江苏省沭阳县学年 高三联考物理试题.docx
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江苏省沭阳县学年高三联考物理试题
沭阳县2020届高三第二学期5月联考
物理 试卷(2020.5)
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,每小题只有一一个选项符合题意.选对的得3分,错选或不答的得0分.
1.如图所示,三根通电长直导线P、Q、R均垂直纸面放置,ab为直导线P、Q连线的中垂线,P、Q中电流强度的大小相等、方向均垂直纸面向里,R中电流的方向垂直纸面向外,则R受到的磁场力可能是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
2.下图是一升降机的运动情况,升降机底部安装一个加速度传感器,其上放置了一个质量为m的小物块,如图甲所示。
升降机从t=0时刻开始竖直向上运动,加速度传感器显示加速度a随时间t变化如图乙所示。
取竖直向上为正方向,重力加速度为g,以下判断正确的是( )
A.在0~2t0时间内,物块先处于失重状态,后处于超重状态
B.在t0~3t0时间内,物块先处于失重状态,后处于超重状态
C.t=t0时刻,物块所受的支持力大小为mg
D.t=3t0时刻,物块所受支持力大小为2mg
3.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.质点经过C点的速率比D点的大
B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
C.质点经过D点时的加速度比B点的大
D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小
4.如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时,流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图象。
根据这一特性,某同学设计一个台灯的自动控制电路如乙图所示,T为一自耦式变压器。
下列说法正确的是( )
A.在其他条件不变的情况下,如果光照变强,则灯泡的亮度减小
B.在其他条件不变的情况下,如果光照变强,则灯泡的亮度增加
C.在其他条件不变的情况下,将自耦式变压器的滑片P适当下滑,则灯泡的亮度增加
D.在其他条件不变的情况下,适当增大滑动变阻器R1的阻值,则灯泡的亮度增加
5.目前,我国正在大力推行ETC系统,ETC(ElectronicTallCollection)是全自动电子收费系统,车辆通过收费站时无须停车,这种收费系统每车收费耗时不到两秒,其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍,如图甲所示,在收费站自动栏杆前,后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈A、B,两线圈各自接入相同的电路,如图乙所示,电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接,回路中流过交变电流,当汽车接近或远离线圈时,线圈的自感系数发生变化,线圈对交变电流的阻碍作用发生变化,使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化,这一变化的电压输入控制系统,控制系统就能做出抬杆或落杆的动作,下列说法正确的是( )
A.汽车接近线圈A时,c、d两端电压升高B.汽车离开线圈A时,c、d两端电压升高
C.汽车接近线圈B时,c、d两端电压升高D.汽车离开线圈B时,c、d两端电压降低
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,正方体空心框架ABCD﹣A1B1C1D1下表面在水平地面上,将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)沿不同的水平方向分别抛出,落点都在△B1C1D1平面内(包括边界)。
不计空气阻力,以地面为重力势能参考平面。
则下列说法正确的是( )
A.小球初速度的最小值与最大值之比是1:
2
B.落在C1点的小球,运动时间最长
C.落在B1D1线段上的小球,落地时机械能的最小值与最大值之比是1:
2
D.轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向都相同
7.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强的正方向,带负电的小球A在x3位置处由静止释放且仅受电场力作用。
若仅考虑小球A在x1位置与x3位置间的运动,则小球( )
A.在x1位置动能最小
B.在x3位置与x1位置加速度大小相同
C.在原点O位置电势能小于在x2位置电势能
D.在原点O位置电势能小于在x1位置电势能
8.如图所示,叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度如匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ,B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
A.B对A的摩擦力一定为3mg
B.A与B间的摩擦力大于C与转台间的摩擦力
C.转台的角速度一定满足ω≤
D.转台的角速度一定满足ω≤
9.如图所示,航天器和卫星分别在同一平面内的1、2轨道上绕地球做匀速圆周运动,其半径分别为r、2r,速率分别为v1和v2,航天器运动到A点时突然加速到v3后沿曲线运动,其轨迹与轨道2交于B点,经过B点时速率和加速度分别为v4和a1,卫星通过B点时加速度为a2.已知地球的质量为M,质量为m的物体离地球中心距离为r时,系统的引力势能为﹣
(取物体离地球无穷远处引力势能为零),物体沿AB曲线运动时机械能为零。
则下列说法正确的是( )
A.v3=
