2021届江苏省常州市高三（下）期初调研考试物理试题（解析版）

江苏省常州市 2021 届高三下学期期初调研考试 物理试题 一、单项选择题：本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分，每小题只有一个选项符合题意． 1. 疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相 助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的 病毒，这种静电的阻隔作用属于（ ） A. 尖端放电 B. 静电屏蔽 C. 静电感应和静电吸附 D. 静电感应和静电屏蔽 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】熔喷布的主要原料是聚丙烯，是一种超细静电纤维布，是一种纤维过滤器，含有病毒的飞沫靠近 熔喷布后，就会被吸收在喷绒布的表面，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒。 故选 C。 2. 下列说法正确的是（ ） A. 甲图中的酱油蛋是布朗运动的结果 B. 乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力 C. 丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润 D. 丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中的酱油蛋是扩散现象，是分子无规则运动的结果，A 错误； B．乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力，B 正确； C．丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，C 错误； D．由热力学第二定律可得，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但电冰箱的制冷系统能够不断的冰 箱内的热量传递到外面是由于电动机做功，不违背热力学第二定律，D 错误； 故选 B。 3. 下列说法错误的是（ ） A. α射线能消除纺织过程产生的静电 B. γ射线可用于探测高铁轨道是否有裂缝 C. 若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等 D. 普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．α射线有较强的电离能力，所以能消除纺织过程产生的静电，则 A 正确，不符合题意； B．γ射线有较强的穿透能力，所以可用于探测高铁轨道是否有裂缝，则 B 正确，不符合题意； C．根据德布罗意波长公式 = h p  ，所以若质子、电子具有相同动量，则它们的物质波波长才相等，所以 C 错误，符合题意； D．普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的，所以 D 正确，不符合题意； 故选 C。 4. 关于核反应方程 238 92 U → 234 90Th ＋X，下列说法正确的是（ ） A. 此核反应一定会释放能量 B. 通过降低温度的方法，一定能缩短 U 的半衰期 C. 此核反应方程中的 X 代表的粒子为氢原子核 D. 铀核的比结合能大于钍核的比结合能 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．此核反应是α衰变方程，一定会释放能量，A 正确； B．外部条件不能改变 U 的半衰期，B 错误； C．此核反应方程中的 X 质量数为 4，电荷数为 2，则 X 为α粒子，代表的粒子为氦原子核，C 错误； D．因反应释放能量，则铀核的比结合能小于钍核的比结合能，D 错误。 故选 A。 5. 某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源 S 垂直于纸面放置，S 发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再到光屏上，则（ ） A. 光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直 B. 光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行 C. 将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小 D. 将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB．题目中的装置可等效为上图为双缝干涉。则该现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面平行，所以 AB 错误； CD．根据双缝干涉条纹的间距公式 lx d   ，将光源沿竖直方向靠近平面镜，则 d 减小，所以相邻条纹 间距增大，将光屏沿水平方向远离平面镜，则 l 增大，所以相邻条纹间距增大，则 C 错误；D 正确； 故选 D。 6. “遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2020 年 7 月 23 日，我国探测飞船天问一号飞向火星！ 伟大诗人屈原的“天问”梦想正成为现实。图中虚线为天问一号的“地”“火”转移轨道，下列说法正确 的是（ ） A. 天问一号发射速度为大于 7.9km/s 小于 11.2km/s B. 天问一号的在轨速度总大于地球绕太阳的公转速度 C. 天问一号的在轨加速度总小于火星绕太阳的加速度 D. 