江苏省2019-2020学年高三6月模拟考试物理试题（含答案）

2019-2020 学年第二学期 6 月模拟 高三年级物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，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，共计 15 分．每小题只有一个选项符合题 意． 1．甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移－时间图象如图所 示，则在 0～t1 时间内 A．甲、乙位移相同 B．甲的速度总比乙大 C．甲经过的路程比乙小 D．甲、乙均做加速运动 2．建设房屋时，保持底边 L 不变，要设计好屋顶的倾角 θ，以便下雨时落在房顶的雨滴 能尽快地滑离屋顶，雨滴下滑时可视为小球做无初速度、无摩擦的运动．则 A．倾角 θ 越大，雨滴下滑时的加速度越小 B．倾角 θ 越大，雨滴对屋顶压力越大 C．倾角 θ 越大，雨滴从顶端 O 下滑至屋檐 M 时的速度越大 D．倾角 θ 越大，雨滴从顶端 O 下滑至屋檐 M 时的时间越短 3．如图甲所示，标有“220 V　40 W”的电灯和标有“20 μF　300 V”的电容器并联接到交流 电源上，V 为交流电压表．交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确 的是 A．t＝T 2时刻，V 的示数为零 B．电灯恰好正常发光 C．电容器不可能被击穿 D．交流电压表 V 的示数保持 110 2 V 不变 4．为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登 火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为 1∶2，火星质量与地球质量之比为 1∶ 9．已知地表的重力加速度为 g，地球半径为 R，万有引力常量为 G，忽略自转的影响， 则 A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为 2∶9 B. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 ∶3 C. 火星的密度为 D. 若以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为 9∶2 2 3 g GRπ 第 1 题图 第 2 题图 第 3 题图5．如图所示，质量为 m1 的木块和质量为 m2 的长木板叠放在水平地面上．现对木块 施加一水平向右的拉力 F，木块在长木板 上滑行，长木板始终静止．已知木块与长 木板间的动摩擦因数为 μ1，长木板与地面 间的动摩擦因数为 μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则 A．μ1 一定小于 μ2 B．μ1 一定不小于 μ2 C．改变 F 的大小，F>μ2(m1＋m2)g 时，长木板将开始运动 D．若 F 作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g 时，长木板与木块将开始相对滑动 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．单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框 的磁通量 Φ 与时间 t 的关系图象如图所示．下列说法正确的是 A．T 2时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 2πΦm T C．线框转一周外力所做的功为2π2Φ RT D．从 t＝0 到 t＝T 4过程中线框的平均感应电动势为πΦm T 7．如图甲所示电路中，R 为电阻箱，电源的电动势为 E，内阻为 r．图乙为电源的输出 功率 P 与电流表示数 I 的关系图象，其中功率 P0 分别对应电流 I1、I2，外电阻 R1、R2．下 列说法中正确的是 A. B. C. D. 8．如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面 是电阻可忽略的导电电极，两极间距为 d，极板的长、宽分别为 a、b，面积为 S，这两个 电极与可变电阻 R 相连．在垂直于前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B．发电导管内有电阻率为 ρ 的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度 v 向右流 动，并通过专用通道导出．不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，下列说 法不正确的是 A．磁流体发电机的电动势为 E＝Bbv B．可变电阻 R 中的电流方向是从 P 到 Q C．可变电阻 R 上消耗的最大电功率为 D．可变电阻 R 上消耗的最大电功率为 9．如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为 R 的半球形碗，碗口直径 AB 水平， 1 2 EI I r + > 1 2 EI I r + = 1 2 R r r R > 1 2 R r r R = 22B v dS ρ ρ dSvB 22 4O 点为球心，右侧是一个足够长固定斜面，一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及定滑轮， 两端分别系有可视为质点的小球 m1 和 m2，且 m1＞m2．