江苏省常熟中学2020届高三物理下学期适应性考试试题.doc

江苏省常熟中学2020届高三物理下学期适应性考试试题

江苏省常熟中学2020届高三物理下学期适应性考试试题

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江苏省常熟中学2020届高三物理下学期适应性考试试题（含解析）
一、单项选择题∶本题共5小题，每小题3分，共1分。每小题只有一个选项符合题意
1.为了纪念物理学家对科学的贡献，许多物理量的单位是用物理学家的名字来命名的，下列属于基本单位的是（ ）
A. 牛顿 B. 焦耳 C. 库仑 D. 安培
【答案】D
【解析】
在国际单位制中，基本物理量的单位有：米、秒、千克、安培、开尔文、摩尔、坎德拉．可知，四个选项中只有D选项符合题意，故D正确ABC错误．故选D．
【点睛】解决本题的关键熟记单位制中的七个基本单位以及对应的物理量．
2.逢年过节，路上挂满喜庆的红灯笼，如图所示有3个灯笼，在风的吹拂下悬绳与竖直方向的夹角为37°，设每个红灯笼的质量均为m，相邻的红灯笼之间用绳子相连接，自上往下数，第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力为（　　）

A. 2.5mg B. 1.5mg C. 3.6mg D. 2mg
【答案】A
【解析】
【详解】以下面两个灯笼作为整体为研究对象，受力分析如图：

根据平衡条件竖直方向有

解得

选项A正确，BCD错误。
故选A。
3.如图所示， 匝矩形闭合导线框处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积为电阻为．线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，原副线圈匝数之比为，变压器副线圈接入一只额定电压为.电阻为的灯泡，灯泡正常发光．从线框通过中性面开始计时，下列说法错误的是（ ）

A. 匀速转动过程中穿过线框的磁通量变化率最大值为
B. 灯泡中的电流方向每秒改变次
C. 变压器原线圈两端电压最大值为
D. 线框中产生的感应电流表达式为
【答案】C
【解析】
线圈在磁场中转动产生感应电动势，单匝线圈在磁场中产生的最大感应电动势为Em=BSω，故A正确；交流电的周期，1s内完成周期性变化的次数，1个周期电流方向改变2次，所以灯泡中电流方向每秒改变，故B正确；根据变压器原副线圈中电压的特点可知，解得U1=2U，变压器原线圈两端电压最大值为，故C错误;副线圈中的电流，根据变压器原副线圈中电流与线圈匝数的关系可知，，解得，故电流的最大值为，由于从中性面开始计时，故线框中产生的感应电流表达式为，故D正确；本题选择错误的，故选C．
【点睛】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，明确线匡在转动过程中产生的最大值和瞬时之间的关系，利用好闭合电路的欧姆定律即可判断
4.测定电子的电荷量的实验装置示意图如图所示，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板并分别与电压为的恒定电源两极相连，板的间距为．现有一质量为的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷、重力加速度，则（ ）

A. 油滴中电子的数目为
B. 油滴从小孔运动至过程中，电势能增加
C. 油滴从小孔运动至过程中，机械能增加
D. 若将极板向下缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降
【答案】B
【解析】
带电油滴在极板间匀速下落，故受力平衡，则有；所以，油滴带电荷量,所以电子的数目为,故A错误．油滴下降过程中，电场力方向向上，那么，电场力做的功为，电势能增加mgd，故B正确；机械能减少，故C错误．若将极板M向下缓慢移动一小段距离，d减小，那么，电场力增大，合外力竖直向上，油滴将减速下降，故D错误；所以选择B.
【点睛】根据受力平衡得到电荷量及电场力方向，从而根据电场力做功得到电势能变化；再根据条件变化得到场强变化，从而根据电场力变化得到合外力变化，即可得到油滴运动．
5.如图所示，b是长方形acfd对角线的交点，e是底边df的中点，a、b、c处的三个小球分别沿图示方向做平抛运动，下列表述不正确的是（　　）

