江苏省泰州市2020届高三年级5月模拟考试物理试卷（含答案）

泰州市 2020 届高三年级 5 月模拟考试 物理 本卷满分为 120 分，考试时间为 100 分钟． 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. 用电阻丝绕制标准电阻时，常在圆柱陶瓷上用如图所示的双线绕制方法绕制， 其主要目的是(  ) A. 制作无自感电阻  B. 增加电阻的阻值 C. 减少电阻的电容  D. 提高电阻的精度 2. 2019 年 9 月 13 日，美国导弹驱逐舰“迈耶”号擅自进入中国西沙群 岛海域．我军组织有关海空兵力，依法依规对美舰进行了识别查证， 予以警告，成功将其驱离．如图是美国导弹驱逐舰“迈耶”号在海 面上被我军驱离前后运动的速度—时间图像，则下列说法正确的是 (  ) A. 美舰在 0～66 s 内的平均速度大小等于 7.5 m/s B. 美舰在 66 s 末开始调头逃离 C. 美舰在 66～96 s 内运动了 225 m D. 美舰在 96～116 s 内做匀减速直线运动 3. 某种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，当有人站上去后会先慢慢加速．如下图所示，有一 顾客乘这种扶梯下楼．在电梯加速向下运行的过程中，她所受力的示意图是(  )       A B C D 4. 如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点正上方 h 高处，有一带正电的点电荷 Q，一 表面绝缘、带正电的小球(可视为质点，且不影响原电场)以速度 v0 在金属板上自左端向 右端运动，则(  ) A. 小球先做减速后做加速运动 B. 运动过程中小球的电势能先减小后增大 C. 金属板上的感应电荷对点电荷 Q 的作用力 F＝kQ2 4h2 D. 金属板上的感应电荷对点电荷 Q 的作用力 F＝kQ2 h2 5. 如图所示，光滑竖直杆固定，杆上套一质量为 m 的环，环与轻弹簧一端相 连，弹簧的另一端固定在 O 点，O 点与 B 点在同一水平线上，BC>AB，AC ＝h，环从 A 处由静止释放运动到 B 点时弹簧仍处于伸长状态，整个运动过 程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 g，环从 A 处开始运动时的 加速度大小为 2g，则在环向下运动的过程中(  ) A. 环在 B 处的加速度大小为 0 B. 环在 C 处的速度大小为 2gh C. 环从 B 到 C 一直做加速运动 D. 环的速度最大的位置在 B、C 两点之间 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. 据人民日报报道，“人造月亮”构想有望在 2022 年初步实现．届时首颗“人造月亮”将 完成从发射、展开到照明的整体系统演示验证并发射．“人造月亮”将部署在距离地球 500 km 以内的低轨道上，可为城市提供夜间照明．假设“人造月亮”绕地球做圆周运动，则 “人造月亮”在轨道上运动时(  ) A. “人造月亮”的线速度大于第一宇宙速度 B. “人造月亮”的向心力大于月球受到的向心力 C. “人造月亮”的公转周期小于月球绕地球运行的周期 D. “人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度 7. 如图所示电路，R1 是定值电阻，R2 是滑动变阻器，L 是小灯 泡，C 是电容器，电源内阻为 r.开关 S 闭合后，在滑动变阻器 的滑片向上滑动过程中(  ) A. 小灯泡变亮 B. 电压表示数变小 C. 电容器所带电荷量增大 D. 电源的输出功率一定先变大后变小 8. 如图 1 所示，发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，以图示位置为计时起点，产生如图 2 所示的正弦交流电，并将它接在理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数比 n1∶n2＝11∶1；图 1 中发电机线圈的电阻不计，L 是自感系数较大、直流电阻为 R 的线 圈，灯泡正常发光，电压表和电流表可视为理想电表．