还剩11页未读，
继续阅读
2019届江苏省无锡市高三第一次模拟考试 物理（word版）
展开
江苏省无锡市2019届高三第一次模拟考试
物 理
注意事项：1. 本试卷满分120分，考试时间100分钟．
2. 答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内．
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. 超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景．如图所示，某超级电容标有“2.7 V 100 F”，将该电容接在1.5 V干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电荷量为( )
A. －150 C
B. －75 C
C. －270 C
D. －135 C
2. 避雷针上方有雷雨云时避雷针附近的电场线分布如图所示，图中中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面．MN是电场线中两个点，下列说法中正确的有( )
A. M点的场强比N点的场强大
B. 试探电荷从M点沿直线移动到N点，电场力做功最少
C. M点的电势比N点的电势高
D. CD的电势为零，但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直
3. 矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图1所示．灯泡标有“36 V 40 W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.线框产生的电动势随时间变化的规律如图2所示．则下列说法中正确的是( )
图1
图2
A. 图2电动势的瞬时值表达式为e＝36sin(πt) V
B. 变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次
C. 灯泡L恰好正常发光
D. 理想变压器输入功率为20 W
4. 有人根据条形磁铁的磁场分布情况制作了一个用塑料制成的模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法中正确的是(地磁场很弱，可以忽略)( )
A. 线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流
B. 线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流
C. 由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生
D. 若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
5. 如图所示，水平传送带匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性挡杆．在t＝0时刻，将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失．则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，下列工件运动的vt图象中可能正确的是( )
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，错选或不答的得0分．
6. 如图所示，轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部，一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动．已知弹簧始终处于弹性限度范围内．则下列说法中正确的是( )
A. 物块从接触弹簧到最低点的过程中，加速度大小先变小后变大
B. 物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动
C. 物块从出发点到最低点过程中，物块减少的重力势能小于增加的弹性势能
D. 物块的动能最大时，重力势能最小
7. 某卫星质量97 kg，运行在高度700 km的太阳同步轨道，该轨道为通过两极上空的圆轨道．查阅资料知地球的半径和万有引力常量，则( )
A. 卫星可能为地球同步卫星
B. 卫星线速度小于第一宇宙速度
C. 卫星可能通过无锡的正上方
D. 卫星的动能可以计算
8. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合开关，小灯泡能发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则( )
A. 电容的带荷电量变大
B. 灯泡亮度变亮
C. 与均保持不变
D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭
9. 如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R的绝缘圆环，有两个可视为点电荷的相同的带负电的小球A和B套在圆环上，其中小球A可沿圆环无摩擦的滑动，小球B固定在圆环上，和圆心O的连线与水平方向的夹角为45°.现将小球A从水平位置的左端由静止释放，则下列说法中正确的是( )
A. 小球A恰好可以回到出发点
B. 小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中电势能始终保持不变
C. 小球A运动到圆环最低点Q的过程中，速率不断变大
D. 小球到达圆环最低点Q时的速度大小为
三、 实验题：本题共两小题，共计18分，请将解答填写在相应的位置．
图1
10. (8分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图1所示：轻弹簧放置在倾斜的长木板上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
(1) 实验中涉及下列操作步骤：
①松手释放物块
②接通打点计时器电源
③木板一端抬高以平衡摩擦
④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．
(2) 甲同学实际打点结果如图2所示，观察纸带，判断测量值比真实值________(填“偏小”或“偏大”)．
图2
(3) 乙同学实际打点结果如图3所示．打点计时器所用交变电流的频率为50 Hz，小车质量为200 g，结合纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s，相应的弹簧的弹性势能为________J．(结果均保留两位有效数字)
图3
11. (10分)某同学想在实验室测量电压表V1的内阻．
甲
(1) 他先用多用电表的欧姆“×1 k”挡测量，如图甲所示，该读数为________Ω；多用电表的红表笔与电压表V的________(“正”或“负”)的接线柱相连．
(2) 为了更准确地测量电压表V1的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A. 待测电压表V1(量程为0～3 V)
B. 电压表V2(量程为0～9 V，内阻约为9 kΩ)
C. 滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A)
D. 定值电阻R3(阻值为6 kΩ)
E. 电源(电动势为9 V，内阻约为1 Ω)
F. 开关一个、导线若干
①根据提供的器材，连接图乙中的实物图．
乙
丙
②某次实验时电压表V1和电压表V2的读数分别为U1和U2，移动滑动变阻器滑片，多次测量，作出U2U1图象如图丙所示，已知图象的斜率为k，则内阻RV1的表达式为________(用R3和k表示)．
③考虑电压表V2的内阻，则该方法对实验的测量结果________(填“有”或“无”)影响．
四、 计算题：本题共5小题，共计71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．
12. (12分)如图1所示，质量为m＝2 kg的物块以初速度 v0＝20 m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图2所示，取g＝10 m/s2.试求：
(1) 物块在0～4 s内的加速度 a1和4～8 s内的加速度a2.
