江苏省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市2021届高三下学期第一次模拟考试物理试题含答案

2020～2021学年高三年级模拟考试卷

物　　理

(满分：100分　考试时间：75分钟)

2021.02

一、 单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分.每小题只有一个选项符合题意.

1. 氮3大量存在于月球表面月壤中，是未来的清洁能源.两个氮3聚变的核反应方程是

He＋He―→He＋2X＋12.86 MeV，则X为(　　)

A. 电子  B. 氘核  C. 中子  D. 质子

2. 我国高铁列车在运行过程中十分平稳.某高铁列车沿直线匀加速启动时，车厢内水平桌面上水杯内的水面形状可能是(　　)

3. 2020年10月，我国成功地将高分十三号光学遥感卫星送入地球同步轨道.已知地球半径为R，地球的第一宇宙速度为v，光学遥感卫星距地面高度为h，则该卫星的运行速度为(　　)

A. v  B. v  C. v  D. v

4. “用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图甲所示，某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图乙所示.下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是(　　)

A. 仅转动透镜  B. 仅转动双缝

C. 仅转动手轮  D. 仅转动测量头

5. 一定质量的理想气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程，如图所示.A→B→D过程，气体对外做功为W1，

与外界变换的热量为Q1；A→C→D过程，气体对外做功为W2，与外界变换的热量为Q2.两过程中(　　)

A. 气体吸热，Q1＞Q2

B. 气体吸热，W1＝W2

C. 气体放热，Q1＝Q2

D. 气体放热，W1＞W2

6. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t＝0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示.已知甲波的频率为4 Hz，则(　　)

A. 两列波的传播速度均为4 m/s

B. 两列波叠加后，x＝0处的质点振动减弱

C. 两列波叠加后，x＝0.5 m处的质点振幅为30 cm

D. 两列波叠加后，介质中振动加强和减弱区域的位置稳定不变

7. 在如图所示电路中，理想变压器原线圈接在交流电源上，调节滑动触头Q可以改变副线圈接入电路的匝数.R0为定值电阻，灯泡L和滑动变阻器R串联，P为滑动变阻器的滑片，A为交流电

流表.开关S闭合，电流表A的示数为I.则(　　)

A. 仅将P向下滑动，I增大

B. 仅将Q向下滑动，灯泡变亮

C. 仅将开关S断开，灯泡变亮

D. 仅将开关S断开，变压器的输入功率增加

8. 如图所示，用频率为ν1和ν2的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分别为U1和U2.已知ν1<ν2，则(　　)

A. 遏止电压U1<U2

B. 用甲、乙光分别照射时，金属的截止频率不同

C. 增加乙光的强度，遏止电压U2变大

D. 滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数为零

9. 一物块在水平面内做直线运动，以0时刻物块的位置为坐标原点建立xOy平面直角坐标系，运动轨迹如图甲所示.物块在x方向运动速度vx随时间t的变化规律如图乙所示.下列关于物块在y方向运动的初速度vy0、加速度ay的判断，可能正确的是(　　)

A. vy0＝0，ay＝1 m/s2  B. vy0＝0，ay＝2 m/s2

C. vy0＝4 m/s，ay＝2 m/s2  D. vy0＝4 m/s，ay＝4 m/s2

10. 光滑水平面上放置一表面光滑的半球体，小球从半球体的最高点由静止开始下滑，在小球滑落至水平面的过程中(　　)

A. 小球的机械能守恒

B. 小球一直沿半球体表面下滑

C. 小球和半球体组成的系统水平方向动量守恒

D. 小球在水平方向的速度一直增大

11. 如图所示，两个等大、平行放置的均匀带电圆环相距l0，所带电荷量分别为＋Q、－Q，圆心A、B连线垂直于圆环平面.以A点为坐标原点，沿AB方向建立x轴，将带正电的粒子(重力不计)从A点静止释放.粒子在A运动到B的过程中，下列关于电势φ、电场强度E、粒子的动能Ek和电势能Ep随位移x的变化图线中，可能正确的是(　　)

二、 非选择题：本题共5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)在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准.某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为50.00 cm，电阻约几欧.

甲

　　　　乙

(1) 用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为　　　　mm(该值与多次测量的平均值相等).

