2020届九江高三三模物理试卷及答案

这是一份2020届九江高三三模物理试卷及答案，共21页。试卷主要包含了选择题，实验探究题，解答题，选做题等内容，欢迎下载使用。


1. 处于第一激发态的氢原子在某单色光照射下，只能发出频率为 、 、 的三种光，且 ，则该照射光的光子的能量为（ ）
A. B. C. D.

2. 如图所示，为自耦式理想变压器实用过程中的电路图． 、 之间接半径为 的开口金属圆环，圆环处于 变化的磁场中．图中 的阻值大于 ，其他电阻均不计．当滑片 从底部一直缓慢地向上滑动的过程中，关于 的瞬时功率，下列说法正确的是（ ）

A. 一直减小 B. 一直增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小

3. 如图所示，竖直轨道 由两部分构成． 部分为光滑水平轨道（ 部分足够长，且为零势能面）， 部分为一半径为 的光滑半圆轨道， 右端与半圆轨道的底端相切．一质量为 、可看成质点的小滑块从 轨道的最左端 点处以速度 向右滑行，则下列说法不正确的是（ ）（ ）

A. 若 ，滑块一定能再次通过 点
B. 若小滑块恰能通过 点，则
C. 滑块在 轨道上运动时，机械能始终为
D. 若小滑块通过最高点 时对轨道的压力为 ，则从 点飞出后在 上的落点到 距离为

4. 九江市某中学高三年级学生小明，在该学校的操场上将一根长为 ，东西方向的直金属杆，在离地面 高处以速度 水平向北抛出．在该金属杆抛出后落地前，杆两端的电压变化可能是（不计空气阻力，学校操场处的地磁场可近似看成匀强磁场）（ ）

A. 恒定不变 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小

5. 如图所示，竖直墙上固定有光滑定滑轮 ，质量相等的物体 和 用轻弹簧连接，物体 放在水平地面上．用一根不可伸长的轻绳一端与物体 连接，另一端跨过定滑轮 与小环 连接，小环 穿过竖直固定的光滑细杆．当用外力使小环 静止在位置 处时，细绳与竖直杆夹角为 ，并且 对地面的压力刚好为零，图中 水平， 、 两点关于 点对称．现让小环从 处静止释放，小环下落过程中，细绳始终处于拉伸状态，且环到达 处时速度最大．不计空气阻力．下面关于小环下落过程中描述正确的是（ ）

A. 小环 在位置 处时，小环的机械能最大
B. 弹簧的弹性势能一定是先减小后增大
C. 小环运动到 点时，物体 与小环的动能之比为
D. 小环运动到 点时，物体 与小环的动能之比小于

6. 如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体 以速度 向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为 ；现让弹簧一端连接另一质量为 的物体 ，静置于光滑水平面上 ( 如图乙所示 ) ，物体 以 的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为 ， 、 运动始终在一条直线上，弹簧始终在弹性限度内．则下列说法正确的是

A. 物体的质量为
B. 物体的质量为
C. 弹簧压缩最大时的弹性势能为
D. 弹簧 能获得的最大动能为

7. 如图所示，真空中同一平面内， 直线上固定电荷量分别为 和 的两个点电荷，两者相距为 ，以 电荷为圆心，半径为 画圆， 、 、 、 是圆周上四点，其中 、 在 直线上， 、 两点连线过 且垂直于直线 ，一电荷量为 的负试探电 荷在圆周上运动，比较 、 、 、 四点，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电场强度最大
B. 、 两处的电场强度相同
C. 试探电荷在 、 两点的电势能相等
D. 试探电荷在 点的电势能最大

8. 年 月 日 时 分，探月工程嫦娥四号任务 “ 鹊桥 ” 中继星（简称 “ 鹊桥 ” ）成为世界首颗成功进入地月拉格朗日 点的 使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建 “ 天桥 ” ．如图所示，该 点位于地球与月球连线的延长线上， “ 鹊桥 ” 位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和 “ 鹊桥 ” 的质量分别为 、 、 ，地心和月心之间的距离为 ， 点离月心的距离为 ．假设地球位于圆周运动的圆心，则（ ）

A.“ 鹊桥 ” 的线速度大于月球的线速度
B.“ 鹊桥 ” 的运动周期
C.“ 鹊桥 ” 的运动周期与地球同步卫星周期相等
D. 满足
二、实验探究题

九江某中学学生小明在实验室找到两根一样的轻弹簧 和 、装有水总质量 的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验来验证力的平行四边形定则，其操作如下：
① 如图甲所示，将弹簧 上端固定，让其自然下垂，测得弹簧原长 ，将矿泉水瓶通过一细绳连接在弹簧 下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧 的长度 ；
② 如图乙所示，在细绳和弹簧 的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢的拉起弹簧 ，使弹簧 偏离竖直方向夹角为 ，测出弹簧 的长度为 及其轴线与竖 直方向夹角为 ；

