑小滑轮的轻绳连接.初始时刻,C 在外力作用下静止,绳中恰好无拉力,B 放置 在水平面上,A 静止.现撤去外力,物块 C 沿斜面向下运动,当 C 运动到最低点时,B 刚 好离开地面.已知 A、B 的质量均为 m,弹簧始终处于弹性限度内,则上述过程中 A.C 的质量 mC 可能小于 m B.C 的速度最大时,A 的加速度为零 C.C 的速度最大时,弹簧弹性势能最小 D.A、B、C 系统的机械能先变小后变大 三、简答题:本题分必做题(第 10~12 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. 【必做题】10.(6 分)某同学用一弹簧测力计和一橡皮条做验证平行四边形定则的实验,装 置如图所示.实验步骤如下: ①将贴有白纸的木板竖直固定,将橡皮条上端固定在木板上 O 点; ②将三根细线 Pa、Pb、Pc 结于 P 点.a 端系在橡皮条下端,c 端暂时空置,b 端挂一钩码, 钩码静止后,记录钩码重力 G 的大小和方向; ③以 O 为圆心,以 OP 为半径,画一圆弧; ④用弹簧测力计钩住 c 端,向右上方缓慢拉,调整拉力方向,使结点 P 移到图中所示位置, 记录该位置和弹簧测力计的示数; ⑤在白纸上作出各力的图示,验证平行四边形定则是否成立. (1)第④步中还应记录的是________________________________________________; (2)第⑤步中,若橡皮条拉力与弹簧测力计拉力的合力大小等于 ,方向 , 则可验证平行四边形定则. 11.(12 分)为测量某金属丝的电阻率,小明同学设计了如图甲、乙所示的两种实验方案, 假设电源的电动势和内阻在实验过程中保持不变. (1)小明先进行了如图甲方案的测量. ① 他首先用米尺测出接入电路中金属丝的长度 l=50.00cm,再利用螺旋测微器测金属丝直 径,示数如图丙所示,则金属丝直径的测量值 d= mm. ② 实验过程中,小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录了两电表的 测量数据如下表所示,其中 5 组数据的对应点他已经标在如图丁所示的坐标纸上,请你标 出余下一组数据的对应点,并画出 U - I 图线. ③ 该方案测得的金属丝的电阻率 ρ= Ω·m(计算结果保留两位有效数字). ④ 实验过程中,小明同学如果长时间保持电路闭合.这样的操作使电阻率的测量结果 . (2)小明又进行了如图乙方案的测量,实验中闭合开关 S 后,他可以通过改变接线夹(即 图乙中滑动变阻器符号上的箭头)接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度,并通 过改变电阻箱接入电路中的阻值 R,保持电流表示数不变.记录电阻箱接入电路中的阻值 R 和对应接入电路中金属丝长度 L 值,并在 R-L 坐标系中描点连线,作出 R-L 的图线如图戊 所示.请用金属丝的直径 d、R-L 图线斜率的绝对值 k 和必要的常数,写出该金属丝电阻率 测量值的表达式 ρ= . (3)电表的内阻可能对实验产生系统误差,请你分别就两种方案说明电表内阻对电阻率测 量结果是否会产生影响; 若产生影响,将导致电阻率的测量结果偏大还是偏小. 12.【选修 3-5】(12 分) (1)图甲为轻核聚变的核反应过程,E1 为氘核和氚核分解成五个核子的能量变化,E2 为五 个核子结合成氦核并放出中子的能量变化.图乙为不同原子核的比结合能随质量数变化的大 致曲线.关于该轻核聚变的核反应过程,下列说法中正确的是(  ) A.核反应前后质量数守恒,故五个核子反应前后的总质量不变 B.21H 原子核比 42He 更稳定 C.E1 表示吸收的能量,E2 表示放出的能量 D.该核反应为吸热反应,吸收的能量为 E1-E2 (2)氢原子的能级如图所示.有一群处于 n=4 能级的氢原子,若原子从 n=4 向 n=2 跃迁时 所发出的光恰好使某种金属产生光电效应,则: ①这群氢原子发出的光中共有_▲_种频率的光能使该金属产生光电效应; ②从 n=4 向 n=1 跃迁时发出的光照射该金属,所产生的光电子的最大初动能为_▲_eV. (3)冰球运动员甲的质量为 80.0kg,当他以 5.0m/s 的速度向前运动时,与另一质量为 100kg、 速度为 3.0m/s 迎面而来的运动员乙相撞,碰后运动员甲恰好静止,假设碰撞时间为 0.2s.