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

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1、2020届江苏省无锡市 2017 级高三上学期期末考试理科综合物理试卷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 31 分)一、单项选择题：本题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分每小题只有一个选项符合题意1.中国选手王峥在第七届世界军人运动会上获得链球项目的金牌如图所示,王峥双手握住柄环,站在投掷圈后缘,经过预摆和34 圈连续加速旋转及最后用力,将链球掷出整个过程可简化为加速圆周运动和斜抛运动,忽略空气阻力,则下列说法正确的是()A.链球圆周运动过程中,链球受到的拉力指向圆心B.链球掷出瞬间速度方向沿该点圆周运动的径向

2、C.链球掷出后做匀变速运动D.链球掷出后运动时间与速度的方向无关2.架在 A、B两铁塔之间的一定质量的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应,电线呈现如图所示的两种形状,则电线对铁塔的拉力()A.夏季时的拉力较大B.冬季时的拉力较大C.夏季和冬季时的拉力一样大D.无法确定3.如图所示电路中,A、B是相同的两小灯泡 L 是一个带铁芯的线圈,电阻可不计,合上开关 S,电路稳定时两灯泡都正常发光,再断开 S,则()A.合上 S时,两灯同时点亮B.合上 S时,A 逐渐变亮直到正常发光状态C.断开 S时,A 灯立即熄灭D.断开 S时,B 灯立即熄灭4.如图所示,两位同学在体育课上进行传接篮球训练,甲同学

3、将篮球从 A点抛给乙(篮球运动的轨迹如图中实线1 所示),乙在 B点接住然后又将篮球传给甲(篮球运动的轨迹如图中虚线2 所示)已知篮球在空中运动的最大高度恰好相同若忽略空气阻力,则下列说法正确的是()A.篮球沿轨迹 1 运动的时间较长B.篮球沿轨迹 1 运动的过程中速度变化较快C.两同学将篮球抛出的速度大小相等D.篮球落到 B点前的瞬间重力做功的功率等于落到C点(与 A、B两点高度相同)前的瞬间重力做功的功率5.有一匀强磁场,其磁感应强度 B随时间 t 的变化关系如图甲所示 现有如图乙所示的直角三角形导线框abc 水平放置,放在匀强磁场中保持静止不动,t 0 时刻,磁感应强度B 的方向垂直纸面

4、向里,设产生的感应电流i 顺时针方向为正、竖直边 ab 所受安培力 F 的方向水平向左为正则下面关于F 和 i 随时间 t变化的图象正确的是()二、多项选择题：本题共 4 小题,每小题 4 分,共 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6.2019 年 4 月 10 日,天文学家召开全球新闻发布会,宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示黑洞是一种密度极大、引力极大的天体,以至于光都无法逃逸(光速为 c)若黑洞的质量为M,半径为 R,引力常量为 G,其逃逸速度公式为v2GMR.如果天文学家观测到一天体以速度v 绕某黑洞做半径为 r 的

5、匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.Mv2rGB.该黑洞的最大半径为GMc2C.该黑洞的最大半径为2GMc2D.该黑洞的最小半径为2GMc27.如图甲中的变压器为理想变压器,原线圈匝数 n1与副线圈匝数n2之比为101,变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,电阻 R1R2R320 和电容器 C连接成如图甲所示的电路,其中电容器的击穿电压为8 V,电压表 V为理想交流电表,开关 S处于断开状态,则()A.电压表 V的读数约为 7.07 V B.电阻 R2上消耗的功率为 2.5 W C.电流表 A的读数为 0.05 A D.若闭合开关 S,电容器不会被击穿8.一个带负电的粒子仅在电场力作用

6、下运动,其电势能随时间变化规律如图所示,则下列说法正确的是()A.该粒子在运动过程中速度一定不变B.该粒子在运动过程中速率一定不变C.t1、t2两个时刻,粒子所处位置电势一定相同D.t1、t2两个时刻,粒子所处位置电场强度一定相同9.如图所示,一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上,质量分别为 mA1 kg 和 mB2 kg 的物块 A、B放在长木板上,A、B与长木板间的动摩擦因数均为 0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力现用水平拉力F 拉 A,取重力加速度g10 m/s2.改变 F的大小,B 的加速度大小可能为 ()A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2第卷(

