2020届江苏省南京师范大学附属中学高三下学期六月押题物理试卷（含答案）

1 江苏省南京师范大学附属中学 2020 届高三下学期六月押题 物理试卷 2020.6 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. 下列说法正确的是(  ) A. 伽利略用“逻辑归缪法”得出物体下落快慢由它们的质量决定 B. 开普勒在前人工作的基础上发现了万有引力定律 C. 密立根通过扭秤实验，比较准确地测定了元电荷的数值 D. 安培提出著名的分子电流假说，他认为分子电流使每个物质微粒成为一个微小的磁体， 它的两侧相当于两个磁极 2. 如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向 垂直于纸面向里．一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板．若不计重力，下列四个物 理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变(  ) A. 粒子所带电荷量  B. 粒子速度的大小 C. 电场强度    D. 磁感应强度 3. 如图所示，a、b 两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，半径 ra＝2rb，图 示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则下列说法正确的是(  ) A. a、b 线圈中产生的感应电流方向均为逆时针方向 B. a、b 线圈均有扩张趋势 C. a、b 线圈中产生的感应电动势之比 Ea∶Eb＝2∶1 D. a、b 线圈中产生的感应电流之比 Ia∶Ib＝4∶1 4. 如图所示，将某小球从同一位置斜向上抛出，其中有两次小球垂直撞在竖直墙上，不 计空气阻力，则下列说法正确的是(  ) A. 小球两次撞墙的速度可能相等 B. 从抛出到撞墙，两次小球在空中运动的时间相同 C. 小球两次抛出时速度的竖直分量可能相等 D. 小球抛出时的动能，第一次可能比第二次小 5. 一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力 F 作用下开始向上运动，如图甲所示，在 2 物体向上运动过程中，其机械能 E 与位移 x 的关系图象如图乙所示，已知曲线上 A 点的切线 斜率最大，不计空气阻力，则下列说法错误的是(  ) A. 在 x1 处物体所受拉力最大 B. 0～x1 过程中合外力增大 C. 在 x1～x2 过程中，物体的加速度一直减小 D. 在 x1～x2 过程中，物体的动能先增大后减小 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. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继 GPS、GLONASS 和 GALILEO 之后的第四个成熟的卫星导航系统．该系统中的主力卫星是中圆地球轨道卫星 (MEO)，其圆周运动绕行周期为 12 小时， 多颗该种卫星协同工作能使信号全球覆盖．下列关于中圆地球轨道卫星的说法正确的是 (  ) A. 其半径为地球同步卫星轨道半径的一半 B. 其圆周运行线速度小于 7.9 km/s C. 其轨道平面必定与赤道平面共面 D. 其向心加速度大于地球同步卫星轨道的向心加速度 7. 阴极射线示波管的聚焦电场是由电极 A1、A2 形成，实线为电场线，虚线为等势线，Z 轴为该电场的中心轴线，P、Q、R 为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点， 则(  ) A. 电极 A1 的电势低于电极 A2 的电势 B. 电场中 Q 点的电场强度小于 R 点的电场强度 C. 电子在 P 点处的动能大于在 Q 点处的动能 D. 电子从 P 至 R 的运动过程中，电场力对它一直做正功 8. 如图所示，变压器为理想变压器，副线圈中三个电阻的阻值大小关系为 R1＝R2＝2r＝ 2 Ω，电流表为理想交流电表，原线圈输入正弦式交流电 e＝220 2sin 100πt(V)，开关 S 断 开时，电阻 r 消耗的电功率为 100 W．下列说法正确的是(  ) 3 A. 通过电阻 r 的电流方向每秒钟变化 100 次 B. 开关 S 闭合前后，电流表的示数之比为 2∶3 C. 开关 S 闭合前后，电阻 R1 两端的电压之比为 2∶3 D. 变压器原副线圈的匝数之比为 22∶3 9. 如图所示为某工厂用传送带传送工件的示意图，传送带从底端 A 到顶端 B 的长度为 L，与水平方向间夹角为 θ.工件从传送带下端 A 位置轻放于传送带上，初速度忽略不计，工 件运动 s1 距离与传送带速度相同，此时立即放上另一个工件，每个工件质量均为 m，与传送 带之间的动摩擦因数 μ，重力加速度为 g，传送带始终以速率 v 稳定运行，设 L＝10s1，下列 说法正确的是(  ) A. 