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江苏省淮安、宿迁、连云港、徐州苏北四市2016届高三上学期期末考试物理试题


苏北四市 2016 届高三第一次模拟考试物理试卷
注意:本试卷满分 120 分,考试时间 100 分钟。请将答案填涂在答题纸上,直接写在试卷 上不得分。 一、单项选择题: (本题共 5 小题,每小题 3 分,满分 15 分。每小题只有一个选项符合题 意。 ) 1.在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中,一已充电的平行板电容器与静电计 连接如图所示。现保持 B 板不动,适当移动 A 板,发现静电计指针张角减小,则 A 板 可能是 A B A.右移 B.左移 C.上移 D.下移 2.甲、乙两质点自同一地点沿同一直线运动,其 v-t 图象如图所示。下列说法正确的是 s-1) A.第 1s 末,两质点相遇 10 v/(m· 乙 5 B.第 2s 末,甲的加速度方向发生改变 0 1 2 3 4 t/s -5 C.第 4s 末,两质点相距 20m -10 甲 D.0~2s 内,两质点间的距离越来越大 3.如图所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过 螺线管。下列说法正确的是 S N A.电流计中的电流先由 a 到 b,后由 b 到 a a B.a 点的电势始终低于 b 点的电势 C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 G D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
b

4.2015 年 7 月的喀山游泳世锦赛中,我省名将陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠。她从跳台 斜向上跳起,一段时间后落入水中,如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是 A.她在空中上升过程中处于超重状态 B.她在空中下落过程中做自由落体运动 C.她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度 D.入水过程中,水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小 5.如图所示,置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为 m 的小球, 绳 B 水平。设绳 A、B 对球的拉力大小分别为 F1 、F2,它们的合力大小为 F。现将框 架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转 90° ,在此过程中 A.F1 先增大后减小 A B.F2 先增大后减小 B C.F 先增大后减小 D.F 先减小后增大
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二、多项选择题: (本题共 4 小题,每小题 4 分,满分 16 分。每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。 ) V 、R 和 L 分别是电压表、定 6.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 5﹕l,○ 值电阻和电感线圈,D1、D2 均为灯泡。已知原线圈两端电压 u 按图乙所示正弦规律变 化,下列说法正确的是
D1 u V R D2 L u/V 311 0 -311 甲 乙 1 2 t/(×10-2s)

A.电压表示数为 62.2V B.电压 u 的表达式 u=311sin100πt(V) C.仅增大电压 u 的频率,电压表示数增大 D.仅增大电压 u 的频率,D1 亮度不变,D2 变暗 7.澳大利亚科学家近日宣布,在离地球约 14 光年的红矮星 wolf 1061 周围发现了三颗行 星 b、c、d,它们的公转周期分别是 5 天、18 天、67 天,公转轨道可视作圆,如图所 示。已知万有引力常量为 G。下列说法正确的是 wolf 1061 A.可求出 b、c 的公转半径之比 c b d B.可求出 c、d 的向心加速度之比 C.若已知 c 的公转半径,可求出红矮星的质量 D.若已知 c 的公转半径,可求出红矮星的密度 8.如图所示, a、b、c 三点在固定点电荷 Q1、Q2 连线的延长线上,Q1 带正电。一带正 电粒子从 a 点由静止释放,仅在电场力作用下运动,经 b 点时速度最大,到 c 点时速 度为零。下列说法正确的是 A.Q2 带正电 Q2 Q1 a c b B.Q2 的电荷量大于 Q1 的电荷量 C.a、c 两点电势相等 D.b 点的电场强度最大 9.如图所示,半径为 R 的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切,质量均为 m 的小球 A、B 与轻杆连接,置于圆轨道上,A 位于圆心 O 的正下方,B 与 O 等高。它们由静止释放, 最终在水平面上运动。下列说法正确的是 O B A.下滑过程中重力对 B 做功的功率先增大后减小 R B.当 B 滑到圆轨道最低点时,轨道对 B 的支持力大小为 3mg A C.下滑过程中 B 的机械能增加 D.整个过程中轻杆对 A 做的功为

1 mgR 2

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三、简答题: (本题分必做题(第 10、11 题)和选做题(第 12 题)两部分,满分 42 分。 请将解答填在答题卡相应的位置。 ) 10.(8 分)用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车(含车中重物) 的质量 M 不变,细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力 F,用打点计时器测 出小车运动的加速度 a。 小车 打点计时器 细线 ⑴ 关于实验操作,下列说法正确的是 ▲ 纸带 A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线 长木板 与木板平行 甲 B.平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车 在线的拉力作用下能匀速下滑 C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D.实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车 a
A 2.70 6.32 90 10.87 16.36 乙 B C D 单位: cm E

