2020-2021学年江苏省镇江市高三三模(最后一卷)物理试卷及答案解析 17页

A B 镇江市高三物理模 拟试 卷 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项 1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上 无效．本次考试时间为 100 分钟，满分值为 120 分． 2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的 0.5 毫米签 字笔填写在答题卡上，并用 2B 铅笔将对应的数字标号涂黑． 3．答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡 皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的 0.5 毫米签字笔 写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效． 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，水平地面上有一个半球体 A．现在 A 与竖直墙之间放一完 全相同的半球体 B，不计一切摩擦， 将 A 缓慢向左移动 （B 未与地面接 触），则在此过程中 A 对 B 的弹力 F1、墙对 B 的弹力 F2 A． F1 变小、 F2 变小 B． F1 变小、 F2 变大 C． F1 变大、 F2 变大 D．F1 变大、 F2 变小 2．如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为 U 的交流电，副线圈接有电阻 R1、光 敏电阻 R2（阻值随光照增强而减小） ，开关 K开始时处于闭合状态，下列说法正确 的是 A．当光照变弱时，变压器的输入功率增加 B．当滑动触头 P 向下滑动时，电阻 R1 消耗的功率增加 C．当开关 K 由闭合到断开，原线圈中电流变大 D．当 U 增大时，副线圈中电流变小 3．如图所示，在正点电荷 Q 的电场中有 M、N、 P、F 四点， M、N、P 为直角 三角形的三个顶点， F 为 MN 的中点， 30M .M、N、P、F 四点处的电势分别用 M 、 N 、 p 、 F 表示 .已知 M N ， P F ，点电荷 Q在 M、N、P 三点所在平面内，则 A．点电荷 Q 一定在 MP 的中点 B． P 大于 M C． N 点的场强比 P 点的场强大 D．将负试探电荷从 P 点搬运到 N 点，电场力做正功 4．如图所示，将一铝管竖立在水平桌面上，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的 强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管中始终与管壁不 接触 .则强磁铁在下落过程中 A．若增加强磁铁的磁性，可使其到达铝管底部的速度变小 B．铝管对水平桌面的压力一定逐渐变大 C．强磁铁落到铝管底部的动能等于减少的重力势能 D．强磁铁先加速后减速 5．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力 .若不计空 n1 n2 R1 R2 P K ~U M 300 F N P . 铝管 强磁铁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 C OK 气阻力，则在整个上升过程中，下列关于物体机械能 E、速度大小 v、重力势能 Ep、 动能 Ek随时间变化的关系中，正确的是 E t v t Ep EK t tO O OO A． B． C． D． 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，错选或不答得 0 分． 6．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板 P、Q 之间有一个很强的磁场 .一 束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿 垂直于磁场的方向喷入磁场 .把 P、Q 与电阻 R 相连接 .下列说法正确 的是 A． Q 板的电势高于 P 板的电势 B． R 中有由 a 向 b 方向的电流 C．若只改变磁场强弱， R 中电流保持不变 D．若只增大粒子入射速度， R 中电流增大 7．2016 年 10 月 17 日，“神舟十一号”与“天宫二号”交会对接成为组合体，如图所 示.10 月 20 日组合体完成点火程序， 轨道高度降低 .组合体在高、 低轨道上运行时均可视为做匀速圆周运动 .下列说法正确的是 A．在高轨道上运行时组合体的加速度较小 B．在低轨道上运行时组合体的周期较小 C．组合体可以一直飞行在北半球的上空 D．点火使组合体速率变大，从而降低了轨道高度 8．将一物体由坐标原点 O 以初速度 v0 抛出，在恒力作用下轨迹如图所示， A 为轨迹最 高点， B 为轨迹与水平 x 轴交点，假设物体到 B 点时速度为 vB，v0 与 x 轴夹角为 ， vB 与 x 轴夹角为 ，已知 OA水平距离 x1 大于 AB水平 距离 x2，则 A．物体在 B 点的速度 vB大于 v0 B．物体从 O 到 A 时间大于从 A 到 B 时间 C．物体在 O 点所受合力方向指向第四象限 D． 可能等于 9． 如图所示，物体 A 和带负电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接， A、B 的质量 分别是 m 和 2m，劲度系数为 k 的轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端与物体 A 相连，倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦 .