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- 2021-05-26 发布
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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