江苏省南通、扬州、连云港2015届高三第二次调研测试物理试题 2


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江苏省南通、扬州、连云港 2015 届高三第二次调研测试




b a O 第 1 题图 c 水流方向 d

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.如图所示,河水以相同的速度向右流动,落水者甲随 水漂流,至 b 点时,救生员乙从 O 点出发对甲实施救 助,则救生员乙相对水的运动方向应为图中的 A.Oa 方向 C.Oc 方向 B.Ob 方向 D.Od 方向

2.如图所示,带正电的 A 球固定,质量为 m、电荷量为+q 的粒子 B 从 a 处以速度 v0 射向 A,虚线 abc 是 B 运动的一段轨迹,b 点距离 A 最近.粒 子经过 b 点时速度为 v,重力忽略不计.则 A.粒子从 a 运动到 b 的过程中动能不断增大 B.粒子从 b 运动到 c 的过程中加速度不断增大 C.可求出 A 产生的电场中 a、b 两点间的电势差 D.可求出 A 产生的电场中 b 点的电场强度 3.某温控电路的原理如图所示,RM 是半导体热敏电阻,R 是滑动变阻器,某种仪器要求在 15℃~ 27℃的环境中工作.当环境温度偏高或偏低时,控制器会自动启动降温或 升温设备.下列说法中正确的是 A.环境温度降低,RM 的阻值减小 B.环境温度升高,Uab 变大 C.滑片 P 向下移动时,Uab 变大 D.调节滑片 P 能改变升温和降温设备启动时的临界温度 4.电容式加速度传感器的原理结构如图,质量块右侧连接轻质弹簧,左侧连 接电介质,弹簧与电容器固定在外框上.质量块可带动电介质移动改变 电容.则 A.电介质插入极板间越深,电容器电容越小 B.当传感器以恒定加速度运动时,电路中有恒定电流 C.若传感器原来向右匀速运动,突然减速时弹簧会伸长 D.当传感器由静止突然向右加速瞬间,电路中有顺时针方 向电流 5.如图所示,高层住宅外安装空调主机时,电机通过缆绳牵引主机沿竖直方向匀速上升.为避免 主机与阳台、窗户碰撞,通常会用一根拉绳拽着主机, 拽拉绳的人通过移动位置,使拉绳与竖直方向的夹角 β 变,则在提升主机过程中,下列结论正确的是 A.缆绳拉力 F1 和拉绳拉力 F2 都增大 B.缆绳拉力 F1 和拉绳拉力 F2 都不变 C.缆绳与竖直方向的夹角 α 可能大于角 β
F2 拉绳 第 5 题图 β 缆绳 F1 电机
计算机 电介质

c a
B

v0
第 2 题图

b +A

a
RM E P R
接 控 制 器

b

第 3 题图

质 量 块

第 4 题图

加速度传感器

地面上 保持不

α

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D.缆绳拉力 F1 的功率保持不变

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. 据报道, 一颗来自太阳系外的彗星于 2014 年 10 月 20 日擦火星而过. 如 彗星 图所示, 设火星绕太阳在圆轨道上运动, 运动半径为 r, 周期为 T. 该 彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力,轨道发生弯曲,彗星与 火星轨道 火星在圆轨道的 A 点“擦肩而过” .已知万有引力恒量 G,则 太阳 A.可计算出太阳的质量 A B.可计算出彗星经过 A 点时受到的引力 C.可计算出彗星经过 A 点的速度大小 第 6 题图 D.可确定彗星在 A 点的速度大于火星绕太阳的速度 7.涡流检测是工业上无损检测的方法之一.如图所示,线圈中通以一 定频率的 正弦交流电,靠近待测工件时,工件内会产生涡流,同时线圈中的 电流受涡 流影响也会发生变化.下列说法中正确的是 ~ A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B.涡流的频率等于通入线圈的交流电频率 C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 待测工件 D.待测工件可以是塑料或橡胶制品 第 7 题图 8.如图所示,在 xoy 平面的第Ⅰ象限内存在垂直 xoy 平面向里、磁 感应强度大小为 B 的匀强磁场, 两个相同的带电粒子以相同的速 度 v0 先后从 y 轴上坐标(0,3L)的 A 点和 B 点(坐标未知) 垂直于 y 轴射入磁场,在 x 轴上坐标( 3L ,0)的 C 点相遇, 不计粒子重力及其相互作用.根据题设条件可以确定 A.带电粒子在磁场中运动的半径 B.带电粒子的电荷量 C.带电粒子在磁场中运动的时间 D.带电粒子的质量 O y A

