2020届江苏省苏州市2017级高三上学期期末考试理科综合物理试卷及答案.pdf

1 2020 届江苏省苏州市 2017 级高三上学期期末考试理科综合物理试卷2020.2 祝考试顺利本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分 满分 120 分,考试时间100分钟第卷(选择题共 41 分)一、单项选择题：本题共7 小题,每小题 3 分,共 21 分每小题只有一个选项符合题意1.如图所示,一根均匀柔软的细绳质量为m,两端固定在等高的挂钩上,细绳两端的切线与水平方向夹角为,重力加速度为g.挂钩对细绳拉力的大小为()A.12sin mg B.12cos mg C.12tan mg D.12cot mg 2.如图所示,电源电动势为 E、内阻不计,R1、R2为定值电阻,R0为滑动变阻器,C为电容器,电流表 A为理想电表当滑动变阻器的滑片向右滑动时,2 下列说法正确的是()A.A 的示数变大,电容器的带电量增多B.A 的示数变大,电容器的带电量减少C.A 的示数不变,电容器的带电量不变D.A 的示数变小,电容器的带电量减少3.如图所示,在自行车车轮的辐条上固定有一个小磁铁,前叉上相应位置处安装了小线圈,在车前进车轮转动过程中线圈内会产生感应电流,从垂直于纸面向里看,下列 i-t图象中正确的是(逆时针方向为正)()3 4.如图所示,磁性白板放置在水平地面上,在白板上用一小磁铁压住一张白纸现向右轻拉白纸,但未拉动,在该过程中()A.小磁铁受到向右的摩擦力B.小磁铁只受两个力的作用C.白纸下表面受到向左的摩擦力D.白板下表面与地面间无摩擦力5.如图所示,在水平地面上 O点正上方的 A、B两点水平抛出两个相同小球,两小球同时落在水平面上的C点,不计空气阻力则两球()4 A.可能同时抛出B.落在 C点的速度方向可能相同C.落在 C点的速度大小一定不同D.落在 C点时重力的瞬时功率一定不同5 6.如图所示,两个相同的灯泡 a、b 和电阻不计的线圈L(有铁芯)与电源 E连接,下列说法正确的是()A.S 闭合瞬间,a 灯发光 b 灯不发光B.S 闭合,a 灯立即发光,后逐渐变暗并熄灭C.S 断开,b 灯“闪”一下后熄灭D.S 断开瞬间,a 灯左端的电势高于右端电势7.如图所示,在横截面为正三角形的容器内放有一小球,容器内各面与小球恰好接触,图中 a、b、c 为容器的三个侧面将它们以初速度v0竖直向上抛出,运动过程中容器所受空气阻力与速率成正比下列说法正确的是()6 A.上升过程中,小球对 c 有压力且逐渐变大B.上升过程中,小球受到的合力逐渐变大C.下落过程中,小球对 a 有压力且逐渐变大D.下落过程中,小球对容器的作用力逐渐变大二、多项选择题：本题共5 小题,每小题 4 分,共 20 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8.如图所示,空中飞椅在水平面内做匀速圆周运动,飞椅和人的质量为m,运动半径为 R,角速度大小为,钢绳与竖直方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为 g.下列说法正确的是()A.运动周期为2B.线速度大小为 RC.钢绳拉力的大小为 m 2R D.角速度 与夹角 的关系为 gtan 2R 9.如图所示为可调理想变压器电路,原线圈的输入电压为U1,副线圈的输出电压为 U2,R 为电阻将副线圈输出端滑动触头P 向下移动时,下列结论中正确的是()7 A.输出电压 U2增大B.流过 R的电流减小C.原线圈输入电流减小D.原线圈输入功率不变10.在科幻电影 流浪地球 中,流浪了 2 500年的地球终于围绕质量约为太阳质量18的比邻星做匀速圆周运动,进入了“新太阳时代”若“新太阳时代”地球公转周期与现在绕太阳的公转周期相同,将“新太阳时代”的地球与现在相比较,下列说法正确的是()A.所受引力之比为 18 B.公转半径之比为12C.公转加速度之比为 12 D.公转速率之比为148 11.如图甲所示,一个小球悬挂在细绳下端,由静止开始沿竖直方向运动,运动过程中小球的机械能E 与路程 x 的关系图象如图乙所示,其中 O-x1过程的图象为曲线,x1-x2过程的图象为直线,忽略空气阻力下列说法正确的是()A.O-x1过程中小球所受拉力大于重力B.小球运动路程为 x1时的动能为零C.O-x2过程中小球的重力势能一直增大D.x1-x2过程中小球一定做匀加速直线运动12.