高三学生联合第二次适应性考试物理试题（含答案）

绝密★2020 年 8 月 25 日启用前 江苏省 2021 年普通高中学业水平选择性考试（第一模拟） 暨 Z-DE 新高考研究中心江苏省十三市学生联合第二次适应性考试 物理 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。 1.本试卷共 6 页，包含选择题（第 1 题～第 10 题，共 10 题）和非选择题（第 11 题～第 17 题，共 7 题两部 分.本卷满分 100 分，以原始分计入考生高考总分，考试时间 90 分钟考试结束后，请将本试卷和答题卡一并 交回. 2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用 0.5 毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置. 3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符. 4.作答选择题，必须用 2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再 选涂其他答案，作答非选择题，必须用 0.5 毫米黑色墨水的签字笔在答题卡二的指定位置作答，在其他位置 作答一律无效. 5.如需作图，须用 2B 铅笔绘、写清楚，线条符号等需加黑、加粗. 第Ⅰ卷（选择题 共 34 分） 一、单项选择题:本题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 分每小题只有一个选项符合题意. 1.一电路中的变压器可视为理想变压器，它将 220V 的交变电流改变为 55V.已知变压器原线圈匝数为 800， 则副线圈匝数为 A.200 B.400 C.1600 D.3200 2.如图为双缝干的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明 暗相间的条纹.若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以 A.将光屏移近双缝 B.增大单缝与双缝的间距 C.将光源向双缝移动一小段距离 D.更换滤光片，改用波长更长的单色光 3.如图所示，ad、bd、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d 位于同一圆周上，a 为圆周的最高点，d 为最低点，每根杆上都套着一个个质量相等的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从 a、b、c 处由静止 释放，用 P1、P2、P3 表示各滑环从静止滑到 d 过程中重力的平均功率，则 A.P1＜P2＜P3 B.P1＞P2＞P3 C.P3＞P1＞P2 D.P1=P2=P3 4.一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程，下列说法正确的是 A.由 a→b 过程，气体内能增加 B.由 a→b 过程，气体分子热运动加剧 C.当分子热运动减缓时，压强必定减小 D.当分子平均动能增大时，气体体积可以保持不变 5.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 m1、m2 的两物块 A、B，并静止在光滑水平面上.现使 A 获得 水平向右、大小为 3m/s 的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图 象提供的信息可得 A.两物块的质量之比为 m1:m2=2:1 B.在 t2 时刻 A、B 两物块的动能之比为=1:4 C.在 t1～t2 时间内 A、B 的距离逐渐增大，t2 时刻弹簧的弹性势能为零 D.在 t1 和 t3 时刻两物块达到共同速度 1m/s，且弹簧都处于压缩状态 6.如图所示，在一挡板 MN 的上方，存在磁感应强度为 B 的矩形匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外.MN 边上0 点处放置了发生光电效应的极限频率为 的金属钠，现用频率为2 的光去照射钠，已知电子质量为m、 电荷量为 e，普朗克常量为 h,不计电子的重力和电子间的相互作用，粒子打到挡板上时均被挡板吸收.则没有 电子从磁场逸出的矩形磁场的最小面积为 A. B. C. D. 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. 7.如图所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在 x 轴上，当 t=0 时，波源 x=0 处的质点 S 开始振动，t=0.5s 时，好形成如图所示的波形，则 A.波源的起振方向向下 B.该波的波速为 4m/s C.t=1.5s 时，x=4m 处的质点速度为零 D.t=2s 时，x=5m 处的质点加速度最大 8.如图所示，虚线 a、b、c 代表电场中一簇等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为α粒子仅在电场 力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.a、b、c 三个等势面中，a 的电势最高 B.