江苏省南京市2020届高三9月份学情调查测试物理试题 21页

南京市2020届高三年级学情调研卷 物理 注意事项：‎ 答题前，考生务必将自己的学校、班级写在答题卡上，选择题答案按要求填涂在答题卡上；非选择题的答案写在答题卡上对应题目的答案空格内，答案不写在试卷上.考试结束后，交回答题卡.‎ 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.‎ ‎1.2022年冬奥会将在中国北京举行，冰球是冬奥会的一个比赛项目.如图所示，冰球以速度在水平冰面上向右运动，运动员沿冰面在垂直的方向上快速击打冰球，冰球立即获得沿击打方向的分速度.不计冰面摩擦和空气阻力，下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动轨迹的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据题中冰球具有原来的速度，后又得到一个的速度可知，本题考查速度的合成，运用速度合成的相关知识进行解答．‎ ‎【详解】冰球有一个原来的速度，运动员快速击打后，得到一个的垂直于初速度方向的速度，两速度的合速度斜向右上方，由于冰球在水平面上不收外力的作用，所以其之后的运动方向沿合速度方向，做匀速直线运动；‎ A．不符合题意，错误；‎ B．正确；‎ C．不符合题意，错误；‎ D．不符合题意，错误．‎ ‎2.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离L为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为 A. ，‎ B. ，‎ C. ，‎ D. ，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据题中所求为库仑力和万有引力可知，本题考查库仑力和万有引力的基本定义，运用库仑力公式和万有引力定律求解．‎ ‎【详解】由万有引力可得两金属球壳之间的万有引力为 由于异种电荷相吸，两金属球壳上的电荷分布不均匀，会相互靠近，使得其实际之间的距离小于L，故两金属球壳之间的库仑力 A．不符合题意，错误；‎ B．不符合题意，错误；‎ C．正确；‎ D．不符合题意，错误．‎ ‎3.如图所示，A、B两小球相距1.5m，距地面高度均为1m，现将它们分别以，沿其连线同时相向水平抛出，不计空气阻力，则两球相碰点距地面高度是（取）‎ A. 0.35m B. 0.45m C. 0.55m D. 0.65m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据题中给出的两小球的水平速度，和竖直方向做自由落体运动，求相遇时的距地面高度可知，本题考查自由落体运动和追及相遇为题，运用自由落体定律求解．‎ ‎【详解】在水平方向上，A、B都做匀速直线运动，可知相遇时间为 在竖直方向上A、B均做自由落体运动，下落高度为 距地面高度为1m-0.45m=0.55m；‎ A．不符合题意，错误；‎ B．不符合题意，错误；‎ C．正确；‎ D．不符合题意，错误．‎ ‎4.如图所示，图甲中理想变压器原线圈接的交流电源，副线圈接阻值的电阻，A为理想电流表.图乙中阻值为的电阻连接上述同样的交流电源，若电阻与消耗的电功率相等，则 A. 通过电阻的交流电的频率为5Hz B. 电阻消耗电功率为36W C. 电流表的示数为6A D. 变压器原、副线圈匝数比为2:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由 可知，，则该交流电频率为50Hz，A错误；‎ B．将该交流电源接到图乙的电路中，其有效电压为12V，则电功率为 由于和的电功率相同，故的电功率也为18W，B错误；‎ CD．可知的电功率为18W，则其有效电压为 则通过其电流为 副线圈的有效电压为6V，原线圈的有效电压为12V，则原、副线圈的匝数比为2∶1，C错误，D正确．‎ ‎5.如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑、AB段粗糙，且AB段长为l，左端O处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F.质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落.则 A. 细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为 B. 细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能大于 C. 弹簧恢复原长时滑块的动能为 D. 滑块与木板AB间的动摩擦因数为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于OA段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F，故，解得，A错误；‎ B．细绳被拉断瞬间弹簧的压缩量达最大，弹性势能最大，根据机械能守恒可知，此时弹性势能为，B错误；‎ C．弹簧恢复原长时，木板获得的动能，滑块的动能和木板的动能之和，故C错误；‎ D．由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即，小滑块恰未掉落时，滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得 联立解得，D正确．‎ 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.‎ ‎6.2016年9月15日发射升空的“天宫二号”圆满完成各项任务，准备回到地球的怀抱，为此，科研人员先降低了“天宫二号”的运行轨道，最终“天宫二号”于2019年7月19日择机受控再入大气层.如图所示，设“天宫二号”原来在圆轨道Ⅰ上飞行，到达P点时转移到较低的椭圆轨道Ⅱ上（未进入大气层），则“天宫二号”‎ A. 在P点减速进入轨道Ⅱ B. 