物理江苏省南通市泰州市届高三上学期期末考试.docx
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物理江苏省南通市泰州市届高三上学期期末考试
江苏省南通市、泰州市2020届高三上学期期末考试
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.
1.2019年12月16日,第52、53颗北斗导航卫星成功发射,北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星,它们都绕地球做圆周运动,同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度.与同步卫星相比,下列物理量中中圆轨道卫星较小的是( )
A.周期B.角速度C.线速度D.向心加速度
2.在冰球游戏中,冰球以速度v0在水平冰面上向左运动,某同学在水平面上沿图示方向快速打击冰球,不计一切摩擦和阻力.下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后可能的运动路径是( )
3.某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示,A、B为理想变压器,R为输电线路的电阻,灯泡L1、L2规格相同,保持变压器A的输入电压不变,开关S断开时,灯泡L1正常发光,则( )
A.仅将滑片P上移,A的输入功率不变
B.仅将滑片P上移,L1变暗
C.仅闭合S,L1、L2均正常发光
D.仅闭合S,A的输入功率不变
4.某静电场中有电场线与x轴重合,x轴上各点电势φ分布如图所示,图线关于纵轴对称.则( )
A.x1处和-x1处场强方向相同
B.x1处和-x2处场强大小相等
C.某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等
D.某带电粒子在x2处的电势能大于在-x2处的电势能
5.一物块由O点下落,到A点时与直立于地面的轻弹簧接触,到B点时速度达到最大,到C点时速度减为零,然后被弹回.物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变,弹簧始终在弹性限度内,则物块( )
A.从A下降到B的过程中,合力先变小后变大
B.从A下降到C的过程中,加速度先增大后减小
C.从C上升到B的过程中,动能先增大后减小
D.从C上升到B的过程中,系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
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.如图所示,一小球固定在轻杆上端,AB为水平轻绳,小球处于静止状态,则杆对小球的作用力方向可能是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
7.如图所示,水平传送带以恒定的速度v运动,一质量为m的小物块轻放在传送带的左端,经过一段时间后,物块和传送带以相同的速度一起运动.已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则( )
A.物块加速运动时的加速度为μg
B.物块加速运动的时间为
C.整个过程中,传送带对物块做的功为
mv2
D.整个过程中,摩擦产生的热量为mv2
8.如图所示,一条形磁铁竖直放置,金属线圈从磁铁正上方某处下落,经条形磁铁A、B两端时速度分别为v1、v2,线圈中的电流分别为I1、I2,线圈在运动过程中保持水平,则( )
A.I1和I2的方向相同B.I1和I2的方向相反
C.I1∶I2=v
∶v
D.I1∶I2=v1∶v2
9.如图所示,竖直平面内存在着两个方向竖直向上的相同带状匀强电场区,电场区的高度和间隔均为d,水平方向足够长.一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0在距离电场上方d处水平抛出,不计空气阻力,则( )
A.小球在水平方向一直做匀速直线运动
B.小球在电场区可能做直线运动
C.若场强大小为
,小球经过两电场区的时间相等
D.若场强大小为
,小球经过两电场区的时间相等
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
三、简答题:
本题共3小题,共30分,请将解答填写在相应的位置.
10.(8分)图甲为验证机械能守恒定律的实验装置,通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落,毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球经过光电门B的挡光时间t.小铁球的直径为d,用
作为球经过光电门时的速度,重力加速度为g.
(1)用游标卡尺测得小铁球的直径d如图乙所示,则d=________mm.
(2)实验中还需要测量的物理量是________.
A.A距地面的高度HB.A、B之间的高度h
C.小铁球从A下落到B的时间tAB
(3)要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒,只需验证等式________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示).
(4)某实验小组测得小球动能的增加量ΔEk总是稍大于重力势能的减少量ΔEp,原因可能是____________________________(写出一个即可).
11.(10分)测量电压表内阻(量程为3V)的实验如下:
(1)用多用电表粗略测量,把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上,欧姆调零后,把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相接.
(2)正确连接后,多用电表指针偏转角度较小,应该换用________(选填“×1”或“×100”)挡,重新欧姆调零后测量,指针位置如图甲所示,则电压表内阻约为________Ω.
甲 乙 丙
(3)现用如图乙所示的电路测量,测得多组电阻箱的阻值R和对应的电压表读数U,作出
R图象如图丙所示.若图线纵截距为b,斜率为k,忽略电源内阻,可得RV=________.
(4)实验中电源内阻可以忽略,你认为原因是________________________________________________________________________.
12.[选修35](12分)
(1)下列说法中正确的有________.
A.阴极射线是一种电磁辐射
B.所有原子的发射光谱都是线状谱,不同原子的谱线一定不同
C.β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
D.古木的年代可以根据体内碳14放射性强度减小的情况进行推算
(2)某同学设计了一个烟雾探测器,如图所示,S为光源,当有烟雾进入探测器时,S发出的光被烟雾散射进入光电管C.光射到光电管中的钠表面产生光电子,当光电流大于或等于I时,探测器触发报警系统报警.真空中光速为c,钠的极限频率为ν0.要使该探测器正常工作,光源S发出的光波长应小于________.若入射光子中能激发出光电子的光子数占比为η,电子的电荷量为e,报警时,t时间内射向光电管钠表面的光子数至少是________个.