则下列说法中正确的是(  ) 图 1 图 2 A. r＝0.005 s 时，穿过发电机线圈的磁通量最大 B. 理想交流电压表的示数为 20 V C. 若将变阻器的滑片 P 向上滑动，灯泡将变暗 D. 若将变阻器的滑片 P 向下滑动，电流表读数将减小 9. 如图所示，有一符合方程 y＝x2＋4 的曲面(y 轴正方向为竖直向上)， 在点 P(0，40 m)将一质量为 1 kg 的小球以 2 m/s 的速度水平抛出，小球 第一次打在曲面上的 M 点，不计空气阻力，取 g＝10 m/s2，则 (  ) A. M 点坐标为(5 m，29 m) B. 小球打在 M 点时重力的瞬时功率为 200 W C. 小球打在 M 点时的动能为 404 J D. P 点与 M 点间距离为 4 26 m 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．共计 42 分． 【必做题】 10. (1) (4 分)图中游标卡尺的读数为________mm，螺旋测微器的读数为________mm.      (2) (6 分)为了探究在橡皮条弹力作用下小车的运动，某同学设计了如图甲所示的实验， 由静止释放小车，小车在处于伸长状态的橡皮条弹力的作用下向左运动．打点计时器打 下的纸带如图乙所示，计时点 0 为打下的第一个点，两点之间的时间间隔为 T，该同学 在测出计时点 2、3、4 到计时点 0 的距离 x1、x2、x3 后，将纸带由图示位置剪断，将每 段纸带的下端对齐，依次并排粘贴在直角坐标系中，连接各段纸带上端的中点画出平滑 曲线如图丙所示．对该实验结果的研究可知：      ①处理数据时，图丙纵轴取速度参量，横轴取时间参量，计数点 2、3 的速度分别为 v2、 v3，则图中 vA 表示________． A. v3   B. v2＋v3 2    C. x2－x1 T  D. x3－x1 2T ②在有橡皮条弹力作用时，小车做加速度________的直线运动． A. 不断减小   B. 不断增大  C. 先减小后增大  D. 先增大后减小 ③图中 vB 对应的实际时刻________(选填“大于 1.5T”“等于 1.5T”或“小于 1.5T”). 11. (8 分)(1) 为了研究滑动变阻器对实验的影响，某同学利用如图甲所示的电路，分别用最 大阻值是 5 Ω、50 Ω、2 000 Ω 的三种滑动变阻器做限流电阻．当滑动变阻器的滑片由一端向 另一端移动的过程中，根据实验数据，分别做出电压表读数 U 随滑片移动距离 x 的关系曲线 a、b、c，如图乙所示．如果待测电阻两端电压需要有较大的调节范围，同时操作还要尽量方 便，应选择图中的________(选填“a”“b”或“c”)所对应的滑动变阻器． 甲 乙 丙 丁 (2) 某同学设计了如图丙所示的电路来测量电源电动势 E 和内阻 r 及电阻 R1 的阻值．实 验器材有：待测电源，待测电阻 R1，电压表 V(量程 0～3 V，内阻很大)，电阻箱 R(0～ 99.99 Ω)，单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干． ①先测电阻 R1 的阻值．将该同学的操作补充完整： A. 闭合 S1，将 S2 切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0 和对应的电压表示数 U1； B. 保持电阻箱示数不变，________________，读出电压表的示数 U2； C. 电阻 R1 的表达式为 R1＝________． ②该同学已经测得电阻 R1＝2.8 Ω，继续测电源电动势 E 和内阻 r，其做法是：闭合 S1， 将 S2 切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U，由测 得的数据，绘出了如图丁所示的 1 U 1 R图线，则电源电动势 E＝________V，内阻 r＝ ________Ω. 12. (选修 3－5) (12 分) (1) 图甲是光电效应的实验装置图，图乙是通过改变电源极性得到的光电流与加在阴极 K 和阳极 A 上的电压的关系图像，下列说法正确的有________． 甲 乙 A. 