2019-2020年高三年级物理调研考试.doc

2019-2020年高三年级物理调研考试注意事项： 1作答前，请务必将自己的姓名、考试号等填写在答题卡指定位置处。2第一、二两大题的每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。在其他位置作答的一律无效。3第三、四两大题的解答过程书写到答题卡指定位置，直接答在试卷上的无效。一、单项选择题。本题共6小题，每小题3分，共18分。每小题所给的四个选项中，只有一个符合题意，选对的得3分，选错或不答的得0分。 1为了纪念牛顿和爱因斯坦对物理学的巨大贡献，人们常把1666年和1905年称作牛顿奇迹年和爱因斯坦奇迹年。下列关于这两位物理学巨匠对物理学贡献的陈述中正确的是A爱因斯坦通过质能方程阐明质量就是能量B爱因斯坦提出光子说，并给出了光子能量E=h C牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”D牛顿总结出万有引力定律并精确测出了引力常量Fr0r10r2分子力随分子间距离变化情况如图所示。当分子间的距离从r0变化到r1的过程中，关于分子力和分子势能变化，下列说法正确的是A分子力增大，分子势能增大B分子力减小，分子势能减小C分子力减小，分子势能增大D分子力增大，分子势能减小abcdl3如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 t2l/vOl/vtIOl/v2l/vtI2l/vOl/vtI2l/vOl/vIABCDMm乙4如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上。弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行。若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象应是下图中的哪一个？0ft0ft0ftABC0ftD5如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，波速v为20m/s。P是离原点2m的一个介质质点，则在t=0.17s时刻，质点P的：505 y/cmx/mP24v速度和加速度都沿y方向；速度沿+y方向，加速度沿y方向；速度和加速度都正在增大；速度正在增大，加速度正在减小。以上四种判断中正确的是A只有B只有C只有 D只有6为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上，如图所示。让该装置从不太陡的斜面上A处滚下，到斜面上B处停下，发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然能从B处自动滚了上去。下列关于该装置能量转化的判断正确的是A从A处滚到B处，主要是重力势能转化为动能B从A处滚到B处，主要是弹性势能转化为动能C从B处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能D从B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能二、多项选择题。本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。7某农村水力发电站发电机的输出电压，先通过电站附近的升压变压器升压后，再用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器。降压后，再用线路接到各用户。设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器。在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加，这时与用电低谷时比较A升压变压器的副线圈两端的电压变大B高压输电线路的电压损失变大C降压变压器的副线圈两端的电压变大D降压变压器的副线圈中的电流变大8科学家研究表明地球的自转在变慢。四亿年前，地球上每年是400天，那时，地球每自转一周的时间为21.5h。据科学家们分析，地球自转变慢的原因主要有两个：一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能；另一个是由于潮汐的作用，地球把部分自转能量传给了月球，使月球的机械能增加了（不考虑对月球自转的影响）。由此可以判断，与四亿年前相比月球绕地球公转的 A半径增大 B速度变小 C周期变大 D角速度变大9用近年来高速发展的PDP等离子显示屏，可以制造出大屏幕壁挂式彩色电视机。等离子显示屏PDP是一种以等离子作为发“光”元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕。每一个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极。在两个电极间加上高压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的光，它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素，这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种辉度和色彩的图像。下列说法正确的是A该装置中主要利用了等离子管发出光的荧光效应B该装置中主要利用了等离子管发出光的化学作用C等离子管发出的光谱是高电压使低压氖氙气的内层电子受到激发而发出的D等离子管发出的光谱是高电压使低压氖氙气的外层电子受到激发而发出的F甲mm乙10如图所示，光滑水平面上放置甲、乙两个内外壁都光滑的完全相同的气缸，气缸内各有一质量为m的活塞，密封完全相同的两部分分子力可以忽略的气体（理想气体），甲、乙间用一根轻质水平细线相连接。现对甲气缸施一水平向左的恒定拉力F作用，甲气缸内气体的压强为p1，体积为V1；乙气缸内气体的压强为p2，体积为V2。设两部分气体始终和环境的温度相同，则Ap1p2，V1V2Bp1p2，V1V2C系统达到稳定加速度前，两气缸内气体都从外界吸收热量D系统达到稳定加速度后，两气缸内气体都向外界放出热量出进BA11煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。