O



F

⑵图乙为实验中打出纸带的一部分, 从比较清晰的点迹起, 在纸带上标出连续的 5 个计 数点 A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有 4 个点迹未标出,测出各计数点到 A 点间的距离。已知所用电源的频率为 50Hz,打 B 点时小车的速度 v= ▲ m/s, 小车的加速度 a = ▲ m/s2。 ⑶改变细线下端钩码的个数,得到 a-F 图象如图丙所示,造成图线上端弯曲的原因可 能是 ▲ 。 11.(10 分) 要测量某种合金的电阻率。 ⑴若合金丝长度为 L,直径为 D,阻值为 R,则其电阻率 ρ= ▲ 。 20 用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为 ▲ mm。 15 ⑵图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2 是单刀双掷开关。根据 10 0 原理图在图丙中将实物连线补充完整。
甲 V b R E 乙 合金丝 S2 a A S1
V

S2 合金丝 电源 S1 丙
A

⑶闭合 S1,当 S2 处于位置 a 时,电压表和电流表的示数分别为 U1=1.35V,I1=0.30A; 当 S2 处于位置 b 时,电压表和电流表的示数分别为 U2=0.92V,I2=0.32A。根据以上 测量数据判断,当 S2 处于位置 ▲ (选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测 量值 Rx= ▲ Ω。 (结果保留两位有效数字)

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12.【选做题】 (请从 A、B 和 C 三小题中选定两小题作答,并在答题卡相应的答题区域内 作答,如都作答则按 A、B 两小题评分。 ) A.(选修模块 3-3)(12 分) ⑴下列说法正确的是 ▲ A.饱和汽压随温度升高而增大 B.露珠成球形是由于液体表面张力的作用 C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最大 p D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点 A B ⑵图示为一定质量的理想气体等压变化的 p-T 图象。 从 A 到 B 的过程, 该气体内能 ▲ (选填“增大” 、 “减小”或“不变”)、 ▲ (选 O T 填“吸收”或“放出”)热量。 ⑶石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。已知 1g 石墨烯展开后面积可以达到 2600m2,试计算每 1m2 的石墨烯所含碳原子的个数。阿伏 伽德罗常数 NA=6.0× 1023mol-1,碳的摩尔质量 M=12g/mol。 (计算结果保留两位有效数字) ▲ ▲ ▲ B.(选修模块 3-4)(12 分) 2015 年 12 月,中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破—可见光通信的 实时通信速率已经提高至 50Gbps,相当于 0.2s 即可下载一部高清电影。 ⑴关于可见光,下列说法正确的是 ▲ A. 可见光中的红光比紫光的频率低 B.可见光不能在真空中传播 C.可见光波长越长,越容易发生衍射 D.可见光能发生光的干涉和衍射现象,说明光是横波 ⑵真空中一束波长为 6× 10-7m 的可见光,频率为 ▲ Hz,已知光在真空中的速度为 3× 108m/s。 该光进入水中后, 其波长与真空中的相比变 ▲ (选填“长”或“短”) 。 ⑶可见光通信是利用 LED 灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术。 如图所示, ABCD 是 LED 闪光灯的圆柱形封装玻璃体,其横截面的直径 AB=d,厚度 AD=
3 d 。LED 灯 2

(可视为点光源)固定在玻璃体 CD 面的圆心 O。 玻璃体的折射率为 2 , 光在真空中的传 播速度为 c。求: ①光在玻璃体中传播的速度; ②光线 OA 在 AB 面发生折射时的折射角。
A D O B C

▲ ▲ ▲

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C.(选修模块 3-5)(12 分) ⑴下列说法正确的是 ▲ A.电子的衍射图样表明电子具有波动性 B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 C.氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子 D.结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定 ⑵图示是某金属发生光电效应时光电子的最大初动能 Ek 与入射光频 Ek 率 ν 的关系图象,可知该金属的逸出功为 ▲ 。若入射光的频率为 2ν0,则产生的光电子最大初动能为 ▲ 。已知普朗克常量为 h。 ν0 O ⑶光滑水平面上质量为 1kg 的小球 A 以 2.0m/s 的速度与同向运动的速 度为 1.0m/s、质量为 2kg 的大小相同的小球 B 发生正碰,碰撞后小 球 B 以 1.5m/s 的速度运动。求: ①碰后 A 球的速度; A B ②碰撞过程中 A、B 系统损失的机械能。 ▲ ▲ ▲

ν

四、计算题: (本题共 3 小题,满分 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)某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装置如图甲,不计电 阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为 d,其平面与磁场方向 垂直。电流传感器与阻值为 R 的电阻串联接在导轨上端。质量为 m、有效阻值为 r 的 导体棒 AB 由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如 图乙所示,电流最大值为 Im。棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触,不计电流传 感器内阻及空气阻力,重力加速度为 g。 R i 传感器 ⑴求该磁场磁感应强度大小; Im ⑵求在 t1 时刻棒 AB 的速度大小; A B ⑶在 0~t1 时间内棒 AB 下降的高度为 h, 求此过程电阻 R 产生的电热。 ▲ ▲ ▲
甲 O 乙 t1 t