开始时 m1 恰在 A 点，m2 在斜面 上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直，C 点在圆心 O 的正下方，不计一切阻力及摩擦．当 m1 由静止释放开始运动，则下列说法中正确的是 A．在 m1 从 A 点运动到 C 点的过程中，m1 的机械 能一直减少 B．当 m1 运动到 C 点时，m1 的速率是 m2 速率的 倍 C．m2 沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力会 发生变化 D．若 m1 运动到 C 点时细绳突然断开，在细绳断开后，m1 不能沿碗面上升到 B 点 第Ⅱ卷（非选择题 共 89 分） 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．（8 分）某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关 系． （1）如图（a）所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码， 测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，g 取 9.8 m/s2，由数据算得劲度系数 k＝ ▲ N/m （结果保留两位有效数字）． 　　 （2）取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图（b）所示，调整导轨使滑块自由 滑动时，通过两个光电门的速度大小 ▲ ． （3）用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量 x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度 v， 释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为 ▲ ． （4）重复③中的操作，得到 v 与 x 的关系如图（c），由图可知，v 与 x 成正比关系．由 上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的 ▲ 成正比． 11．（10 分）某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学 到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为 11～13 V，内阻 小于 3 Ω，由于直流电压表量程只有 3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电 阻箱代替），改装为量程为 15 V 的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下 砝码质量/g 50 100 150 弹簧长度/cm 8.62 7.63 6.66 2是他们的实验操作过程： （1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，图甲中滑动变阻器的阻值很小，实验步 骤如下，完成填空． 第一步：按电路图连接实物 第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零 第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为 3 V 第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为 ▲ V 第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为 15 V 的电压表 （2）实验可供选择的器材有： A．电压表（量程为 3 V，内阻约 2 kΩ） B．电流表（量程为 3 A，内阻约 0.1 Ω） C．电阻箱（阻值范围 0～9 999 Ω） D．电阻箱（阻值范围 0～999 Ω） E．滑动变阻器（阻值为 0～20 Ω，额定电流 2 A） F．滑动变阻器（阻值为 0～20 kΩ，额定电流 0.2 A） 电阻箱应选 ▲ ，滑动变阻器应选 ▲ ． （3）用该扩大了量程的电压表（表盘没变），测电池电动势 E 和内阻 r，实验电路如图乙 所示，得到多组电压 U（表盘上的示数）和电流 I 的值，并作出 U－I 图线如图丙所示， 可知电池的电动势为 ▲ V，内阻为 ▲ Ω． 12．[选修3–5]（12分） （1）下列说法中正确的有 A．只有原子序数大于或等于 83 的元素才具有放射性 B．卢瑟福根据 α 粒子散射实验估测出了原子直径的数量级 C．大量处于第 5 能级（即量子数 n=5）的氢原子，在向低能级跃迁时，最多可辐射出 10 种不同频率的光子 D．比结合能越大的原子核，结合能不一定越大，但是原子核一定越稳定，核子的平均质 量一定越小 （2）利用图甲所示电路研究光电效应中金属的遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 的关系，描绘 出图乙中的图象，由此算出普朗克常量 h．图乙中 U1、ν1、ν0 均已知，电子电荷量用 e 表 示．当入射光的频率增大时，为了测定遏止电压，滑动变阻器的滑片 P 应向 ▲ (选填 “M”或“N”)端移动，由 Uc—ν 图象可求得普朗克常量 h＝ ▲ (用题中字母表示)． 甲 乙 （3）如图所示，在光滑水平冰面上，一蹲在滑板上的小孩推着冰车一起以速度 v0＝1.0m/s 向左匀速运动．某时刻小孩将冰车以相对冰面的速度 v1＝7.0m/s 向左推出，冰车与竖直 墙发生碰撞后原速率弹回．