A. 若a、b、c处三球同时抛出，三球不可能在落地前相遇
B. 要b、c处两球在空中相遇，则c球必须先抛出
C. 若a、b处两球能在地面相遇，则a、b在空中运动的时间之比为2∶1
D. 若a、c处两球在e点相遇，则一定满足vA=vC
【答案】C
【解析】
【详解】A．若a、b、c处三球同时抛出，竖直分运动均是自由落体运动，故a处、c处的小球不可能与b处小球相遇，选项A正确，不符合题意；
B．由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，要b、c处两球在空中相遇，则c球必须先抛出，选项B正确，不符合题意；
C．若a、b处两球能在地面相遇，根据可知，两个球运动时间之比为，选项C错误，符合题意；
D．若a、c处两球在e点相遇，由于水平分运动是匀速直线运动，水平分位移相等，时间也相等，故水平分速度相等，即初速度相等，选项D正确，不符合题意。
故选C。
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.科学技术在生产、生活中有广泛的应用，下列装置中运用了电磁感应的原理和规律的是（　　）
A. 电子尔元件 B. 位移传感
C. 回旋加速器 D. 运输中的电流表
【答案】BD
【解析】
【详解】AC．霍尔元件和回旋加速器都利用了磁场对带电粒子的作用，没有电磁感应现象，故A、C错误；
B．位移传感器中铁芯插入线圈的长度不同，线圈的自感系数不同，对交流的阻碍作用的大小不同，自感是一种电磁感应现象，故B正确；
D．运输中的电流表两极短接，利用电磁阻尼来防止指针的摆动，也是利用了电磁感应现象，D正确；
故选BD。
7.据《科技日报》报道，2020年前我国将发射8颗绕地球做匀速圆周运动的海洋系列卫星:包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛等岛屿附近海域的监测．已知海陆雷达卫星轨道半径是海洋动力环境卫星轨道半径的倍．则（ ）
A. 海陆雷达卫星加速度是海洋动力环境卫星加速度的
B. 海陆雷达卫星绕地周期是海洋动力环境卫星绕地周期的倍
C. 海陆雷达卫星线速度是海洋动力环境卫星线速度的倍
D. 海陆雷达卫星所受引力是海洋动力环境卫星所受引力的
【答案】AC
【解析】
由万有引力提供向心力：
可得，，
由可得海陆雷达卫星加速度是海洋动力环境卫星加速度的，所以A正确．
由 可得海陆雷达卫星线速度是海洋动力环境卫星线速度的，则C正确
由可得海陆雷达卫星绕地周期是海洋动力环境卫星绕地周期的倍，故B错误．
因不知两颗卫星的质量，故无法比较万有引力的大小，故D错误．所以选择AC.
【点睛】万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律列式比较线速度、周期、向心加速度的大小的表达式，由此可以判断各个选项.
8.如图所示，ABCD与CDEF为相邻的两个相同正方形，在正方形ABCD的中心O1有一正点电荷，在正方形CDEF的中心O2有一负点电荷，两点电荷带电量相等，G点为EF的中点，H点为CD的中点，则下列说法正确的是（ ）

A. C和G两点的电场强度方向相同
B. C点和H点的电势相等
C. 将一带正电的试探电荷沿直线从Ｂ点移动至Ｆ点的过程中，电场力一直做正功
D. 将一带正电的试探电荷沿直线从F点移动至E点的过程中，电场力先做正功后做负功
【答案】BD
【解析】
【详解】两点电荷在C点的合场强方向水平向右，两点电荷在G点的合场强方向水平向左，故两者的电场强度方向不同，A错误；等量异种电荷连线的中垂线是一条等势面，故C和H两点的电势相等，B正确；从B到F过程中电场力的夹角先与速度方向为钝角，即先做负功，再做正功，C错误；从F点到E点过程中电场力与速度方向的夹角先是锐角，后为钝角，即先做正功后做负功，故D正确．

9.如图所示，劲度系数为k的水平轻质弹簧左端固定，右端连接质量为m的小物块，静止于A点，物块与水平面之间的动摩擦因数为μ。现对木块施加一个水平向右的恒力F，物块开始运动，且此后运动中能到达A点右侧的最大距离是x0，已知重力加速度为g，物块最大静摩擦力等滑动摩擦力。则（　　）

A. 拉力F的大小一定大于μmg
B. 物块开始运动时加速度a的大小满足∶
C. 物块运动至A点右侧距离是x0点时弹簧弹性势能的增量为
D. 此后运动过程中物块可能再次经过A点
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．小物块静止于A点，则弹力的大小等于静摩擦力的大小，取向右为正方向，则弹簧弹力的范围是