7、非选择题共 89 分)三、简答题：本题共 2 小题,共 18 分请将解答填写在相应的位置10.(10 分)LED灯的核心部件是发光二极管某同学欲测量一只工作电压为2.9 V的发光二极管的正向伏安特性曲线,所用器材有：电压表(量程 3 V,内阻约3 k),电流表(用多用电表的直流25 mA 挡替代,内阻约为5),滑动变阻器(0 20),电池组,电键和导线若干他设计的电路如图(a)所示回答下列问题：(1)根据图(a),在实物图(b)上完成连线(2)在电键 S闭合前,将多用电表选择开关拨至直流25 mA 挡,调节变阻器的滑片至最 _(选填“左”或“右”)端(3)某 次 测 量 中,多 用 电 表 示

8、 数 如 图(c),则 通 过 二 极 管 的 电 流 为_mA.(4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示 由曲线可知,随着两端电压增加,二极管的正向电阻 _(选填“增大”“减小”或“几乎不变”)；(5)若实验过程中发现,将变阻器滑片从一端移到另一端,二极管亮度几乎不变,电压表示数在 2.7 V2.9 V之间变化,试简要描述形成这种现象的原因是：_11.(8 分)学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了如图甲所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度 vA,并记下该位置与

9、转轴O的高度差 h.(1)该同学用 20 分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙所示为_mm.(2)调节 h 的大小并记录对应的速度vA,数据如下表为了形象直观地反映vA和 h 的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象组次1 2 3 4 5 6 h/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 vA/(ms1)1.23 1.73 2.12 2.46 2.74 3.00 v1A/(s m1)0.81 0.58 0.47 0.41 0.36 0.33 v2A/(m2s2)1.50 3.00 4.50 6.05 7.51 9.00(3)当地重力加速度 g 取 10 m/s2,不计

10、一切摩擦 请根据能量守恒规律并结合你找出的函数关系式,写出此杆转动时动能的表达式Ek_(请用数字、质量 m、速度 vA表示)(4)为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施：_四、计算题：本题共 5 小题,共 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.(13 分)2019 年 6月 29日首个江南文化特色的无锡融创乐园隆重开园其中有一座飞翼过山车,它是目前世界最高(最高处 60 米)、速度最快(最高时速可达 120 公里)、轨道最复杂的过山车 过山车运行时可以底朝上在圆轨道上运行,游客不会掉

11、下来 我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使质量为m 的小球从弧形轨道上端滚下,小球从圆轨道下端进入后沿圆轨道运动如果已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g,不考虑阻力求：(1)若小球从高为 h 的 A 处由静止释放,求小球到达圆轨道底端时对轨道的压力；(2)若要使小球运动过程中能通过圆弧最高点且不脱离轨道,试求小球由静止释放时的高度应满足的条件13.(14分)如图甲所示,静止在水平地面上一个质量为m 4 kg 的物体,其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力 F 随位移 x 变化的图象如图乙所示已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.5,g 10 m/s2.求

12、：(1)运动过程中物体的最大加速度大小为多少；(2)距出发点多远时物体的速度达到最大；(3)物体最终停在何处？14.(12分)在 x0 空间有沿 x 轴正方向的匀强电场,在 0 x9 cm,图中未画),通过 C点时速度方向与 x 轴正方向成 37,则匀强电场的场强为多大？(sin 37 0.6,cos 37 0.8)15.(16分)如图所示,足够长的 U形导体框架的宽度L0.5 m,底端接有阻值 R0.5 的电阻,导体框架电阻忽略不计,其所在平面与水平面成37角有一磁感应强度B0.8 T 的匀强磁场,方向垂直于导体框架平面向上一根质量 m 0.4 kg、电阻 r 0.5 的导体棒 MN垂直跨放

13、在 U形导体框架上,某时刻起将导体棒 MN由静止释放已知导体棒MN与导体框架间的动摩擦因数0.5.(sin 370.6,cos 37 0.8,g 取 10 m/s2)(1)求导体棒刚开始下滑时的加速度大小；(2)求导体棒运动过程中的最大速度大小；(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中,通过导体棒横截面的电荷量 q4 C,求导体棒 MN 在此过程中消耗的电能16.(16 分)如图所示,在倾角为 30的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为 m的半圆柱体 A紧靠挡板放在斜面上,质量为 2m的圆柱体 B放在 A上并靠在挡板上静止 A与 B半径均为 R,曲面均光滑,半圆柱体 A底面与斜