已知冰车的质量为 m1＝10kg，小孩与滑板的总质量为 m2＝ 30kg，小孩与滑板始终无相对运动．取 g＝10m/s2. ①求冰车与竖直墙发生碰撞过程中，墙对冰车的冲量大小 I； ②通过计算判断，冰车能否追上小孩？ 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．1 g 水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多 B．布朗运动就是物质分子的无规则热运动 C．一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小 D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子的无规则的热运动造成的 （2）气象员用释放氢气球的方法测量高空的气温．已知气球内气体的压强近似等于外界 大气压，氢气球由地面上升的过程中，氢气球内壁单位面积上所受内部分子的作用力 ▲ （填“增大”、“减小”、“不变”），球内气体的内能 ▲ （填“增大”、“减小”、“不 变”）． （3）一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质 量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为 1.5×10－3 m2，如图所示，开始时气 体的体积为 3.0×10－3 m3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体 的体积恰好变为原来的三分之设大气压强为 1.0×105 Pa．重力加速度 g 取 10 m/s2，求： ①最后汽缸内气体的压强为多少？ ②最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？ B．[选修3–4]（12分） （1）下列说法中正确的是 A．医院中用于体检的“B 超”利用了电磁波的反射原理 B．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点， 其位移始终保持最小 C．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量 n 次全振动的总时间时，计时的起始位置应 选在小球运动到最低点时为宜 v2D．光有偏振现象，电磁波没有偏振现象 （2）如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，选用激光的频率 为 6.0×1014Hz，测得屏上 P 点距双缝 和 的路程差为 1.25×10-6m，则在这里出现的应是 ▲ (选填“明条纹”或“暗 条纹”)．现改用频率为 8.0×1014Hz 的激光进行上述实验， 保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 ▲ (选填“变 宽”、“变窄”、或“不变”)，已知光速 m/s． （3）如图所示，半径为 R、球心为 O 的玻璃半球置于半径 为 R 的上端开口的薄圆筒上，一束单色光 a 沿竖直方向从 B 点射入半球表面，OB 与竖直方向夹角为 60°，经两次折射 后，出射光线与 BO 连线平行，求： ①玻璃的折射率； ②光射在圆柱体侧面 C 点到半球下表面的距离 CD. 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． 14．（15 分）如图所示，平行长直光滑固定的金属导 轨 MN、PQ 平面与水平面的夹角 θ＝30°，导轨间距 为 L＝0.5 m，上端接有 R＝3 Ω 的电阻，在导轨中 间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁场区域 为 OO′O1′O1，磁感应强度大小为 B＝2 T，磁场区域 宽度为 d＝0.4 m，放在导轨上的一金属杆 ab 质量 为 m＝0.08 kg、电阻为 r＝2 Ω，从距磁场上边缘 d 0 处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度 v＝2 m/s.导轨的电阻可忽略不计，杆在运 动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为 g＝10 m/s2，求： （1）金属杆距磁场上边缘的距离 d0； （2）通过磁场区域的过程中通过金属杆的电荷量 q； （3）金属杆通过磁场区域的过程中电阻 R 上产生的焦耳热 QR. 15．（16 分）如图所示，从 A 点以 v0＝4 m/s 的水平速度抛出一质量 m＝1 kg 的小物块(可 视为质点)，当物块运动至 B 点时，恰好沿切线方向进入光滑固定圆弧轨道 BC，经圆弧轨 1S 2S 8103×=c道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平．已知长 木板的质量 M＝4 kg，A、B 两点距 C 点的高度分别为 H＝0.6 m、h＝0.15 m，R＝0.75 m， 物块与长木板之间的动摩擦因数 μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数 μ2＝0.2，g 取 10 m/s2.求： （1）小物块运动至 B 点时的速度大小和方向； （2）小物块滑动至 C 点时，对圆弧轨道 C 点的压力的大小； （3）长木板至少为多长，才能保证小物块不 滑出长木板． 16．（16 分）如图所示，在第一象限内，0a 的区域Ⅱ中有 垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内磁场的磁感应强 度大小均为 B．