开 始时，物体 B 在一沿斜面向上的外力 F=3mgsinθ的作 用 下 保 持 静 止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力 F，直到物体 B 获 得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，则在此过程中 A．撤去外力 F 的瞬间，物体 A 的加速度为 gsin B．撤去外力 F 的瞬间，物体 B 的加速度为 3gsin 2 C．A、B 获得最大速度时，弹簧伸长量为 3mgsin k D．物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒 A θ E y x v0 o .A x1 x2 B v B 三、简答题：本题分必做题（第 10、11 题）和选做题（第 12 题）两部分，共计 42 分. 请将解答填写在答题纸相应的位置． 10．（8 分）某实验小组应用如图所示装置 “探究加速度与物体受力的关系 ”，已知小车 的质量为 M，单个砝码质量为 m，打点计时器所接的交流电的频率为 50 Hz，动滑 轮轻质．实验步骤如下： A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动； C．挂上砝码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速 度； D．改变砝码的数量，重复步骤 C，求得小车在不同合力作用下的加速度． 根据以上实验过程，回答以下问题： （1）对于上述实验，下列说法正确的是 ▲ A．砝码的质量应远小于小车的质量 B．实验过程中砝码处于超重状态 C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D．弹簧测力计的读数应为砝码重力的一半 （2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度 a＝ ▲ m/s 2.(结果保留两位有效数字 )，若交流电的实际频率大于 50 Hz，则上述计算结果 与实际值相比 ▲ （填“偏大”、“偏小”或“相同”） （3）由本实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象，与 本实验相符合的是 ▲ 11．（10 分）某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中．利用了如下实验器 材：电压表，电阻箱（阻值范围 0～999.9 ）；开关、导线若干． （1）用笔画代替导线，请将图 1 甲中器材连接成实验电路； 图 1 （2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻 箱接入电路的阻值 R，读取与 R 对应的电压表的示数 U，并将相应的数据转化为 坐标点描绘在 U-U/R 图中 .请将图 1 乙、丙中电阻箱和电 压表所示的数据转化为坐标点描绘在图 2 所示的坐标系 中（用“ +”表示） ，并画出 U-U/R 图线； （3）根据图 2 中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势 的测量值 E= ▲ V，内电阻测量值 r =_ ▲ Ω.（保留 3 位有效数字） （4）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完 成了上述的实验后， 发现不同组的电池组的电动势基本相同， 只是内电阻差异较大 . 同学们选择了内电阻差异较大的甲、 乙两个电池组进一步探究， 对电池组的输出功 率 P 随外电阻 R 变化的关系，以及电池组的输出功率 P 随路端电压 U 变化的关系 进行了猜想，并分别画出了如图 3 所示的 P-R 和 P-U 图象 .若已知甲电池组的内电 阻较大，则下列各图中可能正确的是 ▲ （选填选项的字母） . 图 3 R P 乙 甲 O A R P 甲 乙 O B U P 甲 乙 O C U P 乙 甲 O D 12．【选做题】本题包括 A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 作答．．．若多做，则按 A、B 两小题评分． A．[选修 3 – 3 ]（12 分） （1）下列说法中正确的是 ▲ ． U/ V U R/A图 2 0 1.00 2.00 1.50 3.00 2.50 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 A．所有晶体沿着各个方向的物理性质都相同 B．饱和气压随温度升高而增大 C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D．液体表面层的分子分布比内部稀疏 （2）快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示 .假设袋内气体与 外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体压强 ▲ （填 “增大 ”、“减 少 ”或 “不变 ”），对外界 ▲ （填 “做正功 ”、“做负功 ”或 “不做功 ”）． （3）如图所示，一轻活塞将体积为 V、温度为 2T0 的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱 形导热汽缸内 .已知大气压强为 p0，大气的温度为 T0，气体内能 U 与温度的关系为 U＝aT(a为正常数 ).在汽缸内气体温度缓慢降为 T0 的过程中，求： ① 气体内能减少量 ΔU； ② 气体放出的热量 Q. B．[选修 3 – 4 ]（12 分） （1）下列说法中正确的是 ▲ A．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽 B．光纤通信利用了光的全反射的原理 C．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的 D．动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长度明显变短 （2）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， t＝0 时刻的波形如图所示 (此时波 恰好传播到 x＝6 m 处).