如图所示,两个固定的半径均为r 的细圆环同轴放置,Q1、Q2分别为两细环的圆心,且 O1O22r,两环分别带有均匀分布的等量异种电荷Q、Q(Q 0)一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处,现给粒子一向左的初速度,使其沿轴线运动,穿过两环后运动至左侧远处在粒子运动的过程中()9 A.从 O1到 O2,粒子一直做减速运动B.粒子经过 O1点时电势能最小C.轴线上 O1点右侧存在一点,粒子在该点动能最大D.粒子从右向左运动的整个过程中,电势能先减小后增加第卷(非选择题共 79 分)三、简答题：本题共 2 小题,共 18 分13.(8分)用如图甲所示实验装置探究做功与动能变化的关系,在该实验中_(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力若实验中不要求满足小砂桶和砂子的总质量远小于滑块的质量,则所选择的研究对象是 _ 如图乙所示是实验所得的一条纸带,在纸带上取了 O、A、B、C、D、E六个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s,x11.42 cm,x21.84 cm,x31 02.25 cm,x42.67 cm,x53.10 cm,用天平测得砂桶和砂的质量m 24 g,滑块质量 M 500 g,重力加速度 g9.8 m/s2,根据以上信息,从 A点到 D点拉力对滑块做的功为 _J,滑块动能增加了 _J根据实验结果可得到：在实验误差允许的范围内合外力做功等于物体动能的变化(结果均保留两位有效数字)14.(10 分)欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个阻值为 r 的电阻串联而成(如图甲所示)小明同学欲测量某多用电表欧姆挡在“100”挡时的内部电阻和电动势选用的器材如下：多用电表,电压表(量程 03 V、内阻为 3 k),滑动变阻器(最大阻值 2 k),导线若干请完善以下步骤：(1)将多用电表的选择开关调到“100”挡,再将红、黑表笔短接,进行_(选填“机械”或“欧姆”)调零(2)他按照如图乙所示电路进行测量,将多用电表的红、黑表笔与a、b 两端相连接,此时电压表右端应为 _(选填“正”或“负”)接线柱(3)调节滑动变阻器滑片至某位置时,电压表示数如图丙所示,其读数为_V.1 1(4)改变滑动变阻器阻值,记录不同状态下欧姆表的示数R 及相应电压表示数 U.根据实验数据画出的1U-R 图线如图丁所示,由图可得电动势 E_V,内部电路电阻 r _k.(结果均保留两位小数)四、计算题：本题共 4 小题,共 61 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15.(14 分)空间存在一边界为MN、方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场,磁感应强度 B随时间 t 的变化关系如图甲所示,方向向里为正用单位长度电阻值为 R0的硬质导线制作一个半径为r 的圆环,将该圆环固定在纸面内,圆心 O在 MN上,如图乙所示(1)判断圆环中感应电流的方向；(2)求出感应电动势的大小；(3)求出 0t1的时间内电路中通过的电量1 21 316.(15 分)如图所示,在竖直平面内,有一倾角为 的斜面 CD与半径为 R的光滑圆弧轨道 ABC相切于 C点,B 是最低点,A 与圆心 O等高 将一质量为 m的小滑块从 A点正上方高 h处由静止释放后沿圆弧轨道ABC 运动,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,空气阻力不计,重力加速度为 g,取 B点所在的平面为零势能面求：(1)小滑块在释放处的重力势能Ep；(2)小滑块第一次运动到B点时对轨道的压力FN；(3)小滑块沿斜面 CD向上滑行的最大距离x.17.(16分)如图所示,光滑水平面上静止放着长L2.0 m、质量 M 3.0 kg的木板,一个质量m 1.0 kg的小物体(可视为质点)放在离木板右端d0.40 m处,小物体与木板之间的动摩擦因数0.1.现对木板施加 F10.0 N水平向右的拉力,使其向右运动 g 取 10 m/s2.求：(1)木板刚开始运动时的加速度大小；(2)从开始拉动木板到小物体脱离木板,拉力做功的大小；(3)为使小物体能脱离木板,此拉力作用时间最短为多少？1 41 518.