当施加向右拉力F运动时，小物块受到向左的摩擦力

合力为

故合力的范围是

加速度的范围

大小的最小值只需要大于零，故A错误，B正确；
C．当施加向右的拉力F运动时，根据动能定理有

由功能关系可知弹性势能的增加量

故C正确；
D．如果物块能回到A点，则该过程中弹簧的弹力和恒力F做功为零，但摩擦力始终做负功，根据动能定理可得动能为负值，这是不可能的，故D错误。
故选BC。
三、简答题∶本题分必做题（第10、11、12题）和选做题（第13题）两部分，共计42分。请将解答填写在相应的位置。
10.验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示：

(1)某同学实验操作步骤如下∶
①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下Q点的位置，并记下两个测力计的读数；
②在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示，用平行四边形定则求出合力F；
③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F′的图示（如图乙），比较F′与用平行四边形定则求得的合力F；
④改变FOB和FOC的夹角和大小，重复上述过程；
上述实验过程中有重要遗漏的步骤是________（填步骤序号）；图乙中，_________（选填“F”或“F′”）力的图线与AO延长线重合；
(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，你认为正确的有_____________；
A.拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些
B.实验中把橡皮条结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角为90°不变，可便于计算合力
C.拉橡皮条时，橡皮细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板
D.两根细绳必须等长，且橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
(3)如图丙，某次测量FOB、FOC大小和方向实验过程中发现，FOC读数几乎满量程，而FOB读数不到量程一半（两弹簧测力计相同），需要作适当调整，下列做法正确的是
A.保持结点O位置不变、OB方向不变，OC逆时针转过一定的角度
B.保持结点O位置不变，OB、OC逆时针转过适当的角度
C.适当调整结点O远离A，OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适当角度
D.适当调整结点O靠近A，OB方向可不变，OC顺时针方向转过一个角度
【答案】 (1). ① (2). F′ (3). AC (4). AB
【解析】
【详解】(1)[1]步骤①需要记录两细绳的方向。
[2]图乙中F是平行四边形的对角线，为两个分力的理论上的合力，F′是实际合力的方向，故选F′。
(2)[3]
A．细线更细更长一些可使力的方向记录的更精确，选项A正确；
B．合力的计算是通过作图的方式，所以夹角不必是90°，选项B错误；
C．橡皮条、细绳和弹簧测力计应与木板平行可以减小弹力大小的偶然误差，使实验更精确，选项C正确；
D．实验中两细绳不必要等长，为了保证实验结果的普适性，两细绳的夹角与橡皮条的角度关系应多样化，选项D错误。
故选AC。
(3)[4]
A．保持结点位置不变，即合力不变，OB方向不变，OC逆时针旋转一定的角度，可以满足平行四边形定则，选项A正确；
B．保持结点O的位置不变，即合力不变，OB、OC均逆时针旋转一定的角度，可以满足平行四边形定则，选项B正确；
C．适当调整结点O远离A，则合力增大，OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适当角度，此时OB、OC拉力均增大，由于FOC已经满量程，此种情况不成立，选项C错误；
D．适当调整结点O靠近A，则合力减小，OB方向不变、OC顺时针方向转过适当角度，不满足平行四边形定则，选项D错误。
故选AB。
11.某物理学习兴趣小组为了测量待测电阻Rx，设计了如下实验，用到的实验器材有∶学生电源、灵敏电流计、电流表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干：

按设计方案完成以下实验步骤：
①按照图甲所示的原理图连接好实验电路；
②将滑动变阻器R2滑片调至适当位置，滑动变阻器R3滑片调至最左端，闭合开关S；
③调整R3逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G读数为零，此时电流表A2的示数为120mA，电阻箱R1和电流表A1的示数如图乙和丙所示；
④实验完毕，整理器材。
根据上述实验回答以下问题∶
(1)电阻箱R1的读数为_____________Ω；电流表A1的示数为_____________mA；
(2)待测电阻Rx的阻值为_____________Ω；（计算结果保留三位有效数字）
(3)电流表的内阻对测量结果_____________（选填“有或“无”）影响；
(4)为提高本实验的精确度可在确保电表的安全下，适当_____________（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器R3的输出电压。
【答案】 (1). 50.0 (2). 180 (3). 75.0 (4). 无 (5). 在保证电表安全的情况下，适当增大滑动变阻器R3的输出电压
【解析】
【详解】(1)[1]电阻箱的读数