若匀速运动的相邻工件之间的距离是 s2，则 s2＝2s1 B. 传送带运行相当长一段时间后传送带消耗的电功率将保持不变 C. 每个工件与传送带之间由于摩擦产生的热量大小为 Q＝μmgs1cos θ D. 传送一个工件到顶端，摩擦力对工件做的功为 W＝1 2mv2＋mgLsin θ＋Q，Q 为该工 件与传送带之间摩擦生热 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)某小组利用气垫导轨装置探究“做功与物体动能改变量之间的关系”．图 1 中， 遮光条宽度为 d，光电门可测出其挡光时间．滑块与遮光条的总质量为 M，钩码质量为 m， 总共有 5 个，滑轮和导轨摩擦可以忽略．实验步骤如下： 图 1 ① 打开气源，调节气垫导轨使其水平，将滑块轻放到导轨上，并将所有钩码放到滑块上； ② 将滑块静止放在导轨右侧的某一位置，测出遮光条到光电门的距离为 S； ③ 从滑块上取出一个钩码挂在左侧细线下端，释放滑块记录遮光条经过光电门的挡光时 间Δt； ④ 再从滑块上取出一个钩码挂在左侧钩码下端，从相同位置由静止释放滑块，记录遮光 条经过光电门的挡光时间； ⑤ 重复步骤④，直至滑块上的钩码全部挂到左侧钩码下端． 请完成下面问题： (1) 如图 2 所示，本实验应该使用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“D”)部分测量， 4 测量动作完成时，应先将________(选填“C”或“E”)紧固，然后再读数． (2) 本实验使用的是 10 分度的游标卡尺，测得遮光条宽度 d 如图 3 所示，则 d＝ ________mn. (3) 滑块经过光电门时的速度可用 v＝________(用题中所给的字母表示)计算． (4) 假设操作过程左侧钩码重力做功为 W，且根据以上步骤综合实验数据得到 W 1 （Δt）2的图线如图 4 所示，则图线的斜率 k＝________(用题中所给的字母表示)． 11. (10 分)某同学利用以下器材设计一个电路来描绘出小灯泡的 UI 曲线(如图甲所示)， 器材如下： A. 小灯泡  B. 电流表(量程 0.6 A，内阻约为 0.4 Ω) C. 电压表(量程 6 V，内阻约为 10 000 Ω)  D. 滑动变阻器 R1(0～10 Ω) E. 滑动变阻器 R2(0～1 000 Ω)  F. 电源(电动势为 6 V，内阻约为 1 Ω) G. 开关，导线若干 (1) 滑动变阻器应选________(选填“D”或“E”)． (2) 在图乙中画出他设计的实验电路图(根据该电路设计可得到 UI 关系的完整曲线)． (3) 根据小灯泡 UI 关系的完整曲线可知小灯泡电阻随电压的增大而________(填选“增 大”“减小”或“不变”)． (4) 如果将小灯泡与某电池相连，该电池的电动势为 6.0 V，内电阻为 8 Ω，则： ① 当如图丙所示，将 1 个该小灯泡与该电池相连时，小灯泡的电阻 RL＝________Ω(保 留两位有效数字)． ② 当如图乙所示，将 2 个相同的该种小灯泡串联后再与该电池相连，其中 1 个小灯泡的 功率 PL＝________W(保留两位有效数字)． 12. 【选修 35】(12 分) (1) 下列说法正确的是________． A. 核反应堆中常用镉棒作为“慢化剂”，使快中子减速 B. 天然放射现象的发现，揭示了原子核具有内部结构 C. 卢瑟福通过α粒子的散射实验，发现了原子的核式结构 D. 实物粒子的运动速度越大，其物质波的波长就越大 5 (2) 如图甲所示是研究光电效应规律的光电管，用绿光照射阴极 K，实验测得流过电流 表 G 的电流 I 与 AK 之间的电势差 UAK 满足如图乙所示规律．结合图象，每秒钟阴极发射的 光电子数 N＝________个；光电子飞出阴极 K 时的最大动能为________eV. (3) 1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒 子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质 量为 m1，初速度为 v0，氮核质量为 m2，质子质量为 m0，氧核的质量为 m3，假设光速为 c， 不考虑相对论效应． ① α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？ ② 此过程中释放的核能． 【选做题】 13. 本题包括 A、B 两小题，请选定其中一题作答．若都作答，则按 A 小题评分． A. [选修 33](12 分) (1) 对应四幅图，下列说法正确的有________． A. 根据分子间的作用力与距离的关系可知当分子间距 r＝r0 时，分子势能最大 B. 根据某种气体分子速率分布图可判断 T1>T2 C. 