在P点轨道Ⅰ上的加速度大于轨道Ⅱ上的加速度 C. 在轨道Ⅰ上运动的周期大于轨道Ⅱ上运动的周期 D. 在轨道Ⅰ上的机械能大于轨道Ⅱ上的机械能 ‎【答案】ABCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在P点，天宫二号想要进入Ⅱ轨道，需要做向心运动，则其万有引力F大于做圆周运动的向心力，天宫二号应减速，A正确；‎ B．在P点，到地球距离相同，万有引力相同，根据牛顿第二定律得：‎ ‎ ‎ 在P点轨道Ⅰ上的加速度等于轨道Ⅱ上的加速度，故B错误；‎ C．轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半径，由开普勒第三定律可知，轨道Ⅰ的周期大于轨道Ⅱ的周期，C正确；‎ D．天宫二号从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ做速度变小，机械能变小，D正确．‎ ‎7.如图所示为无线充电板为手机充电原理图.充电板内的送电线圈通电后可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流.若在某段时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度增加.下列说法正确的是 A. c点电势低于d点电势 B. c点电势高于d点电势 C. 感应电流方向由d→受电线圈→c D. 感应电流方向由c→受电线圈→d ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c经受电线圈到d，所以c点的电势低于d点的电势；‎ A．正确；‎ B．不符合题意，错误；‎ C．不符合题意，错误；‎ D，正确．‎ ‎8.如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2（Q2位于坐标原点O），轴上有三点，间距，Q1、Q2在轴上产生的电势随x变化关系如图乙，下列说法错误的是 A. M点电场场强大小为零 B. N点电场场强大小为零 C. M、N之间电场方向沿x轴负方向 D. 一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】φ−x图线的切线斜率表示电场强度的大小，就知道N处场强为零，M处的场强不为零，A错误B正确；M点的电势为零，N点的电势小于零，因沿电场线方向电势降低，故在MN间电场方向沿x轴正方向，C错误；由图象可知，故电场力做功，从P移到M过程中，电场力做负功，故，D正确．‎ ‎【点睛】图象中：①电场强度的大小等于图线的斜率大小，电场强度为零处．②在图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向．③在图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用，进而分析W的正负，然后作出判断．‎ ‎9.如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列判断正确的是 A. V2的示数增大 B. 电源输出功率在增大 C. 与的比值不变 D. 小于 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V2的示数减小，故A错误；‎ B．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大，故B正确；‎ C．与的比值为r，不会改变，故C正确 D．根据闭合电路欧姆定律得，则得 而 由于，则得 故D错误．‎ ‎【点睛】本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析．‎ 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.小明和小华两位同学均设计了测定动摩擦因数实验，取重力加速度.‎ ‎(1)小明设计的实验装置如图甲所示，其中A为一质量为M=4kg的长直木板，B为木板上放置的质量为m=1kg的小物块，C为小物块右端连接的一轻质弹簧测力计（水平放置）.实验时用力将A从B的下方抽出，此过程中弹簧测力计的读数F=3N，则通过该实验能测出______（填“A与B”或“A与地面”）之间的动摩擦因数，其数值为________.‎ ‎(2)小华设计的实验装置如图乙所示，实验时：调节长木板，使长木板处于水平；滑块在砝码和砝码盘的牵引下向左运动，获得一定的速度；之后撤去砝码和砝码盘，滑块继续向左运动.图丙是撤去砝码和砝码盘之后打点计时器在纸带上打出的一些点，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由此可计算出木块运动得加速度大小a=_________；木块与长木板间的动摩擦因数________.（结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). A与B (2). 0.3 (3). 4.0 (4). 0.4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由于弹簧测力计测的是A与B之间的摩擦力，所以该实验测出的是A与B之间的动摩擦因数；‎ ‎[2]列式可知 F=μmg 代入可得μ=0.3‎ ‎(2)[3]由位移差公式 运用逐差法列式可得 ‎[4]由 μmg=ma 可得μ=0.4‎ ‎11.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除小灯泡“3V 1.5W”外，有如下器材：‎ A、直流电源3V（内阻不计）‎ B、直流电流表0-0.6A和0-3A（内阻约为0.1Ω，0.025Ω）‎ C、直流电压表0-3V和0-15V（内阻约为3kΩ，15kΩ）‎ D、滑动变阻器（10Ω、2A）‎ E、开关、导线若干 ‎(1)实验电路应选用图甲中的_________（填字母代号）.‎ A. B. C. D.