(16 分)如图所示,直角坐标系 xOy位于竖直平面内,在第一象限存在磁感应强度 B0.1 T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场(图中未画出)现有一束比荷为qm108C/kg 带正电的离子,从磁场中的 A点(320 m,0)沿与 x 轴正方向成 60角射入磁场,速度大小 v01.0 106 m/s,所有离子经磁场偏转后均垂直穿过 y 轴的正半轴,不计离子的重力和离子间的相互作用(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；(2)求矩形有界磁场区域的最小面积；(3)若在 x0 区域都存在向里的磁场,离子仍从 A点以 v032106m/s 向各个方向均匀发射求y 轴上有离子穿出的区域长度和能打到y 轴的离子占所有离子数的百分比1 62020 届江苏省苏州市 2017 级高三上学期期末考试理科综合物理参考答案1.A 2.A 3.D 4.C 5.D 6.B 7.D 8.BD 9.BC 10.BC 11.BD 12.AC 13.需要(2 分)滑块、砂桶和砂构成的整体(2 分)0.016(2 分)0.014(2分)14.(1)欧姆(2 分)(2)正(2 分)(3)0.95(0.940.96)(2分)(4)1.44(1.411.47)(2分)1.56(1.52 1.59)(2分)15.(14分)解：(1)根据楞次定律可知,圆环中的感应电流始终沿顺时针方向(3 分)(2)根据法拉第电磁感应定律,圆环中的感应电动势EtB0t012r2B0r22t0(3 分)(3)圆环的电阻 R2rR0(2 分)圆环中通过的电量 qIt1(2 分)而 I ER(2 分)解得 qIt1ERt1B0r22t02rR0t1B0rt14t0R0(2 分)16.(15分)解：(1)小滑块在释放处的重力势能 Epmg(hR)(4 分)(2)小滑块从释放处到B点,根据动能定理有 mg(hR)12mv2B(2 分)在 B点,根据牛顿第二定律有 FNmg mv2BR(2 分)解得 FN2h3RRmg(1分)1 7根据牛顿第三定律,小滑块对轨道的压力FN2h3RRmg,方向竖直向下(1 分)(3)从释放处到斜面的最高点,对小滑块,根据动能定理有mg(hRcos xsin)mgx cos 00(3 分)解得 xhRcos sin cos(2 分)17.(16分)解：(1)对木板,根据牛顿第二定律有Fmg Ma(2分)解得 a3 m/s2(2 分)(2)对小物体,根据牛顿第二定律有mg ma物(1 分)解得 a物1 m/s2设小物体从木板上滑出所用时间为t,L d12at212a物t2(2 分)解得 t21.6 s2木板的位移,x板12at22.4 m(1 分)拉力做功,W Fx板24 J(2 分)(3)设最短作用时间为t,则撤去拉力 F 前的相对位移 x112at212a物t2(1 分)设撤去拉力 F后,再经过时间 t 小物体和木板达到共同速度v共,且小物体和木板恰好将要分离,该阶段木板加速度大小为a.对木板,根据牛顿第二定律有mg Ma a13 m/s2(1 分)由速度关系得 a物t a物t at at(1 分)撤去拉力 F后的相对位移 x2att 12at 2(a物tt 12a物t 2)(1 分)由位移关系得 x1x2Ld(1 分)解得 t 0.8 s(1分)18.(16分)解：(1)由洛伦兹力提供向心力有 qvBmv20R(2 分)1 8解得 R 0.1 m(2 分)(2)如图 1 所示,根据几何关系可知,速度最大的离子在磁场中做圆周运动的圆心在 y 轴上的 B(0,120 m)点(1 分)离子从 C点垂直穿过 y 轴,所有离子均垂直穿过y 轴,即速度偏向角相等,AC连线应该是磁场的边界(1 分)满足题意的矩形如图1 所示,由几何关系可知矩形长为OAcos 310 m(1 分)宽为 R Rcos 120 m(1 分)面积 S3200 m2(1 分)(3)由洛伦兹力提供向心力有qvBmv20R(1 分)解得 R 320 m(1 分)临界 1：由图 2 可得,与 x 轴成 30角射入磁场中的离子打在y 轴上的 B点,AB为直径,所以 B点为 y 轴上有离子打到的最高点由几何关系可知,OB320 m(1 分)临界 2：由图 2 可得,沿 x 轴负方向射入磁场中的离子与y 轴相切于 C点,所以 C点为 y 轴上有离子打到的最低点由几何关系可知,OC320 m(1 分)故 y 轴上 B点至 C点之间的区域有离子穿过,且长度 BC 3320m.(1 分)由图 3 可得,沿 x 轴正方向逆时针转到x 轴负方向的离子均可打到y 轴上,故能打到 y 轴的离子占所有离子数的50%.(2 分)1 92 02020届江苏省苏州市 2017级高三上学期期末考试理科综合物理试卷