3L

v0 B

B

v0 C 3L
第 8 题图

x

9.如图甲所示,固定斜面 AC 长为 L,B 为斜面中点,AB 段光滑.一物块在恒定拉力 F 作用下, Ek 从最低点 A 由静止开始沿斜面上滑至最高点 C C,此过程中物块的动能 Ek 随位移 s 变化的 关系图象如图乙所示.设物块由 A 运动到 C B 的时间为 t0, 下列描述该过程中物块的速度 v F 随时间 t、加速度大小 a 随时间 t、加速度大 s O A L L 小 a 随位移 s、 机械能 E 随位移 s 变化规律的 2 乙 甲 图象中,可能正确的是 第 9 题图 v
a a E

t O
t0 2

t0

A

t s t0 t0 O L 历年全国高考试题 http://www.zgxzw.com/gaokaoshiti L 2 O 2

s
O
L 2

L

B

C

D

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三、简答题:本题分必做题(第lO、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分.请将解答填写在 答题卡相应的位置. 必做题 10.(10 分)某实验小组要测量电阻 Rx 的阻值. (1)首先,选用欧姆表“×10”挡进行粗测,正确操作后,表盘指针如图甲所示,则该电阻的 测量值为 ▲ Ω.
20 15 10 5

Rx V S

A

Rx V S R


A



乙 第 10 题图

R

(2)接着,用伏安法测量该电阻的阻值,可选用的实验器材有: 电压表 V(3V,内阻约 3kΩ) ; 电流表 A(20 mA,内阻约 2Ω) ;待测电阻 Rx; 滑动变阻器 R1(0-2kΩ) ;滑动变阻器 R2(0-200Ω) ;干电池 2 节;开关、导线若干. 在图乙、图丙电路中,应选用图 ▲ (选填“乙”或“丙” )作为测量电路, 滑动变阻器应选用 ▲ (选填“R1”或“R2” ) . (3)根据选择的电路和器材,在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接.
V mA

R0 R
A

R2
G

_

-

+


S 第 10 题图

S

a Rx

R1


b
V

(4)为更准确测量该电阻的阻值,可采用图戊所示的电路,G 为 灵敏电流计(量程很小) ,R0 为定值电阻,R、R1、R2 为滑动变阻 器.操作过程如下:①闭合开关 S,调节 R2,减小 R1 的阻值, 多次操作使得 G 表的示数为零,读出此时电压表 V 和电流表 A 的示数 U1、I1;②改变滑动变阻器 R 滑片的位置,重复①过程, 分别记下 U2、I2,?,Un、In;③描点作出 U-I 图象,根据图线 斜率求出 Rx 的值.下列说法中正确的有 ▲ . A.闭合 S 前,为保护 G 表,R1 的滑片应移至最右端

遮光片

接计时器 历年全国高考试题 http://www.zgxzw.com/gaokaoshiti 光电门

第 11 题图

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B.调节 G 表的示数为零时,R1 的滑片应位于最左端 C. G 表示数为零时,a、b 两点间电势差为零 D.该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响 11. (8 分)用图示装置测量重锤的质量,在定滑轮两侧分别挂上重锤和 n 块质量均为 m0 的铁片, 重锤下端贴一遮光片,铁架台上安装有光电门.调整重锤的高度,使其从适当的位置由静止开始 下落,读出遮光片通过光电门的挡光时间 t0;从定滑轮左侧依次取下 1 块铁片放到右侧重锤上, 让重锤每次都从同一位置由静止开始下落,计时器记录的挡光时间分别为 t1、t2?,计算出 t02、 t12?. (1)挡光时间为 t0 时,重锤的加速度为 a0.从左侧取下 i 块铁片置于右侧重锤上时,对应的挡光 时间为 ti,重锤的加速度为 ai.则