‎ 甲 ‎(2)实验中有一组数据的电表示数如图乙所示，电压表的读数为____________V，电流表的读数为____A。‎ ‎(3)如图丙所示，在实验中某同学已经接好了部分导线，且滑动变阻器的滑动头已经放置在合理位置了，请你用笔画线代表导线，将图中的器材连成实验电路______.‎ ‎(4)如图丁所示为某位同学根据正确的实验电路图所测量的几组数据画出的I-U图像，分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.‎ ‎【答案】 (1). B (2). 1.20 (3). 0.35 (4). (5). 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为3V，所以选用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表，由于电流表的电阻相对较大，故应选用外接法，滑动变阻器采用分压式接法，故电路应选B；‎ ‎(2)[2]根据电压表的读数规则，此时电压表的读数为1.20V；‎ ‎[3] 根据电流表的读数规则此时电流表的读数为0.35A；‎ ‎(3)[4]根据电路图连接，如图所示；‎ ‎(4)[5]随着电流增大，由图像可知，与原点连线的斜率越来越小，图像中斜率的倒数为电阻，所以电阻随电流的增大而变大．‎ ‎12.下列说法正确的是_______‎ A. 物体辐射电磁波的强度按波长分布的情况只与物体的温度有关 B. 半衰期由核内部自身的因素决定，与所处的化学状态和外部环境无关 C. 大量光子表现出波动性，单个光子只具有粒子性 D. 卢瑟福的核式结构模型指出了原子核的存在，成功地解释原子光谱的分立特征 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体辐射电磁波的强度按波长分布的情况只与物体的温度有关，A正确；‎ B．半衰期只与元素本身有关，与所处的化学状态和外部环境无关，B正确 C．大量光子才能表现出波动性，单个光子只能表现出粒子性，C正确 D．卢瑟福提出的原子核式结构模型，无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，D错误．‎ ‎13.在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能与入射光的频率的关系如图所示，由实验图线可知该金属的逸出功为_______，若用波长为的光照射该金属产生光电子，则光电子的最大初动能为________.（已知普朗克常量为 h，光在真空中的传播速度为c）‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由光电效应方程 根据图像分析可知，该金属的逸出功为；‎ ‎[2]波长为的光的频率为，代入光电效应方程可知，光电子的最大初动能为．‎ ‎14.某些建筑材料会产生反射性气体氡，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康.原来静止的氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（Po），测得α粒子速度为v.‎ ‎(1)写出衰变的核反应过程；‎ ‎(2)求新核钋（Po）的速度的大小.‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由质量数守恒和电荷数守恒可得 ‎(2) 有动量守恒可得 解得 的大小为．‎ ‎15.下列说法正确的是________‎ A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B. 液晶分子的排列是稳定的，所以液晶具有光学性质的各向异性 C. 布朗运动是悬浮的固体颗粒中分子运动撞击不平衡的结果 D. 分子间作用力表现为引力时，如果分子间距离增大，分子势能增加 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．温度是物体内大量分子热运动剧烈程度的宏观表现，A正确；‎ B．液晶分子的空间排列是不稳定的，具有各向异性，B错误；‎ C．布朗运动反映的是液体分子对悬浮在其中的固体颗粒的碰撞，C错误；‎ D．分子间作用力表现为引力时，分子间距离增大，分子力做负功，则分子势能增加，D正确．‎ ‎16.生活中处处包含物理知识：雨天打伞时，雨水因为对伞布不浸润而没有透过伞布纱线间的缝隙说明液体具有________.干湿泡温度计是用两个相同的温度计并列制成的，使用时，其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿布，另一个温度计的玻璃泡不包着湿布.若在相同室温下观察到两个温度计的读数差增大，表明空气的相对湿度_______.（选填“增大”、“减小”、“不变”）‎ ‎【答案】 (1). 表面张力 (2). 减小 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]雨水可以浸润雨伞却不能透过雨伞，说明液体具有表面张力；‎ ‎[2]干泡温度计测量的是空气的正常温度，湿泡温度计上的水分蒸发，导致其示数比干泡温度计的示数小，当空气中的水蒸气含量较低时，湿泡温度计的蒸发变快，吸热增大，导致湿泡温度计温度下降大，两温度计的差值增大．‎ ‎17.一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化.已知从状态A到状态B的过程中，气体对外放出2250J的热量，求A到C气体内能的变化.‎ ‎【答案】气体内能减少1350J ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知 则由B到C是等温变化，气体的内能不变，从A到B，气体一共放出2250J的热量，气体的体积减小，外界对气体做功为，则气体内能的变化为减少1350J．‎ ‎18.下列关于光的说法中正确的是_________．‎ A. 光的偏振现象说明光是横波 B. 