2021南通四校高三上学期12月第二次联考调研物理试题含答案

2020-2021学年度第一学期南通市四校12月第二次联考

物    理

一、单项选择题．本题共14小题，每小题3分，共计42分．每小题只有一个选项符合题意．

1．如图所示两颗卫星1、2在不同的圆轨道上绕地球运动，它们的线速度分别为v1、v2，加速度分别为a1、a2，角速度分别为ω1、ω2，机械能分别为E1、E2，则  

A．v1>v2              B．a1<a2

C．ω1<ω2             D．E1>E2

2．关于光的本性认识，下列说法正确的是

A．光电效应说明光具有粒子性，因而否定了光的波动性

B．光的频率越高，其波动性越显著

C．在光的单缝衍射实验中，衍射条纹的宽度不相等

D．用很弱的光长时间照射双缝得到干涉图样，说明光只有波动性

3．关于液晶，下列说法中正确的是

A．液晶是液体和晶体的混合物 

B．所有物质都具有液晶态

C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光

D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

4．如图所示，一圆形边界内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，O点为边界的圆心．一些电子先后从A点以不同的速率沿AO方向射入磁场区域，则下列说法正确的是

A．电子都沿逆时针方向做圆周运动

B．每个电子在磁场中运动的加速度大小都相等

C．每个电子在磁场中转动的角速度都不相等

D．速率最大的电子最先穿出磁场区域

5．对原子核发生β衰变的认识，下列说法正确的是

A．β粒子是原子核内一个中子转变为质子时放出的电子

B．β衰变过程中质量数守恒，因此没有质量亏损

C．β射线能穿透几厘米厚的铝板

D．β射线比普通阴极射线管中的阴极射线波动性更显著

6．在如图所示的电路中，滑动变阻器滑片P向左移动一段距离，则与原来相比

A．电压表V读数变大

B．灯泡L变暗

C．电源的总功率变大

D．电源内阻的热功率变小

7．唐朝诗人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．彩虹成因的简化示意图如图所示，图中仅作出了红光和紫光的光路，则下列说法正确的是-23

A．a光波长比b光波长短

B．a是红光，b是紫光

C．a光在雨滴中速度比b光大

D．上午的雨后看到的彩虹应该出现在东方的天空中

8．一列简谐横波在t=0.6s时的波形图如图甲所示，此时P、Q两质点的位移相等，波上x=15m处的质点A的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是

A．这列波沿x轴负方向传播

B．这列波的波速为0.06m/s

C．从t=0.6s时刻开始，质点P比质点Q早回到平衡位置

D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为15 m的障碍物，这列波不能发生明显衍射现象

9．某同学为了研究断电自感现象，将拆去副线圈的变压器、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡会渐渐熄灭．虽重复多次，仍未见老师演示断电时出现的小灯泡闪亮现象，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是

A．电源的电动势较小  

B．线圈的自感系数较大

C．线圈电阻较大 

D．小灯泡电阻较大

10．如图所示，竖直平面内过O点的竖直虚线左右两侧有垂直纸面大小相等、方向相反的水平匀强磁场，一导体圆环用绝缘细线连接悬挂于O点，将导体圆环拉到图示a位置静止释放，圆环绕O点摆动，则

A．导体环从a运动到b位置的过程中，有顺时针方向电流

B．导体环从b运动到c位置的过程中，电流总是顺时针方向

C．导体环在b位置和c位置速度大小相等

D．导体环向右最多能摆到与a 位置等高的位置

11．两辆汽车在同一直道上以相等的速度v0做同向直线运动，某时刻前车突然熄火做加速度大小为a1匀减速运动，后车司机经Δt时间后刹车，以大小为a2的加速度做匀减速运动，结果两车同时停下且没有发生碰撞，则两车正常行驶时之间距离s0至少是