（ 1 ）小明同学想看看此装置是否可用，又不想画图，灵机一动，想了个办法，若力的平行四边形定则成立，在 的情况下，则有 ________ ， ________ （填 “ ＞ ”“ ” 或 “ ＜ ” ），此装置就可用；

（ 2 ）小明同学为了进一步证明该定则是否成立，缓慢改变弹簧 与竖直方向的夹角 使其从 增大到 ，问弹簧 的长度 、弹簧 的长度 及其轴线与竖直方向夹角 如何变化．（填： “ 增大 ”“ 不变 ” 或 “ 减小 ” ）
弹簧 长度 ________ 、弹簧 长度 ________ 、夹角 ________ ．

某同学测量一电阻丝的电阻率，现有的器材规格如下：
A ．待测电阻丝 （阻值约 ）
B ．电流表 （量程 ，内阻 约 ）
C ．电压表 （量程 ，内阻 ）
D ．定值电阻
．滑动变阻器 （阻值范围 ，允许最大电流 ）
．电源 （电动势约 ，内阻不计）

（ 1 ）先用刻度尺测出金属丝的长度 ，再用螺旋测微器测量电阻丝的直径 ；示数如图所示，此示数为 ________ ．

（ 2 ）为精确测量电阻丝的电阻 ，根据所选的器材，在如图所示虚线框中画出实验电路图．

（ 3 ）用测得的物理量表示电阻的测量值表达式为 ________ （用字母表示；电压表和电流表的示数分别用 、 表示）．

（ 4 ）任何实验测量都存在误差．下列关于误差的说法中正确的选项是 ________ ．
A. 用骡旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 多次测量数据求平均值的方法可以减少偶然误差和系统误差
D. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

（ 5 ）用测得的物理量表示电阻率的真实值表达式为 ________ （用字母表示；电压表和电流表的示数分别用 、 表示）．
三、解答题

如图所示，在直角坐标系 第四象限内有一点 ，其坐标为 ，有一质量为 、电荷量为 的正电荷（重力不计）从原点．以初速度 沿 轴正方向射入．第一次在整个坐标系内加垂直纸面向外的匀强磁场，该电荷恰好能通过 点；第二次保持 区域内的磁场不变，而将 区域磁场改为沿 方向的匀强电场，该电荷仍能通过 点．

（ 1 ）匀强磁场的磁感应强度 ；

（ 2 ）匀强电场的电场强度 大小和方向；

（ 3 ）两次到达 点的时间，哪次更长．

如图所示，水平地面上有三个静止的可视为质点的小物块 、 、 ，质量均为 ，相距均为 ，物块与地面间的动摩擦因数均为 ．现对 始终施加一水平向右的恒力 ，此后每次碰撞后物体都粘在一起运动．设碰撞时间极短， 碰后速度为 ．重力加速度大小为 ．求：

（ 1 ）恒力 的大小；

（ 2 ）物体 与 碰撞后的过程中，摩擦力做的功；

（ 3 ）若恒力 并可随时撤销，要使 通过完全非弹性碰撞结合成一个整体，求 作用的最短时间 ．
四、选做题

如图所示，一厚度均匀的圆柱形玻璃管（外侧壁不透光）内半径为 ，一条光线从玻璃管上方入射，入射点恰好位于 点，光线与圆柱上表面成 角，且与直径 在同一竖直面内．光线人射后从内壁射出，最终恰好到达圆柱底面的圆心．光线在玻璃中的传播时间与出玻璃后到底部圆心的时间相等，已知该玻璃的折射率为 ．