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14.(16 分)如图甲所示,滑块与足够长的木板叠放在光滑水平面上,开始时均处于静止 状态。作用于滑块的水平力 F 随时间 t 变化图象如图乙所示,t=2.0s 时撤去力 F,最终 滑块与木板间无相对运动。已知滑块质量 m=2kg,木板质量 M = 1kg,滑块与木板间 的动摩擦因数 μ=0.2,取 g=10m/s2。求: F/N ⑴t=0.5s 时滑块的速度大小; 16 m F ⑵0~2.0s 内木板的位移大小; M 6 t/s ⑶整个过程中因摩擦而产生的热量。 0 0.5 2.0 甲


▲ ▲ ▲

15.(16 分)如图甲所示,在 y≥0 的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示; 与 x 轴平行的虚线 MN 下方有沿+y 方向的匀强电场, 8 电场强度 E= ?103 N/C。在 y 轴上放置一足够大的挡板。t=0 时刻,一个带正电粒子 ? 从 P 点以 v=2× 104m/s 的速度沿+x 方向射入磁场。已知电场边界 MN 到 x 轴的距离为 π-2 q m,P 点到坐标原点 O 的距离为 1.1m,粒子的比荷 ? 106 C/kg,不计粒子的重 m 10 力。求粒子: ⑴在磁场中运动时距 x 轴的最大距离; ⑵连续两次通过电场边界 MN 所需的时间; ⑶最终打在挡板上的位置到坐标原点 O 的距离。
y

挡 板
O M P

B v x N E 0 甲 0.1

B/T

t/(× 10-5s)

21? 9? 3? 15? 12π 3π 6π 9π 2 2 2 2 ?


▲ ▲ ▲

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物理参考答案
一、二、选择题:1~5 小题每小题 3 分,6~9 每小题 4 分,共计 31 分. 1.A 2.C 3.D 4.D 5.B 6.BD 7.ABC 8.BC 9.AD 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. 10. (1)AD(2 分) (2)0.316(0.32 也算对) (2 分) 0.93(2 分) (3)随所挂钩 码质量 m 的增大,不能满足 M>>m(2 分) 11.(1)
?RD2
4L
V

0.650
合金丝 电源 S1

S2
A

(2)如图 (3) b 2.9 (每空 2 分,作图 2 分) 12A. (共 12 分) (1)AB(3 分) (2)增大(2 分)

吸收(2 分) (2 分) (2 分) (1 分)



m s0 s m 1m2 石墨烯所含原子个数: n ? 1 N A M
(3)1m2 石墨烯的质量: m1 ? 代入数据解得:n=1.9×1019 个 12B. (共 12 分) (1)AC (3 分) (3)① v ?

(2)5× 1014(2 分) 短(2 分) (2 分)

c 2 ? c n 2

②由题意知入射角为 30 ?
n? sin r sin r ? (2 分) sin i sin 30?

所以折射角 r ? 45? (1 分) 12C. ⑴AB (3 分) ⑵hν0 (2 分), hν0 (2 分)

? ⑶① mAvA ? mBvB ? mAv? A ? mB vB
代入数据解: v? A =1.0m/s ② E损 ? (1 分)

(2 分)

1 1 1 1 2 2 2 ?2 mAv A ? mB vB ? m A v? mB vB A ? 2 2 2 2

(1 分) (1 分)

代入数据解得: E损 ? 0.25J

四、计算题:本题共 3 小题,共 47 分.解答时请写出必要文字说明、方程式和重要的演
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算步骤. 只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题, 答案中须明确写出数值和单位. 13.(共 15 分) ⑴电流达 Im 时棒做匀速运动 对棒:F 安=BImd ( 2 分) ( 2 分)

F安 ? mg
解得: B ?

mg Imd

(1 分)

⑵t1 时刻,对回路有: E=Bdv

(2 分) (2 分)

Im ?
解得: v ?

Bdv R?r
2 Im ?R ? r? mg

(1 分)

⑶电路中产生的总电热: Q ? mgh ? 电阻 R 上产生的电热: QR ?
4

1 2 mv 2

(2 分) (2 分)

R Q R?r

mghR I m R ? R ? r ? 解得: QR ? ? R?r 2mg 2
14. ⑴木板 M 的最大加速度 a m ?