由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极 A 的动能比其逸出阴极 K 表面时的动能小 B. 由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器，当电压表示数增大到某一值后，电流 表的读数将不再增大 C. 由图乙可知，③光子的频率小于光线①光子的频率 D. 由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的大 (2) 按照玻尔理论，氢原子处于高能级时，电子绕核运动的动能________(选填“较大” 或“较小”)，若电子质量为 m，动能为 Ek，其对应的德布罗意波长为________(普朗克 常量为 h)． (3) 一静止的氡核 22286 Rn 衰变为钋核 21884 Po 和 α 粒子，其中 22286 Rn、21884 Po、α 粒子的质量分 别 为 m1、m2、m3，设释放的核能全部转化钋核和 α 粒子的动能． ①写出衰变方程式； ②求 α 粒子的动能． 13. 【选做题】本题包括 A、B 两小题，请选定其中一小题，并作答．若多做，则按 A 小题 评分． A. (选修 3－3)(12 分) (1) 下列说法正确的有________. A. 温度升高，物体内每个分子的热运动速率都增大 B. 气体压强越大，气体分子的平均动能就越大 C. 在绝热过程中，外界对一定质量的理想气体做功，气体的内能必然增加 D. 降低温度可以使未饱和汽变成饱和汽 (2) 水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量 M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为 NA ＝6.02×1023 mol－1，一滴露水的体积大约是 9.0×10－8 cm3，它含有________个水分子， 如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进 9.0×107 个水分子时，喝进水的质量是 ________kg.(结果保留两位有效数字) (3) 一定质量的理想气体，其内能跟热力学温度成正比．在初始状态 A 时，体积为 V0， 压强为 p0，温度为 T0，此时其内能为 U0.该理想气体从状态 A 经由一系列变化，最终返 回到原来状态 A，其变化过程的 VT 图如图所示，其中 CA 延长线过坐标原点，B、A 点 在同一竖直线上．求： ①该理想气体在状态 B 时的压强； ②该理想气体从状态 B 经由状态 C 回到状态 A 的过程中，气体向外界放出的热量． B. (选修 3－4)(12 分) (1) 下述说法正确的有________． A. 将单摆从地球表面移到距地面高度等于地球半径 R 处的宇宙飞船中，摆动周期变为 地球表面周期的 2 倍 B. 伦琴射线实际上是波长比可见光更短的电磁波 C. 全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性 D. 狭义相对论认为，在一切参考系中，物理规律都相同 (2) 如图所示是一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t＝0 时 刻的波形图，已知波的传播 速度 v＝2 m/s.试回答下列问题： ①写出 x＝0.5 m 处的质点做简谐运动的表达式： ________cm. ②x＝0.5 m 处质点在 0～4.5 s 内通过的路程为________cm. (3) 如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜 ABC，∠A＝30°.它对红光的折射率为 n1， 对紫光的折射率为 n2，红光在棱镜中传播速度为 v，在跟 AC 边相距 d 处有一与 AC 平 行的光屏．现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直 AB 边射入 棱镜． ①紫光在棱镜中的传播速度为多少？ ②若两种光都能从 AC 面射出，求在光屏 MN 上两光点间的距离． 四、计算题：本题共 3 小题，共计 47 分．