[2]电流表A1的读数为180mA；
(2)[3]灵敏电流计G的读数为零则其两端电势相等，电阻R1、Rx的电压相等，所以有

解得
Rx=75.0Ω
(3)[4]无论电流表的内阻大小，只要灵敏电流计G的读数为零，电阻R1、Rx的电压就相等，所以电流表内阻对测量结果无影响。
(4)[5]为提高实验的精确度，可以采取的措施有在保证电表安全的情况下适当增大滑动变阻器R3的输出电压。
12.下列判断中正确的是（　　）
A. 核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小
B. 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C. 一个氢原子从能级跃迁回基态，可能辐射三个光子
D. 金属逸出功随入射光频率的增大而增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，故A项错误；
B．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B项正确；
C．一个氢原子从的能级跃迁回基态，最多辐射二个光子，故C项错误；
D．金属的逸出功与入射光频率无关，由金属本身的性质决定，故D项错误。
13.恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K时，可以发生“燃烧”。完成“氦燃烧”的核反应方程∶2_____________→；是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10-16s。大量的核，经7.8×10-16s后所剩是开始时的_____________倍。
【答案】 (1). He (2).
【解析】
【详解】[1]根据质量数和电荷数守恒可得该粒子的质量数为4、电荷数为2，即粒子为；
[2]经，知经历了3个半衰期，剩下的质量为原来的倍。
14.光滑水平冰面直线轨道上，总质量m1=50kg的人和冰车以速度5m/s向右匀速运动，一质量m2=10kg的空冰车迎面而来，速度大小为10m/s，为避免两车直接碰撞，人在两车接触前用力推迎面而来的空车，两车始终在同一直线上运动：
(1)为避免直接碰撞，求被推开空车的最小速度v；
(2)设人对空车的推力300N，持续作用时间0.5s后撤去推力（该时间内车未发生碰撞），则撤去推力后两车的速度各是多少？

【答案】(1)2.5m/s；(2)2m/s；5m/s
【解析】
【详解】(1)以向右为正方向，推开后，空车向右最小速度与速度相等，设为，由动量守恒定律得

解得

(2)以人和冰车对象，以向右为正方向，根据动量定理可得

可得撤去推力后人和冰车的速度为

以空车对象，以向右为正方向，根据动量定理可得

可得撤去推力后空车的速度为

15.下列说法正确的是_____________。
A. 气体压强大小取决于气体分子数密度和分子的平均动能
B. 布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子无规则运动
C. 常见的金属是非晶体
D. 气体实验定律对饱和汽也适用
【答案】A
【解析】
【详解】A．一定质量的气体的压强，宏观上由体积和温度决定，微观上取决于气体分子数密度和分子的平均动能，选项A正确；
B．布朗运动是花粉小颗粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，选项B错误；
C．常见的金属是晶体，选项C错误；
D．气体实验定律适用理想气体，饱和汽不是理想气体，故不适用，选项D错误。
故选A。
16.一定质量的理想气体的状态变化过程如右图所示， 为一条直线则气体从状态到状态的过程中，气体内能________(选填“先增大后减小”、“先减小后增大”、始终保持不变):气体吸收的热量______.气体对外所做功(选填“大于”、“等于”、“小于”).

【答案】 (1). 先增大后减小 (2). 等于
【解析】
pV=CT，C不变，pV越大，T越高．状态在（2，2）处温度最高．在M和N状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度；气体的内能先增加某一值，再减少同样的值．故气体内能先增大后减小．气体膨胀就会推动活塞对外界做功，整个过程中气体初末温度相等，所以整个过程内能变化为0．根据热力学第一定律△U=W+Q，由于气体的内能增加，△U=0，故气体吸收的热量等于气体对外所做的功．
【点睛】根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量．对于一定质量的理想气体，温度升高，那么气体的内能增加．根据热力学第一定律判断气体吸热还是放热．
17.油膜法测定分子的直径， 的油酸加入酒精中配制的油酸酒精溶液， 溶液通过滴管实验测得为80滴，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油膜界面稳定后测得油膜面积为。
(1)试估算油酸分子的直径_______（保留一位有效数字）
(2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，会影响分子尺寸测量结果导致测量值_________（选填“偏大”或“偏小”）
【答案】 (1). (2). 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]．测得油膜面积：