以下说法正确的是A如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯B如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯C如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定D只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹三、实验题。本题共2小题，共22分。把答案填在答题卡相应横线上或按题目要求作答。yx0abcde12（10分）在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别叫a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而可求出加速度。ABCDEF 请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在题卡上)，并指出哪个轴相当于v轴？答： 。这种实验数据处理的方法可称为“等效替代法”。在以下的物理研究中，采用这种类似方法的是 。A通过实验和推理得出牛顿第一定律B在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，用小球落地点的水平距离来代替速度C在研究电流与电压、电阻关系时，先保持电阻不变，研究电流与电压的关系D在描述电场或磁场时，引入电场线或磁感线 从第一个计数点开始计时，要想求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答： 。 若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则加速度为 m/s2。13（12分）用半偏法测电流表内阻，提供的器材如下：AR1R2SS1干电池(电动势E约为1.5V，内阻r约为10)、待测电流表A(050A，内阻约4k)、电阻箱R1、R2（均为099999.9）、电键、导线若干。实验电路如图，有关实验操作及测量如下：只闭合S，当调节R1到26090.0时，电流表A满偏；再闭合S1，R2调为3770.0时，电流表A半偏，由此可得电流表的内阻Rg的测量值为 。半偏法测量电流表内阻时，要求R1Rg（比值R1/Rg越大测量 误差越小），本实验中R1虽比Rg大，但两者之比不是很大，因此导致Rg的测量误差较大。具体分析如下：电流表A半偏时的回路总电阻比全偏时的回路总电阻 （填“偏大”或“偏小”），导致这时的总电流 （选填“变大”或“变小”），半偏时R2 Rg（填“大于”或“小于”）。为减小Rg的测量误差，可以通过补偿回路总电阻的方法，即把半偏时回路的总电阻的变化补回来。具体的数值可以通过估算得出，实际操作如下：在中粗测出Rg后，再把R1先增加到 用第问中的有关条件求得具体数值，再调节R2使电流表 。用这时R2的值表示Rg的测量值，如此多次补偿即可使误差尽量得以减小。四、证明和计算题。本题共6小题，共90分。写出必要的文字说明及重要步骤，有数值计算的要明确写出结果和单位。将解题过程书写在答题卡规定位置处。14(14分) 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大的提高了同学们对月球的关注程度。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径。若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点。已知月球半径为R月，万有引力常量为G。试求出月球的质量M月。15（14）现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现对其中一个元件R0进行测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：I/A0.200.450.801.251.802.813.20U/V0.400.600.801.001.201.501.60根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。把元件R0接入如图所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1.80A。已知电路中电源的电动势为3V，内阻不计。此时定值电阻R的电功率为多大?请根据表中数据在（a）图中作出IU图线。为了求出通过该元件R0的电流I与电压U间的具体关系式，请你适当选取坐标轴，将AR0RSI/AU/V0（a）0.40.81.21.60.81.62.43.20（b）表中有关数据进行适当计算，在（b）图中作出线性图线，并求出I和U之间的具体关系式。16(14分)下面两题每位考生只能选其中一题作答。第一题：如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止。现剪断细线，求：滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的距离为多大？甲乙P第二题：如图所示，AB为光滑的水平面，BC是倾角为的足够长的光滑斜面(斜面体固定不动)。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上，其一端D至B的距离为La。现自由释放链条，则：链条下滑过程中，系统的机械能是否守恒？简述理由；L-aDaBAC链条的D端滑到B点时，链条的速率为多大？17（15分）某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤（象放风筝一样），它双向传输信号，能达到有线制导作用。光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率n1=2，包层折射率n2=，光纤长度为3km。（已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角1、折射角2间满足关系：n1sin1= n2sin2）试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间。n1n2自由程l电压U18（16分）按照经典的电子理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（可看作匀加速运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用表示。电子运动的平均速度用表示，导体单位体积内自由电子的数量为n，电子的质量为，电子的电荷量为，电流的表达式I=nes。请证明金属导体的电阻率=。