解答时请写必要的文字说明、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，一个长为 2L、宽为 L 粗细均匀的矩形线框，质量为 m、电阻为 R，放 在光滑绝缘的水平面上．一个边长为 2L 的正方形区域内，存在竖直向下的匀强磁场，其左 边界在线框两长边的中点 MN 上． (1) 在 t＝0 时刻，若磁场的磁感应强度从零开始均匀增加，变化率ΔB Δt ＝k，线框在水平 外力作用下保持静止，求在某时刻 t 时加在线框上的水平外力大小和方向． (2) 若正方形区域内磁场的磁感应强度恒为 B，磁场从图示位置开始以速度 v 匀速向左 运动，并控制线框保持静止，求到线框刚好完全处在磁场中的过程中产生的热量 Q； (3) 若(2)问中，线框同时从静止释放，求当通过线框的电量为 q 时线框速度大小的表达 式． 15. (16 分)如图所示，横截面为等腰三角形的光滑斜面，倾角 θ＝30°，斜面足够长，物块 B 和 C 用劲度系数为 k 的轻弹簧连接，它们的质量均为 2m，D 为一固定挡板，B 与质量为 6m 的 A 通过不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮相连接．现固定 A，此时绳子伸直无弹力且与斜面 平行，系统处于静止状态，然后由静止释放 A，则 (1) 物块 C 从静止到即将离开 D 的过程中，重力对 B 做的功为多少？ (2) 物块 C 即将离开 D 时，A 的加速度为多少？ (3) 物块 C 即将离开 D 时，A 的速度为多少？ 16. (16 分)如图所示，ab 为一长度为 l＝1 m 的粒子放射源，能同时均匀发射粒子，距 ab 为 h ＝1 m 的虚线 ef 的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场．若以 a 点为坐标原点、以 ab 为 x 轴、 以 ad 为 y 轴建立平面直角坐标系，则图中曲线 ac 的轨迹方程为 y＝x2，在曲线 ac 与放射源 ab 之间的区域Ⅰ内存在竖直向上的匀强电场，电场强度的大小为 E1＝2.0×102 N/C，ad⊥ef， 在 ad 左侧 l＝1 m 处有一长度也为 h＝1 m 的荧光屏 MN，在 ad 与 MN 之间的区域Ⅱ内存在 水平向左的匀强电场，电场强度大小为 E2＝2.0×102 N/C.某时刻放射源由静止释放大量带正 电的粒子，粒予的比荷q m＝1.6×105 C/kg，不计带电粒子的重力以及粒子之间的相互作用． (1) 从距 a 点 0.25 m 处释放的粒子到达虚线 ef 的速度 v1 为多大？ (2) 如果所有的粒子均从同一位置离开匀强磁场，则该磁场的磁感应强度 B 为多大？ (3) 在满足第(2)问的条件下，打到荧光屏上的粒子占粒子总数的百分比及粒子发射后打 到荧光屏上的最短时间． 2020 届高三年级 5 月模拟考试 物理参考答案 1. A 2. C 3. D 4. C 5. D 6. CD 7. AB 8. ACD 9. BD 10. (1) 50.15(2 分) 4.700(4.698～4.702)(2 分) (2) ①C(2 分) ②C(2 分) ③小于 1.5T(2 分) 11. (1) b(1 分) (2) ①S2 切换到 b(1 分) U2－U1 U1 R0(2 分) ②2.0(或 2)(2 分) 1.2(2 分) 12. (1) BD(3 分，漏选得 1 分、错选或不答得 0 分) (2) 较小(2 分)  h 2mEk(2 分) (3) ①22286 Rn―→21884 Po＋42He.(2 分) ②释放的核能 ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3)c2(1 分) ΔE＝Ekα＋EkPo 衰变中动量守恒 pα＋pPo＝0(1 分) 解得 Ekα＝218 222(m1－m2－m3)c2 或 Ekα＝109 111(m1－m2－m3)c2.(1 分) 13. A. (1) CD(3 分，漏选得 1 分、错选或不答得 0 分) (2) 3.0×1015(2 分) 2.7×10－18(2 分) (3) ①A→B 等温变化，根据玻意耳定律 p0V0＝pB·3V0，得 pB＝p0 3 .