(2) 恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ.
(3) 8 s内恒力F所做的功．
图1
图2
13. (12分)如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O′点为荧光屏的中心．已知电子质量m＝9.0×10－31 kg，电荷量大小e＝1.6×10－19 C，加速电场电压U0＝2 500 V，偏转电场电压U＝200 V，极板的长度L1＝6.0 cm，板间距离d＝2.0 cm，极板的末端到荧光屏的距离L2＝3.0 cm(忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字)．求：
(1) 电子射入偏转电场时的初速度v0.
(2) 电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h.
(3) 电子经过偏转电场过程中电势能的增加量．
14. (15分)高频焊接是一种常用的焊接方法，图1是焊接的原理示意图．将半径为r＝10 cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，t＝0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外．工件非焊接部分单位长度上的电阻R0＝1.0×10－3 Ω·m－1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝
图1
宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．
(1) 在图3中画出感应电流随时间变化的it图象(以逆时针方向电流为正)，并写出必要的计算过程．
(2) 求环形金属工件中感应电流的有效值．
(3) 求t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的热量.
图2
图3
15. (16分)如图所示， 两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.
(1) 三者均静止时A对C的支持力为多大？
(2) A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？
(3) 若C受到经过其轴线竖直向下外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功．
16. (16分)如图所示，同轴圆形区域内、外半径分别为R1＝1 m、R2＝ m，半径为R1的圆内分布着B1＝2.0 T的匀强磁场，方向垂直于纸面向外；外面环形磁场区域分布着B2＝0.5 T的匀强磁场，方向垂直于纸面向内．一对平行极板竖直放置，极板间距d＝ cm，右极板与环形磁场外边界相切，一带正电的粒子从平行极板左板P点由静止释放，经加速后通过右板小孔Q，垂直进入环形磁场区域．已知点P、Q、O在同一水平线上，粒子比荷＝4×107 C/kg，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应．
(1) 要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，粒子在磁场中的轨道半径满足什么条件？
(2) 若改变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能竖直通过圆心O，则加速电压为多大？
(3) 从P出发开始计时，在满足第(2)问的条件下，求粒子到达O点的时刻．
江苏省无锡市2019届高三第一次模拟考试
物理参考答案及评分标准
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.
