江苏省常州市2020届高三物理上学期期末试题（Word版附答案）

1 2020 届高三模拟考试试卷 物　　理 2020.1 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分 120 分，考试时间 100 分 钟． 第Ⅰ卷(选择题　共 31 分) 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. 电容器是非常重要的电学元件，通过充电使一电容器的带电量变为原来的 2 倍，则该 电容器的(　　) A. 电容变为原来的 2 倍 B. 电压变为原来的 2 倍 C. 耐压变为原来的 4 倍 D. 场强变为原来的 4 倍 2. 吊床是人们喜爱的休闲方式．设吊床被轻绳吊在两棵竖直的树干上，如图所示为人躺 在该吊床上平衡后的情景，关于树干受到绳拉力的水平分量和竖直分量，根据情景可以判定 (　　) A. 左侧受到的水平分力较大 B. 右侧受到的水平分力较大 C. 左侧受到的竖直分力较大 D. 右侧受到的竖直分力较大 3. 光敏电阻是一种对光敏感的元件，典型的光敏电阻在没有光照射时其电阻可达 100 K Ω，在有光照射时其电阻可减小到 100 Ω，小明同学用这样的光敏电阻和实验室里 0.6 A 量程 的电流表或 3 V 量程的电压表，定值电阻以及两节干电池，设计一个比较灵敏的光照强度测 量计，下列电路可行的是(　　) 4. 我国在 2018 年 5 月 21 日发射了嫦娥四号的中继星“鹊桥”，为我国嫦娥四号卫星在 月球背面的工作提供通信支持．“鹊桥”号随月球同步绕地球运动，并绕地月连线的延长线 上的一点(拉格朗日点 L2)做圆周运动，轨道被称为“晕轨道”，万有引力常量为 G.下列说法 正确的是(　　) A. 静止在地球上的观察者认为“鹊桥”号做圆周运动 B. “鹊桥”号受地球引力、月球引力和向心力作用 C. 已知月球绕地球公转的周期和半径可以求得地球质量 D. 已知“鹊桥”号的周期和轨道半径可以测得月球质量2 5. 如图所示，在地面上空以初速度 v0 水平抛出一个质量为 m 的小球，小球下落过程中， 其动能 Ek、重力势能 Ep、重力的功率 P、重力的功 W 与时间 t 的关系图象中，正确的是(　　) 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，钳型电流表是一种穿心式电流互感器，选择量程后，将一根通电导线夹入 钳中，就可以读出导线中的电流．该电流表(　　) A. 可以测直流电流 B. 可以测交流电流 C. 量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变多 D. 量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变少 7. 如图所示，质量不等的两同学到游乐场乘“旋转秋千”，他们分别坐在用相同长度的 轻质缆绳悬挂的相同座椅中，当圆盘带着两人达到匀速转动时，两人角速度大小为 ω1、ω2， 线速度大小为 v1、v2，向心加速度大小为 a1、a2，增加的重力势能为ΔEp1、ΔEp2，已知 m1＞ m2，不计空气阻力．下列判断正确的是(　　) A. ω1＝ω2 B. v1＜v2 C. a1＜a2 D. ΔEp1＞ΔEp23 8. 如图所示，实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线，虚线为一以点电荷 为中心的圆，a、b、c 是圆与电场线的交点．下列说法正确的是(　　) A. 虚线为该电场的一条等势线 B. a 点的强度大于 b 点的强度 C. a 点的电势高于 b 点的电势 D. 检验电荷－q 在 b 点的电势能比 c 点的大 9. 如图所示，竖直杆上套有一个质量 m 的小球 A，用不可伸长的轻质细绳通过轻质定滑 轮 O，连接小球 A、B.小球 A 从细绳与竖直方向的夹角为 37°的位置由静止释放，恰能运动 到细绳与竖直方向垂直的 C 点，一切阻力不计，已知 sin 37°＝0.6.则(　　) A. 小球 A 在上升过程中加速度先减小后增大 B. 小球 B 在最低点时加速度和速度都为零 C. 