A．       B．    C．       D．    

12．如图，在靠近地面（大地为导体）处有一个带正电Q的导体球，导体球的电势为φ0，取地面电势为零，则以下说法正确的是

A．导体球和大地间电场是匀强电场

B．导体球和大地构成电容器的电容C=Q/φ0

C．若导体球带电量变为2Q，则导体球与大地间电势差变为4φ0

D．若将导体球远离地面移动一段距离，导体球和大地的电容增大

13．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个质量相等、带电量不等的小球a和b，初始a位于O点，b在O点右侧，t=0时刻给a一个正对b的初速度v0，在以后运动过程中a和b始终未接触，下列图线分别是：两球间库仑力F随时间t变化图、两球速度v随时间t变化图、两球电势能Ep随a位移xa变化图、b球动能Ekb随b的位移xb变化图，其中能大致正确反映两球运动规律的是-wqppwewqppwe

14．如图所示，长直杆与水平面成θ角固定放置，杆上O点以上部分是粗糙的，而O点以下部分是光滑的．轻弹簧穿过长杆，下端与挡板固连，弹簧原长时上端恰好在O点，质量为m的带孔小球穿过长杆，与弹簧上端连接．现将小球拉到图示a位置由静止释放，一段时间后观察到小球振动时弹簧上端的最低位置始终在b点，Ob= Oa=l．则下列结论正确的是

A．小球第一次过O点时速度为整个运动过程的最大速度

B．整个运动过程小球克服摩擦力做功为2mglsinθ

C．小球在b位置受到弹簧弹力大小为mgsinθ

D．若初始在a位置给小球一个向下速度，则小球最终运动的最低点在b位置下方

二、实验题本题1小题，共14分

15．研究“在外力不变的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置如图甲所示       

（1）下面列出了一些实验器材：直流电源（电动势为6V的电池组）、打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂桶和砂、刻度尺．

上述器材中选错的是  ▲   ，应该换用   ▲  ，除了以上器材外，还需要的实验器材有  ▲  ．

（2）实验中，需要平衡打点计时器对小车的阻力及其它阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能  ▲  （选填“拖动纸带”或“不拖动纸带”）沿木板做匀速直线运动．

（3）实验中，为了使小车受到的拉力近似等于砂和砂桶所受的重力，砂和砂桶的总质量与小车和车上砝码的总质量之间应满足的条件是  ▲  ．这样在保持砂和砂桶质量不变，只改变小车上砝码的质量时，就可以认为小车所受拉力不变．

（4）如图乙所示， A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的间隔为T=0.10s， A、B间的距离为x1=5.90cm，B、C间的距离为x2=6.40cm，则小车的加速度a=  ▲  m/s2(保留两位有效数字)．

（5）实验小组由小车加速度a和对应的质量M，作出a﹣1/M图线，如图丙中实线所示，下列对

实验图线偏离直线的主要原因分析，正确的是  ▲  ．

A．测量不准确引起的，属于偶然误差       

B．实验原理方法引起的，属于系统误差

C．加速度越大，空气阻力作用越明显       

D．滑轮与轴间有摩擦

（6）一位同学以小车的加速度的倒数1/a为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出1/a-M图象．已知实验中已经完全平衡了摩擦力和其它阻力的影响，请你从理论上分析原因，并说明图线纵轴截距的物理意义．

       ▲    ▲    ▲ 

三、计算题：本题共3小题，共计44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．只有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．

16．（12分）如图所示，深度为h的导热气缸开口竖直向上，横截面积为S的导热的轻活塞能与缸内壁密切且光滑接触，不会漏气，现用此轻活塞封住气缸开口端，在活塞上添加砝码，使其缓慢下沉，当活塞下降h/4 后保持静止．已知环境温度为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，该封闭气体的内能U=aT（a是常量）．

（1）求活塞上所加砝码的质量m；

（2）再给气体加热升温，使得活塞缓慢上升回到初始位置，求此时封闭气体的内能U1；

（3）求（2）中所述过程中封闭气体从外界吸收的热量Q．

17．（15分）如图a所示，水平放置的两块金属平行板a和b，板长均为L，板间距离为d．两个金属板用导线ABCD、EFGH和一个半径为r的金属环相连．金属环内部存在垂直于金属环平面的磁场．图b所示是磁感应强度B随时间t作周期性变化的图线．(规定磁场垂直于纸面向外为正)

