江苏省南京市六校联合体2021届高三上学期期初调研物理试题 (含答案)

2020-2021 学年第一学期期初调研试题 高三物理 本试卷分选择题和非选择题两部分，共 100 分.考试用时 90 分钟. 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每个题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的。 1．物体的位移、速度、加速度和合外力随时间变化情况如图所示，四幅图的图线都是直线，从图中 可以判断这四个质量一定的物体的某些运动特征。 下列说法正确的是（　　） A．甲物体受到不为零且恒定的合外力 B．乙物体受到的合外力越来越大 C．丙物体受到的合外力为零 D．丁物体的加速度越来越大 2．下列说法正确的是（　　） A. 原子核发生衰变时要释放能量，根据 ，所以衰变后的总质量数要减少 B. 10 个 经过一个半衰期一定会有 5 个发生衰变 C. 在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 D. 衰变成 要经过 6 次 α 衰变和 8 次 β 衰变 3．下图是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　） A．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大 B．从同种介质射入真空发生全反射时 a 光临界角大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流一定大 D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 a 光的能级能量差大 4．一列沿着 x 轴正方向传播的横波，在 t=0 时刻的波形如图 1 所示，图 1 中某质点的振动图像如图 2 所示。下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为 4m/s B．图 2 表示质点 S 的振动图像 C．质点 R 在 t=6s 时的位移最大 D．质点 Q 经过 1s 沿 x 轴正方向移动 2m 5．在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速运动，产生如图甲所示的正弦交流 电，把该交流电接在图乙中理想变压器的 、 两端，电压表和电流表均为理想电表， 为热敏电 阻（温度升高时其电阻减小）， 为定值电阻。下列说法正确的是（　　） 2=E mc∆ ∆ 14 6 C 238 92 U 206 82 Pb A B tR R 2020．8.26A．在 s 时，穿过该矩形线圈 的磁通量的变化率为零 B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表 达式为 (V) C． 处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表 、 示数的比值不变 D． 处温度升高时，电流表的示数变小，变压器输入功率变小 6．一定质量的理想气体由状态 a 经状态 b、c 到状态 d，其体积 V 与热力学温度 T 的关系如图所示， O、a、d 三点在同一直线上，ab 和 cd 平行于横轴，bc 平行于纵轴，则下列说法正确的是（　　） A．从状态 a 到状态 b，气体放热 B．从状态 a 到状态 b，每个气体分子的动能都增大 C．从状态 b 到状态 c，气体对外做功，内能减小 D．从状态 a 到状态 d，气体内能增加 7．中国在西昌卫星发射中心成功发射“亚太九号”通信卫星，该卫星运行的轨道示意图如图所示， 卫星先沿椭圆轨道 1 运行，近地点为 Q，远地点为 P。当卫星经过 P 点时点火加速，使卫星由椭圆轨 道 1 转移到地球同步轨道 2 上运行，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道 1 和轨道 2 上运动时的机械能相等 B．卫星在轨道 1 上运行经过 P 点的加速度等于在轨道 2 上运行经过 P 点的加速度 C．卫星在轨道 2 上时处于超重状态 D．卫星在轨道 1 上运行经过 P 点的速度大于经过 Q 点的速度 8．倾角为 θ 且足够长的光滑固定斜面上有一质量为 m 的物体，初始位置如图甲所示。在平行于斜 面向上的力 F 的作用下，从初始位置由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能 E 随位置 x 的变化关系如图乙所示。其中 0~x1 过程的图线是曲线，x1~x2 过程的图线是平行于 x 轴的直线，x2~x3 过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（　　） A. 