B.v2=v4
C.a1>a2
D.若航天器质量为m0,由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为﹣m0v22
第II卷(非选择题 共89分)
三、简答题:
本题分必做(第10~12题)和选做题(第13题)两部分,共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置.[必做题]
10.(8分)某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
实验时,把数据记录在表格中,数据是按加速度大小排列的,第8组数据中小车质量和加速度数据漏记。
(1)该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量,纸带如图乙所示。
已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。
请你帮助该同学求出第8组中的加速度a= m/s2
(2)如果要研究加速度与力的关系,需取表格中 组数据(填组号),做a﹣F图象;如果要研究加速度与质量的关系,需取表格中 组数据(填组号),做a﹣m图象。
这种研究方法叫做 法。
(3)做出a﹣m图象如图丙所示,由图象 (填“可以”或“不可以”)判断a与m成反比。
(4)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是 。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。
纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。
重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有 。
A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度
11.(8分)如图1所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图。
其中包括电源E,开关S1和S2,电阻箱R,电流表A,保护电阻Rx.该同学进行了如下实验步骤:
(1)将电阻箱的阻值调到合适的数值,闭合S1、S2,读出电流表示数为I,电阻箱读数为9.5Ω,断开S2,调节电阻箱的阻值,使电流表示数仍为I,此时电阻箱读数为4.5Ω.则保护电阻的阻值Rx= Ω.(结果保留两位有效数字)
(2)S2断开,S1闭合,调节R,得到多组R和I的数值,并画出
图象,如图2所示,由图象可得,电源电动势E= V,内阻r= Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)本实验中,内阻的测量值 (填“大于”或“小于”)真实值,原因是 。
12、[选修3-5](12分)
(1)(4分)用图1装置研究光电效应,分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线,则下列说法正确的是( )
A.开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线
B.b光的光子能量大于a光的光子能量
C.用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功
D.b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能
(2)(4分)氘核和氚核聚变的核反应方程为
,
的比结合能是2.78MeV,
的比结合能是1.09MeV,
的比结合能是7.03MeV,则该核反应 (选填“吸收”或“释放”)了 MeV能量。
(3)(4分)大小相同的A、B两球在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A质量为5kg,速度大小为10m/s,B质量为2kg,速度大小为5m/s,两球碰撞后,A沿原方向运动,速度大小为4m/s。
求:
①两球碰撞后,B的速度大小;
②A对B的冲量大小。
13、[选做题][选修3-3]
(1)(4分)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知( )
A.同一温度下,氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律
B.两种状态氧气分子的平均动能相等
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D.①状态的温度比②状态的温度高
(2)(4分)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①②③到达状态d。
过程①中气体 (选填“放出”或“吸收”)了热量。
在③状态变化过程中,lmol该气体在c状态时的体积为10L,在d状态时压强为c状态时压强的
,求该气体在d状态时每立方米所含分子数。
(已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1,结果保留一位有效数字)
(3)(4分)如图所示,两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起,底部到顶部的高度为18cm,两者横截面积相等,光滑接触且不漏气。
将A用绳系于天花板上,用一块绝热板托住B,使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同,均为1.0×105Pa,然后缓慢松开绝热板,让B下沉,当B下沉了2cm时,停止下沉并处于静止状态。
求:
(1)此时金属筒内气体的压强。
(2)若当时的温度为27℃,欲使下沉后的套筒恢复到原来位置,应将气体的温度变为多少℃?
四、计算或论述题:
本题共3小题,共47分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.
