2020届江苏省如皋市高三上学期期初调研物理试题（选修）

2020届江苏省如皋市高三上学期期初调研

物 理 试 题

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． 将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动，4 s末落到井底．重力加速度g=10 m/s2．该小球4 s内的平均速度是

A．10 m/s     B．20 m/s     C．40 m/s     D．80 m/s

2． 银河系中有两颗行星绕某恒星做圆周运动．从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8:1，则它们的轨道半径之比为

A．1:4    B．2:1    C．4:1    D．8:1

3． 如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4 m/s，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则船在静水中的最小速度为

A．2 m/s               B．2.4 m/s

C．3 m/s               D．3.2 m/s

4． 如图所示，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图像最能正确描述这一运动规律的是

A             B             C              D

5． 如图，某发射系统内有一木箱，木箱内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块，木箱内上表面和下表面都装有压力传感器．木箱静止时，上表面压力传感器的读数为12.0 N，下表面压力传感器的读数为20.0 N．当系统竖直向上发射时，上表面传感器的读数变成下表面压力传感器读数的一半，取重力加速度g=10 m/s2，此时木箱的加速度大小为

A．2.5 m/s2              B．5.0 m/s2 

C．10.0 m/s2                    D．条件不足，无法确定

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，选错或不选的得0分．

6． 如图所示，将一小球从空中A点以水平速度v0抛出，经过一段时间后，小球以大小为2v0的速度经过B点，不计空气阻力，则小球从A到B(重力加速度为g)

A．下落高度为

B．经过的时间为

C．速度增量为v0，方向竖直向下

D．运动方向改变的角度为60°

7． 如图所示，质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动，A为传送带的终端皮带轮，皮带轮半径为r，要使物体通过终端时能水平抛出，则皮带轮

A．边缘的线速度至少为

B．边缘的线速度至少为   

C．转速至少为

D．转速至少为    

8． 如图所示，n个完全相同、边长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面．小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ，若小方块恰能完全进入粗糙水平面，则小方块克服摩擦力做的功为

A．Mv2   

B．Mv2

C．μMgl   

D．μMgl

9． 如图所示，两个相互接触、大小不同的正方体物块放在水平面上，两物块的质量分别为2m和m，与水平面的动摩擦因数分别为μ1和μ2．同时对两物块施加水平向左、大小均为F的恒力，两物块恰好一起做匀速直线运动．则

A．两物块间可能没有弹力作用

B．两物块间一定没有弹力作用

C．若两物块间没有弹力，μ1和μ2的关系为2μ1=μ2

D．若两物块间有弹力，μ1和μ2的关系为2μ1>μ2

三、简答题：本题共4小题，共计42分．请将解答填写在答题卡相应位置．

10．（8分）某同学在做“验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则”实验．

（1）把橡皮条的一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧测力计将橡皮条的另一端拉到位置O．这时两弹簧测力计的示数如图甲所示，则两弹簧测力计的读数分别为FA＝_________N、FB＝_________N．

甲                           乙                         丙

（2）橡皮条的自由端仅用一个弹簧测力计拉着，也把它拉到O点位置，弹簧测力计的示数如图乙所示．请在丙图中作出力FA、FB和FC的图示，并根据平行四边形定则在图丙中作出FA和FB的合力F，F的大小为_________N．

（3）实验的结果能否验证平行四边形定则：_________（选填“能”或“不能”）．

11．（10分）用图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．实验中，保持小车质量一定时，探究小车加速度a与合力F的关系．

（1）除了电火花计时器、小车、天平（附砝码）、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有______（选填选项前的字母）．

A．220V、50Hz的交流电源        

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺          

D．秒表   

（2）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是_________．

A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

（3）某同学得到了图乙所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a =_______m/s2（保留三位有效数字）．

（4）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据作出的a－F图像如图丙中的1、2、3所示．下列分析正确的是_______（选填选项前的字母）．

A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力

B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适

C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大

（5）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是______（选填“系统”或“偶然”）误差．设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是______．

12．［选修模块3-5］（12分）

（1）下列说法中正确的是________．

A．比结合能越大，原子核越稳定

B．γ射线是原子核外电子跃迁产生的

C．核聚变需要极高的温度，反应过程中需要外界持续提供能量

D．Bi的半衰期是5天，12 g Bi经过15天衰变后剩余的质量为1.5 g

（2）由玻尔原子理论，氦离子He＋能级如图所示．电子在n＝3轨道上比在n＝4轨道上离氦核的距离______(选填“大”或“小”)．当大量处在n＝3的激发态的He＋发生跃迁时，所发射的谱线有_____条．

（3）如图所示，光滑水平桌面上，质量为m的小球甲以速度v与质量为2m的静止小球乙发生对心正碰，碰后甲以速率反弹，碰撞时间为t，不计空气阻力．

①求碰撞过程中甲、乙间的平均作用力大小；

②通过计算判断该碰撞是否为弹性碰撞．

13．［选修模块3-5］（12分）

（1）对以下物理知识的理解中，正确的有________．

A．α射线的穿透能力较弱，用一张纸就能挡住

B．给运动的微观粒子加速，可以增大其物质波波长

C．核力将核子束缚在核内，说明核力一定是吸引力

D．金属发生光电效应的截止频率随入射光频率的变化而变化

（2）某种原子基态的能量用E1表示（E1已知），一群处于n=4能级的该原子向n=2跃迁时发出光子的能量为________________．用该光照射极限频率为ν0的某种金属发生了光电效应，光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，遏止电压为________________．（已知普朗克常量为h，电子电荷量为e．）