(3)如图所示,光滑水平面上有一轻质弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,滑块A以v0=12m/s的水平速度撞上静止的滑块B并粘在一起向左运动,与弹簧作用后原速率弹回,已知A、B的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.5kg.求:
①A与B撞击结束时的速度大小v;
②在整个过程中,弹簧对A、B系统的冲量大小I.
四、计算题:
本题共4小题,共计59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.
13.(12分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合金属线框abcd,线框平面与磁场垂直.已知磁场的磁感应强度为B0,线框匝数为n、面积为S、总电阻为R.现将线框绕cd边转动,经过Δt时间转过90°.求线框在上述过程中:
(1)感应电动势平均值E;
(2)感应电流平均值I;
(3)通过导线横截面的电荷量q.
14.(15分)如图所示,矩形拉杆箱上放着平底箱包,在与水平方向成α=37°的拉力F作用下,一起沿水平面从静止开始加速运动.已知箱包的质量m=1.0kg,拉杆箱的质量M=9.0kg,箱底与水平面间的夹角θ=37°,不计所有接触面间的摩擦,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)若F=25N,求拉杆箱的加速度大小a;
(2)在
(1)的情况下,求拉杆箱运动x=4.0m时的速度大小v;
(3)要使箱包不从拉杆箱上滑出,求拉力的最大值Fm.
15.(16分)如图所示,长为L的轻质木板放在水平面上,左端用光滑的铰链固定,木板中央放着质量为m的小物块,物块与板间的动摩擦因数为μ.用力将木板右端抬起,直至物块刚好沿木板下滑.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.
(1)若缓慢抬起木板,则木板与水平面间夹角θ的正切值为多大时物块开始下滑?
(2)若将木板由静止开始迅速向上加速转动,短时间内角速度增大至ω后匀速转动,当木板转至与水平面间夹角为45°时,物块开始下滑,则ω应为多大?
(3)在
(2)的情况下,求木板转至45°的过程中拉力做的功W.
16.(16分)如图所示,宽度为L、足够长的匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.绝缘长薄板MN置于磁场的右边界,粒子打在板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后竖直分速度不变,水平分速度大小不变、方向相反.磁场左边界上O处有一个粒子源,向磁场内沿纸面各个方向发射质量为m、电荷量为+q、速度为v的粒子,不计粒子重力和粒子间的相互作用,粒子电荷量保持不变.
(1)要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板,求粒子速度v满足的条件;
(2)若v=
,一些粒子打到绝缘薄板上反弹回来,求这些粒子在磁场中运动时间的最小值t;
(3)若v=
,求粒子从左边界离开磁场区域的长度s.
【参考答案】
1.A 2.A 3.B 4.C 5.C 6.BC 7.AC 8.BD 9.ABD
10.
(1)5.4(2分)
(2)B(2分) (3)
=gh(或d2=2ght2)(2分)
(4)测量A、B间的距离时是从球的下边沿开始的;挡光的距离小于小球的直径(2分)
11.
(1)负(2分)
(2)×100(2分) 4.0×103(2分) (3)
(2分)
(4)干电池内阻远小于电压表内阻(2分)
12.
(1)BD(3分,漏选得1分)
(2)
(2分)
(2分)
(3)解:
①由动量守恒定律有m1v0=(m1+m2)v(2分)
代入数据解得v=3.0m/s(1分)
②由动量定理有I=(m1+m2)v-(m1+m2)(-v)(1分)
代入数据解得I=12N·s(1分)
13.(12分)解:
(1)由法拉第电磁感应定律有E=n
(2分)
解得E=
(2分)
(2)由欧姆定律有I=
(2分)
解得I=
(2分)
(3)通过导线横截面的电荷量q=I·Δt(2分)
解得q=
(2分)
14.(15分)解:
(1)由牛顿第二定律有Fcosα=(M+m)a(3分)
代入数据得a=2.0m/s2(2分)
(2)由动能定理有Fxcosα=
(m+M)v2(3分)
代入数据解得v=4.0m/s(2分)
(3)箱包恰不从拉杆箱上滑出时,箱包受力如图所示
由牛顿第二定律有mgtanθ=ma(2分)
对整体有Fmcosα=(M+m)a(1分)
代入数据解得Fm=93.75N(2分)
15.(16分)解:
(1)物块恰好开始下滑时受力如图所示,则有
mgsinθ=μmgcosθ(3分)
解得tanθ=μ(2分)
(2)木板转至α=45°时,由向心力公式有
mgsinα-μmgcosα=mω2
(3分)
解得ω=
(2分)
(3)由功能关系有W=mg
sinα+
mv2(2分)
其中物块的速度v=ω·
(2分)
解得W=
mgL(3-μ)(2分)
16.(16分)解:
(1)设粒子在磁场中运动的轨道半径为r1,则有
qvB=m
(2分)
如图
(1)所示,要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板,应满足2r1<L(1分)
解得v<
(2分)
(2)粒子在磁场中圆周运动的周期T=
(1分)
设运动的轨道半径为r2,则有qvB=m
(1分)
解得r2=L(1分)
在磁场中运动时间最短的粒子通过的圆弧对应的弦长最短,粒子运动轨迹如图
(2)所示,由几何关系可知最小时间t=2×
(1分)
解得t=
(2分)
(3)设粒子的磁场中运动的轨道半径为r3,则有qvB=m
(1分)
解得r3=2L(1分)
粒子在磁场中运动从左边界离开磁场,离O点最远的粒子运动轨迹如图(3)所示,则从左边界离开磁场区域的长度
s=4r3sin60°(1分)
解得s=4
L(2分)