质点 a 平衡位置的坐标 xa＝2.5 m，该质点在 8 s 内完成了 4 次全振动，则该列波的波速是 ▲ m/s；位于 x＝20 m 处的质点再经 ▲ s 将第一次经过平衡位置向 y 轴负方向运动 . （3）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面 AOB 镀银 (图中粗线 )，O 表示半圆截 面的圆心 .一束光线在横截面内从 M 点的入射角为 30°，∠ MOA＝60°，∠NOB＝ 30°.(已知 sin 15°＝ 6－ 2 4 ) ①求光线在 M 点的折射角； ②求透明物体的折射率 . C．[选修 3 – 5 ]（12 分） （1）如图所示，某原子的三个能级的能量分别为 E1、E2 和 E3.a、b、c 为原子跃迁所发 出的三种波长的光，下列判断正确的是 ▲ A．E1>E3>E2 B．(E3－E2)＝(E2－E1) C．b 光的波长最长 D．c 光的频率最高 （2）2011 年 3 月 11 日在日本海域发生强烈地震， 强震引发了福岛核电站危机 .核中的 235 92 U 发生着裂变反应，试完成下列反应方程式： 235 92 U+1 0 n→ 141 56 Ba+92 36 Kr+ ▲ ；已知 235 92 U、 141 56 Ba、 92 36 Kr 和中子的质量分别是 mU、mBa、mKr、mn，该反应中一个 235 92U 裂变时放出 的能量为 ▲ .( 已知光速为 c) （3）如图所示， A、 B 两个木块质量分别为 2 kg 与 0.9 kg，A、B 与水平地面间接触面 光滑，上表面粗糙，质量为 0.1 kg 的铁块以 10 m/s 的速度从 A 的左端向右滑动， 最后铁块与 B 的共同速度大小为 0.5 m/s，求： ① A 的最终速度； ② 铁块刚滑上 B 时铁块的速度 . 四、计算题： 本题共 3 小题，共计 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． 13．（15 分） CD、EF 是水平放置的电阻可忽略的光滑水平金属导轨，两导轨距离水平 地面高度为 H，导轨间距为 L，在水平导轨区域存在磁感应强度大小为 B，方向垂 直导轨平面向上的矩形有界匀强磁场 （磁场区域为 CPQE），如图所示， 导轨左端与 一弯曲的光滑轨道平滑连接， 弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻 R，将一阻值也为 R 的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度 h 处由静止释放， 导体棒最终通过 磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端 x 处 . 已知导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度为 g，求 （ 1）电阻 R 中的最大电流的大小与方向 ; （ 2）整个过程中，导体棒中产生的焦耳热； （ 3）若磁场区域的长度为 d，求全程流过导体棒的电量 . 14．（16 分）微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性 .对于氢原子模型， 因为原子核 的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星 - 行星 系统，记为模型Ⅰ .另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天 文学中的双星系统， 核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某 一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ .已知核外电子的质量为 m，氢原子核的质量为 M，二者相距为 r，静电力常量为 k，电子和氢原子核的电荷量大小均为 e. （ 1）模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用 EkⅠ、 EkⅡ表示，请通过定量计算来比较 Ek Ⅰ、 EkⅡ的 大小关系； （ 2）求模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期 TⅠ和 TⅡ； （ 3）通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案， 请分析这样简化处理的合理性。 15．（16 分）如图，矩形 abcd 区域有磁感应强度为 B 的匀强磁场， ab 边长为 3L，bc 边 R h H x B d C D E F P Q a b 足够长．厚度不计的挡板 MN 长为 5L，平行 bc 边放置在磁场中，与 bc 边相距 L， 左端与 ab 边也相距 L. 电子质量为 m、电荷量为 e 的电子，重力忽略不计，由静 止开始经电场加速后沿 ab 边进入磁场区域， 若电子与挡板碰撞则完全被吸收并导 走． （ 1）设加速电压 U= U0，求电子进入磁场中的速度大小 （ 2）如果加速电压控制在一定范围内，能保证在这个电压范围内加速的电子进入 磁场后在磁场 中运动时间都相同，求这个加速电压 U 的范围． （ 3）调节加速电压，使电子落在挡板上表面，求电子落在挡板上表面的最大宽度 ΔL. 镇江市高三物理模拟试卷 物理参考评分标准 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 . 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. 三、简答题：本题分必做题（第 10、11 题）和选做题（第 12 题）两部分，共计 42 分. 