ai = ▲ .(结果用 t0 和 ti 表示) a0

(2)作出

ai ? i 的图线是一条直线,直线的斜率为 k,则重锤的质量 M= ▲ . a0

(3)若重锤的质量约为 300g,为使实验测量数据合理,铁片质量 m0 比较恰当的取值是 ▲ . A.1g B.5g C.40g D.100g (4)请提出一条减小实验误差的建议: ▲ . 12.选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂 满涂黑.如都作答,则按A、B两小题评分.) A.(选修模块3-3)(12分) 在大气中,空气团竖直运动经过各气层的时间很短,因此,运动过程中空气团与周围空气热量 交换极少,可看作绝热过程.潮湿空气团在山的迎风坡上升时,水汽凝结成云雨,到山顶后变得干 燥,然后沿着背风坡下降时升温,气象上称这股干热的气流为焚风. (大气压强随高度的增加而减 小) (1)空气团沿背风坡下降时,下列描述其压强 p 随体积 V 变化关系的图象中,可能正确的是 ▲ (图中虚线是气体的等温线). p p p p

D C B A (2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低,原因是空气团 ▲ (选填“对外放热”或“对外做 功” ) ;设空气团的内能 U 与温度 T 满足 U=CT(C 为一常数) ,空气团沿着背风坡下降过程中,外 界对空气团做的功为 W,则此过程中空气团升高的温度 ΔT= ▲ . (3)若水汽在高空凝结成小水滴的直径为 d,已知水的密度为 ρ、摩尔质量为 M,阿伏加德罗常数 为 NA.求:①一个小水滴包含的分子数 n; ②水分子的大小 d0. B.(选修模块3-4)(12分)

O

V

V O O

V O

V

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(1)下列说法中不符合事实的是 ▲ . A.机场安检时,借助 X 射线能看到箱内物品 B.交通警示灯选用红灯是因为红光更容易穿透云雾烟尘 C.建筑外装涂膜玻璃应用了光的全反射 D.液晶显示应用了偏振光 (2)如图所示,一束激光频率为 ν0,传播方向正对卫星飞行方向, 已知真空中光速为 c,卫星速度为 u,则卫星上观测到激光的传播速 度是 ▲ ,卫星接收到激光的频率 ν ▲ ν0(选填“大于” 、 “等 于”或“小于” ) .

激光

u

第 12B(2)题图

M P (3)如图所示,一半圆形玻璃砖半径 R=18cm,可绕其圆心 O ? 在纸面内转动,M 为一根光标尺,开始时玻璃砖的直径 PQ 与 O O1 光标尺平行.一束激光从玻璃砖左侧垂直于 PQ 射到 O 点,在 M 上留下一光点 O1.保持入射光方向不变,使玻璃砖绕 O 点逆 时针缓慢转动,光点在标尺上移动,最终在距离 O1 点 h=32cm Q 处消失.已知 O、O1 间的距离 l=24cm,光在真空中传播速度 第 12B(3)题图 c=3.0×108m/s,求: ①玻璃砖的折射率 n; ②光点消失后,光从射入玻璃砖到射出过程经历的时间 t. C.(选修模块 3-5)(12 分) 1995 年科学家“制成”了反氢原子,它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成.反质 子和质子有相同的质量,带有等量异种电荷.反氢原子和氢原子有相同的能级分布,氢原子能级如 图所示. ∞ 0 -0.85eV n=4 (1)下列说法中正确的是 ▲ . n=3 -1.51eV A.反氢原子光谱与氢原子光谱不相同 n=2 -3.4eV B.基态反氢原子的电离能是 13.6eV C.基态反氢原子能吸收 11eV 的光子发生跃迁 D.在反氢原子谱线中,从 n=2 能级跃迁到基态辐射光子的 波长最长 n=1 (2)反氢原子只要与周围环境中的氢原子相遇就会湮灭,因 -13.6eV 第 12C 题图 此实验室中造出的反氢原子稍纵即逝.已知氢原子质量为 m, 光在真空中传播速度为 c,一对静止的氢原子和反氢原子湮灭时辐射光子,则辐射的总能量 E= ▲ ,此过程 ▲ 守恒. (3)一群氢原子受激发后处于 n=3 能级,当它们向低能级跃迁时,辐射的光照射光电管阴极 K, 发生光电效应,测得遏止电压 UC=9.80V.求: ①逸出光电子的最大初动能 Ek; ②阴极 K 的逸出功 W. 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.