1. A 2. C 3. D 4. B 5. C
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. AC 7. BCD 8. BC 9. AD
三、 实验题：本题共两小题，共18分，请将解答填写在答题卡相应的位置．
10. (1) ③④②①(2分)
(2) 偏小(2分)
(3) 0.78(2分) 0.061(2分)
11. (1) 6 000(2分) 负(2分)
(2) ①如图所示(2分)
②(2分)
③无(2分)
四、 计算题：本题共5小题，共计71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．
12. (1) 0～4 s内，a1＝＝ m/s2＝5 m/s2(1分)
方向水平向左(1分)
4～8 s内，a2＝＝ m/s2＝2 m/s2(1分)
方向水平向左(1分)
(2) 由牛顿第二定律，得到F＋μmg＝ma1(1分)
F－μmg＝ma2(1分)
代入数据解得F＝7 N(1分)
μ＝0.15(1分)
(3) 根据图形的面积可得8 s内物体运动的位移
s＝×(4×20) m2－×(4×8) m2＝24 m2(2分)
做的功为W＝Fscos 180°＝－7×24 J＝－168 J(2分)
13. (1) 电场中加速有eU0＝mv(2分)
解得v0＝
代入数据得v0＝3.0×107 m/s(1分)
(2) 设电子在偏转电场中运动的时间为t，电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为y，电子在水平方向做匀速直线运动L1＝v0t(1分)
电子在竖直方向上做匀加速运动y＝at2(1分)
根据牛顿第二定律有＝ma(1分)
解得y＝＝ m＝3.6×10－3 m＝0.36 cm
电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点，
由图知＝，(其他方法亦可)(1分)
解得h＝7.2×10－3 m(1分)
(3) 电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功
W＝eEy＝ey＝5.8×10－18 J(2分)
ΔE＝－W＝－5.8×10－18 J(2分)
14. (1) 环形金属工件电阻为R＝2πrR0＋9×2πrR0＝20πrR0＝6.28×10－3 Ω(1分)
在0～T时间内的感应电动势为
E＝·πr2＝6.28 V(1分)
电流为I＝＝1.0×103 A(1分)
由楞次定律得到电流方向逆时针，
It关系图象如图所示．(2分)
(2) 在一个周期内IRT＝I2R(3分)
解得I有效＝ A＝816 A(2分)
(3) 在t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的热量为Q
而R′＝9×2πrR0＝5.65SymboltB@10－3 Ω(2分)
解得Q＝I2R′t＝1.13SymboltB@103 J(3分)
(保留根式同样得分)
15. (1) C受力平衡，2FNcos 60°＝2mg(2分)
解得FN＝2mg(2分)
(2) 如图所示，A受力平衡F地＝FNcos 60°＋mg＝2mg(2分)
f＝ FNsin 60°＝mg(2分)
因为f≤μF地，所以μ≥(2分)
(3) C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．
A的受力依然为4个，参见答案图示，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成为了滑动摩擦力．
A受力平衡知F′地＝F′Ncos 60°＋mg，f′＝F′Nsin 60°＝μF′地
解得f＝(2分)
即要求－μ>0，与本题第(2)问不矛盾．(不判断亦可)
由几何关系知当C下落到地面时，A向左移动的水平距离为x＝R(2分)
所以摩擦力的功W＝－fx＝－(2分)
16. (1) 粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如图所示，
设此时粒子在磁场中运动的半径为r1，在Rt△QOO1，中有r＋R＝(r1＋R1)2(2分)
代入数据解得r1＝1 m，
粒子不能进入中间磁场，所以轨道半径r1<1 m(1分)
(2) 轨迹如图，由于O、O3、Q共线且水平，粒子在两磁场中的半径分别为r2、r3，
洛伦兹力不做功，故粒子在内外磁场的速率不变．
由qvB＝m
得r＝(1分)
易知r3＝4 r2
且满足(r2＋r3)2＝(R2－r2)2＋r(1分)
解得r2＝ m，r3＝ m(2分)
又由动能定理有qU＝mv2(2分)
代入数据解得U＝3×107 V(1分)
(3) 带电粒子从P到Q的运动时间为t1，则t1满足
vt1＝d(1分)
得t1＝1×10－9 s(1分)
令∠QO2O3＝θ，则cos θ＝0.8，θ≈37°(反三角函数表达亦可)
圆周运动的周期T＝(1分)
故粒子从Q孔进入磁场到第一次到O点所用的时间为
t2＝×＋×＝6×10－8 s(1分)
考虑到周期性运动，t总＝t1＋t2＋k(2t1＋2t2)＝6.1×10－8＋12.2×10－8k(s)(k＝0，1，2，3，…)(2分)
物 理
注意事项：1. 本试卷满分120分，考试时间100分钟．
2. 答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内．
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. 超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景．如图所示，某超级电容标有“2.7 V 100 F”，将该电容接在1.5 V干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电荷量为( )
A. －150 C
B. －75 C
C. －270 C
D. －135 C
2. 避雷针上方有雷雨云时避雷针附近的电场线分布如图所示，图中中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面．MN是电场线中两个点，下列说法中正确的有( )
A. M点的场强比N点的场强大
B. 试探电荷从M点沿直线移动到N点，电场力做功最少
C. M点的电势比N点的电势高
D. CD的电势为零，但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直
3. 矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图1所示．灯泡标有“36 V 40 W”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.线框产生的电动势随时间变化的规律如图2所示．则下列说法中正确的是( )