【必做题】 10 答案： （1）c （ 2 分）（ 2） 0.88（2 分）偏小（ 2 分） （3）A （2 分） 11 答案： （ 1）图 1 （2 分） 题号 1 2 3 4 5 答案 C B B A D 题号 6 7 8 9 答案 BD AB AC AC U/ V U R/A图 2 0 1.00 2.00 1.50 3.00 2.50 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 S 图 1 电阻箱 R （2）图 2（2 分） （ 3）2.93V（2.85~3.00V）（2 分） 1.34Ω（1.25~1.40Ω）（2 分） （4）BC（2 分） 12.【选做题】本题包括 A、B、C 三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内 作答 .若多选，则按 A、B 两小题评分 . 12A【选修 3-3 】（12 分）（1）BD （4 分）（2）增大（ 2 分）、做负功（ 2 分） （3） ①由题意可知 ΔU＝a(2T0－T0)＝aT0（1 分） ②设温度降低后的体积为 V′，则 V 2T0 ＝ V′ T0 （1 分） 外界对气体做功 W＝ p0·(V－V′) （1 分） 热力学第一定律 ΔU＝W＋Q （1 分）解得 Q＝aT0＋ 1 2P0V（ 1 分） 12B【选修 3-4 】（ 12 分）（ 1） B（4 分）（ 2）2（2 分）、 8（2 分） （3）如图，透明物体内部的光路为折线 MPN，Q、M 点相对于底面 EF对称， Q、P 和 N 三点共线 . 设在 M 点处，光的入射角为 i，折射角为 r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根据题意有 α ＝30° 由几何关系得， ∠ PNO＝∠PQO＝r，则有： β＋r＝ 60° 且 α＋ r＝β 联立式得： r＝15° （2 分） (2)根据折射率公式有 sin i＝ nsin r（1 分） 得 n＝ 6＋ 2 2 .（1 分） 12C【选修 3-5 】（ 12 分） (1)D （4 分） (2)31 0n （2 分） (m U－mBa－ mKr－2m n)c2 （2 分） (3) ①A、B 与铁块组成的系统水平方向动量守恒，铁块初速度为 v0，A 的最终 速度为 vA，铁块与 B 的共同速度大小为 vB，则 mv0＝ mAvA＋(m＋mB)vB（1 分）解得 vA ＝0.25 m/s（1 分） ② 铁块刚滑上 B 时铁块的速度为 v1，此时 A、B 有共同速度为 vA， 则 mv0＝ mv1＋(mA＋mB) vA（1 分）代入数据，解得 v1＝2.75 m/s. （1 分） 四、计算题：本题共 3 小题，共计 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． 13、（15 分） (1)由题意可知，导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电动势最大，感应电 流最大，由机械能守恒定律有 2 1 1 2 mgh mv 解得 1 2v gh （1 分） 由法拉第电磁感应定律得 1E BLv （1 分） 由闭合电路欧姆定律得 2 EI R （1 分） 联立解得 2 2 BL ghI R （1 分），方向由 a 到 b（ 1 分） （2）由平抛运动规律 2 21 2 X v t H gt （ 2 分）解得 2 2 gv X H （1 分） 由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为 2 2 2 1 2 1 1 2 2 4 mgXQ mv mv mgh H （2 分） 即电阻产生的热量为 21 1 2 2 8 mgXQ Q mgh H （ 1 分） (3)设导体棒通过磁场区域时整个回路的平均电流为 I ，用时 t 则通过导体截面电量 q I t （1 分）其中 2 EI R （1 分） BLdE t （1 分） 综上 2 BLdq R （1 分） 14．（16 分） （ 1）模型Ⅰ中，设电子和原子核的速度分别为 v 对于电子绕核的运动，根据库仑 定律和牛顿第二定律有 2 2 2 ke mv r r （2 分） 解得： 2 2 k 1 2 2 keE mv rⅠ （1 分） 模型Ⅱ中，设电子和原子核的速度分别为 v1、v2，电子的运动半径为 r1，原子核的 运动半径为 r 2。根据库仑定律和牛顿第二定律 对电子有： 22 1 2 1 mvke r r ，解得 2 2 k1 1 12 1= 2 2 keE mv r r （2 分） 对于原子核有： 22 2 2 2 = Mvke r r ，解得 2 2 k2 2 22 1= 2 2 keE Mv r r （ 2 分） 系统的总动能： EkⅡ=Ek1+ Ek2= 2 2 1 22 ( ) 2 2 ke ker r r r （1 分） 即在这两种模型中，系统的总动能相等。 （1 分） （2）模型Ⅰ中，根据库仑定律和牛顿第二定律有 2 2 2 2 4ke m r r TⅠ ，解得 2 3 2 4 mrT keⅠ （2 分） 模型Ⅱ中，电子和原子核的周期相同，均为 TⅡ 根据库仑定律和牛顿第二定律 对电子有 2 2 12 2 4ke m r r TⅡ ， 解得 2 2 1 2 24 ke Tr r m Ⅱ （1 分） 对原子核有 2 2 22 2 4ke M r r TⅡ ， 解得 2 2 2 2 24 ke Tr r M Ⅱ （1 分） 因 r1+r2=r，将以上两式代入，可解得 2 3 2 4 ( ) mMrT ke M mⅡ （1 分） （3）所以有 T M m T M Ⅰ Ⅱ （1 分） 因为 M>>m，可得 TⅠ≈TⅡ，所以采用模型Ⅰ更简单方便。 （1 分） 15（16 分）（ 1）由动能定理得： eU0＝ 1 2mv 2 （2 分） 解得 02eUv m （1 分） (2)只要电子从 ad 边离开磁场，其运动的轨迹都为半圆，且运动时间相同，当电子 与挡板下表面相切时轨迹的半径 r1＝2L，圆心为 O1，如图所示， 要使电子在磁场中的运 动时间相等，必须满足： r3L（1 分） 即电子不可能绕过挡板最右端 N 点从 ad 边离开磁场，所以使电子在磁场中运动时 间相同的电压的取值范围是： 0