14.(15分)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2.螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。
求:
(1)求螺线管中产生的感应电动势;
(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;
(3)S断开后,求流经R2的电量。
15.(16分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。
在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。
现有一质量为m,电荷量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图所示。
小球可视为质点,小球运动到C点之前电荷量保持不变,经过C点后电荷量立即变为零)。
已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。
在上述运动过程中,求:
(1)小球在电场中受到的电场力大小;
(2)小球过B点时对圆轨道的压力大小
(3)小球在圆轨道上运动时的最大速率。
16.(16分)如图所示为质谱仪的构造原理图,它是一种分离和检测不同同位素的重要工具。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。
现让待测的不同带电粒子经加速后进入速度选择器,速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强磁场和匀强电场(图中未画出),磁感应强度为B,电场强度为E.金属板靠近平板S,在平板S上有可让粒子通过的狭缝P,带电粒子经过速度选择器后,立即从P点沿垂直平板S且垂直于磁场方向的速度进入磁感应强度为B0、并以平板S为边界的有界匀强磁场中,在磁场中偏转后打在记录它的照相底片上,底片厚度可忽略不计,且与平板S重合。
根据粒子打在底片上的位置,便可以对它的比荷(电荷量与质量之比)情况进行分析。
在下面的讨论中,磁感应强度为B0的匀强磁场区域足够大,空气阻力、带电粒子所受的重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。
(1)若某带电粒子打在底片上的A点,测得P与A之间的距离为x,求该粒子的比荷
;
(2)若有两种质量不同的正一价离子,质量分别为m1和m2,它们经速度选择器和匀强磁场后,分别打在底片上的A1和A2两点,测得P到A2的距离与A1到A2的距离相等,求这两种离子的质量之比
;
(3)若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子(所带电荷量为e),它们分别打在照相底片上相距为d的两点。
①为了便于观测,希望d的数值大一些为宜。
试分析说明为了便于观测,应如何改变匀强磁场磁感应强度B0的大小;
②研究小组的同学对上述B0影响d的问题进行了深入的研究。
为了直观,他们以d为纵坐标、以
为横坐标,画出了d随
变化的关系图象,该图象为一条过原点的直线。
测得该直线的斜率为k,求这两种同位素离子的质量之差△m。
高三物理答案及评分标准
第Ⅰ卷(选择题共31分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C
C
A
A
B
AD
BCD
BC
AD
第Ⅱ卷(非选择题共89分)
10.(10分)
(1)①0.85~0.925②2457913678③不可以
(2)①AB②BC
11.(8分)
(1)5.0(保留两位有效数字)
(2)3.02.2(保留两位有效数字)
(3)大于
12.【选修3—5】(12分)
(1)B
(2)放出17.6
(3)①解:
以A原速度方向为正,由A、B系统动量守恒得
代入数据得:
②
=30Ns
13.【选修3—3】(12分)
(1)A
(2)吸收③状态变化过程为等温变化,由
得:
13题
(1)4分
(2)4分
(3)4分
(保留一位有效数字)
(3)①由
得:
②
:
14.(15分)
(1)
...................................5分
(2)
.........................5分
(3)
............................................5分
15.(16分)
(1)A到C过程中,由动能定理得:
C到P平抛过程:
解得:
.........................................5分
(2)A到B过程中,由动能定理得:
B点:
解得:
由牛顿第三定律得:
.............................5分
(3)设当小球速度达到最大时,小球与圆心连线与水平方向夹角为θ,则静止释放到达最大速度过程由能定理得:
其中
解得
.............................6分
16.(16分)
(1)通过速度选择器的粒子:
磁场中粒子做匀速圆周运动:
PA距离
解得:
.............................5分
(2)由
(1)得,粒子打在底片上的位置到P的距离
所以:
.............................5分
(3)①
,所以应减小B0,使d增加,以便于观测。
②由①得:
解得:
.............................6分
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