江苏省如皋市2021届高三物理上学期期末考试试题.doc

江苏省如皋市2021届高三物理上学期期末考试试题

江苏省如皋市2021届高三物理上学期期末考试试题

年级：
姓名：

11

江苏省如皋市2021届高三物理上学期期末考试试题
(满分：100分　考试时间：75分钟)
2021.02

一、 单项选择题：本大题共11小题，每小题4分，共44分.每题只有一个选项最符合题意.
1. 中科院近代物理研究所将Mg原子核加速后轰击Am原子核，成功合成了超重元素Bh，其核反应方程式为Mg＋Am―→Bh＋4X，则方程式中X表示(　　)
A. 质子　 B. 中子　 C. 电子　 D. 氦核
2. 在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银金属的表面，都能发生光电效应.对于这两个过程，可能相同的物理量是(　　)
A. 遏止电压 　 B. 饱和光电流
C. 光电子的最大初动能　 D. 逸出功
3. 如图所示，一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部的A点.现向薄玻璃杯内注入清水，人眼从B点附近沿BA方向正对薄玻璃杯的侧壁，可能观察到的主要现象是(　　)

4. 如图所示，双缝干涉实验中利用相同的实验装置，分别得到了甲、乙两种色光的干涉图样.下列关于甲、乙光的说法正确的是(　　)

A. 甲光光子的动量大于乙光光子的动量
B. 甲光光子的能量大于乙光光子的能量
C. 同种介质对甲光的折射率大于对乙光的折射率
D. 甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度
5. ED型硅钢铁芯如图甲所示，其结构为三相两半拼合形成的闭合磁路，广泛应用于三相变压器、扼流圈、电抗器等电磁原件.用ED型硅钢铁芯绕制变压器，并连接成如图乙所示电路，原、副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2.现将滑动变阻器滑片向下滑动，下列说法错误的是(　　)

A. U1∶U2＝n1∶n2　 B. 灯泡亮度变暗
C. 电流表示数减小　 D. 用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流
6. 如图所示，携带月壤的嫦娥五号轨道器和返回器组合体经历了约6天环月等待后，于2020年12月12日在近月点A点火加速，从近圆轨道Ⅰ进入近月椭圆轨道Ⅱ，13日在点A再次加速，从轨道Ⅱ进入月地转移轨道Ⅲ，经过多次姿态调整后，16日在轨道Ⅲ的远月点B附近，实施轨道器和返回器分离，返回器进入预定返回轨道.已知地球质量约为月球质量的81倍，则嫦娥五号轨道器和返回器组合体(　　)

A. 在轨道Ⅰ上A点的速度大于在轨道Ⅱ上A点的速度
B. 在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期
C. 在轨道Ⅲ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度
D. 在轨道Ⅲ上B点附近时，受到的地球引力大于月球引力

7. 电荷量分别为＋2q和－q的异种点电荷，在空间产生的电场分布如图所示，a、b为电场中两点，则(　　)
A. a点的电场强度小于b点的电场强度
B. a点的电势低于b点的电势
C. 将负检验电荷从a点移到b点的过程中，电场力做正功
D. 负检验电荷在a点的电势能小于在b点的电势能

8. “探究平抛运动的特点”实验装置如图甲所示，取所描绘的小钢球平抛轨迹中的一段，如图乙所示，小方格的每格边长为1 cm，由此估算出钢球平抛的初速度大小为(　　)
A. 0.15 m/s
B. 0.30 m/s
C. 0.45 m/s
D. 0.90 m/s
9. 一波源位于原点O，其振动方程为y＝Asin(t＋π)，产生的机械波沿x轴正方向传播，下列图像中能表示T时刻波形图的是(　　)

10. 如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为m、2m，竖直悬挂在丝线下方.现整个装置受到水平向右的风力影响，则两球达到平衡后的位置可能是(　　)

11. 如图所示，OO′为竖直固定转轴，足够长的光滑轻杆用铰链固定于转轴O点，杆与竖直方向的夹角为θ.轻质弹簧套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A(A套在杆上)，弹簧原长为l.现使杆随转轴OO′转动，角速度ω从零开始缓慢增大，下列说法正确的是(　　)
A. 杆对小球的弹力不变
B. 弹簧对小球的弹力减小
C. 当ω＝时，弹簧对小球的弹力大小恰好为零
D. 小球的转动平面缓慢升高，杆对小球做的功等于小球机械能的增加量
二、 非选择题：本大题共5小题，共56分.其中第13题～第16题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12. (15分)某实验小组测量一段长度已知的金属丝的电阻率.
(1) 用螺旋测微器测量金属丝直径时，应选择金属丝的　　　　(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为金属丝的直径.某次的结果如图甲所示，其读数是　　　　mm.

