江苏省苏州市实验学校2020届高三上学期模拟考试（一）物理试卷

物理　　

本试卷共8页，包含选择题(第1题～第9题，共9题)、非选择题(第10题～第16题，共7题)两部分．本卷满分为120分，考试时间为100分钟．

一、  单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意．

 1. 如图所示，物理课本放在水平桌面上，下列说法中正确的是(　　)

A. 桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力

B. 桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对平衡力

C. 桌面对课本的支持力与课本的重力是一对作用力与反作用力

D. 课本对桌面的压力就是课本的重力

 2. 某次实验中，通过传感器获得小车的速度v与时间t的关系图象如图所示，则小车(　　)

A. 在0～1.0 s内位移先增大后减小

B. 在0～1.0 s内加速度先增大后减小

C. 在0～1.0 s内位移约为0.5 m

D. 在0～0.5 s内平均速度为0.35 m/s

 3. 如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，理想交流电压表和的示数分别为U1和U2，理想交流电流表和的示数分别为I1和I2.下列说法正确的是(　　)

A. U1和U2是电压的瞬时值

B. I1、I2之比等于原、副线圈的匝数之比

C. 滑片P向上滑动过程中，U2变大，I1变大

D. 滑片P向上滑动过程中，U2不变，I1变小

 4. 将一小球竖直向上抛出，取向上为正方向．设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定．则上升过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与小球离抛出点高度h的关系错误的是(　　)

A　BCD

 5. 真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x1＝0和x2＝4a的两点，在它们的连线上场强E与x关系如图所示(取x轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点)，以下判断正确的是(　　)

A. Q1带正电、Q2带负电

B. Q1的电荷量是Q2的3倍

C. x轴上3a处的电势为零

D. 正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大

二、 多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计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，甲、乙两颗人造卫星在各自的椭圆轨道上绕地球运行，两轨道相切于P点．不计大气阻力，下列说法正确的有(　　)

A. 甲的机械能一定比乙的大

B. 甲的运行周期比乙的大

C. 甲、乙分别经过P点的速度大小相等

D. 甲、乙分别经过P点的加速度大小相等

 7. 如图所示，A、B为相同的灯泡，C为电容器，L为电感线圈(其直流电阻小于灯泡电阻)．下列说法中正确的有(　　)

A. 闭合开关，B立即发光

B. 闭合开关，电路稳定后，A中没有电流

C. 电路稳定后，断开开关，B变得更亮后再熄灭

D. 电路稳定后，断开开关，A中电流立即为零

 8. 如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与一个质量为m的滑块接触，弹簧处于原长，现施加水平外力F缓慢地将滑块向左压至某位置静止，此过程中外力F做功为W1，滑块克服摩擦力做功为W2.撤去F后滑块向右运动，最终和弹簧分离．不计空气阻力，滑块所受摩擦力大小恒定，则(　　)

A. 撤去F时，弹簧的弹性势能为W1－W2

B. 撤去F后，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒

C. 滑块与弹簧分离时的加速度为零

D. 滑块与弹簧分离时的动能为W1－2W2

 9. 如图所示，正方体空间ABCDA1B1C1D1上、下表面水平，其中有A→D方向的匀强电场．从A点沿AB方向分别以初速度v1、v2、v3水平抛出同一带电小球(可视为质点)，小球分别从D1C1的中点、C1点、BC1的中点射出，且射出时的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3.下列说法正确的有(　　)

A. 小球带正电

B. 小球所受电场力与重力大小相等

C. v1∶v2∶v3＝1∶2∶2

D. Ek1∶Ek2∶Ek3＝1∶4∶8

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．

【必做题】

10. (8分)某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律．在铁架台的顶端有一电磁铁，正下方某位置固定一光电门，电磁铁吸住直径为d的小铁球，此时球心与光电门的竖直距离为h(hd)．断开电源，小球下落，通过光电门的挡光时间为t.请回答下列问题：

(1) 用游标卡尺测得d的长度如图乙所示，则该示数为________cm.

(2) 该实验需要验证的表达式为________________(用题中字母表示，设重力加速度为g)．

(3) 在实验过程中，多次改变h，重复实验，这样做可以________．

A. 减小偶然误差

B. 减小系统误差

C. 使实验结论更具有普遍性

(4) 小组内某同学提出，用高为d的铁质小圆柱体代替小铁球可提高实验的准确性，其理由是________________________________________________________________________．

甲

乙

11. (10分)在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确地测出金属电阻的阻值，设计了如图甲所示的电路．除了金属电阻Rx外，还提供的实验器材有：

学生电源E，灵敏电流计G，滑动变阻器R、Rs，定值电阻R1、R2，电阻箱R0，开关S，控温装置，导线若干．

甲乙

①按照电路图连接好电路后，将R0调至适当数值，R的滑片调至最右端，Rs的滑片调至最下端，闭合开关S；

②把R的滑片调至适当位置，调节R0，并逐步减小Rs的阻值，直到Rs为零时，电流计G指针不发生偏转，记录R0的阻值和Rx的温度；

③多次改变温度，重复实验；

④实验完毕，整理器材．

根据上述实验回答以下问题：

(1) 上述②中，电流计G指针不发生偏转时，a点电势________(选填“大于”“等于”或“小于”)b点电势．

(2) 某次测量时，R0的旋钮如图乙所示，则R0的读数为________Ω.