小球 B 的质量为 1.25m D. 小球 B 的质量为 2m 第Ⅱ卷(非选择题　共 89 分) 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 42 分．请 将解答填写在相应的位置． 【必做题】 10. (8 分)如图甲所示为探究物体运动加速度与物体质量、物体受力关系的实验装置，砂 和砂桶质量用 m 表示，小车和车上所加砝码总质量用 M 表示，小车运动加速度用 a 表示． (1) 实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡摩擦力，该步骤中________(选填“要” 或“不要”)将纸带和小车连接好并穿过打点计时器． (2) 在探究加速度与小车质量关系过程中，应该保持____________不变． (3) 通过增减小车中砝码改变小车质量 M，实验测出多组 a、M 数据，根据数据所作的 a 1 M图线可能是图乙中的________．4 (4) 根据图象，该实验过程中小车和砝码总质量 M 应________(选填“远大于”“远小于” 或“接近”)砂和砂桶质量 m. 11. (10 分)某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量蓄电池的电源电动势和内电阻． (1) 定值电阻 R1＝20 Ω，连接好电路，闭合开关 S，改变滑动变阻器滑片位置，发现电 压表 V1 有读数，电压表 V2 始终无读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在 ________(选填“ab”“bc”或“cd”)两点间．(已知连接电表的导线都是正常的) U2/V 5.0 4.5 4.0 3.2 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.66 1.00 1.33 1.80 2.00 2.32 2.68 (2) 排除故障后，闭合开关 S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数 U1、U2， 如上表所示．请根据表中数据在图乙中作出 U2U1 图象． (3) 由图可知，电源电动势 E＝________V，内阻 r＝________Ω.(结果均保留两位有效数 字) (4) 为减小系统误差，R1 可以选择比上述________(选填“较大”或“较小”)一些的阻 值． 12. [选修 35](12 分) (1) 关于黑体辐射图象，下列判断正确的是________． A. T1＜T2＜T3＜T4 B. T1＞T2＞T3＞T4 C. 测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度 D. 测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度5 (2) 如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于 n＝4 激发态的氢原子跃迁时，发出频率不 同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极 K 上时，电路中电流随电压变化的 图象如图丙，则金属的逸出功 W＝________eV；将上述各种频率的光分别照射到电路阴极 K 上，共有________种频率的光能产生光电流． (3) 一个静止的铀核(23892 U)放出一个α粒子变成钍核(23490 Th)，已知α粒子动能为 Ek1，在 核反应中释放的能量全部转化为两个粒子的动能，真空中的光速为 c.求： ①钍核的动能 Ek2； ②该核反应中的质量亏损Δm. 【选做题】 13. 本题包括 A、B 两小题，请选定其中一题作答．若多做，则按 A 小题评分． A. [选修 33](12 分) (1) 关于某一气体在不同温度下的速率分布图象，下列判断正确的是________． A. T1＞T2 B. T1＜T2 C. 两条图线和横轴所包围的面积一定相等 D. 两条图线和横轴所包围的面积可能不等 (2) 如图所示为一定质量的氦气(可视为理想气体)状态变化的 VT 图象．