水的饱和汽压随温度的升高而增大，与饱和汽的体积无关 D. 根据某理想气体的 pT 关系图可知此理想气体为等容变化 (2) 某日中午，南京市空气相对湿度为 65%，将一满瓶水倒去一部分，刚拧紧瓶盖时(瓶 子静止放置)，单位时间内进入水中的水分子数________(选填“多于”“少于”或“等于”) 从水面飞出的水分子数．再经过一段时间后，瓶内水的上方形成饱和汽，此时瓶内气压 ________(选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压． (3) 游客到高原旅游常购买便携式氧气袋，袋内密闭一定质量的氧气，可视为理想气 体．温度为 27 ℃时，袋内气体压强为 2 atm，体积为 10 L，求袋内氧气的分子数．已知阿伏 加德罗常数为 6.0×1023 mol－1，在标准状况(压强 p0＝1 atm、温度 t0＝0 ℃)下，理想气体的 摩尔体积都为 22.4 L/mol.(计算结果保留两位有效数字) B. [选修 34](12 分) (1) 关于下列四幅图的说法，正确的有________． 6 A. 图甲是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹 B. 图乙中飞快行驶的火车车厢中央发出一束闪光，地面上的人认为光同时到达前后壁 C. 图丙中 C 摆开始振动后，A、B、D 三个摆中 D 摆的振幅最大 D. 图丁为两列水波在水槽中产生的干涉图样，振动加强区域与减弱区域是交替出现的 (2) 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t＝0 时刻的波形图如图所示．已知这列波在 P 点出现两次波峰的最短时间为 0.4 s，这列波的波速是________m/s；再经________s 质点 R 第 二次到达波峰． (3) 反光膜是一种广泛用于道路交通标志的材料，基本结构如图所示．光照射到反光膜 的玻璃珠上时，经折射后射到反射层反射，最终平行于原入射方向反向射出玻璃珠．玻璃珠 是半径为 R 的均匀球体，AB 是入射光线，其出射光线与光线 AB 的间距为 3R. ① 请作出光线 AB 从射入到射出玻璃珠的完整光路图； ② 求玻璃珠的折射率 n， 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)如图甲所示，MN、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 θ＝30°角固定， M、P 之间接电阻箱 R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上．质量 为 m＝0.2 kg 的金属杆 ab 水平放置在轨道上，其接入电路的阻值为 r.现从静止释放杆 ab，测 得最大速度为 vm.改变电阻箱的阻值 R，得到 vm 与 R 的关系如图乙所示．已知 MN、PQ 两平 行金属轨道间距离为 L＝1 m，重力加速度 g 取 10 m/s2，轨道足够长且电阻不计．求： (1) 金属杆 ab 运动过程中所受安培力的最大值； (2) 磁感应强度 B 的大小和 r 的阻值； (3) 当变阻箱 R 取 4 Ω，且金属杆 ab 在下滑 l＝9.0 m 前速度已达最大，ab 杆下滑 9.0 m 的过程中，电阻 R 上产生的焦耳热． 7 15. (16 分)如图所示为某实验装置示意图，A、B、O 在同一竖直线上，一根轻质弹性绳 一端固定在天花板上 A 点，另一端绕过 B 处的定滑轮后系在一个质量为 m＝0.8 kg 的小物 体上，小的体置于地面上 O 处时，弹性绳中弹力为 1 2mg，将小物体向右推到 O1 点，OO1 距 离为 x1＝0.3 m，小物体由静止释放，并水平向左滑行，当小物体经过 O 点时与弹性绳脱离， 之后恰能运动至 M 处，OM 距离为 s＝0.075 m，已知弹性绳原长等于 AB 距离，且始终不超 过弹性限度，弹性势能为 Ep＝1 2k(Δl)2，Δl 为形变量大小，小物体与地面的动摩擦因数为 μ＝ 0.5，g＝10 m/s2.求： (1) 小物体运动到 O 位置时的速度大小 v； (2) 弹性绳的劲度系数 k； (3) 小物体的向左最大速度 vm. 16. (16 分)如图所示，两矩形边界内分布有匀强磁场，AF 的长度为 l，AGEF 内磁场垂直 于平面向外，大小为 B，FECD 内磁场垂直于平面向里，大小为 2B，一带正电的粒子，电荷 量为 q，质量为 m，沿 AG 方向射入磁场，入射速度大小可调，不计粒子的重力． (1) 若粒子第一次到达 FE 边界时，速度方向恰好垂直于 FE，则求粒子速度 v0 的大小？ (2) 假设 AG 长度足够长，为使粒子不从 CD 边射出，则 FD 的长度至少为多少？ (3) 假设 FD 长度足够长，FE 的长度为 1.5l，求为使粒子能到达 G 点，粒子速度 v0 的可 能值？ 