求: 碰撞后运动员乙的速度大小; 碰撞中运动员乙受到的平均撞击力大小. 13.【选做题】本题包括 A、B 两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答.若 都做,则按 A 小题评分. A.【选修 3-3】(12 分) (1)下列说法中正确的是 A.布朗运动是指液体或气体中悬浮的固体小颗粒的无规则运动,且固体颗粒越小,布朗运 动越明显 B.单晶体的某些物理性质呈现各向异性,是因为组成它们的原子(分子、离子)在空间上 的排列是杂乱无章的 C.一定量 100 ℃的水变成 100 ℃的水蒸气,其分子平均动能增加 D.南方的梅雨季节,湿衣服不容易晾干,是因为相对湿度较大 (2)为了改善轿车夜间行驶时的照明问题,车灯设计成亮度是普通灯亮度 3 倍的氙气灯.灯 头内氙气的体积 V=1.2L,密度 .已知氙气的摩尔质量 , 阿 伏 伽 德 罗 常 数 . 试 估 算 : ① 灯 头 中 氙 气 分 子 的 总 个 数 N= (结果保留两位有效数字);②灯头中氙气分子间的平均距离 d= m(结果保留一 位有效数字). (3)如图所示,内壁光滑、足够长的圆柱形汽缸竖直悬挂在天花板上,内有一质量为 m 的 活塞封闭一定质量的理想气体.已知活塞横截面积为 S,外界大气压强为 p0,缸内气体温度 为 T1.现对汽缸内气体缓慢降温,使气体体积由 V1 减小到 V2,该过程中气体放出的热量为 Q1,保持体积 V2 不变,使其升温到 T1,已知重力加速度为 g,求: ①停止放热时缸内气体的温度; ②升温过程中气体吸收的热量. 36.0kg / mρ = 0.131kg / molM = 23 16 10 molAN −= × B.【选修 3-4】(12 分) (1)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b 两质点的横坐标分别为 xa=1m 和 xb=3m, 图乙为质点 b 从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是(  ) A.该波沿+x 方向传播,波速为 0.5m/s B.质点 a 经 4s 振动的路程为 2m C.此时刻质点 a 的速度沿-y 方向 D.质点 a 在 t=6s 时速度为零 (2)在高速前进的列车车厢的中点处,发出一道闪光,车厢内乘客认为闪光向前、向后传 播的速度均为 c,路边观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______(填相等、不等).车 厢内乘客认为,闪光同时到达列车的前、后壁,路边观察者认为闪光先到达列车的______ (填前、后)壁. (3)如图,三棱镜 ABC 中,∠A=90°,∠B=60°,AB 边长为 l.让光线从 AB 边的中点 D 以某一角度射入三棱镜,到达 AC 边时恰好发生全反射.已知三棱镜的折射率 n=2 3 3 ,不 考虑光在 BC 边的反射,已知真空中的光速为 c.求: ①光从 BC 边出射角的正弦值 sin i; ②光通过三棱镜所用的时间 t. 四、计算题:本题共 3 小题、共计 47 分.解答时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得分.有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位. 14.(15 分)如图所示,一阻值为 R、边长为 l 的匀质正方形导体线框 abcd 位于竖直平面内, 下方存在一系列高度均为 l 的匀强磁场区,磁场方向均与线框平面垂直,各磁场区的上下边 界及线框 cd 边均水平.第 1 磁场区的磁感应强度大小为 B1,线框的 cd 边到第 1 磁场区上 边界的距离为 h0.线框从静止开始下落,在通过每个磁场区时均做匀速运动,且通过每个 磁场区的速度均为通过其上一个磁场区速度的 2 倍.