电场中 P 点处的电场强度大小比 Q 点处小 C.α粒子在 P 点处受到的电场力比在 Q 点处大 D.α粒子在 P 点具有的电势能比在 Q 点具有的电势能小 ν ν 2 2 8mh e B ν 2 2 12mh e B ν 2 2 16mh e B ν 2 2 24mh e B ν9.宇宙中某一质量为 M、半径为 R 的星球，有三颗卫星 A、B、C 在同一平面上沿逆时针方向做匀速圆周运 动，其位置关系如图所示其中 A 到该星球表面的高度为 h，已知引力常量为 G，则下列说法正确的是 A.卫星 A 的公转周期为 B.卫星 C 加速后可以追到 B C.三颗卫星的线速度大小 D.三颗卫星的向心加速度大小关系为 10.如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小 为 ，磁感应强度大小为 B.一质量为 m、电荷量为 q 的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦 因数为现使圆环以初速度 v0 向下运动，经时间 t0，圆环回到出发点，若圆环回到出发点之前已经开始做匀 速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 A.环经过 时间刚好到达最低点 B.环的最大加速度为 C.环在 t0 时间内损失的机械能为 D.环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等 第Ⅱ卷（非选择题 共 66 分） 三、简答题:本题共 3 小题，共 23 分. 3( )2 R h GM π + A B Cv v v> = A B Ca a a> = 2mgE q = 0 2 t 0 m qv Ba g m µ= + 2 2 2 0 2 2 2 1 ( )2 m gm v q Bµ−11.（8 分）某物理课外小组利用如图甲所示的装置完成“探究小车的加速度与其所受合外力 F 之间的关系” 实验. （1）请补充完整下列实验步骤的相关内容: ①用天平测量砝码盘的质量 m0:用游标卡尺测量遮光片的宽度 d，游标卡尺的示数如图乙所示，则其读数为 _______________cm； ②按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量两光电门之间的距离 s； ③在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门 A 和光电 门 B 的时间相等； ④取下细线和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量 m； ⑤让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间 △tA 和△tB； ⑥重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量和长木板的倾角，重复③～⑤步骤. （2）步骤⑤中，小车从光电门 A 下滑至光电门 B 的过程中所受合外力为____________，小车的加速度为 ____________.（用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为 g） （3）本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是_______________. A.尽量减小两光电门间的距离 s B.尽量增大遮光片的 d C.调整滑轮，使细线与长木板平行 D.砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 12.（6 分）在“用插针法测定玻璃的折射率”实验中，甲、两位同学分别使用矩形玻璃砖和梯形玻璃砖进 行实验. （1）甲同学在纸上画出的界面 aa′、bb′与矩形玻璃砖位置的关系如图甲所示，若其它操作均正确，且以 aa′、bb′为界面画光路图，则测得的折射率与真实值相比_____________（选填“偏大、“偏小”“不变” 或“可能偏小、偏大或不变”）（2）乙同学使用梯形玻璃砖经正确操作插好了 4 枚大头针，如图乙所示，其垂直投影平面图如图丙所示. 该玻璃砖的折射率 n=____________.（结果保留 3 位有效数字） （3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，乙同学用梯形玻璃砖又做了两次实验，经正确操作共插好 了 8 枚大头针，如图丁所示图中 P1 和 P2 是同一入射光线上的 2 枚大头针，其对应出射光线上的 2 枚大头针 是 P3 和____________（选填“A”或“B”）. 13.