a区域b区域OR1R2M19(17分) 2007年3月1日，国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在合肥顺利通过了国家发改委组织的国家竣工验收。作为核聚变研究的实验设备，EAST可为未来的聚变反应堆进行较深入的工程和物理方面的探索，其目的是建成一个核聚变反应堆，届时从1升海水中提取氢的同位素氘，在这里和氚发生完全的核聚变反应，释放可利用能量相当于燃烧300公升汽油所获得的能量，这就相当于人类为自己制造了一个小太阳，可以得到无穷尽的清洁能源。作为核聚变研究的实验设备，要持续发生热核反应，必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内，约束的办法有多种，其中技术上相对较成熟的是用磁场约束核材料。如图所示为EAST部分装置的简化模型：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场b区域，围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束。设离子质量为m，电荷量为q，环形磁场的内半径为R1， 外半径R2 =（1+）R1。将下列核反应方程补充完整，指出哪个属于核聚变方程。并求出聚变过程中释放的核能E0。已知H的质量为m2，H的质量为m3，粒子的质量为m，的质量为mn，质子质量为mP，电子质量为me，光速为c。A（ ） B( )C( ) D( )若要使从a区域沿任何方向，速率为v的离子射入磁场时都不能越出磁场的外边界，则b区域磁场的磁感应强度至少为多大?若b区域内磁场的磁感应强度为B，离子从a区域中心O点沿半径OM方向以某一速度射入b区，恰好不越出磁场的外边界。请画出在该情况下离子在a、b区域内运动一个周期的轨迹，并求出周期。苏北五市xx届高三年级调研考试物理参考答案及评分标准一、二选择题。1-6小题，每题3分，共18分；711小题，每题4分，共20分。题号1234567891011答案BABCCDBDABCADACBCyx0abcdeyx0abcde或三实验题。本题共2小题，共22分。12（10分）vt图线如图所示（2分，两图中的一个即可得2分）y轴相当于v轴（1分）B（2分） b (2分) 2.0 (3分)13(12分) （每空2分）3770.0 偏小 变大 小于 27975 半偏四证明和计算题。本题共6小题，共90分。14（14分）根据万有引力定律和向心力公式：G （3分） g = G （3分） 解之得：r = （1分）设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意：t = （3分） g月 = G （3分） 解之得： （1分） 15（14分）该元件R0是由半导体材料制成的(2分) 对数据计算分析后发现，随着电流增大，即元件R0的发热功率越大，对应电压与电流的比值越小，即电阻值越小(2分)由表中数据可知,当电流为1.8A时，U0=1.2V (2分)定值电阻两端的电压UR = UU0 =1.8V (1分)定值电阻消耗的功率P = UR I = 3.24W (1分)IU图如图(a) (2分)I/AU/V0（a）0.40.81.21.60.81.62.43.2I/AU2/V20（b）3.22.41.60.80.81.62.43.2根据IU图的形状可以猜想I与U2成线性关系，如图(b) (2分)从图(b)可得直线的斜率为1.25，所以I = 1.25U2 (2分)16（14分）第一题：设滑块P滑上乙车前的速度为v，对整体应用动量守恒和能量关系有：mv2MV = 0（3分） E0 = （3分） 解之得v = 4m/s （1分） 设滑块P和小车乙达到的共同速度v，对滑块P和小车乙有：mvMV = (mM)v（3分） mgL= （3分）代入数据解之得：L=m （1分）第二题：链条机械能守恒（1分） 因为斜面是光滑的，只有重力做功，符合机械能守恒的条件(2分，只说光滑不得分)设链条质量为m：始末状态的重力势能变化可认为是由La段下降高度h引起的，即：（3分）而该部分的质量为： （2分）即重力势能变化量为： （2分）hCBAaDLa因为软链的初速度为零，所以有： （1分）由机械能守恒定律Ep减=Ek增得： （2分）iri即： （1分）17（15分）由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足：n1sinC = n2sin90（2分）得：C = 60（1分）当在端面上的入射角最大（iM = 90）时，折射角r也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角i最小。在端面上：iM = 90时，由n1 =（2分） 得：rM =30 （1分）这时imin = 9030= 60= C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去。（2分）当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中总路程：S=（3分）光纤中光速：v=（2分），时间t =s = 8105s（2分）18(16分)证明：导体中电流强度的微观表达式为：I=nes根据电阻定律：R = （4分） 根据欧姆定律：R = （4分）自由程内，电子在加速电场作用下，速度从0增加到，由动能定理：qU =（4分）又由于（2分），可得出电阻率的表达式为：= （2分）19(17分) A属于聚变方程 （1分） 2 （全对得1分） E = m2m3(mmn)c2 （1分）oR1R2r1r2R1v2v2R2MO 当离子的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场，且轨道与磁场外圆相切时所需磁场的磁感应强度B1，即为要求的值。设轨迹圆的半径为r1，则r1（1分） 由：qvB1m（1分） 解之得：B1=（2分）如图（2分）。要使沿OM方向运动的离子不能穿越磁场，则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大值与磁场外边界圆相切。设这时轨迹圆的半径为r2，速度为v2，则：r22 +R12（R2一r2）2（1分） 解之得：r 2 R1 （1分）b区域Ba区域OMR2R1b区域B由qv2Bm 解之得：v2 = （1分） 离子在b区域中做匀速圆周运动的周期T1= （1分） 离子在b区域中一次运动的时间t1 = （1分） 离子在a区域中由O到M点的运动时间t2 = （1分） 离子在a、b区域内运动的周期T= 4t1+8t2 =（2分）