（ 1 ）求圆形玻璃管外半径 ；

（ 2 ）若发生全反射现象，求光线与圆柱上表面的夹角．
参考答案与试题解析
一、选择题
1.
【答案】
A
【考点】
氢原子的能级公式和跃迁
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于 和 能级间的能级差，即单色光的能量 ，而先从 跃迁到 ，再从 跃迁到 辐射的能量与从 直接跃迁到 能级时辐射光子的能量相同，故 ，故 正确．
故选 ．
2.
【答案】
D
【考点】
变压器的动态分析
瞬时功率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：在滑片移动的过程中，设匝数比为 ，圆环产生的有效电压为 ，原副线圈的电压、电流分别为 、 、 、 ，
根据变压器输入功率等于输出功率可得 的功率等于原线圈的功率，即 ，当 时，功率最大，此时可解得原线圈的电压为 ，根据 ， ， ，
联立可得 最大时， ，因为 是大于 的某个值，滑片刚始移动时 ，
之后逐渐变大，所以 逐渐变大，当 时， 达到最大值，之后 继续增大， 逐渐减小．
故选 ．
3.
【答案】
B
【考点】
单物体的机械能守恒问题
动能定理的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解： ． 和半径圆轨都是光滑的，故整个过程机械能守恒，滑块能再次通过 点说明滑块没有从 点冲出去，所以最大速度为： ，整理： ，所以 时，滑块一定能再次通过 ，故 正确；
．根据： ， ， ，联立解得： ，故 不正确 ；
． 和半径圆轨都是光滑的，故整个过程机械能守恒， ，故 正确；
．根据 ， ，联立得： ，根据： ， ，联立得： ，故 正确．
本题选不正确的，故选 ．
4.
【答案】
B,C
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
单杆切割磁感线
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：九江市是北半球，地磁场方向斜向下指向北，可以分解为水平向北方向分量和竖直向下分量，而平抛运动可以分为水平向北的匀速运动和竖直向下的匀加速运动，
金属杆水平向北运动的分量切割竖直向下的磁感线，产生的电势东边低西边高，因为是匀速运动，大小不变，大小为
金属杆竖直向下运动的分量切割水平向北的磁感线，产生的电势东边高西边低，因为是匀加速运动，大小均匀增大，大小为 ，
则杆两端的电压为 ，
再分析 ，假设一个高度为 ，在落地时， ，即 ，
当 时， ，此时杆两端的电压一直减小，
当 时，杆两端的电压先减小后增大．
故选 ．
5.
【答案】
A,D
【考点】
含弹簧类机械能守恒问题
弹簧连接体
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解： ．小环 下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力，非重力做功等于机械能的变化量；到位置 前的过程中，非重力做正功，机械能增加；经过 的过程，非重力做负功，机械能减小；故下落到位置 时，小环 的机械能一定最大，故 正确；
．环在 和 时，弹簧长度相同， 对地面的压力为零，说明弹簧处于伸长状态；环在 点时，弹簧可能处于伸长、压缩、原长状态，故弹簧的弹性势能不一定时先减小后增大，也可能依次减小、增加、减小、增大，故 错误；
．在 位置，环速度最大，说明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，有：
，
对 、 整体，根据平衡条件，有：
，
故 ①
和 通过细线相连，沿着绳子的分速度相等，
故： ②
故 与环的动能之比为：
，故 正确， 错误．
6.
【答案】
D
【考点】
系统机械能守恒定律的应用
含弹簧类机械能守恒问题
动量守恒定律的综合应用
【解析】
根据动量守恒定律与机械能守恒定律进行求解．
【解答】
解：设弹簧压缩最大时的弹性势能为 ，对图甲， 与弹簧作为一个系统，由机械能定律得 ，对图乙， 、 、弹簧作为一个系统，在弹簧被压缩到最大的过程中，根据动量守恒定律得 ，根据机械能守恒定律得 ，由以上三式解得
， ， 错误；
当弹簧恢复原长的时候， 动能最大，根据 ， ，解得 ， ，
所以 的最大动能为 ， 正确．
故选 ．
7.
【答案】
A,C
【考点】
电势差与电场强度的关系
电势能
电场强度
【解析】
根据电场力的合成分析电场力的大小． 、 、 、 四点的电场是由正电荷与负电荷合成的，由于 、 、 、 四点在以点电荷 为圆心的圆上，所以由正电荷的电场在 、 、 、 四点的电势是相等的， 、 、 、 四点的总电势可以通过 产生的电场的电势来判定，再判断出电势能的大小．
【解答】
解：在 、 、 、 四点 对 的电场力大小相等，在 点， 对 的电场力最大，而且方向与 对 的电场力方向相同，根据合成可知 处电场强度最大，故 正确；
根据场强的叠加可知， 两点场强大小相等，方向不同，故 错误；
、 、 、 四点在以点电荷 为圆心的圆上，由 产生的电场在 、 、 、 四点的电势是相等的，所以 、 、 、 四点的总电势可以通过 产生的电场的电势确定，根据顺着电场线方向电势降低可知， 点的电势最高， 、 电势相等， 点电势最低，可知 在 处的电势能最大，在 处的电势能最小，在 、 两处的电势能相等，故 正确， 错误；