（9 分）某同学测定电源电动势和内阻，所使用的器材有:待测干电池一节（内阻很小）、电流表 A（量程 0.6A，内阻 RA 小于 1Ω）、电流表 A1（量程 0.6A，内阻未知）、电阻箱 R1（0～99.99Ω）、滑动变阻器 R2 （0～10Ω）、单刀双掷开关 S、单刀单掷开关 K、导线若干. （1）该同学按图甲所示电路连接进行实验，请在图乙虚线框内补全与图甲对应的电路图. （2）测电源的电动势和内阻 : 断开开关 K，调节电阻箱 R1，将开关 S 接___________（填“C”或“D”），记录电阻箱 R1 的阻值和电流表 A 的示数；断开开关 K，开关 S 所接位置不变，多次调节电阻箱 R1 重新实验，并记录多组电阻箱 R1 的阻值 R 和电流表 A 的示数 I.（3）图丙是由实验数据绘出的 图象，由此求出电池的电动势 E=___________V.（结果保留 2 位有效数 字） （4）如果想要求出干电池的内阻 r，还需要测量出哪一个物理量?请简述使用本题的电路连接图测量该物理 量的实验步骤. __________________________________________________________________. 四、计算题:本题共 4 小题，共 43 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.（5 分）爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食.高压爆米花的原理为:玉米在铁质的密闭 容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”的一声，气体迅速膨胀，压强急 剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花.设当地温度为 t1=27℃，大气压为 p0.已知密闭容器打开盖前的气体 压强达到 4p0. （1）将封闭容器内的气体看成理想气体，求打开盖前容器内气体的温度； （2）假定在一次打开的过程中，容器内的气体膨胀对外界做功 15kJ，并向外释放了 20kJ 的热量，则容器 内原有气体的内能如何变化?变化了多少? 15.（9 分）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为 B.纸面内有一正方形均匀金属线框 abcd，其边 长为 L，总电阻为 R，ad 边与磁场边界平行.从 ad 边刚进入磁场直至 bc 边刚要进入的过程中，线框在向左 的拉力作用下以速度 v 匀速运动，求: （1）拉力做功的功率 P； （2）ab 边产生的焦耳热 Q. 16.（14 分） 第 24 届冬季奥林匹克运动会将于 2022 年 2 月在北京市和张家口市举行.冰壶是在水平冰面上进行的冬奥会 比赛项目，冰壶比賽的场地如图甲所示.冰道的左端为发球区，运动员在发球区边沿的投掷线 MN 将冰壶以 1 -RI一定的初速度掷出，使冰壶沿着冰道的中心线 PO 滑行，冰道的右端有一圆形的营垒以场地上冰壶最终静止 时距离营垒圆心 O 的远近决定胜负.比赛时，为使冰壶滑行得更远，运动员可以毛刷擦冰壶运行前方的冰面， 使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.当对手的冰壶停止在营垒内时，可以用掷出的冰壶与对手的冰壶撞击， 使对手的冰壶滑出营垒区.已知冰壶的质量为 20kg，营垒的半径为 1.8m，投掷线中点与营垒区中心的距离为 30m.设冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004.在某次比赛中， 若冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向推力作用的时间 t=10s，冰壶 A 在投掷线中点处以 v0=2.0m/s 的速 度沿中心线 PO 滑出.设冰壶之间的碰撞时间极短，且无机械能损失，不计冰壶自身的大小，g 取 10m/s2. （1）若不用毛刷擦冰面，则冰壶停止的位置距离营圆心 O 点多远? （2）冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向作用的冲量大小为多少? （3）如果在中心线 PO 上已经静止着一个冰壶 B，如图乙所示，冰壶 B 距圆心 O 的离 0.9m，若要使冰壶 A 能够沿中心线 PO 将 B 撞出营垒区，则运动员用毛刷擦冰面的长度至少为多少? 17.（15 分）如图甲所示，在直角坐标系中的 0≤x≤L 区域内有沿 y 轴正方向的匀强电场，右侧有以点 （2L，O）为圆心、半径为 L 的圆形区域，与 x 轴的交点分别为 M、N，在 xOy 平面内，从电离室产生的 质量为 m、带电荷量为 e 的电子以几乎为零的初速度从 P 点飘入电势差为 U 的加速电场中，加速后经过右 侧极板上的小孔 Q 点沿 x 轴正方向进入匀强电场，已知 O、Q 两点之间的距离为 ，飞出电场后从 M 点进 入圆形区域，不考虑电子所受的重力. （1）求 0≤x≤L 区域内电场强度 E 的大小； （2）若圆形区域内加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于 x 轴，求所 加磁场磁感应强度 B 的大小和电子在圆形区域内运动的时间 t； （3）当电子从 M 点进入磁场区域时，取 t=0，在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外 为正方向），最后电子从 N 点飞出，速度方向与进入圆形磁场时方向相同，请写出磁场变化周期 T 满足的关 2 L系表达式. 