江苏省常州市届高三上学期期中质量调研物理试题.docx
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江苏省常州市届高三上学期期中质量调研物理试题
江苏省常州市2020~2021学年度第一学期期中质量调研
高三物理试卷2020年11月
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。
每小题只有一个选项符合题意)。
1.在商场一些柜台前常见到一种气压凳(如右图),它的高度可以调节且舒适性好。
其原理结构简化模型就是一个气缸活塞模型,内部封闭一定质量氮气。
如果有一个人坐上去,关于内部气体(理想气体,忽略与外界热交换)的说法正.确.的是()
A.外界对气体做功,内能增加B.气体对外界做功,内能增加
C.体积减小,压强增大,温度不变D.体积减小,压强不变,温度升高
2.2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通!
我国成为世界上少数具有自主卫星导航系统的国家。
如图所示,两颗导航卫星A、B绕地球在同一平面内做匀速圆周运动,已知RA>RB,用v、ω、F、S分别表示卫星的线速度、角速度、向
心力、与地心连线在单位时间内扫过的面积。
下列关系式正.确.的有()
A.vA>vBB.ωA>ωB
C.FASB
3.一简谐横波某时刻波形如图甲所示。
由该时刻开始计时,质点N的振动情况如图乙所示。
下列说法正.确.的是()
A.该时刻质点L与N的速度相同
B.该横波沿x轴正方向传播
C.质点L该时刻向y轴负方向运动
D.质点M经半个周期将运动到K点
4.天然放射性元素在衰变过程中会辐射α射线、β射线和γ射线.关于原子核衰变,下列说法中正确的是()
A.β射线来源于原子的核外电子
B.γ射线可以用来探测金属部件内部的缺陷
C.放射性原子核衰变成新核,原子核的比结合能减小
D.1000个半衰期为2h的某放射性同位素原子,经6h还剩125个
5.特高压直流输电是我国领先世界的电力工程,我市武进区设有特高压输电受端换流站接地极。
正常输电时,两根导线中通有大小相等,方向相反的电流,某次故障测试
中发现两根平行输电线电流IA>IC。
如右图,以两导线垂线中点为圆心,作一个与导线垂直的圆,a(里面)和c(外面)与输电线在同一高度,b、d为圆的最下方和最上方。
忽略地磁的影响,则()
A.b点和d点磁场方向相同B.a点的磁感应强度可能为零
C.c点的磁感应强度可能为零D.两根导线的作用力为引力
6.某空腔导体置于电场后周围的电场分布情况如右图所示,图中实线表示电场线
A、B、C、D、M为电场中的五个点,其中C、M分别为空腔导体内、外表面的两点,下列说法正.确.的是()
A.电势ϕC>ϕD
C.电场强度EA>EM
B.电势ϕC=ϕMD.电场强度EB>EM
7.如右图为一个水平传感器的简易模型,截面为内壁光滑竖直放置的正三角形,内部有一个略小于三角形内切圆的小球,三角形各边有压力传感器,通过测出小球对三边压力的大小,信息处理单元可显示摆放处的倾角。
图中BC边恰好处于水平状态,现将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AB边处于上方的水平,则在转动过程中()
A.球对BC边的压力一直增大B.球对BC边的压力一直减小
C.球对BC边的压力先增大后减小D.球对BC边的压力先减小后增大
8.在水平地面上竖直上抛一个小球,小球在运动过程中重力瞬时功率的绝对值为P,离地高度h。
不计空气阻力,从抛出到落回原地的过程中,P与h关系图像为()
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)。
9.某同学用甲、乙、丙三种色光分别照射同一光电管,研究光电流I与所加电压U之间的关系,得到如右图所示的图像。
则下列说法正确的是()
A.甲光的波长大于乙光的波长
B.乙光的频率小于丙光的频率C.甲光的光强大于丙光的光强D.甲光产生的光电子的最大初动能大于丙光产生的光电子最大初动能
10.如右图所示,虚线为A、B两小球的从等宽不等高的台阶抛出的运动轨迹
A球从台阶1的右端水平抛出后,运动至台阶2右端正上方时,B球从台阶2的右端水平抛出,经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇,不计空气阻力。
则()A.两球抛出时的速度大小相等B.两球相遇时A的速度大小为B的两倍
C.台阶1、2的高度差是台阶2、3高度差的4倍
D.两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值为B的两倍
11.如下图所示,水平放置的金属板P、Q间存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。
发热灯丝连续不断的逸出电子,电子经过电压为U的电场加速后沿OO'
射入板间,稳定后()
A.P板将带负电、Q板不带电
B.PQ两板间的电压与电压U成正比
C.U越大从O'射出的电子速度越大
D.B越大极板上积累的电荷量就越大
12.如右图所示,为大型游乐设施的“跳楼机”。
“跳楼机”从a自由下落到
b,再从b开始在恒定制动力作用下到c停下。
已知“跳楼机”和游客的总质量为m,ab高度差为2h,bc高度差为h,重力加速度为g,忽略空气阻力。
则()
A.a到b,游客受到的合力为零