天问一号从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．“天问一号”探测器需要脱离地球的引力才能奔向火星绕火星运行，发射的最小速度为第二宇 宙速度 11.2km/s，故 A 错误； B．火星引力小于地球，“天问一号”在轨速度小于第一宇宙速度，地球公转速度不小于第三宇宙速度，故 B 错误； C．根据牛顿第二定律有 2 MmG mar  解得 2 GMa r  ，由此可知“天问一号”在轨加速度，火星绕太阳加速度都由中心体质量、与中心体的距离 决定，且后者是动态变化的，无法得出“总小于”的结论，故 C 错误； D．根据开普勒第三定律有 2 3 1 1 2 3 2 2 =T R T R 结合图像可知，“天问一号”在椭圆轨道的周期小于火星的公转周期，所以“天问一号”从地球飞到火星 轨道的时间小于半个火星年，故 D 正确。 故选 D。 7. 如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当 a 摆振动的时候，其余各摆在 a 摆的驱动下也逐步振动 起来，不计空气阻力，达到稳定时，b 摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（ ） A. 稳定时 b 摆的振幅最大 B. 稳定时 b 摆的周期最大 C. 由图乙可以估算出 b 摆的摆长 D. 由图乙可以估算出 c 摆的摆长 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．a 与 c 的摆长接近，它们的固有频率接近，在 a 摆的驱动下，稳定时 c 摆的振幅最大，所以 A 错误； B．bc 摆是在 a 摆的驱动下振动起来的，则 b 的周期等于外力周期，稳定时 abc 摆的周期都相同，所以 B 错误； CD．根据单摆的周期公式 2 lT g  解得 2 24 T gl  由图像可得 a 摆周期，则可以算出 a 摆的摆长，估算出 c 摆的摆长，所以 C 错误；D 正确； 故选 D。 8. 零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平 衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在 合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC．如图所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻 尼的作用，指针不能很快停下，A、C 方案不合理，AC 错误； B．此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起 不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B 方案不合理，B 错误； D．此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用， 指针会很快稳定的停下，便于读数，D 方案合理，D 正确。 故选 D。 9. 如图所示，圆形区域中的匀强磁场磁感应强度 B1 随时间 t 的变化关系为 B1＝kt，k 为大于零的常量；边 界 MN 右侧的匀强磁场磁感应强度大小为 B2。光滑平行金属导轨左端接一阻值为 R 的电阻、MN 处放置一 和导轨接触良好的金属棒，不计导轨和金属棒电阻。t＝0 时，给金属棒一初速度 v0，使其在外力作用下向 右匀速运动。回路的总磁通量为Φ、回路的电流为 i、电阻 R 上产生的热量为 Q、导体棒受到的外力为 F， 它们随时间 t 的变化图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由圆形磁场产生的感应电动势为 1 Φ Δ Δ Δ S BE n Skt t    由导体切割磁感线产生的感应电动势为 2 2 0E B lv 则总磁通量等于 1 2 2 0Φ Et E t E t Skt B lv t     所以 A 中图线应该为直线，A 错误； B．根据 2 01 2 Sk B lvE Ei R R   所以 B 中图线应该为平行于 t 轴的直线，B 错误； C．根据  2 2 02 Sk B lvQ i Rt tR   所以 C 中图线为过原点的直线，C 正确； D．根据 F Bil B、i、l 均不变，所以 D 中图线为平行于 t 轴的直线，D 错误。 故选 C。 10. 歼-20 战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷 口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在歼 20 战斗机沿水平方向超音速匀速巡 航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为 15 。飞机的重力为 G，使飞机实现节油巡 航模式的最小推力是（ ） A. G B. 15 G C. 16 G D. 4 G 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】飞机受到重力 G、发动机推力 F1、升力 F2 和空气阻力 f，重力的方向竖直向下，升力 F2 的方向竖 直向上，空气阻力 f 力的方向与 F2 垂直，如图 歼−20 战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则有水平方向 xF f 竖直方向 2 yF F G  2 15F f 解得 y 15F G f  则 2 2 2 2 2 1 x y 16 2 15F F F f Gf G     则观察 F12 表达式为开口向上，对称轴为 2 15 32f G 的抛物线，即当 2 15 32f G 时取得最小值，将其代 入 F12 表达式，解得 1min 4 GF  故选 D。 