(2) 实验电路如图乙所示，实验室提供了电源E(3 V，内阻不计)、开关S、导线若干.还备有下列实验器材：

A. 电压表V1(0～3 V，内阻约2 kΩ)

B. 电压表V2(0～15 V，内阻约15 kΩ)

C. 电流表A1(0～3 A，内阻约0.01 Ω)

D. 电流表A2(0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)

E. 滑动变阻器R1(0～10 Ω，0.6 A)

F. 滑动变阻器R2(0～2 kΩ，0.1 A)

应选用的实验器材有　　　　(选填实验器材前的序号).

(3) 请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接.

(4) 实验中，调节滑动变阻器，电压表和电流表示数记录如下：

请在图丁中作出U － I图线.由图线可知，金属丝的电阻Rx＝　　　　Ω(结果保留两位有效数字).

(5) 根据以上数据可以算出金属丝的电阻率ρ＝　　　　Ω·m(结果保留两位有效数字).

(6) 下列关于该实验误差的说法中正确的有　　　　Ｗ.

A. 金属丝发热会产生误差

B. 电流表采用外接法.会使电阻率的测量值偏小

C. 电压表内阻引起的误差属于偶然误差

D. 用U － I图象处理数据可以减小系统误差

13. (6分)根据某种轮胎说明书可知，轮胎内气体压强的正常值在2.4×105Pa至2.5×105Pa之间，轮胎的容积V0＝2.5×10－2m3.已知当地气温t0＝27℃，大气压强p0＝1.0×105 Pa，设轮胎的容积和充气过程轮胎内气体的温度保持不变.

(1) 若轮胎中原有气体的压强为p0，求最多可充入压强为p0的气体的体积V；

(2) 充好气的轮胎内气压p1＝2.5×105 Pa，被运送到气温t1＝－3℃的某地.为保证轮胎能正常使用，请通过计算说明是否需要充气.

14.(8分)如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，相距为L，轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计.长度为L、质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直于MN、PQ静止放在导轨上，与MP间的距离为d，棒与导轨接触良好.t＝0时刻起，整个空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，图中B0、t0已知.

(1) 若t0时刻棒ab的速度大小为v，求0～t0时间内安培力对棒所做的功W；

(2) 在0～t0时间内，若棒ab在外力作用下保持静止，求此时间内电阻R产生的焦耳热Q.

15.(13分)如图所示，高h＝0.2 m的平板C右端固定有竖直挡板，置于水平面上，平板上放置两小物块A、B，A、B间有一被压缩的劲度系数足够大的轻弹簧，A置于平板左端，B与C右端挡板的距离L＝1.5 m，A、B、C的质量均为m＝1.0 kg.某时刻，将压缩的弹簧由静止释放，使A、B瞬间分离，A水平向左抛出，落地时距离C左端x＝1.0 m，B运动到C右端与挡板发生弹性碰撞.已知B与C、C与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.3，取g＝10 m/s2，求：

(1) 弹簧释放前瞬间的弹性势能Ep；

(2) B与C发生弹性碰撞后瞬间C的速度大小vC；

(3) 整个过程中C滑动的距离s.

16. (14分)如图甲所示，真空室中电极K发出的电子(初速度不计)经电场加速后，由小孔S沿两平行金属板M、N的中心线OO′射入板间，加速电压为U0，M、N板长为L，两板相距 L.加在M、N两板间电压u随时间t变化的关系图线如图乙所示，图中U1未知，M、N板间的电场可看成匀强电场，忽略板外空间的电场.在每个粒子通过电场区域的极短时间内，两板电压可视作不变.板M、N右侧距板右端2L处放置一足够大的荧光屏PQ，屏与OO′垂直，交点为O′.在M、N板右侧与PQ之间存在一范围足够大的有界匀强磁场区，PQ为匀强磁场的右边界，磁场方向与纸面垂直.已知电子的质量为m，电荷量为e.

(1) 求电子加速至O点的速度大小v0；

(2) 若所有电子都能从M、N金属板间射出，求U1的最大值；

(3) 调整磁场的左边界和磁感应强度大小B，使从M板右侧边缘射出电场的电子，经磁场偏转后能到达O′点，求磁感应强度的最大值Bm.