已知该氦气所含 的氦分子总数为 N，氦气的摩尔质量为 M，其在状态 A 时的压强为 p0，阿伏加德罗常数为 NA.氦气分子的质量为________，在 C 状态时氦气分子间的平均距离 d＝________． (3) 在第(2)小题的情境中，试求：6 ① 氦气在 B 状态时的压强 pB； ②若氦气从状态 B 到状态 C 过程外界对氦气做功为 W，则该过程中氦气是吸热还是放 热？传递的热量为多少？7 B. [选修 34](12 分) (1) 关于某物体受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是________． A. 物体的固有频率等于 f0 B. 物体做受迫振动时的频率等于 f0 C. 物体做受迫振动时振幅相同则频率必相同 D. 为避免共振发生应该让驱动力的频率远离 f0 (2) 一个半径为 r 的薄软木圆片，在它的圆心处插入一枚大头针．让它们浮在水面上，如 图所示．调整大头针露出的长度，直至从水面上方的各个方向向水中看，都恰好看不到大头 针，这是因为发生了________现象．若此时木片下方大头针的长度为 h，则水的折射率为 ________． (3) 一列横波在 x 轴上沿＋x 方向传播，介质中 a、b 两质点的平衡位置分别位于 x 轴上 xa ＝0、xb＝6 m 处，t＝0 时，a 点恰好经过平衡位置向上运动，b 点正好到达最高点，且 b 点 到 x 轴的距离为 4 cm，已知这列波的频率为 25 Hz.求： ①求经过 1 s 时间内，a 质点运动的路程； ②若 a、b 在 x 轴上的距离小于一个波长，求该波的波速． 四、 计算题：本题共 3 小题，共 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． 14. (15 分)如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨 MV、PQ，间距 L＝0.2 m，其 电阻不计．完全相同的两根金属棒 ab、cd 垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触．已 知两棒质量均为 m＝0.01 kg，电阻均为 R＝0.2 Ω，棒 cd 放置在水平绝缘平台上，整个装置 处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度 B＝1.0 T．棒 ab 在竖直向上的恒力 F 作用下由静止开始向上运动，当 ab 棒运动位移 x＝0.1 m 时达到最大速度，此时 cd 棒对绝缘 平台的压力恰好为零，重力加速度 g 取 10 m/s2.求：8 (1) 恒力 F 的大小； (2) ab 棒由静止到最大速度通过 ab 棒的电荷量 q； (3) ab 棒由静止到达到最大速度过程中回路产生的焦耳热 Q.9 15. (16 分)如图所示，小车右端有一半圆形光滑轨道 BC 相切车表面于 B 点，一个质量为 m＝1.0 kg 可以视为质点的物块放置在 A 点，随小车一起以速度 v0＝5.0 m/s 沿光滑水平面上 向右匀速运动．劲度系数较大的轻质弹簧固定在右侧竖直挡板上．当小车压缩弹簧到最短时， 弹簧自锁(即不再压缩也不恢复形变)，此时，物块恰好在小车的 B 处，此后物块恰能沿圆弧 轨道运动到最高点 C.已知小车的质量为 M＝1.0 kg，小车的长度为 l＝1.0 m，半圆形轨道半 径为 R＝0.4 m，物块与小车间的动摩擦因数为 μ＝0.2，重力加速度 g 取 10 m/s2.求： (1) 物块在小车上滑行时的加速度 a； (2) 物块运动到 B 点时的速度 vB； (3) 弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能 Ep 以及弹簧被压缩的距离 x. 16. (16 分)如图所示，在 xOy 平面的第一象限中，磁场分界线 OM 的上下两侧分别有垂 直纸面向里、向外的匀强磁场 B1 和 B2，磁感应强度大小 B1＝B2＝B.质量为 m，电量为－q 的粒子速度一定，从 O 点沿 x 轴正方向垂直射入磁场，在磁场中运动的半径为 d.