重力加速度大小为 g,不计空气阻 力.求: (1)线框的质量 m; (2)线框穿越第一个磁场区的过程中产生的热量 Q; (3)第 n 和第 n+1 个磁场区磁感应强度的大小 Bn 与 Bn+1 所满足 的关系. 15.(16 分)如图所示,半径为 R 的光滑圆环固定在竖直平面内,环上穿有 A、B 两个小 球,A 球质量为 m,B 球质量为 2m,两球通过长为 R 的轻质细杆连接,已知重力加速度 为 g. (1)若将 A 球固定在环的最高点,求杆上作用力大小 F1; (2)若将 A 球从环最高点由静止释放,求释放瞬间杆上作用力大小 F2; (3)将 A 球从环最高点由静止释放,求 B 球第一次运动到环最低点时环对 B 球作用力的大 小 F. 2 16.(16 分)如图甲所示,偏转电场是由两块长为 L、相距也为 L 平行水平放置的导体板 产生。一束带正电、比荷为 q/m 的粒子流(其重力不计)沿平行板方向以初速度 v0 从两板 正中间射入偏转电场.粒子恰好由下极板边缘 A 点射出,然后进入一个具有理想左边界、 周期性变化、足够大的磁场中,如图乙所示.磁感应强度 B0 已知,磁场方向以垂直于纸面 向里为正,以入射点 A 为坐标原点建立坐标系,并取粒子进入磁场时刻为 t=0. (1)求粒子经过 A 点时速度的大小与方向; (2)求 t=0 时刻进入磁场的粒子经过 x 轴时的坐标值; (3)若有一与 x 轴垂直且足够长的荧光屏由 A 点向右缓慢移动,移动过程中会发现有粒子 到达荧光屏形成亮点,试求亮点移动的范围. 【参考答案】 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.A 2.D 3.C 4.B 5.C 二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 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. 6.AC 7.BC 8.BD 9.BC 三、简答题:本题分必做题(第 10~12 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.(6 分) (1)弹簧测力计拉力(细线 Pc)的方向 (2 分) (2) G(钩码重力) (2 分) 竖直向上 (2 分) 11. (12 分) (1)① 0.357~0.361 (2 分) ②如图 (2 分) ③0.96×10-6 ~1.0×10-6 (2 分) (2) (2 分) (3)长时间通电,金属丝产生焦耳热、温度升高,导致所测电阻率比其处于环境温度下的 偏大(2 分) (4)图甲方案,由于电压表分流,导致电流表测量值偏大,电阻的测量值偏小,电阻率测 量值偏小;图乙方案中电表内阻对测量结果没有影响.(2 分) 12.【选修 3-5】(12 分) (1)C (4 分) 2π 4 k d (2)①4 (2 分) ②10.2 (2 分) (3)①1.0m/s (2 分) ②2000N(2 分) 13. A.【选修 3-3】(12 分) (1)AD (4 分) (2) (2 分) (2 分) (3)①V2 V1T1 (2 分) ②Q1-(p0-mg S )( V1-V2) (2 分) B.【选修 3-4】(12 分) (1)CD (4 分) (2)相等 (2 分) 后(2 分) (3)①光线在 AC 边恰好发生全反射, n= 1 sin C ,C=60°. 光线从 F 点射出时,入射角为 r,折射角为 i. r=60°-30°=30°,n=sin i sin r ,sin i= 3 3 . (2 分) ②由几何关系知 DE=l,EF=BD=l 2 , 光在三棱镜中传播速度为 v=c n , 所以光线在三棱镜传播所用的时间 t=DE+EF v = 3l c . (2 分) 四、计算题:本题共 3 小题、共计 47 分.解答时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得分.有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位. 14.