2020～2021学年高三年级模拟考试卷

(南通、镇江、泰州、徐州、宿迁、淮安)

物理参考答案及评分标准

1. D　2. B　3. B　4. D　5. A　6. D　7. A　8. A　9. C　10. C　11. C

12. (15分)(1) 0.400(0.398～0.402均正确)(2分)

(2) ADE(2分)(漏选得1分，错选或不选不得分)

(3) 如图1所示(2分)

(4) 如图2所示(2分)　5.0(4.8～5.2均正确)(2分)

(5) 1.3×10－6(1.2×10－6～1.4×10－6均正确)(2分)

(6) AB(3分)(漏选得2分，错选或不选不得分)

13. 解：(1) 设最多可充入压强为p0的气体的体积为V，轮胎内气体压强达到2.5×105Pa，

由玻意耳定律得p0(V0＋V)＝pV0(2分)

解得V＝3.75×10－2m3(1分)

(2) 设轮胎运送到某地后，轮胎内气体压强为p2，

由查理定律得＝(1分)

解得 p2＝2.25×105Pa(1分)

因为p2＝2.25×105Pa<2.4×105Pa，所以需要充气.(1分)

14. 解：(1) 对导体棒ab，由动能定理得

安培力对导体棒做的功为  W ＝mv2(3分)

(2) 电路中产生的电动势E＝ (1分)

导体棒ab中的电流I＝(1分)

导体棒ab在外力作用下保持静止，0～t0时间内电阻R上产生的焦耳热

Q＝I2Rt0(1分)

解得Q＝(2分)

15. 解：(1) 弹簧释放后瞬间，设物块A、B的速度大小分别为vA、vB，

物块A、B组成的系统动量守恒mBvB－mAvA＝0(1分)

物块A向左水平抛出至落地的过程中，物块B在平板C上向右滑动，平板相对地面保持静止.设物块A经时间t1落地，则h＝gt　x＝vA t1

设弹簧释放前瞬间的弹性势能为Ep，则Ep＝mAv＋mBv(1分)

解得Ep＝25 J(2分)

(2) 设物块B运动到平板C右端与挡板碰前的速度为vB1，由动能定理得

－μmBgL＝mBv－mBv(1分)

物块B与平板C右端挡板发生弹性碰撞，设碰后物块B的速度为vB2，则

mBvB1＝mBvB2＋ mCvC(1分)

mBv＝mBv＋mCv(1分)

解得vB2＝0，vC＝4 m/s(1分)

(3) 物块B与平板C右端发生碰撞后，物块B与平板C相对滑动，设物块B的加速度大小为aB，平板C的加速度大小为aC，由牛顿第二定律得

对木块B：μmBg＝mBaB

对平板C：μ(mBg＋mCg)＋μmBg＝ mCaC(1分)

设经过时间t2，物块B与平板C速度相等，设为v，则v＝vC－aCt2＝aBt2(1分)

此过程中，平板C向右滑行的距离s1＝t2(1分)

此后B、C一起向右滑动直至停止，设运动的距离为s2，由动能定理得

－μ(mBg＋mCg)s2＝－(mB＋mC)v2(1分)

平板C运动的位移s＝s1＋s2

解得s＝1.0 m(1分)

16. 解：(1) 电子加速到O点的过程，由动能定理得eU0＝mv(2分)

解得v0＝(1分)

(2) 当电子恰好从板的右端飞出时，偏转电压达最大值U1.设M、N两板间的距离为d，电子在M、N板间运动的时间为t，加速度大小为a，则

L＝ v0t(1分)

d＝at2(1分)

a＝(1分)

解得U1＝U0(2分)

(3) 电子从M板右端飞出，当电子在磁场中运动的轨迹与O′相切时，电子在磁场中偏转的半径最小，设为r，此时磁场的磁感应强度为最大值Bm，如图所示.设电子从M、N板右边缘飞出时的速度大小为v，方向与OO′间夹角为α，垂直M、N板方向上的速度为vy，则

tan α＝(2分)

vy＝at

v0＝vcos α

电子在磁场中运动，有

evB＝(1分)

由几何关系得＋r＝2L＋L(2分)

解得Bm＝(1分)