江苏省 2021 年普通高中学业水平选择性考试（第一模拟） 暨 Z-DE 新高考研究中心江苏省十三市学生联合第二次适应性考试 物理试题参考答案 第Ⅰ卷（选择题 共 34 分） 一、单项选择题:本题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 分每小题只有一个选项符合题意. 1.A 2.D 3.B 4.D 5.C 6.B 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. 7.BD 8.CD 9.ACD 10.BC 第Ⅱ卷（非选择题共 66 分） 三、简答题：共 3 小题，共 23 分. 11.（1）0.225 （2）（m+m0）g （3）C 12.（1）可能偏小、偏大或不变 （2）1.51（1.48～1.54 都算对） （3）A 13.（1）见右图 （2）D （3）1.5（1.4～1.6 都算对） （4）RA 闭合开关 K，将开关 S 接 C，调节电阻箱 R1 和滑动变阻器 R2，记录电阻箱 R1 的阻值 R′，读 取电流表 A 和电流表 A1 的示数 I′和 I1，求得 ；多次调节电阻箱 R1 和滑动变阻器 R2 重新 2 2 21 1[( ) ( ) ]2 B A d s t t −∆ ∆ 1( ) A R I IR I ′ ′−= ′实验，取 RA 平均值.（答案不唯一） 四、计算题:本题共 4 小题，共 43 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）根据查理定律 ， ，T1=300K，p2=4p0， 整理得 T2=1200K，t2=927℃ （2）由热力学第一定律△U=Q+W，得△U=-20kJ-15kJ=-35kJ， 故内能减少 35kJ 15.（1）感应动势 E=BLv，线圈中的感应电流 ， 拉力的大小大于等于安培力 F=BIL， 拉力的功率 （2）线圈 ab 边电阻 ，时间 ， ab 边产生的焦耳热 16.（1）根据动能定理 ， 解得 ，代入数据得 s=25m. 冰壶停止的位置距离营全圆心的距离 x=30m-25m=5m （2）设推力对冰壶的冲量大小为 I，由动量定理 I-μ1mgt=mv0，代入数据得推力对冰壶的冲量大小 I=56N·s （3）冰壶 A 与冰壶 B 碰撞的过程中，设冰壶 A 碰撞前的速度为 vA，碰撞后的速度为 vA′，冰壶 B 碰撞后 的速度为 vB′，根据动量守恒定律和能量守恒定律 ， ， 解得 ， ， 即冰壶 A 与冰壶 B 碰撞后速度交换，因此可以将整个过程看成冰壶 A 一直沿直线 PO 运动到营垒区外，运 动的总位移为 s′=30m+1.8m=31.8m 设运动员用毛刷擦冰面的长度为 L，冰壶 B 恰好被撞出营垒区外，根据动能定理 1 2 1 2 p p T T = 1 0p p= EI R = 2 2 2B L vP Fv R = = 4ab RR = Lt v = 2 3 2 4ab B L vQ I R t R = = 2 1 0 10 2mgs mvµ− = − 2 0 12 vs gµ= A A Bmv mv mv′ ′= + 2 2 21 1 1 2 2 2A A Bmv mv mv′ ′= + 0Av′ = B Av v′ =， 代入数据解得 L=13.6m， 故运动员用毛刷擦冰面的长度至少为 13.6m 17.（1）在加速电场中，从 P 点到 Q 点由动能定理得 ， 解得可得 电子从 Q 点到 M 点做类平抛运动，x 轴方向做匀速直线运动: ， y 轴方向做匀加速直线运动， ， 由以上各式解得电场强度 （2）电子运动至 M 点时: ， 设 vM 的方向与 x 轴的夹角为θ， ， 解得θ=45°，电子从 M 点到 A 点，做 R=L 的匀速圆周运动， 洛伦兹力提供向心力 ， ， （3）在磁场变化的半个周期内，粒子的偏转角为 90°，根据几何知识，电子在 x 轴方向上的位移等于轨道 半径 2R′，即 22R′=2L，电子在磁场中的运动具有周期性，电子到达 N 点且速度符合要求的空间条件为: 2n（2R′）=2L（n=1，2，3，……） 在磁场中做圆周运动的轨道半径 ， 2 1 2 0 1( ) 0 2mg s L mg mvµ µ′− − − = − 2 0 1 2eU mv= 0 2eUv m = 0 2 L mt Lv eU = = × 21=2 2 L eE tm × 2UE L = 2 2 0 ( ) 2M Ee eUv v tm m = + = + 0 2cos 2M v v θ = = 2 M M vev B m R = 2Mmv mUB eR L e = = × 3 34 8M R L mt v eU π π= = − 0 MmvR eB ′ =解得 （n=1，2，3，…） 电子在磁场变化的半个周期内恰好转过 圆周，同时在 MN 间的运动时间是磁场变化周期的整数倍时，可 使粒子到达 N 点且速度满足题设要求， 应满足的时间条件是 ， 又 ， 解得 （n=1，2，3，…） 故 T 满足的关系表达式为 （n=1，2，3，…） 9 2 2n emUB eL ×= 1 4 0 1 4 2 TT = 0 0 2 mT eB π= 2 2 mLT n emU π= × 2 2 mLT n emU π= ×