11. 物体沿粗糙斜面底端以一初速度上滑到顶端又滑回到底端。下列关于物体的动能随时间的变化图像正确 的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】物体沿斜面上滑时，由牛顿第二定律有 mgsin θ+μ mgcos θ =ma1 物体沿斜面下滑时有 mgsin θ−μ mgcos θ =ma2 可知 a1 > a2 即上滑时间 t1 小于下滑时间 t2； 物体沿斜面上下滑动时，动能随时间变化的关系式 2 2 2 k 1 1= 2 2E mv ma t Ek − t 的图象是开口向上的抛物线。 故选 B。 二、非选择题：共 5 题，共 56 分．其中第 13～16 题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值 和单位． 12. 为准确测量电源的电动势和内电阻，实验室提供有下列器材： 灵敏电流计 G(内阻约为 50 Ω)； 电压表 V(0～3 V，内阻约为 10 kΩ)； 电阻箱 R1(0～9 999 Ω)； 滑动变阻器 R2(0～100 Ω，1.5 A)； 旧干电池一节； 导线开关若干。 (1) 某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为 2 V，灵敏电流计示数为 4 mA， 电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为______； (2) 该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，将灵敏电流计的量程扩大为原来的 10 倍。调节好后连接成如 图丙所示的电路测量干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出几组电压表和电流计的示数如下表，请 在图丁所示的坐标系中选择合理的标度，作出对应的 U-IG 图线；______ U/V 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 IG/mA 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 (3)由作出的 U-IG 图线求得干电池的电动势 E＝______V，内阻 r＝______Ω； (4)本实验测出的电源电动势与真实值相比______ (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 【答案】 (1). 45 (2). (3). 1.4 (4). 15.5 (5). 相等 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由图乙所示电阻箱可知，电阻箱示数为 1 0 1000Ω 4 100Ω 5 10Ω 5 1Ω 455ΩR          由欧姆定律可得 1 2 Ω 500Ω0.004g UR R I     电流计内阻为 g 500Ω 455Ω 45ΩR    (2)[2]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，图象如图所示 (3)[3][4]由图示电源 U−I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值为 1.4，电源电动势 E=1.4V，电流表内阻 1 1 5 45 Ω 4.5Ω5 45 g A g R RR R R     图象斜率 1.4 0.8 20Ω0.003 10 Uk I      电源内阻 20Ω 4.5Ω 15.5ΩAr k R     (4)[5] 根据丙图可知 0 G 010E U I R I r   由此可知通过电源的电流是安培表测得的电流 10 倍，电压表没有起到分流作用，因此本实验测出的电源电 动势与真实值相等。 13. 某同学用图甲所示装置，测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知 m=460g、M=520g 的两物体用细 线连接，跨过光滑轻质小滑轮。在 m 下端接上纸带，接通打点计时器电源，让 M 从高处由静止开始下落， 如图乙为实验打出的一条纸带，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出)，g 取 9.8m/s2，请测量并求出运 动过程中系统受到的阻力大小。(结果保留两位有效数字) 【答案】9.8×10－2N 【解析】 【分析】 【详解】由图可知，x03=2.75cm，x36=7.25cm，则 36 0 2 3 2 2 0.50m/s(3 ) (3 ) x x xa T T     根据牛顿第二定律 (M－m)g－f＝(M＋m)a 得 f=9.8×10－2N 14. 新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。壶的容积为 1.5 L，内含 1.0 L 的消毒液。 闭合阀门 K，缓慢向下压压杆 A，每次可向瓶内储气室充入 0.05 L 的 1.0 atm 的空气，多次下压后，壶内气 体压强变为 2.0 atm 时，按下按柄 B，阀门 K 打开，消毒液从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体， 充气和喷液过程中温度保持不变，1.0 atm＝1.0×105Pa。 (1)求充气过程向下压压杆 A 的次数和打开阀门 K 后最多可喷出液体的体积； (2)喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从外界 吸收的热量。 