已知粒子重 力不计，磁场分布区域的大小可以通过调节分界线 OM 与 x 轴间的夹角改变． (1) 求粒子运动速度 v 的大小； (2) 欲使粒子从 y 轴射出，求分界线 OM 与 x 轴的最小夹角 θm； (3) 若分界线 OM 与 x 轴的夹角 θ＝30°，将下方磁场的磁感应强度大小变为 B′2＝2B，P 是 OM 上一点，粒子恰能通过 P 点，求粒子从 O 点运动到 P 点的时间 t.10 2020 届高三模拟考试试卷(常州) 物理参考答案及评分标准 1. B　2. D　3. B　4. C　5. C　6. BC　7. AD　8. CD　9. AD 10. (1) 要(2 分)　(2) m(砂和砂桶总质量)(2 分) (3) C(2 分)　(4) 远大于(2 分) 11. (1) bc(2 分)　(2) 如图所示(2 分) (3) 5.8～6.2(2 分)　9.8～10(2 分) (4) 较小(2 分) 12. (1) BC(4 分)　(2) 6.75(2 分)　3(2 分) (3) 解：① 根据动量守恒，有 0＝Pα－PTh 所以 2mαEk1＝ 2mThEk2　解得 Ek2＝ 2 117Ek1(2 分) ②由ΔE＝Δmc2　得Δm＝119Ek1 117c2 (2 分) 13. A. (1) BC(4 分)　(2) M NA(2 分)　3 V0 N (或3 3V0 4πN)(2 分) (3) 解：① A→B 过程为等容变化　pA TA＝pB TB　解得 pB＝p0 2 (2 分) ② B→C 过程为等温变化过程，ΔU＝0 因为外界对气体做功，所以该过程中气体放热． 根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，即 Q＝－W，即传递的热量为 W.(2 分) B. (1) AD(4 分)　(2) 全反射(2 分)　 r2＋h2 r (2 分) (3) 解：① 质点 a 一个周期运动的路程 s0＝4×0.04＝0.16 m 1 s 内的周期数是 n＝1 T＝25 1 s 内运动的路程 s＝ns0＝4 m(2 分) ② 200 m/s(2 分) 14. (15 分)解：(1) F＝mg＋BIL(2 分) BIL＝mg(1 分) F＝0.2 N(1 分) (2) q＝ ΔΦ 2R (2 分) ΔΦ＝BLx(1 分)11 解得 q＝0.05 C(1 分) (3) ab 棒达到最大速度 vm 时，对 cd 棒有 BIL＝mg(1 分) ab 棒产生的电动势 E＝BLvm(1 分) I＝ E 2R(1 分) 解得 vm＝1 m/s(1 分) (F－mg)x＝1 2mv2m＋Q(2 分) 解得 Q＝5×10－3 J(1 分) 15. (16 分)解：(1) μmg＝ma(2 分) a＝μg＝2 m/s2(1 分) 方向向左(1 分) (2) mg＝mv R(2 分) 解得 vC＝2 m/s(1 分) mg2R＝1 2mv2B－1 2mv2C(2 分) 解得 vB＝2 5 m/s(1 分) (3) 对 m：－μmg(l＋x)＝1 2mv2B－1 2mv20(2 分) 对 M：μmgx－Ep＝0－1 2Mv20(2 分) Ep＝1 2(M＋m)v20－1 2mv2B－μmgl 解得 Ep＝13 J(1 分) x＝0.25 m(1 分) 16. (16 分)解：(1) 由 qvB＝mv2 r (2 分) 得 v＝qBd m (2 分) (2) 角度最小时要求带电粒子运动轨迹与 y 轴相切， 由几何关系得 sin α＝1 2　解得 α＝30°(2 分) 则 θm＝1 2(180°－α)＝75°(2 分)12 (3) 粒子每穿过一次边界轨迹所占圆心角 60°，沿 OM 依次前进 l1＝d，l2＝d 2(2 分) 粒子在上、下方磁场中运动的周期分别为 T1＝2πm qB ，T2＝ πm qB (2 分) (Ⅰ) 若 L＝nd 2＋nd＝3 2nd，n＝1，2，3… 共用时：t0＝n·1 6(T2＋T1)＝nπm 2qB (2 分) (Ⅱ) 若 L＝nd 2＋(n－1)d＝3 2nd－d，n＝1，2，3… 共用时：t0＝n·1 6T2＋(n－1)·1 6T1＝nπm 2qB － πm 3qB(2 分)