(2) 先用欧姆表粗略测量该段金属丝的电阻.选择开关置于“×100”挡时，发现表头指针偏转角度过大，应将选择开关置于　　　　(选填“×10”或“×1 000”)挡，正确操作后，表盘的示数如图乙所示，则金属丝的电阻约为　　　　Ω.
(3) 除金属丝Rx外，实验室还有如下器材：
电源E(10 V，内阻约1 Ω)
电流表A1(0～100 mA，内阻R1为2.5 Ω)
电流表A2(0～200 mA，内阻R2约5 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)
定值电阻R0(阻值100 Ω)
开关S及导线若干
为了尽量准确地测量金属丝的电阻，请在图丙的方框中画出合适的电路图，并在图中标明器材符号.
(4) 该小组设计的电路图正确，实验中测量得到的电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则该段金属丝电阻的表达式Rx＝　　　　，金属丝电阻的测量值与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”).
(5) 若该段金属丝的长度为L，直径为D，电阻为Rx，则该金属丝电阻率的表达式ρ＝　　　　Ｗ.
13. (6分)吸盘挂钩给人们的生活带来了便利.某次使用时，先将吸盘自然扣在墙壁上，吸盘内气体体积为V0，接着按住锁扣把吸盘紧压在墙壁上(如图甲所示)，吸盘中的空气被挤出一部分，然后将锁扣扳下(如图乙所示)，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，吸盘就被牢牢地固定在墙壁上，吸盘内剩余气体的压强为0.1p0、体积为0.8V0.已知大气压强为p0，气体可视为理想气体，忽略整个过程气体温度的变化.求吸盘内被挤出气体的质量与紧压前吸盘内气体质量的比值.

14. (8分)如图所示，足够长的光滑轨道水平放置，导轨间距L＝0.5 m，轨道左端c、d接电阻R＝0.4 Ω，磁感应强度B＝1 T的匀强磁场垂直于轨道平面.质量m＝2 kg、电阻r＝0.1 Ω的导体棒ab获得方向沿轨道向右、大小v＝5 m/s的瞬时速度.棒ab与轨道接触良好，不计轨道的电阻，求：
(1) 棒ab获得瞬时速度时两端的电压U；
(2) 从棒ab获得瞬时速度至停止的过程中，棒ab中产生的内能Q.

15. (12分)质谱仪是一种测量带电粒子比荷的仪器.某型号质谱仪的内部构造如图所示，M、N板间存在电压为U0的加速电场，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，光屏放置于圆形磁场区域右侧，光屏中心P到圆形磁场区域圆心O的距离为2R.带电粒子从S点由静止飘入M、N板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到P点的距离，便能推算出带电粒子的比荷.不计带电粒子的重力.
(1) 若带电粒子为电子，已知电子的电荷量为e，质量为m0，求电子经过电场加速后的速度大小v及电子在磁场中运动的轨迹半径r；
(2) 若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的Q点，已知P点到Q点的距离为2R，求该带电粒子的比荷及其在磁场中运动的时间t.

16. (15分)如图所示，倾斜轨道与足够长的水平轨道平滑相连，倾斜轨道的倾角θ＝30°.质量为4m的物块B静止在水平轨道上，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5.质量为m的光滑小球A从倾斜轨道某高度处由静止下滑，到达水平轨道时速度大小为vo，并与B发生弹性碰撞.重力加速度为g.求：
(1) 第一次碰撞完成瞬间A的速度大小vA1与B的速度大小vB1；
(2) B在水平轨道上向前滑行的总距离s；
(3) 第n次碰撞后，B向前滑行的距离sn；
(4) 通过计算说明A与B发生碰撞的次数n趋向于无穷大.