故选 ．
8.
【答案】
A,D
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解： ． “ 鹊桥 ” 与月球同步绕地球做圆周运动，所以 “ 鹊桥 ” 与月球绕地球运动的角速度 相等，根据公式 ，因为 “ 鹊桥 ” 的绕行半径 大于月球的绕行半径 ，所以 ，故 正确．
．鹊桥的周期等于月球的周期，则有 ，解得 ， 错误．
．地球同步卫星周期为一天，鹊桥的周期等于月球绕地运动周期，为一个月， 错误．
．对月球，万有引力提供向心力，有：
，
对 “ 鹊桥 ” ，地球和月球的引力的合力提供向心力，故：
，
解得 ，故 正确．
故选 ．
二、实验探究题
【答案】
（ 1 ） ,=
（ 2 ）不变 , 增大 , 减小
【考点】
验证力的平行四边形定则
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（ 1 ）若要验证平行四边形原则，则两个弹簧拉力的合力与重力等大反向，两个弹簧拉力相同，根据几何关系可知，当 时，两弹簧的拉力相等，即 ；
（ 2 ）在 改变的过程中，细绳的拉力始终等于矿泉水重力 ，则细线拉力等于 的拉力，所以 始终不变，
分析细绳与弹簧 挂钩接触点的受力情况如下：
在 逐渐增大的过程中，图中 逐渐减小，而 与 始终不变，根据力的合成可知 逐渐增大，所以 逐渐增大，而 ，所以 逐渐减小．
【答案】
（ 1 ）
（ 2 ）详细答案见解答．
（ 3 ）
D
（ 5 ）
【考点】
测定金属的电阻率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（ 1 ）螺旋测微器的固定刻度读数为 ，可动刻度读数为 ，所以最终读数为 ；
（ 2 ）如图：
（ 3 ）根据 ，
得： ．
（ 4 ） ．用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故 错误；
．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故 错误；
．多次测量数据求平均值的方法可以减少偶然误差，但是不可以减少系统误差，故 错误；
．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故 正确．
故选 ．
（ 5 ）根据（ 3 ）已经求得 ，
又因为 ，
，
联立解得 ．
三、解答题
【答案】
（ 1 ）匀强磁场的磁感应强度 ；
（ 2 ）匀强电场的电场强度 ，方向沿 轴负方向；
（ 3 ）在磁场中到达 点的时间更长．
【考点】
带电粒子在电场与磁场的组合场中的运动
带电粒子在匀强磁场中的运动规律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（ ）根据题意可知正电荷在磁场中的运动轨迹如图，根据几何关系有 ，
推得 ，
根据 得 ；
（ 2 ）场强 方向沿 轴负向，如图
方向：初速度为零的匀加速运动
，
方向：匀速直线运动 ，
解得 ；
（ 3 ）磁偏转的时间为 ，则 ，
电偏转的时间 ， ，
因弧长 ，则 ．
【答案】
（ 1 ）恒力 ；
（ 2 ）物体 与 碰撞后的过程中，摩擦力做的功 ；
（ 3 ）若恒力 并可随时撤销，要使 通过完全非弹性碰撞结合成一个整体，求 作用的最短时间 ．
【考点】
动量定理的基本应用
动量守恒定律的综合应用
动能定理的应用
加速度与力、质量的关系式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（ 1 ）对 分析，根据运动学定律有： ， ，
碰撞的瞬间动量守恒，有： ，
解得 ， ， ；
（ 2 ） 、 碰后， ，所以 、 碰后一起做匀速直线运动．
、 与 碰撞动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律： ，
得： ，
碰后三个物体匀减速运动，加速度为： ，
匀减速向右运动位移为： ，
摩擦生热为： ；
（ 3 ）假设：在 相碰前，撤去 ，
作用在 时， 的加速度大小为 ，有 ，
撤去 后， 的加速度大小为 ，有 ， ，
设撤去 时 的速度为 ， 与 碰撞前的速度为 ，碰撞后的速度为 有 ， ， ，
一起匀减速运动时，加速度大小为 ，有 ， ，
要保证 与 能相碰，有 ，
联解可得 ， ， ， ，
验证答案， ，大于 ，说明假设错误，
在 相碰后，撤去 ，
看 ， 解得 ，
相碰， ，解得 ，
看 ，加速度大小 ，
加速度大小 ，
位移关系 ，解得 ，
求解时间 ．
四、选做题
【答案】
（ 1 ）求圆形玻璃管外半径 ；
（ 2 ）若发生全反射现象，求光线与圆柱上表面的大于 ．
【考点】
光的折射和全反射的综合应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：光路图如图所示：
（ 1 ）由题可得入射角 ，折射率 ，设折射角为 ，由折射定律 ，
解得： ，
由已知条件可得 ，
其中 ，
解得 ．
（ 2 ）在 点由折射定律 ，得 ，
在 点由全反射条件 ，
由三角关系 ，
解得 ， ，
所以光线与圆柱上表面的夹角大于 ．