在 0~x1 的过程中，力 F 在减小 B. 在 0~x1 的过程中，物体的重力势能一直在增大 C. 在 x1~x2 的过程中，物体的速度大小不变 D. 在 x2~x3 的过程中，物体一定做匀速运动 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每个题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9．如图所示，真空中一半径为 R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线 AB 传播，于玻璃球表面的 B 点经折射进入玻璃球，第二次在玻璃球表面的 D 点折射进入真空中，已知 0.01t = 36 2sin50u tπ= tR 1V 2V tR，玻璃球对该激光束的折射率为 ，光在真空中的传播速度为 c。则下列说法正确 的是（　　） A．激光束在 B 点的入射角 B．激光束在玻璃球中穿越的时间 C．改变入射角，光线第二次在玻璃球表面时不可能发生全反射 D．改变入射角，光线第二次在玻璃球表面时会发生全反射 10．两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷固定在 x 轴上的 A、B 两点，两电荷连线上各点电势 φ 随 x 变 化的关系图线如图所示，其中 P 点电势最高，且 AP＜BP，则（　　） A． q1 的电荷量大于 q2 的电荷量 B．从 P 点到 B 点，电场强度逐渐增大 C．q1 和 q2 都是负电荷 D．在 A、B 之间将一负试探电荷从 P 点左侧移到右侧，电势能先减小后增大 11．如图（甲）所示，质量 m = 2kg 的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径 R = 0.5m 的薄圆筒上。t=0 时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度 ω 随时间 t 的变化规律如图 （乙）所示，小物体和地面间的动摩擦因数为 0.1，重力加速度 g 取 10m/s2，则下列判断正确的是 ( ) A．细线的拉力大小为 3N B．细线拉力的瞬时功率满足 P=4t C．在 0~4s 内，小物体受合力的冲量为 4N·s D．小物体的速度随时间的变化关系满足 v=4t 12．一个长直密绕螺线管 N 放在一个金属圆环 M 的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。 螺线管 N 通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，圆环有扩张的趋势 B. 时刻，圆环有收缩的趋势 C. 和 时刻，圆环内有相同的感应电流 D. 和 时刻，圆环内有相同的感应电流 第 II 卷（非选择题) 120BOD °∠ = 3 60° 2 c R 8 Tt = 8 Tt = 8 Tt = 3 8 Tt = 3 8 Tt = 5 8 Tt =三、实验题（本题共计 18 分，请将解答填写在规定的位置上） 13．(8 分)图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置，将导轨调至水平，滑块装有宽度 为 d 的遮光条，滑块包括遮光条总质量为 M。细绳下端挂钩码，钩码的质量为 m。静止释放滑块， 在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门 1 和 2 各自的时间，可以 计算出滑块通过光电门的速度 v1 和 v2，用刻度尺测出两个光电门之间的距离 x，重力加速度为 g。 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，示数如图乙，则 d=_____cm。 (2)写出滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，验证机械能守恒定律的表达式__________（用题 中给出的物理量表示）。 (3)下列不必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母)． A. 滑块必须在同一个位置静止释放 B. 应使滑块的质量远大于钩码的质量 C. 已知当地重力加速度 D. 应使细线与气垫导轨平行 (4)增加绳子下端钩码码的个数，作出 图象，如图丙所示，其斜率为 k=_____（用题中给 出的物理量表示）。 14．（10 分）为了较准确测量某电阻的阻值(约 2 kΩ)，有如下实验器材可供选择： A．