水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的 C. γ射线有较强穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查 D. 在光的双缝干涉实验中，仅减小入射光的波长，干涉条纹间距变小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】横波才可能有偏振现象，A正确；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的薄膜干涉造成的，B错误；X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查，C错误；在光的双缝干涉实验中，，仅减小入射光的波长，干涉条纹间距变小，D正确．‎ ‎19.如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，若波向右传播且传播速度为4 m/s，则该简谐波的频率为_________Hz，经过Δt=0.2 s时间，x=1.4 m处的质点P移动的路程为_________m．‎ ‎【答案】 (1). 5 Hz (2). 0.15‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知波长为λ=0.8 m，由得：，T=0.2 s；波向右传播再经过Δx=0.2 m到达P点，即经过到达P点，质点P振动的时间为0.15 s，经过的路程．‎ ‎20.如图所示为透明方砖的截面ABCD，BC边长度为d，已知方砖的折射率为，在截面内，一条光线从空气进入方砖，入射角为60°.不考虑多次反射，求光线从CD边射出点与入射光线间的距离.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由折射定律 可得 根据题意画出光路图 由几何关系可得，光线从CD边射出点与入射光线间的距离为．‎ 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.‎ ‎21.如图所示，倾角为θ的光滑斜面上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向下，磁场的下边界为MN，边界上方有一边长为L的正方形线框abcd，线框的电阻为R，质量为m，ab边离MN的距离为s．现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持与MN平行，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中：‎ ‎(1)ab边离开磁场时速度v；‎ ‎(2)通过导线横截面的电荷量q；‎ ‎(3)导线框中产生的热量Q．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）导线框匀速运动时，设速度为v 则①‎ 由欧姆定律得②‎ ‎③‎ 由于ab边离开磁场前已做匀速直线运动，则④‎ 由①②③④联立：‎ ‎（2）导线框穿过磁场的过程中，‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ ‎⑦‎ 由⑤⑥⑦联立：‎ ‎（3）导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律得 代入（1）中的速度，解得：‎ ‎22.如图所示，半径R＝0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m＝0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0＝2 m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L＝1.2 m，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2.求：‎ ‎(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；‎ ‎(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；‎ ‎(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道，据几何关系有：‎ ‎．‎ ‎（2）小物块由B运动到C，据机械能守恒有：‎ 在C点处，据牛顿第二定律有 解得NC′=8 N 根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小NC为8N．‎ ‎（3）小物块从B运动到D，据能量关系有 ‎23.如图所示，在xOy平面的第一象限中，存在磁感应强度大小为 ‎，方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域在以O为圆心、半径为R=2m的四分之一圆内，在第二象限中存在范围足够大的匀强磁场，电场强度大小为、方向沿x轴正方向.在t=0时刻，有n个完全相同的比荷的带正电粒子从O点沿x轴正方向同时射入磁场，它们的速度大小分别为、、、、……，已知，不计粒子间的作用，求：‎ ‎（1）速度为的粒子在电场中运动时离y轴的最大距离d；‎ ‎（2）若n=8，求最先离开磁场的粒子离开磁场时的时刻t；‎ ‎（3）在t=0时刻射入的n个粒子中，在运动过程中通过y轴的粒子数目.‎ ‎【答案】（1）0.5m （2） （3）5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为半圆，垂直于y轴射入电场，在电场中，沿水平方向，粒子做匀减速运动，由 则 ‎（2）在磁场运动的粒子，周期相同，设最先离开磁场的粒子的速度为，则其在磁场中做匀速圆周运动的半径为 当时，其运动的时间最短为 ‎（3）当粒子在磁场中偏转后垂直于x轴时，将恰好不能从y轴射入，如图所示 粒子在磁场运动的时间为，其半径为 由几何关系可得 可得 则在运动过程中通过y轴的粒子数目为5‎ ‎ ‎ ‎ ‎