(15 分)解:(1)设线框刚进第一个磁场区的速度大小为 v1,由运动学公式得 (1 分) 设线框所受安培力大小为 F1,线框产生的电动势为 E1,电流为 I,由平衡条件得 (1 分) 由安培力的表达式得: (1 分) (1 分) (1 分) 解得: (1 分) 22103× 9-103× 2 1 02gh=v mgF =1 1 1F B Il= 1 1 1E B= lv 1EI R = 2 2 1 02B lm ghgR = (2)根据能量守恒定律 得 (4 分) (3)设线框在第 n 和第 n+1 个磁场区速度大小分别为 vn、vn+1,由平衡条件得 (1 分) (1 分) (2 分) 解得: (1 分) 15.(16 分)解(1) (4 分) (2)两小球切线方向加速度大小相等,杆上作用力为拉力,有 (2 分) (2 分) 解得: (1 分) (3)B 球第一次运动到环最低点时杆上作用力为支撑力,设大小为 F3,有 (1 分) (1 分) 解得 (1 分) 设 B 球第一次运动到环最低点时速度为 v,有 (1 分) 解得 (1 分) 对 B 球有: (1 分) 解得 (1 分) 16.(16 分)解:(1)粒子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向 (1 分) 竖直方向 (1 分) 即 (1 分) 粒子经过 A 点时的速度大小 (1 分) ,即速度方向与水平成 45°斜向下. (1 分) 2 3 1 02 22 B l ghQ mgl R = = 2 2 nB lmg R = nv 2 2 1 +1nB lmg R += nv 1 2n n+ =v v 12n nB B += 1 2 2 =2 2F mg mg= × 2 2 2 F ma= 2 22 22mg F ma− = 2 2 23F mg= 3 2 2mg F ma′− = 3 2 22 F ma′= 3 2 23F mg= 212 ( 2 )2mgR mgR m m v+ = + 2v gR= 2 3 22 22 vF mg F m R − − = 20 3F mg= 0L v t= 0 2 2 yv Ly t += = 0yv v= 2 2 02x yv v v v= + = tan 1y x v v θ = = (2)t=0 时刻进入时,粒子经过 x 轴应该在图中的 3 或 4 位置,因为是周期性运动,一个磁 场变化周期中粒子前进的距离 (1 分) 在图中的 4 位置或整数倍周期距离位置:经过 轴时的坐标值 (2 分) 或在图中的 3 位置及增加整数倍周期距离对应位置:经过 轴时的坐标值 (1 分) (2 分) (说明:无周期性的解各给 1 分,k 取值不写的共扣 1 分) (3)粒子在有磁场的时间内做匀速圆周运动, (1 分) 在无磁场时间内做 匀速直线运动,运动轨迹如上图所示,因此在移动过程中荧光屏有 粒子到达形成亮点. 最低点:屏在 1 位置,其坐标值为: (2 分) 最高点:屏在 2 位置,其坐标值为: 0 0 T 0 0 0 π 4π2 2 2 cos452 ( ) v( v ) mmx r B q B q += + = x 0 1 T 0 π 4 0 1 2 3( ) v , , , ,k mx kx kB q += = = ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ x 2 T2x r kx= + 0 2 0 π 4 2 0 1 2 3[ ( ) ] v , , , , ,k mx kB q + += = ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 0 0 0 2 vv mmr B q B q = = 02 v 0 0 1 0 0 0 π 2π2 sin45 cos452 2 ( ) vv mmy rB q qB += + =o (1 分) 最终亮点移动的范围在 之间. (1 分) 0 0 0 2 0 0 0 π1 cos45 2 cos45 2 12 2 v( ) v ( )mmy r B q B q π= − + = − + 1 2~y y