B.a到b与b到c,重力的平均功率之比为1:
1
C.制动力的大小等于2mg
D.制动力的冲量大小为3m
三、简答题(本题共2小题,共14分。
请将解答填写在答题卡上相应的位置)。
13.(6分)电容器充放电的过程一般极短,在电路中接入高阻值电阻可有效延长充放电时间。
如图所示,实验小组甲、乙两位同学利用这种方法,绘制放电过程中电流i-t的变化规律。
甲同学先按图甲所示电路连接好实验电路。
然后继续实验操作如下:
(1)先接通开关S1、S2,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针偏转接近满刻度,记下这时微安表的示数i0=500μA、电压表的示数U0=6.0V,此时电阻箱R的阻值为9.5kΩ,则微安表的内阻为
kΩ。
(2)断开开关S2,同时开始计时,每隔5s读一次电流i的值,将测得数据填入预先设计的表格中,根据表格中的数据在坐标纸上标出以时间t为横坐标、电流i为纵坐标的点,如图乙中用“×”表示的点。
根据本次实验数据估算出该电容器在整个放电过程中放出的电荷量
Q0约为C;(结果保留两位有效数字)
(3)若乙同学采用同样的实验器材,研究放电规律时,断开开关S1(没有断开开关S2),则实验测得的电容器的电容将比甲同学(不考虑偶然误差,填“大”“小”或“一样大”)
14.(8分)如图1所示是某同学验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的实验装置。
一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方靠近A处。
在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条,小钢球的质量为m,重力加速度为g。
实验步骤如下:
(1)将小球竖直悬挂,测出悬点到钢球球心之间的距离,得到钢球运动的半径为R;用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图2所示,其读数为cm;将钢球拉至某一位置释放,测得遮光条的挡光时间为0.010s,小钢球在A点的速度大小v=m/s(结果保留三位有效数字)。
(2)先用力传感器的示数FA计算小钢球运动的向心力F'=FA-mg,FA应取该次摆动过程中示数的
(选填“平均值”或“最大值”),后再用F=mv
R
计算向心力。
(3)改变小球释放的位置,重复实验,比较发现F总是略大于F',分析表明这是系统造成的误差,该系统误差的可能原因是。
A.小钢球的质量偏大B.小钢球初速不为零
C.总是存在空气阻力D.速度的测量值偏大
(4)为了消除该系统误差,可以(回答一条即可)。
四、计算题(本题共4小题,共46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。
)
15.(8分)“地摊”经济为城市生活带来了方便。
如右图所示,某摊主的小车上面平放着物品A,右端的直杆上用轻绳悬挂着物品B,小车在与水平方
向成α=37°的拉力F作用下,沿水平地面做匀加速直线运动,已知小车
质量为M=50kg,物品A、B的质量均为m=5kg,物品A与小车间的动摩擦因数为μ=0.8,重力加速度取g=10m/s2,不计其他阻力,sin37°=0.6,
cos37°=0.8。
(1)为使得物品A与小车保持相对静止,求拉力的最大值Fm;
(2)若轻绳与竖直方向的夹角θ=37°,求拉力F的大小。
16.(8分)如下图所示,距离为d的平行金属板A、B间的电场强度为E,B板接地。
靠近A板的M点有一放射源,能向各个方向发射质量为m,电量为-e的带电粒子,可以探测到B板上以N点为圆心、半径为r的圆形区域内都有带电粒子到达,粒子重力不计。
求:
(1)粒子运动加速度a的大小;
(2)粒子初速度的最大值v0;
(3)粒子到达B板的最大动能Ekm.
17.(14分)如下图所示,质量m=1kg的物块,可视为质点,右端和墙壁间压缩一轻弹簧,从A点静止释放后滑出B点,恰能过C点沿半径R=0.5m的竖直半圆弧轨道的内侧做圆周运动,经最低点D滑到静止在水平地面的木板上.木板质量M=4kg、长度L=2.05m,且与左侧等高的平台P相碰时将被立即锁定。
已知物块与平台AB、物块与木板间
的动摩擦因数均为μ=0.5,其余摩擦不计,A、B间的距离L0=0.6m
木板右端距离平台P左侧的初始距离为S,g=10m/s2。
求:
(1)弹簧弹力对物块所做的功W;
(2)物块经过D点时所受轨道支持力F的大小;
(3)物块滑上平台P时的动能Ek与S的关系.
18.(16分)如下图所示,在xoy平面的第I象限中有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B;第II象限中有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。
在M与N连线上的各点,有带电粒子沿y轴正方向不连续的射入磁场,粒子质量为m,电量为+q,进入第I象限磁场时运动半径都为d.已知:
OM=d,MN=d,粒子重力不计、不会相碰,不考虑粒子间的相互作用。
求:
(1)粒子射入磁场的速度大小;
(2)粒子从x轴上射出磁场的横坐标范围;
(3)y轴上的P点到O点的距离为2d,请证明在MN连线上有三个点发射的粒子能到达P点.设这三个点从左至右依次为点1、2、3,请求出点2发射的粒子到达P点的时间?