(2 分) ②B→C 等容过程：WBC＝0 C→A 等压过程：WCA＝p0×(3V0－V0)＝2p0V0 即 B→C→A 过程，外界对气体做功 W＝WBC＋WCA＝2p0V0(1 分) TB＝TA，内能 UA＝UB＝U0 B→C→A 过程：根据热力学第一定律 ΔU＝W＋Q(1 分) Q＝－W＝－2p0V0，即向外界放出热量为 2p0V0.(1 分) B. (1) BC(3 分，漏选得 1 分、错选或不答得 0 分) (2) ①y＝5cos 2πt(2 分) ②90(2 分) (3) ①n1v n2 .(2 分) ② sin r1 sin 30°＝n1(1 分) sin r2 sin 30°＝n2(1 分) (1 分) 14. (1) 区域磁场均匀增强，线框中电动势 E＝ΔΦ Δt ＝ΔB Δt S＝kL2(1 分) 电流 I＝E R(1 分) B＝ΔB Δt ·t＝kt(1 分) 经过时间 t 时加在线框上的外力 F＝F 安＝BIL＝k2L3t R (1 分) 方向水平向右．(1 分) (2) 区域磁场从线框上 MN 位置以速度 v 匀速向左运动时， 电动势 E＝BLv(2 分) 电流 I＝E R 经历时间 t＝L v(1 分) 线框中产生的热量 Q＝I2Rt＝B2L3v R .(2 分) (3) BIL＝ma(2 分) 得 BqL＝mv，解得 v＝BqL m .(3 分) 15. (1) 开始系统静止时，对于物块 B 有 2mgsin 30°＝kx1(1 分) 则弹簧压缩量为 x1＝mg k C 刚离开 D 时，对于物块 C 有 2mgsin 30°＝kx2(1 分) 则弹簧伸长量为 x2＝mg k 故 A、B 的位移大小均为 x＝x1＋x2＝2mg k (1 分) 物块 C 从静止到刚离开 D 的过程中，重力对 B 做功 W＝－2mgx·sin 30°＝－2m2g2 k .(2 分) (2) C 刚离开 D 时，设绳中张力大小为 T，对 A、B 分别由牛顿第二定律有 6mgsin 30°－ T＝6ma(2 分) T－(kx2＋2mgsin 30°)＝2ma(2 分) 即 6mg·sin 30°－(kx2＋2mg·sin 30°)＝8ma 解得 A 的加速度 a＝g 8.(2 分) (3) 物块 C 从静止到刚离开 D 过程中，初末态弹簧的弹性势能相等，(1 分) 对系统由功能关系得 6mgx·sin 30°－2mgx·sin 30°＝ 1 2×8mv2(2 分) 解得 v＝g m k.(2 分) 16. (1) 由动能定理可得 E1qy＝1 2mv2，y＝x2 联立可得 v＝ 2E1q m x(2 分) 从距 a 点 0.25 m 处释放，即 x1＝0.25 m，代入数据可解得 v1＝2.0×103 m/s.(3 分) (2) 所有带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设轨迹半径为 r，由牛顿第二定律可得 qvB ＝mv2 r ，解得 r＝mv qB＝1 B 2mE1 q x(2 分) 分析可知，当磁感应强度 B 一定时，轨迹半径 r 与 x 成正比，当 x 趋近于零时，粒子做 圆周运动的轨迹半径趋近于零，即所有粒子经磁场偏转后都从 d 点射出磁场，且有 2r＝ x，联立并代入数据解得 B＝0.1 T．(2 分) (3) 粒子从 d 点沿竖直向下的方向进入区域Ⅱ的电场中后，所有粒子均在电场力作用下 做类平抛运动 对于打到 N 点的粒子，设其射入电场时的速度为 v2 则 a＝E2q m ＝3.2×107 m/s2 t4＝ 2l a＝1 4×10－3 s＝2.5×10－4 s v2＝h t4＝4×103 m/s(1 分) 该粒子为从 ab 的中点释放的粒子(1 分) 故打到荧光屏上的粒子占粒子总数的 50%(1 分) 该粒子在区域Ⅰ的电场中运动的时间为 t1，则有 v2＝E1q m t1， t1＝1 8×10－3 s(1 分) 无场区的时间 t2＝ 3 16×10－3 s(1 分) 在磁场中运动的时间为 t3，在匀强磁场中转过的圆心角 θ＝π， 则有 t3＝T 2＝πm qB＝ π 16×10－3 s(1 分) 在电场 E2 中的时间 t4＝1 4×10－3 s 故该粒子所经历的总时间 t＝t1＋t2＋t3＋t4，代入数据得 t＝9＋π 16 ×10－3 s(“7.59×10－4 s” 或“7.6×10－4 s”)．(1 分)