图1
图2
A. 图2电动势的瞬时值表达式为e＝36sin(πt) V
B. 变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次
C. 灯泡L恰好正常发光
D. 理想变压器输入功率为20 W
4. 有人根据条形磁铁的磁场分布情况制作了一个用塑料制成的模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法中正确的是(地磁场很弱，可以忽略)( )
A. 线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流
B. 线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流
C. 由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生
D. 若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
5. 如图所示，水平传送带匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性挡杆．在t＝0时刻，将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失．则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，下列工件运动的vt图象中可能正确的是( )
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，错选或不答的得0分．
6. 如图所示，轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部，一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动．已知弹簧始终处于弹性限度范围内．则下列说法中正确的是( )
A. 物块从接触弹簧到最低点的过程中，加速度大小先变小后变大
B. 物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动
C. 物块从出发点到最低点过程中，物块减少的重力势能小于增加的弹性势能
D. 物块的动能最大时，重力势能最小
7. 某卫星质量97 kg，运行在高度700 km的太阳同步轨道，该轨道为通过两极上空的圆轨道．查阅资料知地球的半径和万有引力常量，则( )
A. 卫星可能为地球同步卫星
B. 卫星线速度小于第一宇宙速度
C. 卫星可能通过无锡的正上方
D. 卫星的动能可以计算
8. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合开关，小灯泡能发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则( )
A. 电容的带荷电量变大
B. 灯泡亮度变亮
C. 与均保持不变
D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭
9. 如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R的绝缘圆环，有两个可视为点电荷的相同的带负电的小球A和B套在圆环上，其中小球A可沿圆环无摩擦的滑动，小球B固定在圆环上，和圆心O的连线与水平方向的夹角为45°.现将小球A从水平位置的左端由静止释放，则下列说法中正确的是( )
A. 小球A恰好可以回到出发点
B. 小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中电势能始终保持不变
C. 小球A运动到圆环最低点Q的过程中，速率不断变大
D. 小球到达圆环最低点Q时的速度大小为
三、 实验题：本题共两小题，共计18分，请将解答填写在相应的位置．
图1
10. (8分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图1所示：轻弹簧放置在倾斜的长木板上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
(1) 实验中涉及下列操作步骤：
①松手释放物块
②接通打点计时器电源
③木板一端抬高以平衡摩擦
④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．
(2) 甲同学实际打点结果如图2所示，观察纸带，判断测量值比真实值________(填“偏小”或“偏大”)．
图2
(3) 乙同学实际打点结果如图3所示．打点计时器所用交变电流的频率为50 Hz，小车质量为200 g，结合纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s，相应的弹簧的弹性势能为________J．(结果均保留两位有效数字)
图3
11. (10分)某同学想在实验室测量电压表V1的内阻．
甲
(1) 他先用多用电表的欧姆“×1 k”挡测量，如图甲所示，该读数为________Ω；多用电表的红表笔与电压表V的________(“正”或“负”)的接线柱相连．
(2) 为了更准确地测量电压表V1的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A. 待测电压表V1(量程为0～3 V)
B. 电压表V2(量程为0～9 V，内阻约为9 kΩ)
C. 滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A)
D. 定值电阻R3(阻值为6 kΩ)
E. 电源(电动势为9 V，内阻约为1 Ω)
F. 开关一个、导线若干
①根据提供的器材，连接图乙中的实物图．
乙
丙
②某次实验时电压表V1和电压表V2的读数分别为U1和U2，移动滑动变阻器滑片，多次测量，作出U2U1图象如图丙所示，已知图象的斜率为k，则内阻RV1的表达式为________(用R3和k表示)．
③考虑电压表V2的内阻，则该方法对实验的测量结果________(填“有”或“无”)影响．
四、 计算题：本题共5小题，共计71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．
12. (12分)如图1所示，质量为m＝2 kg的物块以初速度 v0＝20 m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图2所示，取g＝10 m/s2.试求：
(1) 物块在0～4 s内的加速度 a1和4～8 s内的加速度a2.