(3) 用R0、R1、R2表示Rx，Rx＝________．

(4) 求出的阻值Rx和对应温度如下表所示：

请在图丙所示的坐标纸上描绘出Rxt图线．

丙

(5) 本实验中Rs的作用为________________________．

12. [选修3－5](12分)

(1) 铀核裂变的一种方程为U＋X→Sr＋Xe＋2n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的有________．

A. X粒子是中子

B. X粒子是质子

C. U、Sr、Xe相比，Sr的比结合能最大，最稳定

D. U、Sr、Xe相比，U的质量数最多，结合能最大，最稳定

(2) 利用如图所示的电路做光电效应实验，当光照射到光电管的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过．经检查实验电路完好．则发生这种现象的原因可能有____________________________和____________________________．

(3) 在光滑水平面上，质量均为m的三个物块排成直线，如图所示．第1个物块以动量p0向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，并粘在—起，求：

①物块的最终速度大小；

②碰撞过程中损失的总动能．

13. 【选做题】本题包括A、B两小题，请选定其中一小题，并作答．若全做，则按A小题评分．

A. [选修3－3](12分)

(1) 下列说法中正确的有________．

A. 乙醚液体蒸发为气体的过程中分子势能变大

B. 一定质量的理想气体，体积不变时压强和摄氏温度成正比

C. 当液面上方的蒸汽达到饱和状态后，液体分子不会从液面飞出

D. 用油膜法测油酸分子直径时，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径

(2) 图甲是岩盐晶体的平面结构，图中等长线段AA1、BB1上微粒的数目不同，由此可知，晶体具有________(选填“各向同性”或“各向异性”)的性质．图乙中液体表面层内分子间距离大于分子平衡距离r0，因此表面内层分子间作用力表现为________．

甲乙

 (3) 在大气中，空气团运动时经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看做绝热过程．潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风．

①空气团在山的迎风坡上升时温度降低，试说明其原因？

②设空气团的内能U与温度T满足U＝CT(C为一常数)，空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做的功为W，求此过程中空气团升高的温度ΔT.

B. [选修3－4](12分)

(1) 如图所示，从点光源S发出的一束复色光，以一定的角度斜射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光．下面的说法中正确的有________．

A. 在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率

B. a光频率大于b光频率

C. 若改变复色光的入射角，可在入射面发生全反射

D. a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa<Δxb

(2) 如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)．地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________．

(3) 简谐横波沿x轴正向传播，依次经过x轴上相距d＝10 m的两质点P和Q，它们的振动图象分别如图甲和图乙所示．则

①t＝0.2 s时质点P的振动方向；

②这列波的最大传播速度．

甲乙

四、 计算题：本题共3小题，共计47分．解答时请写必要的文字说明、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．

14. (15分)如图所示，绝缘斜面倾角为θ，虚线下方有方向垂直于斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场，虚线与斜面底边平行．将质量为m，电阻为R，边长为l的正方形金属框abcd从斜面上由静止释放，释放时cd边与磁场边界距离为x0，不计摩擦，重力加速度为g.求：

(1) 金属框cd边进入磁场时，金属框中的电动势大小E；

(2) 金属框cd边进入磁场时的加速度大小a；

(3) 金属框进入磁场的整个过程中，通过金属框的电荷量q.

15. (16分)如图所示，木块A固定在水平地面上，细线的一端系住光滑滑块B，另一端绕过固定在木块A上的轻质光滑滑轮后固定在墙上，B与A的竖直边刚好接触，滑轮左侧的细线竖直，右侧的细线水平．已知滑块B的质量为m，木块A的质量为3m，重力加速度为g，当撤去固定A的力后，A不会翻倒．求：

(1) A固定不动时，细线对滑轮的压力大小F；

(2) 撤去固定A的力后，A与地面间的动摩擦因数μ满足什么条件时，A不会向右运动；

(3) 撤去固定A的力后，若地面光滑，则B落地前，A向右滑动位移为x时的速度大小vA.

16. (16分)某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示，区域PP′M′M内有竖直向下的匀强电

场，电场场强E＝1.0×103 V/m，宽度d＝0.05 m，长度L＝0.40 m；区域MM′N′N内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝2.5×10－2 T，宽度D＝0.05 m，比荷＝1.0×108 C/kg的带正电的粒子以水平初速度v0从P点射入电场．边界MM′不影响粒子的运动，不计粒子重力．

(1) 若v0＝8.0×105 m/s，求粒子从区域PP′N′N射出的位置；

(2) 若粒子第一次进入磁场后就从M′N′间垂直边界射出，求v0的大小；

(3) 若粒子从M′点射出，求v0满足的条件．

物理参考答案

1. A　2. C　3. D　4. B　5. D

6. BD　7. AC　8. AD　9. ABC

10. (1) 0.565(2分)

(2) gh＝(2分)

(3) C(2分)