物理参考答案与评分标准
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题意).
1.A2.D3.C4.B5.C6.B7.C8.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).
9.AC10.AD11.CD12.BD
三、简答题(本题共2小题,共14分.请将解答填写在答题卡上相应的位置).
13.
(1)2.5(2分)
(2)8.0×10-3(7.5×10-3或7.8×10-3、8.3×10-3)(2分)
(3)小(2分)
14.
(1)1.50(1.49-1.51)(1分),1.50(1.49-1.51)(1分),
(2)最大值(2分)
(3)D(2分)
(4)答案1:
测出光电门发光孔到悬点的距离L,由v小球=Rv/L求出小球的准确速度(2分,将悬线变长一些、遮光条长度变短不得分)
答案2:
测出小球的直径D,当小球竖直悬挂时,球心恰好处于挡光孔的连线上,由v
小球=D/t测出小球的准确速度(2分)
四、计算题(本题共4小题,共46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)
15.(8分)
(1)为使得物品A与小车保持相对静止,小车的最大加速度μmg=mam
m
解得,a=8m/s2
(1分)
(1分)
对整体,Fcosα=(M+2m)am
(1分)
解得,F=600N
(2)对小球B,mgtanθ=ma
(1分)
(1分)
解得,a=7.5m/s2
对整体,Fcosα=(M+2m)a
(1分)
(1分)
解得,F=562.5N(1分)
16.(8分)
(1)粒子加速度a=eE
m
(2分)
(2)粒子速度方向平行于A板,做类平抛运动,打到B板距离N点最远
d=1at2
2
r=v0t
解得,v0=r
(1分)
(1分)
(1分)
(3)由动能定理得eEd=E
-
1mv2
(2分)
解得,Ekm=eEd+
eEr2
4d
km20
(1分)
17.(14分)
v2
(1)物块恰好通过最高点mg=mC
R
(1分)
解得,vC=ms
(1分)
由动能定理得,W—μ12
(1分)
mgL0=2mvC
解得,W=5.5J
1212
(1分)
(2)滑块由C运动到D,由动能定理2mgR=2mvD—2mvC
解得,vD=5ms
(1分)
(1分)
v
2
在D点,F-mg=mD
R
解得,F=60N
(3)若物块与木板能共速,由动量守恒定律得
(1分)
(1分)
mvD=(M+m)v共(1分)
解得v共=1ms
(1分)
对物块,-μmg⋅x=1mv2-1mv2,得x=2.4m
(1分)
物2共2D物
对木板,μmg⋅
12,得x=0.4m,(L+x>x)(1分)
x板=2Mv共板板物
(用牛顿运动定律解答同样得分)
①若S≥0.4m,物块能和木板共速,
则由能量守恒得:
E=1mv2-μm(Lg+x-x)=0.25J
(1分)
k2共板物
②若S<0.4m,物块不能和木板共速,
则由能量守恒得:
E=1mv2-μmg⋅(L+S)=2.25-5S
(1分)
k2D
18.(16分)
(1)qvB=mv
r
(2分)
因为r=d,解得,v=qBd
m
(2)粒子在第I象限运动半径r1
=d,第II象限的运动半径r=d
12
(2分)
粒子恰好不能从x轴射出时,粒子运动轨迹与
x轴相切,由几何关系得
sinθ=
r2=1
r1+r23
(2分)
x=OA=rcosθ=2d
(1分)
m23
所以,从-x轴射出磁场的横坐标范围为-
2d~0(1分)
3
(3)证明
①设粒子从第II象限到达P点,第II象限中有n个圆弧
则2d=r1sinθ+2r2sinθ⋅n+2r1sinθ⋅(n-1),sinθ=
2
3n-1
,(n=1,2,3…)(2分)
1≥sinθ≥1,所以,n=1或2,sinθ=1
3
或sinθ=0.4
(1分)
即MN之间有2个点发射的粒子能从第II象限到达P点
②设粒子从第I象限到达P点,第I象限中有k+1个圆弧
则2d=r1sinθ+2r2sinθ⋅k+2r1sinθ⋅k,sinθ=
1≥sinθ≥1,所以,k=1,sinθ=0.5
3
2
3k+1
,(k=1,2,3…)(1分)
(1分)
(先讨论出两种情况的任一种,都先得3分,后一种得两分,没有得出结论,但指出sinθ≥1
3
的得1分)
即MN之间有1个点发射的粒子能从第I象限到达P点
综上,MN之间共有3个点发射的粒子能到达P点,第2个点对应从第I象限到达P点,k=1的
情况,
θ=30(1分)
粒子在磁场中做匀速圆周运动周期T=2πm,T=πm
(1分)
1qB2qB
150
300
300
t=T1⋅360+T2⋅360+T1⋅360
所以t=10πm
3qB
(1分)