【答案】(1) 10 次；0.5 L；(2) 75 J 【解析】 【分析】 【详解】(1)壶中原来空气的体积 1 0.5 LV＝ 由玻意尔定律 1 0 1 2 1( + )p nV V p V＝   解得 n＝10 次 最多喷射的液体 0 0.5 LV nV ＝ ＝ (2) 外界对气体做功 1 2 75J2 p pW V     由热力学第一定律有 0U W Q ＝ ＝   解得 75 JQ＝ 15. 如图所示，质量为 M＝4 kg 的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相 切，顶端竖直。一质量为 m＝1 kg 的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑 出时大滑块的速度为 1m/s。g 取 10 m/s2。求： (1)小物块被弹簧弹出时的速度； (2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度 h1； (3)小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度 h2。 【答案】(1) 5 m/s；(2) 1 m；(3) 2 m/s； 0.04 m 【解析】 【分析】 【详解】(1) 设小物块离开弹簧后的速度为 v1，小物块滑上大滑块的过程中系统水平方向动量守恒 1 2+( )mv m M v＝   解得 1 5 m/sv＝ (2) 小物块第一次跃升到最高点时水平速度等于 v2， 系统机械能守恒 2 2 1 2 1 1 1 ( )2 2mv m M v mgh   解得 1 1 mh＝ (3) 小物块能下落到大滑块并从大滑块上滑到水平面，系统水平方向动量守恒、机械能守恒 1 1 2+mv mv Mv ＝ 2 2 2 1 1 2 1 1 1 2 2 2mv mv Mv    解得 1 3 m/sv    ， 2 2 m/sv ＝ 系统水平方向动量守恒、机械能守恒 1 2( ) ( )m v Mv m M v   - 2 2 2 1 2 2 1 1 1 ( )2 2 2mv Mv m M v mgh      解得 2 0.04mh  16. 如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分离器 四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为 E，匀强磁场磁感应强度为 B1，方向垂直纸面 向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为 B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离 子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点 O 平行于极板进入，部分粒子通过小孔 O′后进入分离 器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕 1 1H 、氘 2 1H 、氚 3 1H 三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测 得第一片感光区域的中心 P 到 O′点的距离为 D1。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔 O′ 的孔径。 (1)打在感光区域中心 P 点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度 v0 和比荷 q m ； (2)以 v＝v0±Δv 的速度从 O 点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为 v0 的匀速直线运动 和另一个速度为Δv 的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度 L； (3)为能区分三种离子，试求该速度选择器的极板间最大间距 d。 【答案】(1) 1 E B ， 1 2 1 2E B B D ；(2) 2 1 1 6 B D B  ；(3) 2 1 B B D1 【解析】 【分析】 【详解】(1) 粒子在速度选择器中沿直线运动，则有 0 1qv B qE 解得 0 1 Ev B  分离器中粒子圆周运动的半径 1 2 Dr  根据洛伦兹力提供向心力有 2 0 0 2 vqv B m r  解得 1 2 1 2q E m B B D  . (2) 三种离子在磁场中做圆周运动周期分别为 2 1 1 1 2 B DmT qB E   2 1 2 1 22 2 B DmT qB E    2 1 3 1 32 3 B DmT qB E    三种离子都能通过，则 0 16t T 极板最小长度 2 1 0 0 1 6 B DL v t B  . (3) 离子在速度选择器中做圆周运动分运动的最大半径为 4 d 对三种离子都有 31 2 1 1 1 1 32 4 x xm v m vm v m v qB qB d qB qB      氕在分离器中的最大直径为  0 1 m1 2 2m v vD qB   1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 22 2 2 m m v m V B BD D D DqB qB B B d      同理氘的最小直径为 1 2 1 222n BD dD B   解得 2 1 1 Bd DB  同理氘的最大直径为 1 2 1 222m BD dD B   氚的最小直径为 1 3 1 223n BD dD B   解得 2 1 1 Bd DB 