沿 y 轴有一不计厚度的返回粒子收集器， 内部距离原点为 2 3a 的 P 点有一粒子源，持续不断的 沿 x 轴正方向发射速度大小不同的同种带电粒子，粒 子的质量为 m、电荷量为＋q，不计粒子的重力，求： （1）进入区域Ⅱ磁场的粒子的最小速度； （2）粒子从 P 点射出到返回到收集器上的同一位置的 运动时间； （3）要使所有返回区域Ⅰ磁场的带电粒子都能被收集 器收集，求收集器的最小长度． 参考答案 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．01-05 ACBBD 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． BC 7． BD 8. AC 9． ABD 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】 10．①50（2 分）　 ②相等（2 分）　 ③滑块的动能（2 分） ④压缩量 x 的二次方（2 分） 11．（1）0.6（2 分） （2）C（2 分）　E（2 分）　 （3）11.5（2 分）　2.5（2 分） 12．[选修3–5]（12分） （1）CD（2）N 　 eU1 ν1－ν0 （3）① ②冰车能追上小孩 【选做题】 13．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．若多 做，则按A小题评分． A．[选修3–3]（12分） B．[选修3–4]（12分） （1）【答案】C （2）【答案】暗条纹 （2 分） 变窄（2 分） （3）【答案】(1) 3 （2 分）　(2) 3＋1 3 R（2 分） 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． 14． (1)0.4 m　(2)0.08 C　(3)0.096 J 【解析】(1)由能量守恒定律得 mgd0sin 30°＝1 2mv2(1 分) 金属杆距磁场上边缘的距离 d0＝0.4 m (2)由法拉第电磁感应定律E＝ΔΦ Δt (1 分) 由闭合电路欧姆定律I＝ E R＋r(1 分) q＝I·Δt(1 分) 则金属杆通过磁场区域的过程中通过其的电荷量 q＝ ΔΦ R＋r＝ BLd R＋r＝0.08 C(1 分) (3)由法拉第电磁感应定律，金属杆刚进入磁场时 E＝BLv＝2 V(1 分) 140N sI = ⋅由闭合电路欧姆定律 I＝ E R＋r＝0.4 A(1 分) 金属杆受到的安培力 F＝BIL＝0.4 N(1 分) 金属杆重力沿导轨向下的分力 F′＝mgsin 30°＝0.4 N 所以金属杆进入磁场后做匀速运动 由能量守恒定律得，回路中产生的焦耳热 Q＝mgdsin 30°(1 分) 金属杆通过磁场区域的过程中，在电阻 R 上产生的热量 QR＝ R R＋rQ(1 分) 代入数据可得 QR＝0.096 J．(1 分) 15．　(1)5 m/s　方向与水平面夹角为 37°斜向下；(2)47.3 N　 (3)2.8 m； 【解析】(1)物块做平抛运动：H－h＝1 2gt2（1 分） 设到达 B 点时竖直分速度为 vy，vy＝gt（1 分） v1＝ v20＋v2y＝ 42＋32 m/s＝5 m/s（1 分） 方向与水平面的夹角为 θ，则：tan θ＝vy v0＝3 4（1 分） 解得 θ＝37°（1 分） (2)从 A 至 C 点，由动能定理得 mgH＝1 2mv22－1 2mv20（1 分） 设小物块在 C 点受到的支持力为 FN，由牛顿第二定律得 FN－mg＝mv22 R （1 分） 联立解得 v2＝2 7m/s（1 分）　FN＝47.3 N（1 分） 根据牛顿第三定律可知，物块对圆弧轨道 C 点的压力大小为 47.3 N（1 分） (3)小物块对长木板的摩擦力为 Ff＝μ1mg＝5 N（1 分） 长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 Ff′＝μ2(M＋m)g＝10 N（2 分） 因 Ff＜Ff′（1 分） 所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，小物块在长木板上做匀减速运动， 至长木板右端时速度刚好为 0，则长木板长度至少为 l＝ v22 2μ1g ＝2.8 m（2 分） 16． (1)qBa m 　(2)7πm 3qB 　(3)4 3a－2a 【解析】(1)由几何关系可知进入区域Ⅱ磁场中的粒子运动半径最小为 r1＝a（2 分） 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动：qv1B＝mv12 r1 （2 分） 解得 v1＝qBa m 。 即进入区域Ⅱ磁场的粒子的最小速度为qBa m 。（1 分） (2)粒子运动轨迹如图甲所示，由几何关系知粒子在区域Ⅰ磁场运动的第一段轨迹对 应的圆心角为 60°，由对称关系可知粒子在区域Ⅰ中运动的时间 t1＝2×T 6＝T 3，（1 分） 由几何关系可知粒子在区域Ⅱ磁场中运动轨迹所对圆心角为 300°，则运动时间为 t2 ＝5 6T，（1 分）则总的运动时间 t＝t1＋t2＝7 6T（1 分） 其中 T＝2πm Bq ，所以解得 t＝7πm 3qB。（2 分） 　　 (3)若粒子在区域Ⅰ中向上偏转未进入区域Ⅱ，PN＝2a；（1 分） 粒子速度最大且能返回到 y 轴的运动轨迹示意图如图乙所示，由几何关系可得： 2r3－2(r3－r3cos β)＝2 3a（1 分） 2r3sin β＝2a（1 分） 解得：r3＝2a，β＝30°（1 分） PM＝2 3a－2(r3－r3cos β)＝4( 3－1)a（1 分） MN＝PM＋PN＝4 3a－2a（1 分）