（3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为12.000000u，α粒子的质量为4.001509u．（1u相当于931.5Mev）

①写出此反应的核反应方程式；

②计算这个反应中所释放的核能（结果保留两位有效数字）．

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．

14．（15分）如图所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m、半径为r的均匀半球体A，现在A上放一密度和半径与A相同的球体B，调整A的位置使得A、B保持静止状态，已知A与地面间的动摩擦因数为0.5．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：

（1）地面对A的支持力FN；

（2）地面对A的最大静摩擦力Fmax；

（3）A球球心距墙角的最远距离xm．

15．（16分）如图所示，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R＝0.4 m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．质量m＝1 kg的滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，并恰能通过最高点C．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，g=10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：

（1）滑块在C点的速度大小vC；

（2）滑块在B点的动能EkB；

（3）A、B两点间的高度差h．

16．（16分）如图所示，水平地面上有一质量M＝3 kg的“L”型滑板ABC，滑板的竖直高度h＝1.8 m，D处有一固定障碍物，滑板右端C到障碍物的距离为x＝1 m．滑板左端施加水平向右的推力F＝144 N的同时，有一质量m＝1 kg的小物块紧贴竖直板的A点无初速度释放，滑板撞到障碍物时立即撤去力F，滑板以原速率反弹，小物块最终落在地面上．已知滑板与小物块及地面间的动摩擦因数均为μ＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2．

（1）证明：滑板撞到障碍物前小物块与滑板相对静止；

（2）求小物块落地时所受重力的瞬时功率；

（3）求小物块落地时到滑板B端的距离．

物理试题参考答案

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．B      2．C      3．B       4．B      5．A

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，选错或不选的得0分．

6．AD      7．BD      8．AC      9．ACD

三、简答题：本题共4小题，共计42分．请将解答填写在答题卡相应位置．

10．（8分）（1）3.40（1分）；4.00（1分）

（2）如图（2分）；6.08（5.90~6.10）（2分）（3）能（2分）

11．（10分）（1）AC（2分，漏选得1分） 

（2）AC（2分，漏选得1分）  （3）1.16（±0.06）（2分） 

（4）B（2分）  （5）系统（1分）；5%（1分）

12．（12分）

（1）AD（3分，漏选得2分）

（2）小（2分）；3（2分）

（3）①对甲，以向右为正方向，由动量定理

Ft＝m·－mv （1分）

解得F＝－，负号说明乙对甲的平均作用力方向向左

两球间平均作用力大小是F＝ （2分）

②碰撞过程动量守恒，设碰后乙球速度v1，则

mv＝m·＋2mv1

解得v1＝v  （1分）

碰前系统动能E1＝mv2

碰后系统动能E2＝m＋×2m＝mv2

说明该碰撞为弹性碰撞． （1分）

13．（12分）

（1）A（3分）

（2）（2分）；（2分）

（3）①3He→C （2分）

②ΔE＝Δmc2 （1分）

解得ΔE＝4.2 Mev （2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．

14．（15分）解：

（1）根据题意可知，B的质量为2m （2分）

A、B处于静止状态，则地面对A的支持力FN=3mg （3分）

（2）地面对A的最大静摩擦力

Fmax=3μmg=1.5mg （4分）

（3）当地面对A的摩擦力达到最大静摩擦力时，A球球心距墙角的距离最远，对A、B分别受力分析，如图所示．

根据平衡条件得

F=

Fmax=FN'=Fcos θ （2分）

解得tan θ= （2分）

则A球球心距墙角的最远距离

xm=2rcos θ+r=r （2分）

15．（16分）解：

（1）在C点，滑块竖直方向所受合力提供向心力

mg＝  （3分）

解得vC＝2 m/s  （2分）

(2)对B→C过程，由动能定理得

－mgR(1＋cos 37°)＝mvC2－EkB  （3分）

解得EkB＝9.2 J  （2分）

(3)滑块在A→B的过程，由动能定理得

mgh－μmgcos 37°·＝mvB2－0 （4分）

解得h＝1.38 m  （2分）

16．（16分）解：

（1）对小物块与滑板组成的整体，设向右的加速度为a1，由牛顿第二定律有

F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a1   （2分）

解得a1＝32 m/s2   （1分）

对小物块，因为mg<Fmax=μma1   （1分）

所以滑板撞到障碍物前小物块与滑板相对静止． （1分）

（2）滑板撞到障碍物后小物块做平抛运动

h＝gt2   （1分）

vy＝gt   （1分）

小物块落地时所受重力的瞬时功率

PG=mg vy   （1分）

解得PG=60 W   （2分）

（3）设滑板撞到障碍物时的速度大小为v1

v12＝2a1x   （1分）

设小物块平抛运动的水平位移为x1

x1＝v1t＝4.8 m   （1分）

撞到障碍物后滑板运动的加速度大小为a2

μMg＝Ma2   （1分）

滑板停止运动所用时间t′＝＝2 s，则物块落地时，滑板尚未停止运动 （1分）

物块落地时滑板向左运动的距离为x2

x2＝v1t－a2t2＝4.08 m   （1分）

物块落地时到B的距离为x′＝x1＋x2＝8.88 m （1分）