(1 分)

?mg

M Fm ? (M ? m)am ? 12N (2 分)

? 4m/s 2 , 滑块与木板保持相对静止时的最大拉力

即 F 为 6N 时,M 与 m 一起向右做匀加速运动 对整体分析有: F ? (M ? m)a1 (1 分)

v1 ? a1t1 (1 分) 代入数据得: v1 ? 1m/s (1 分) 1 2 ⑵对 M:0~0.5s, x1 ? a1t1 (1 分) 2 0.5~2s, ?mg ? Ma2 (1 分) 1 2 x 2 ? v1t 2 ? a 2 t 2 (2 分) 2 则 0~2s 内板的位移 x ? x1 ? x 2 ? 6.25m(1 分)
⑶对滑块: 0.5~2s, F ? ?mg ? ma 2

?

0~2s 时滑块的位移 x ? ? x1 ? (v1t 2 ?
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1 2 a2t 2 ) 2

在 0~2sm 与 M 相对位移 ?x1 ? x ? ? x ? 2.25 m(1 分) t=2s 时 木板速度 v2 ? v1 ? a2 t 2 ? 7 m/s(1 分) 滑块速度 v2 ? v1 ? a2 t2 ? 10 m/s(1 分) 撤去 F 后,对 M: ?mg ? Ma3 解得 t 3 ? 0.5 s(1 分) 该段时间内,M 位移 x3 ? v 2 t 3 ? 对 m: ? ?mg ? ma 3

?

?

? ?

当滑块与木板速度相同时保持相对静止,即 v 2 ? a3 t 3 ? v 2 ? a3 t 3

?

相对位移 ?x 2 ? x3 ? x3 ? 0.75 m(1 分) 整个过程中滑块在木板上滑行的相对位移 ?x ? ?x1 ? ?x2 ? 3 m 系统因摩擦产生的内能 Q ? ?mg ? ?x =12J 其他解法只要正确同样给分。 (1 分)
v2 R

?

1 2 a3t 3 2

m 位移 x3 ? v 2 t 3 ?

?

?

1 ? 2 a3 t 3 2

15.解:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,有 qvB ? m

(2 分) (2 分)

解得半径 R ? 0.2 m 粒子在磁场中运动时,到 x 轴的最大距离 ym=2R=0.4m (2)如答图甲所示,粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 y 2?R 2? ? 0.2 (1 分) T? ? ? 2? ?10?5 s 4 v 2 ?10 3 3? 由磁场变化规律可知,它在 0- ? 10-5 s(即 0- T ) 4 2 时间内做匀速圆周运动至 A 点,接着沿-y 方向做匀 O 速直线运动直至电场边界 C 点, M R ? y0 ? T ? ? 10?5 s ? 用时 t2 ? (1 分) v 2 4 进入电场后做匀减速运动至 D 点,由牛顿定律得 qE 8 ? ? 109 m / 2 s 粒子的加速度 a ? (1 分) m ? 粒子从 C 点减速至 D 再反向加速至 C 所需的时间 2v 2 ? 2 ? 104 ? T (1 分) t3 ? ? ? ? 10-5 s ?
a 8 ? 109 2 4

B G F A P N E D 答图甲 x

C

? 接下来,粒子沿+y 轴方向匀速运动至 A 所需时间仍为 t2,磁场刚好恢复,粒子将在洛伦兹 3? ? 10-5 s 时间,粒子将运动到 F 点,此后将重复 力的作用下从 A 做匀速圆周运动,再经 2 前面的运动过程.所以粒子连续通过电场边界 MN 有两种可能: 第一种可能是,由 C 点先沿-y 方向到 D 再返回经过 C, ? 所需时间为 t=t3= ?10-5 s (1 分) 2 第二种可能是,由 C 点先沿+y 方向运动至 A 点开始做匀速圆周运动一圈半后,从 G 点沿 -y 方向做匀速直线运动至 MN,
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T 3T T (1 分) y ? ? ? 2T ? 4? ?10?5 s 4 2 4 J (3)由上问可知,粒子每完成一次周期性的运动,将向 I -x 方向平移 2R(即答图甲中所示从 P 点移到 F 点), K Q OP ? 1.1m ? 5.5R ,故粒子打在挡板前的一次运动如答 H O 图乙所示,其中 I 是粒子开始做圆周运动的起点,J 是粒子打在挡板上的位置,K 是最后一段圆周运动的 M 圆心,Q 是 I 点与 K 点连线与 y 轴的交点。 由题意知, QI ? OP ? 5R ? 0.1m (2 分)

所需时间为

t? ?

B

P N E 答图乙

x

KQ ? R ? QI ? 0.1m ?

2 R 3 ,则 JQ ? R 2 ? KQ ? R 2 2

? ?

(2 分) (2 分)

J 点到 O 的距离 JO ? R ?

3 2? 3 R? m ? 0.37m 2 10

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