(2) 恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ.
(3) 8 s内恒力F所做的功．
图1
图2
13. (12分)如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O′点为荧光屏的中心．已知电子质量m＝9.0×10－31 kg，电荷量大小e＝1.6×10－19 C，加速电场电压U0＝2 500 V，偏转电场电压U＝200 V，极板的长度L1＝6.0 cm，板间距离d＝2.0 cm，极板的末端到荧光屏的距离L2＝3.0 cm(忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字)．求：
(1) 电子射入偏转电场时的初速度v0.
(2) 电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h.
(3) 电子经过偏转电场过程中电势能的增加量．
14. (15分)高频焊接是一种常用的焊接方法，图1是焊接的原理示意图．将半径为r＝10 cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，t＝0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外．工件非焊接部分单位长度上的电阻R0＝1.0×10－3 Ω·m－1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝
图1
宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．
(1) 在图3中画出感应电流随时间变化的it图象(以逆时针方向电流为正)，并写出必要的计算过程．
(2) 求环形金属工件中感应电流的有效值．
(3) 求t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的热量.
图2
图3
15. (16分)如图所示， 两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m.A、B与地面的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.
(1) 三者均静止时A对C的支持力为多大？
(2) A、B若能保持不动，μ应该满足什么条件？
(3) 若C受到经过其轴线竖直向下外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功．
16. (16分)如图所示，同轴圆形区域内、外半径分别为R1＝1 m、R2＝ m，半径为R1的圆内分布着B1＝2.0 T的匀强磁场，方向垂直于纸面向外；外面环形磁场区域分布着B2＝0.5 T的匀强磁场，方向垂直于纸面向内．一对平行极板竖直放置，极板间距d＝ cm，右极板与环形磁场外边界相切，一带正电的粒子从平行极板左板P点由静止释放，经加速后通过右板小孔Q，垂直进入环形磁场区域．已知点P、Q、O在同一水平线上，粒子比荷＝4×107 C/kg，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应．
(1) 要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，粒子在磁场中的轨道半径满足什么条件？
(2) 若改变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能竖直通过圆心O，则加速电压为多大？
(3) 从P出发开始计时，在满足第(2)问的条件下，求粒子到达O点的时刻．
江苏省无锡市2019届高三第一次模拟考试
物理参考答案及评分标准
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.