直流电源：电动势 18 V，内阻很小 B．电流表 A1：量程 0～10 mA，内阻约 10 Ω C．电流表 A2：量程 0～600 mA，内阻约 0.5 Ω D．电压表 V：量程 0～20 V，内阻约 10 kΩ E．滑动变阻器 R1：最大阻值 10 Ω F．滑动变阻器 R2；最大阻值 100 Ω G．开关、导线等 （1）实验中电流表选用________(选填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选用________(选填“R1”或 2 2 2 1 1 1 v v m −−“R2”)． （2）请在图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接 （3）采用上述电路正确测量，测得的电阻________(选填“大于”、“小于”或“等于”)它的实际 阻值，其原因是___________________________． 四、解答题本题共 4 小题，共计 42 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）如图所示，内壁光滑的绝热圆柱形气缸直立在水平地面上，容积为 2V0，一厚度可忽略 的绝热轻活塞密封一定质量的某理想气体，在缸口处有固定卡环，使活塞不会从气缸中顶出。现活 塞位于气缸中央，此时该气体温度为 T0、密度为 ρ，已知摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，大 气压强为 p0，气缸密封良好。 (1)求气缸内气体分子的总个数 N； (2)现利用电阻丝对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，求气体温度升高到 3T0 时的压强 p； (3)该气体温度升高到 3T0 过程中，吸收的热量为 Q，求此过程中气体内能的变化量 ΔU。 16．（9 分）可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一只企鹅在倾角为 的倾斜冰面 上先以 a=1.0m/s2 的加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=4s 时突然卧倒以肚皮贴 着冰面向上滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变) 。若企鹅肚 皮与冰面间的动摩擦因数为 μ=0.25，已知 ，不计空气阻力， ，求： (1)企鹅向上“奔跑”的位移大小； (2)企鹅在冰面向上滑行的加速度大小； (3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。 37θ = ° sin37 0.6° = 210m/sg =17．（13 分）如图所示，间距 、足够长的平行金属导轨倾角 ，底端接一阻值为 的电阻，质量 的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质量 的重锤相连，滑轮左侧 细线与导轨平行，金属棒电阻 （其他电阻均不计），金属棒始终与导轨垂直且接触良好，二 者间的动摩擦因数 ，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小 ，已知重力加速度 ， ，现将重锤由静止释放．求： (1)刚释放重锤瞬间重锤的加速度 a； (2)重锤的最大速度 v； (3)重锤下降 时，其速度已经达到最大速度 v，求电阻 R 上产生的焦耳热。 18．（12 分）如图所示，xOy 坐标系位于竖直平面内，在 x＜0 的区域内存在电场强度大小 （g 为重力加速度）、方向沿 y 轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为 B、方向垂直坐标平面向外 的匀强磁场；在 x＞0 的区域内存在电场强度大小 E2＝2E1、方向沿 y 轴正方向的匀强电场。某时刻， 在第三象限的 N 点 以大小为 v0 的初速度沿 x 轴负方向射出质量为 m、带电荷量 为+q 的小球甲，小球甲从 y 轴上的 P 点（图中未画出）进入 y 轴右侧的电场，最终恰好以沿 x 轴正 方向的速度经过 x 轴上的 Q1 点（图中未画出）。小球所带的电荷量不影响电场的空间分布。（结果 只能用 B、m、q、v0 中的物理量表示） (1)求 P 点到 O 点的距离（在答题卡上大致画出运动轨迹，不画图不得分）； (2)求 E1 和 B 大小的比值； 1mL = 37θ = ° 1ΩR = 1kgm = 3kgM = 1Ωr = 0.5µ = 2TB = 210m/sg = sin37 0.6° = 20m=h 1 mgE q = 0 02( , )2 mv mv qB qB − −(3)如果在 P 点静止放置一质量为 m、不带电的小球乙，小球甲运动到 P 点时与小球乙相碰，碰撞时 间极短，碰撞过程电荷量不变，碰后两小球结合成一个整体，求结合体从 P 点运动到与 Q1 点在同一 竖直线上的 Q2 点（图中未画出）的时间。