(4) 小铁球经过光电门的挡光长度不一定是小球的直径，圆柱体挡光长度就是柱体高度(2分)

11. (1) 等于(2分)

(2) 40.0(2分)

(3) R0(2分)

(4) 如图所示(2分)

(5) 保护电流计(2分)

12. (1) AC(3分，少选扣1分，多选不得分)

(2) 入射光的频率小于极限频率　所加反向电压大于遏止电压(每空2分，共4分)

(3) ①依据动量守恒定律p0＝3mv

解得v＝.(2分)

②由p0＝mv0，Ek0＝mv

解得初动能Ek0＝

末动能Ek＝3mv2＝

所以损失的总动能为Ek0－Ek＝(3分)

13. A. (1) AD(3分，少选扣1分，多选不得分)

(2) 各向异性　引力(每空2分，共4分)

(3) ①坡上空气压强小，气团绝热膨胀，对外做功，温度降低．(2分)

②根据U＝CT得ΔU＝CΔT①

由热力学第一定律得ΔU＝Q＋W②

Q＝0③

联立①②③解得ΔT＝.(3分)

B. (1) BD(3分，少选扣1分，多选不得分)

(2) 大于　c(或光速)(每空2分，共4分)

(3) ①沿y轴负方向．(2分)

②从图象可知振源的周期为T＝0.4s，P和Q的相位始终相反，

则d＝nλ＋λ，其中，n＝0，1，2，3，…

由波速v＝

得v＝m/s(n＝0，1，2，3，…)

当n＝0时传播速度最大，则最大传播速度为50m/s.(3分)

14. (1) 金属框进入磁场前机械能守恒，

mgx0sinθ＝mv2(2分)

金属框中感应电动势大小为E＝Blv(2分)

解得E＝Bl.(1分)

(2) 感应电流I＝(1分)

安培力FA＝IlB(1分)

取沿斜面向下为正方向，对于金属框

mgsinθ－FA＝ma(2分)

解得a＝gsinθ－.(1分)

(3) 金属框进入磁场过程中的平均电动势

E＝(2分)

平均电流I＝(1分)

流过的电荷量q＝It(1分)

解得q＝.(1分)

15. (1) 细线对B的拉力大小T＝mg(1分)

滑轮对细线的作用力大小F′＝T(2分)

细线对滑轮的作用力大小F＝F′(1分)

由以上各式解得F＝mg.(1分)

(2) 地面对A的支持力大小N＝3mg＋mg(2分)

A不会滑动的条件T≤μN(2分)

由以上各式解得μ≥.(1分)

(3) A向右滑动位移为x时，B下降h＝x(1分)

A向右速度大小为vA时，

B的速度大小vB＝vA(2分)

整个系统机械能守恒，

mgx＝·3mv＋·mv(2分)

由以上各式解得vA＝.(1分)

16. (1) 粒子以水平初速度从P点射入电场后，在电场中做类平抛运动，

假设粒子能够进入磁场，则

竖直方向d＝··t2得t＝

代入数据解得t＝1.0×10－6s(2分)

水平位移x＝v0t

代入数据解得x＝0.80m

因为x大于L，所以粒子不能进入磁场，而是从P′M′间射出，(1分)

则运动时间t0＝＝0.5×10－6s，

竖直位移y＝··t＝0.012 5m(1分)

所以粒子从P′点下方0.012 5m处射出．(1分)

(2) 由第一问可以求得粒子在电场中做类平抛运动的水平位移x＝v0

粒子进入磁场时，垂直边界的速度

v1＝·t＝(1分)

设粒子与磁场边界之间的夹角为α，则粒子进入磁场时的速度为v＝

在磁场中由qvB＝m得R＝(2分)

粒子第一次进入磁场后，垂直边界M′N′射出磁场，必须满足x＋Rsinα＝L

把x＝v0、R＝、v＝、v1＝代入解得

v0＝L·－

v0＝3.6×105m/s.(2分)

(3) 由第二问解答的图可知粒子离MM′的最远距离Δy＝R－Rcosα＝R(1－cosα)

把R＝、v＝、v1＝代入解得

Δy＝·＝·tan

可以看出当α＝90°时，Δy有最大值，(α＝90°即粒子从P点射入电场的速度为零，直接在电场中加速后以v1的速度垂直MM′进入磁场运动半个圆周回到电场)

Δymax＝＝＝

Δymax＝0.04m，Δymax小于磁场宽度D，所以不管粒子的水平射入速度是多少，粒子都不会从边界NN′射出磁场．(2分)

若粒子速度较小，周期性运动的轨迹如下图所示：

粒子要从M′点射出边界有两种情况，

第一种情况：

L＝n(2v0t＋2Rsinα)＋v0t

把t＝、R＝、v1＝vsinα、v1＝代入解得

v0＝·－

v0＝×105m/s(其中n＝0、1、2、3、4)(2分)

第二种情况：

L＝n(2v0t＋2Rsinα)＋v0t＋2Rsinα

把t＝、R＝、v1＝vsinα、v1＝代入解得

v0＝·－

v0＝×105m/s(其中n＝0、1、2、3)．(2分)