8 物理参考答案及评分标准 1. D 2. A 3. B 4. D 5. C 6. BD 7. AD 8. ABD 9. AC 10. (1) B(1 分) C(1 分) (2) 10.2(2 分) (3) d Δt(2 分) (4) （M＋5m）d2 2 (2 分) 11. (1) D(2 分) (2) 如图所示(2 分) (3) 增大(2 分) (4) 8.1～8.7(2 分) 0.49～0.53(2 分) 12. (1) BC(4 分) (2) 5×1012(2 分) 0.5(2 分) (3) 解：① 设复核的速度为 v，由动量守恒定律得 m1v0＝(m1＋m2)v 解得 v＝ m1v0 m 1＋m2(2 分) ② 质量亏损为Δm＝(m1＋m2)－(m0＋m3) 由质能方程得释放核能为ΔE＝(m1＋m2－m0－m3)c2(2 分) 13. A. (1) CD(4 分) (2) 少于(2 分) 大于(2 分) (3) 解：由理想气体状态方程pV T ＝p0V0 T0 得 V0＝pVT0 p0T ＝2 × 10 × 273 1 × 300 L＝18.2 L(2 分) 氧气分子数为 N＝ v0 22.4NA＝18.2 22.4×6×1023＝4.9×1023 个(2 分) B. (1) AD(4 分) (2) 10(2 分) 1.1(2 分) (3) 解：① 光路图如图所示．(1 分) ② 设射入 B 点光线的入射角为 θ1，折射角为 θ2，则 sin θ1＝ 3 2 ，θ1＝2θ2(1 分) 由折射定律有 n＝ sin θ1 sin θ2(1 分) 解得 n＝ 3≈1.73(1 分) 14. 解：(1) 杆下滑过程中 F 合＝mgsin θ－ B2L2v （R＋r）＝ma ①(2 分) 当加速度 a＝0 时，v 最大，FA 最大，FAm＝mgsin θ＝1 N(2 分) (2) 由①得当 a＝0 时，vm＝mg（R＋r） 2B2L2  ②(1 分) 由图象数据得 2＝ r B2，4＝2＋r B2 (2 分) 解得 r＝2 Ω，B＝1 T(2 分) 9 (3) 由②得，当 R＝4 Ω时，vm＝6 m/s(2 分) 由能量守恒与转化得 mglsin θ＝1 2mv2m＋Q 总(2 分) 解得 Q 总＝5.4 J(1 分) 由能量分配关系得 QR＝ R R＋rQ 总＝3.6 J(1 分) 15. 解：(1) O→M 过程：由动能定理 μmgs＝1 2mv2(2 分) 得 v＝ 2μgs＝ 0.75＝ 3 2 m/s(2 分) (2) O1→O 过程： 分析弹力在水平方向上的分量 Fx＝kΔlcos θ＝kΔx 即 Fx 与相对 O 点的水平位移Δx 成正比(1 分) 分析弹力在竖直方向上的分量 Fy＝kΔlsin θ＝khBO＝恒量＝1 2mg 即 O1→O 过程中支持力 FN＝恒量＝mg－1 2mg＝1 2mg(1 分) 由动能定理1 2(kx1＋0)x1－1 2mgx1μ＝1 2mv2(2 分) 解得 k＝mv2＋μmgx1 x ＝20 N/m(2 分) 另外用弹性势能公式求解，也正确． (3) 设 O2 点速度最大，此处受力平衡 kx2＝1 2mgμ，得 x2＝μmg 2k ＝0.1m(2 分) O1→O2 过程：由动能定理1 2(kx1＋kx2)(x1－x2)－1 2mg(x1－x2)μ＝1 2mv2m(2 分) 解得 vm＝ k（x－x）－μmg（x1－x2） m ＝1 m/s(2 分) 另外用弹性势能公式求解，也正确． 16. 解：(1) 由几何关系得半径 r＝l(1 分) 由 Bqv0＝mv r (2 分) 得 v0＝Bql m (1 分) (2) 设粒子入射方向与 EF 夹角为 θ，最低点距离 EF 高度为 h 则由几何关系得 h＝r2(1－cos θ)，cos θ＝r1－l r1 (2 分) 10 因为 r1＝mv0 Bq ，r2＝mv0 2Bq(2 分) 综合可得 h＝r2 r1l＝1 2l(定值)，即 FD 的长度至少为 1 2l(1 分) (3) 由几何关系得第二次到达 AG 时向右推进的距离为Δx＝2(r1＋r2)sin θ＝3r1sin θ 由题意知到达 G 点的条件为 nΔx＝1.5l(n 为正整数)，即 3nr1sin θ＝1.5l(1 分) 又由 sin θ＝ 2lr1－l2 r1 ，联立得 r1＝1 2(l＋ l 4n2)(1 分) 讨论恰好不从 AD 边出射的临界情况： 由几何关系得 sin θ＝ r2 r1＋r2＝1 3，cos θ＝2 2 3 ，r1min(1＋cos θ)＝l(1 分) 解得 r1min＝(9－6 2)l(1 分) 所以1 2(l＋ l 4n2)≥(9－6 2)l 解得 n2≤ 1 8（8.5－6 2）≈8.4，即 n 可取 1 或 2(1 分) 当 n＝1 时，r1＝5l 8，v0＝5qBl 8m (1 分) 当 n＝2 时，r1＝17l 32，v0＝17qBl 32m (1 分)