2020-2021 学年第一学期期初调研试题答案 高三物理评分标准 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． 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C D C A D B A 二、多项选择题：本题 4 小题，每小题 4 分，共 16 分． 题号 9 10 11 12 答案 AC BCD AC AD 三、简答题：共 18 分．请将解答填写在答题卡相应的位置． 13. (1). 0.660 (2). (3) AB (4). 14. (1). ； ； (2) 图见解析； (3)大于； (4)电流表分压（或电流表有内阻也对） 四、计算题：本题共 4 小题，共 42 分． 15.（8分）（1） （2） （3） 【解析】 (1)气缸内气体分子的总个数 2 分 (2)活塞到达缸口固定卡环之前压强不变，由盖—吕萨克定律得 活塞到达缸口被卡住后气体体积不变，由查理定律得 联立可得 (直接用理想气体状态方程也可) 3 分 (3)在该气体温度升高到 3T0 过程中，气体对外做功为 由热力学第一定律可得,此过程中气体内能的变化量为 　 3 分 16.（9 分）（1）8m （2）8m/S2 （3） 2 2 2 1 1 ( )( )2mgx M m v v= + − 2 M gx 1A 1R 0 A VN NM ρ= 01.5p p= 0 0U Q W Q p V∆ = + = − 0 A VN NM ρ= 0 0 0 1 2V V T T = 0 1 03T p p T = 01.5p p= 0 0W p V= − 0 0U Q W Q p V∆ = + = − 3 32 6 2m/sv a x= = 2020．8.26【解析】（1） 2 分 （2） 3 分 （3） 4 分 17.（13 分）（1） （2） （3） 【解析】（1）刚释放重锤瞬间，以重锤为对象，根据牛顿第二定律得 ① 以金属棒为对象，根据牛顿第二定律得 ② 由①②式解得 （2）重锤和金属棒匀速运动时，重锤的速度最大。因为重锤匀速运动，细线的拉力等于重锤的重力， 以金属棒为对象，根据平衡量条件得 ③ 金属棒切割磁感线产生的感应电动势 ④ 根据闭合电路欧姆定律得 ⑤ 根据安培力公式得 ⑥ 由③④⑤⑥式解得，重锤的最大速度 （3）重锤下降 时，其速度已经达到最大速度 v，根据能量守恒定律得 ⑦ 电阻 R 上产生的焦耳热 ⑧ 由⑦⑧式解得，电阻 R 上产生的焦耳热 1 1 1 8m2x at= = 2sin cosmg mg maθ µ θ+ = 2 2 8m/sa = 1 1 4m/sv at= = 1 2 2 0.5svt a = = 1 2 2 1m2 vx t= = 1 2 9mx x x= + = 3sin cosmg mg maθ µ θ− = 2 3 4m/sa = 3 32 6 2m/sv a x= = 25m/sa = 10m/sv = 100JQ = TMg F Ma− = cos sinTF mg mg maµ θ θ− − = 25m/sa = cos sinAMg F mg mgµ θ θ= + + E BLv= EI R r = + AF BIL= 10m/sv = 20m=h 21cos sin ( )2Mgh mgh mgh M m v Qµ θ θ= + + + + 总 RQ QR r = + 总 100JQ =18. （12 分）（1） （2） （3） 解析：（1）对小球甲在 的区域内受力分析有 可知小球甲所受的电场力与重力平衡，洛伦兹力使小球甲在 轴左侧做匀速圆周运动，轨迹半 径 又 点的坐标为 ，休憩小球甲运动轨迹的圆心在 轴负半轴 上，且小球甲运动 个圆周后到达 点，运动轨迹如图所示 小球甲在 P 点的速度方向与 轴负方向的夹角 ，故 （2）小球甲进入 轴右侧的场电场后，对小球甲受力分析得 ， 解得 ，方向竖直向上 根 据 题 意 可 知 ， 小 球 甲 在 轴 右 侧 的 运 动 轨 迹 恰 好 与 轴 相 切 ， 则 在 沿 轴 方 向 有 又 联立解得 （3）小球甲、乙在 P 点相碰，设碰后结合体的速度大小为 ，由动量守恒定律得 在 轴右侧的电场中，对结合体有 所以结合体在 轴右侧做匀速直线运动，由运动学规律可知 根据几何关系有 又 解得结合体从 P 点运动到 点的时间 qB mv 2 2 0 4 2 0v qB m4 0