1. A 2. C 3. D 4. B 5. C
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. AC 7. BCD 8. BC 9. AD
三、 实验题：本题共两小题，共18分，请将解答填写在答题卡相应的位置．
10. (1) ③④②①(2分)
(2) 偏小(2分)
(3) 0.78(2分) 0.061(2分)
11. (1) 6 000(2分) 负(2分)
(2) ①如图所示(2分)
②(2分)
③无(2分)
四、 计算题：本题共5小题，共计71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．
12. (1) 0～4 s内，a1＝＝ m/s2＝5 m/s2(1分)
方向水平向左(1分)
4～8 s内，a2＝＝ m/s2＝2 m/s2(1分)
方向水平向左(1分)
(2) 由牛顿第二定律，得到F＋μmg＝ma1(1分)
F－μmg＝ma2(1分)
代入数据解得F＝7 N(1分)
μ＝0.15(1分)
(3) 根据图形的面积可得8 s内物体运动的位移
s＝×(4×20) m2－×(4×8) m2＝24 m2(2分)
做的功为W＝Fscos 180°＝－7×24 J＝－168 J(2分)
13. (1) 电场中加速有eU0＝mv(2分)
解得v0＝
代入数据得v0＝3.0×107 m/s(1分)
(2) 设电子在偏转电场中运动的时间为t，电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为y，电子在水平方向做匀速直线运动L1＝v0t(1分)
电子在竖直方向上做匀加速运动y＝at2(1分)
根据牛顿第二定律有＝ma(1分)
解得y＝＝ m＝3.6×10－3 m＝0.36 cm
电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点，
由图知＝，(其他方法亦可)(1分)
解得h＝7.2×10－3 m(1分)
(3) 电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功
W＝eEy＝ey＝5.8×10－18 J(2分)
ΔE＝－W＝－5.8×10－18 J(2分)
14. (1) 环形金属工件电阻为R＝2πrR0＋9×2πrR0＝20πrR0＝6.28×10－3 Ω(1分)
在0～T时间内的感应电动势为
E＝·πr2＝6.28 V(1分)
电流为I＝＝1.0×103 A(1分)
由楞次定律得到电流方向逆时针，
It关系图象如图所示．(2分)
(2) 在一个周期内IRT＝I2R(3分)
解得I有效＝ A＝816 A(2分)
(3) 在t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的热量为Q
而R′＝9×2πrR0＝5.65SymboltB@10－3 Ω(2分)
解得Q＝I2R′t＝1.13SymboltB@103 J(3分)
(保留根式同样得分)
15. (1) C受力平衡，2FNcos 60°＝2mg(2分)
解得FN＝2mg(2分)
(2) 如图所示，A受力平衡F地＝FNcos 60°＋mg＝2mg(2分)
f＝ FNsin 60°＝mg(2分)
因为f≤μF地，所以μ≥(2分)
(3) C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开．
A的受力依然为4个，参见答案图示，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成为了滑动摩擦力．
A受力平衡知F′地＝F′Ncos 60°＋mg，f′＝F′Nsin 60°＝μF′地
解得f＝(2分)
即要求－μ>0，与本题第(2)问不矛盾．(不判断亦可)
由几何关系知当C下落到地面时，A向左移动的水平距离为x＝R(2分)
所以摩擦力的功W＝－fx＝－(2分)
16. (1) 粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如图所示，
设此时粒子在磁场中运动的半径为r1，在Rt△QOO1，中有r＋R＝(r1＋R1)2(2分)
代入数据解得r1＝1 m，
粒子不能进入中间磁场，所以轨道半径r1<1 m(1分)
(2) 轨迹如图，由于O、O3、Q共线且水平，粒子在两磁场中的半径分别为r2、r3，
洛伦兹力不做功，故粒子在内外磁场的速率不变．
由qvB＝m
得r＝(1分)
易知r3＝4 r2
且满足(r2＋r3)2＝(R2－r2)2＋r(1分)
解得r2＝ m，r3＝ m(2分)
又由动能定理有qU＝mv2(2分)
代入数据解得U＝3×107 V(1分)
(3) 带电粒子从P到Q的运动时间为t1，则t1满足
vt1＝d(1分)
得t1＝1×10－9 s(1分)
令∠QO2O3＝θ，则cos θ＝0.8，θ≈37°(反三角函数表达亦可)
圆周运动的周期T＝(1分)
故粒子从Q孔进入磁场到第一次到O点所用的时间为
t2＝×＋×＝6×10－8 s(1分)
考虑到周期性运动，t总＝t1＋t2＋k(2t1＋2t2)＝6.1×10－8＋12.2×10－8k(s)(k＝0，1，2，3，…)(2分)
相关资料
更多