14、面间的动摩擦因数为.现用平行斜面向上的力拉A,使 A沿斜面向上缓慢移动,直至 B恰好要降到斜面设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g.求：(1)未拉 A 时,B 受到 A的作用力 F大小；(2)在 A移动的整个过程中,拉力做的功 W；(3)要保持 A缓慢移动中拉力方向不变,动摩擦因数的最小值min.2020届江苏省无锡市 2017 级高三上学期期末考试理科综合物理参考答案1.C 2.B 3.B 4.D 5.A 6.AC 7.ABD 8.BC 9.AB 10.(10分,每空 2 分)(1)如图所示(2)左(3)17.818.0(4)减小(5)连接电源负极与变阻器的导线断路(接触不良)或滑

15、动变阻器接成限流接法11.(8分,每空 2 分)(1)7.25(2)如图所示(3)mv2A6(4)选择密度较大的直杆(或选择直径较小的直杆)(第 10 题)(第 11 题)12.(13 分)解：(1)小球从高为 h 处由静止释放,到达最低点速度为v,此过程由动能定理mgh 12mv2(2 分)小球到达圆轨道底端时轨道对小球的弹力为N,由牛顿第二定律Nmg mv2R(2 分)联立式,解得 Nmg(12hR)(2 分)根据牛顿第三定律,小球到达圆轨道底端时对轨道的压力N Nmg(12hR)方向竖直向下(2 分)(2)小球在最高点,由牛顿第二定律 mg mv2R(2 分)小球从高 h 处到圆轨道最高

16、点,由动能定理得mg(h2R)12mv2(2 分)联立式,解得 h52R(1 分)13.(14分)解：(1)由牛顿第二定律得Fmg ma(2分)当推力 F100 N 时,物体所受的合力最大,加速度最大,代入数据得amaxFmg20 m/s2(2 分)(2)由图象得出,推力 F 随位移 x 变化的数值关系为 F10025 x,速度最大时,物体加速度为零,则 Fmg 20 N,即 x3.2 m(4 分)(3)F与位移 x 的关系图线围成的面积表示F所做的功,即 WF12Fx0200 J(2分)对全过程运用动能定理有WFmgxm0(2 分)代入数据得 xm10 m(2 分)14.(12分)解：(1)

17、粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,粒子的半径为r1,有 qvBmv2r1粒子在磁场中做圆周运动的周期T2mqB(2 分)此情形粒子在磁场中运动时间t 14T(2 分)解得 t 2.0107 s(1 分)(2)设电场强度为 E2,粒子在磁场中做圆周运动的半径为r2,则由几何关系有 r29sin 37 cm15 cm(1 分)由功能关系有 qE2xP12mv2(2 分)由牛顿定律有 qvBmv2r2(2 分)代入数据解得 E25.625104 V/m(2 分)15.(16 分)解：(1)导体棒刚开始下滑时,其受力情况如图甲所示,则 mgsin mg cos ma(2分)解得 a2 m/s2(2 分)

18、(2)当导体棒匀速下滑时其受力情况如图乙所示,设匀速下滑的速度为v,则有 mgsin FfF安0(2 分)摩擦力 Ffmg cos(1 分)安培力 F安BILBBLvRrLB2L2vR r(1 分)联立解得 vmg（Rr）（sin cos）B2L25 m/s(2 分)(3)通过导体棒横截面的电荷量qI t I（Rr）t设导体棒下滑速度刚好为最大速度v 时的位移为 x,则 BxL(2 分)由动能定理得 mgx sin W安mg cos x12mv2,其中 W安为克服安培力做的功联立解得 W安3 J(2 分)克服安培力做的功等于回路在此过程中消耗的电能,即 Q 3 J 则导体棒 MN在此过程中消耗

19、的电能QrrRrQ 1.5 J(2分)16.(16分)解：(1)研究 B,据平衡条件,有 F2mgcos(2 分)解得 F3mg(2分)(2)研究整体,据平衡条件,斜面对 A的支持力 N3mgcos 332mg(1分)f N 332mg(1分)由几何关系得 A的位移 x2Rcos 303R(1 分)克服摩擦力做功 Wffx 4.5mgR(1分)由几何关系得 A上升高度与 B下降高度恰均为 h32R 据功能关系有 W 2mgh mgh Wf0(1 分)解得 W 12(93)mgR(1分)(3)B 刚好接触斜面时,挡板对 B弹力最大研究 B得 N m2mgsin 30 4mg(1分)研究整体得 fmin3mgsin 30 N m(2 分)解得 fmin2.5mg(1 分)minfminN5 39(2 分)2020届江苏省无锡市2017级高三上学期期末考试理科综合物理试卷