2020～2021学年高三年级模拟考试卷(如皋)
物理参考答案及评分标准

1. B　2. B　3. D　4. D　5. A　6. D　7. D　8. C　9. A　10. B　11. C
12. (15分)(1) 不同(1分)　0.202(0.201～0.203) (2分)　(2) ×10(2分)　100(2分)
(3) 如图所示(或A1与Rx串联)(2分)

(4) (或－R1)(2分)　相等(2分)
(5) (2分)
13. (6分)解：把吸盘紧压在墙壁上的过程中，气体发生等温变化，设气体压强变为0.1p0时的总体积为V，由玻意耳定律得p0V0＝0.1p0V(2分)
解得V＝10V0(1分)
设被挤出气体的体积为ΔV，由题意知ΔV＝V－0.8V0(1分)
则吸盘内被挤出气体的质量与紧压前吸盘内气体质量的比值＝(1分)
解得＝(1分)
14. (8分)解：(1) 导体棒切割磁感应线产生的电动势E＝BLv(2分)
导体棒两端电压U＝E(1分)
解得U＝ 2 V(1分)
(2) 棒ab获得瞬时速度至停止的过程中，回路中产生的总内能为Q总＝mv2(2分)
棒ab中产生的内能Q＝Q总(1分)
解得Q＝5 J(1分)
15. (12分)解：(1) 电子在电场中加速，由动能定理有eU0＝m0v2－0(2分)
解得v＝(1分)
电子在磁场中做匀速圆周运动，由evB＝m0(2分)
解得r＝(1分)
(2) 带电粒子到达Q点的轨迹如图所示.

由几何关系可得θ＝60°，α＝＝30°(1分)
tan α＝(1分)
类比有r′＝
解得＝(1分)
带电粒子在磁场中运动的圆心角，即θ＝60°，所以t＝T(1分)
周期T＝(1分)
所以t＝(1分)
16. (15分)解：(1) 小球A与滑块B组成的系统，发生弹性碰撞的过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律有mv0＝mv1＋4mv2(1分)
mv＝mv＋×4m×v(1分)
解得v1＝－v0，v2＝v0
所以第一次碰撞完成后，小球A的速度大小vA1＝v0(1分)
滑块B的速度大小vB1＝v0(1分)
(2) 因弹性碰撞不损失机械能，光滑小球A与物块B重复发生若干次弹性碰撞以后，最终都将静止于水平轨道上.
由能量守恒定律有mv＝μ×4mg×s(2分)
则物块B在水平轨道上滑行的总距离s＝(2分)
(3) 第一次碰撞完成后，小球A以速率vA1＝v0冲上倾斜轨道后再次返回水平轨道，其速率仍然为vA1＝v0，仅在倾斜轨道上运动的时间t1＝＝.
物块B在水平轨道上由速率vB1＝v0开始做匀减速运动直至静止，运动时间t2＝＝
滑行的距离s1＝＝()2(1分)
由于Δv1>Δv2，所以当小球A返回水平轨道以速率vA1＝v0与物块B再次发生碰撞前，物块B已经停止运动.(1分)
类比第一次弹性碰撞的分析，第二次弹性碰撞完成后，小球A速率vA2＝vA1＝()2v0
物块B速率vB2＝vA1＝()×()v0
物块B滑行的距离s2＝＝()2×()2(1分)
第三次弹性碰撞完成后，小球A速率vA3＝vA2＝()3v0
物块B速率vB3＝vA2＝()×()2v0
物块B滑行的距离s3＝＝()2×()4(1分)
　……
第n次碰撞完成后，小球A速率vAn＝vA(n－1)＝()nv0
物块B速率vBn＝vA(n－1)＝()×()n－1v0
物块B滑行的距离sn＝＝()2×()2(n－1)(1分)
(4) 由等比数列求和可得s＝s1＋s2＋s3＋…＋sn＝[1－()n]
根据(2)的结果，有s＝[1－()n]＝，即[1－()n]＝1，此时n→∞.(1分)