(1) 求在0～T/4内金属环中感应电动势的大小，并在图c中画出电压Uab随时间变化的图线；

(2) 若t＝0时刻，某电子从a、b金属板间中央O点水平射入，已知电子质量为m，电荷量为-e，初速度大小等于L/T．为确保电子能够从金属板间射出，求两金属板间距d应满足什么条件；

(3) 若在t＝0时刻，某电子从a、b金属板间左端O点沿中轴线OO′水平射入电场，运动过程中始终没有和金属板相碰，最终由O′点水平射出电场．求该电子的初速度v应该满足什么条件．

18．（17分）如图，半径为的四分之一竖直平面内圆弧轨道和水平面都是光滑的，圆弧轨道末端点切线水平，紧靠点停放质量可忽略平板小车，水平板面与点等高，车的最右端停放质量m2的小物块2．物块2与板动摩擦因数为μ2，质量为m1的小物块1从图中点由静止释放，无碰撞地从点切入圆轨道，已知AB高度差h=R，m1=m2=m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为．

（1）求小物块1进入圆轨道时在点的向心加速度大小an以及到达C点速度大小vC；

（2）小物块1从点滑上小车，它与小车平板间动摩擦因数为μ1，若μ1>μ2，要使两物块不相碰，水平板车长度L至少为多少？

（3）若μ1<μ2，在小车右侧足够远处有一固定弹性挡板P，它与小物块2可发生瞬间弹性碰撞，板车长度为L0(L0足够大，两物块始终未相碰)，求最终物块1与2的距离s．

参考答案

01-05  ACDDA    06-10 CACCB   11-14 ABDB

15.（1） 直流电源，低压交流电源； 天平，（每空1分）（2）拖动纸带  （2分）（3）  （2分）（4）0.50 （2分）  （5） B  （2分）

（6）  实验测量的是沙桶和小车系统加速度   

                 mg-F=ma        F=Ma

                   得到    

由此可知：1/a-M图象直线不过原点，纵轴截距为重力加速度g的倒数（3分）

16．解析：（1）加砝码后静止时封闭气体的压强（1分）

     （1分）

根据波意耳定律   （1分）

      （1分）

（2）活塞缓慢上升过程中封闭气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律

      （2分）

       （1分）

此时封闭气体的内能    （1分）

（3）初始状态封闭气体的内能U0=aT0，此过程中封闭气体的内能增量-sa;;sd

      （1分）

等压膨胀过程中外界对封闭气体做的功  （1分）

根据热力学第一定律  （1分）

    （1分）

17.解：(1)根据法拉第电磁感应定律得， 0～T/4内，

E＝πr2＝πr2　      （2分）

根据楞次定律判断，0～T/4内b板电势高，Uab＝－πr2．电压Uab随时间变化的图线如图所示                              （3分）

(2) 如图当t＝0时刻，电子以初速度v0＝L/T射入板间，

电子的加速度大小a＝＝     (2分)

电子在极板间沿垂直于极板方向的最大偏转量应该小于d

即ym＝2× a()2＜d         （2分）

解得：.        （2分）

(3)      根据电子运动的周期性可知，电子从O处射入，最终从O′点水平射出，电子在金属板间的运动时间必定是T的整数倍，即(n＝1、2、3…)

即v＝(n＝1、2、3…)．       （4分）

18．解：（1）         （1分）

           （1分）

根据机械能守恒定律得

          （2分）

               （1分）

（2）若μ1>μ2，因为轻质平板小车受到的合力一定为零，所以物体所受摩擦力f=μ2mg．物体1一滑上平板车，马上与车相对静止，物体2与车相对运动，直到与平板小车速度相等后一起运动．

根据动量守恒定律       （2分）

由功能关系得    （2分）

           （2分）

（3）若μ1<μ2，物体所受摩擦力f=μ1mg．物体1一滑上平板车后，物体2与车相对静止，物体1与车相对运动，直到与平板小车速度相等后以共同速度v一起运动，此过程中两物体距离减小x1．

由功能关系得（1分），（1分）

小物块2与弹性挡板P发生碰撞后以速度v被弹回．根据动量守恒定律

，得v1=0           （1分）

碰后两物体距离减小x2

由功能关系得（1分），    （1分）

          （1分）