每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为：

所以油酸分子的直径：

(2)[2]．置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此出现直径偏大。
四、计算题∶本题共3小题，共47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。
18.如图甲所示，水平虚线下方有垂直于纸面方向的有界匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，规定磁场方向垂直于纸面向里为正。相邻边长分别为L、2L的单匝长方形导体闭合线框用细线悬挂，线框一半位于磁场内，力传感器记录了细线拉力F随时间t的变化关系如图丙，设重力加速度为g，图乙、图丙中B0、F0、T是已知量。求∶
(1)0~T时间内线框内感应电动势E；
(2)求线框的质量m和电阻R；
(3)若某时刻起磁场不再变化，磁感应强度恒为B0，剪断细线，结果线框在上边进入磁场前已经做匀速运动，求线框从开始下落到上边刚到虚线位置过程中产生的电热Q。

【答案】(1) ；(2) ；；(3)
【解析
【详解】(1)0~T时间内线框中产生的感应电动势

(2)t=0时对线框分析则有

时，则有

联立可得

(3)线框在上边进行磁场前已做匀速运动，设线框的速度为，对线框有

其中

可得

线框从开始下落到上边刚到虚线位置过程中产生的电热

解得

19.如图所示，质量为m的小球A被固定于轻杆的一端，轻杆另一端与铰链相连，铰链固定于地面O处，轻杆长为L，开始时小球处在最高点且静止，现给小球轻微扰动，使其由静止开始向右倒下，重力加速度为g，轻杆质量不计：
(1)求小球落地瞬间的速度大小及杆中的弹力大小；
(2)如图所示撤去铰链将轻杆直接置于地面O处，仍使小球从最高处由静止向右倒下，若轻杆与地面间的动摩擦因数足够大，求小球落地瞬间速度的方向及杆中弹力的大小。

【答案】(1)；2mg；(2)水平面夹角，杆中弹力N=0
【解析】
【详解】(1)由机械能守恒可知

可得

由于落地瞬间小球做圆周运动，杆中的弹力提供向心力，则有

可得杆中的弹力

(2)由于足够大，故一开始轻杆绕O转动，但当杆中弹力为0时，摩擦力也随之消失，此后小球做斜抛运动，令M为最高点，N为杆中弹力为零的位置，P为落地点，从M到N过程，根据机械能守恒有

由于杆中弹力为零，则有

联立可得

从N到P过程为斜抛，则有

在竖直方向则有

其中

解得

可得

小球落地瞬时速度与水平面夹角为

杆中弹力为

20.如图所示，在竖直虚线左侧、水平虚线下方有范围足够大的竖直向上的匀强电场和水平向里的匀强磁场，电场的电场强度大小为，磁场的磁感应强度未知.在距离为的点将带电小球以的初速度向右水平抛出，小球在下方的运动做匀速圆周运动，已知重力加速度为.

(1)求带电小球的比荷，并指出小球带电性质.
(2)若小球从点抛出后最后刚好到达上与点等高的点，求间最小距离及对应磁场的磁感强度的值.
(3)已知磁场磁感应强度为，若撤去电场，小球从点抛出后，在磁场中运动过程距离的最大距离为(该点在左侧)，求小球运动经过此点时加速度.
【答案】（1） 粒子带正电 （2） （3）
【解析】
【详解】(1)因为小球在下方的运动是匀速圆周运动，所以电场力等于重力，电场力方向向上，所以带正电
因为所以
(2)小球从点抛出做类平抛运动，做出图如下：

根据平抛运动可得：

解得
所以
最小时最大，磁场的磁感强度有最小值．
所以
小球在下方的运动是匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

所以

(3)若撤去电场，小球从点抛出后，在磁场中运动过程距离的最大距离为
根据动能定理列式得“：
又
所以
【点睛】（1）根据在复合场中粒子做匀速圆周运动，得到除洛伦兹力以外的力平衡，可得比荷和电性．
（2）根据类平抛运动和匀速圆周运动得出．
（3）由动能定理和牛顿第二定律得到．