13. (15 分)电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目,原理可用下述模型说明.如图甲所示,虚

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线 MN 右侧存在一个竖直向上的匀强磁场,一边长 L 的正方形单匝金属线框 abcd 放在光滑水 平面上,电阻为 R,质量为 m,ab 边在磁场外侧紧靠 MN 虚线边界.t=0 时起磁感应强度 B 随 时间 t 的变化规律是 B=B0+kt(k 为大于零的常数) ,空气阻力忽略不计. (1)求 t=0 时刻,线框中感应电流的功率 P; (2)若线框 cd 边穿出磁场时速度为 v,求线框穿出磁场过程中,安培力对线框所做的功 W 及通 过导线截面的电荷量 q; (3)若用相同的金属线绕制相同大小的 n 匝线框,如图乙所示,在线框上加一质量为 M 的负载 物,证明:载物线框匝数越多,t=0 时线框加速度越大. M M a d B b


a

d B

c

b

c

乙 N N 第 13 题图 k、原长为 14. (16 分)如图所示,光滑杆 AB 长为 L, B 端固定一根劲度系数为 l0 的轻弹簧,质量 为 m 的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接. OO′ O 为过 B 点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为 θ.

(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静 止释放,求小球释放瞬间的加速度大小 a 及小 球速度最大时弹簧的压缩量△l1; (2)当球随杆一起绕 OO′轴匀速转动时,弹簧伸长 量为△l2,求匀速转动的角速度 ω; (3)若 θ=30?,移去弹簧,当杆绕 OO′轴以角速度 ω0= g 匀速转动时,小球恰好在杆上某一位置
L

A m

随杆在水平面内匀速转动,球受轻微扰动后沿 杆向上滑动,到最高点 A 时球沿杆方向的速度 大小为 v0, 求小球从开始滑动到离开杆过程中, 杆对球所做的功 W.

θ B O′
第 14 题图

15. (16 分)如图甲所示,一对平行金属板 M、N 长为 L,相距为 d,O1O 为中轴线.当两板间加电 压 UMN=U0 时,两板间为匀强电场,忽略两极板外的电场.某种带负电的粒子从 O1 点以速度 v0 沿 O1O 方向射入电场,粒子恰好打在上极板 M 的中点,粒子重力忽略不计. (1)求带电粒子的比荷 q ;
m

(2)若 MN 间加如图乙所示的交变电压,其周期 T ? L ,从 t=0 开始,前 T 内 UMN=2U,后 2T 内
2v0
3

3

UMN=-U, 大量的上述粒子仍然以速度 v0 沿 O1O 方向持续射入电场, 最终所有粒子刚好能全 部离开电场而不打在极板上,求 U 的值; (3)紧贴板右侧建立 xOy 坐标系,在 xOy 坐标第 I、IV 象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场 区域,磁场方向垂直于 xOy 坐标平面,要使在(2)问情景下所有粒子经过磁场偏转后都会

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聚于坐标为(2d,2d)的 P 点,求磁感应强度 B 的大小范围. y P(2d, 2d) M O1 v0 m -q N
甲 第 15 题图

UMN 2U x

O O -U

T 3

T

2T

t



南通市 2015 届高三第二次调研测试

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.B 2.C 3.D 4.D 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,错选或不答的得O分. 6.AD 7.ABC 8.AC 9.CD 三、简答题:本题共3小题,共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置. 10. (10 分) (1)140(2 分) (2)丙(2 分) R2(2 分) V mA (3)如答图(2 分) (找对的连线,每根线 1 分) (4)AD(2 分) (漏选得 1 分,错选不得分) 11. (8 分) (1) (2)
2 t0 ti2

(2 分)

2 ? nk m0 (2 分) k

_

-

+

(3) C (2 分) 第 10 题答图 (4)选取轻质小滑轮(减小滑轮与轴之间的摩擦或选取密度较大的重锤) (2 分) (减小绳与滑轮间摩擦同样给分) (计算题只要结果正确,给全分。结果错误,分步给分) 12.A(选修模块3-3)(12分) (1)C (3 分)

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(2) 对外做功(2 分)

W C

(2 分)

(3)解:①水滴的体积为 V ? 水滴的质量 m ? ?V 分子数 n ?

1 3 ?d 6

(1 分) (1 分)

?? d 3 N A m NA ? (1 分) M 6M
(1 分) ω (1 分) P O l C θ Q (2 分)
第 12B(3)题答图

②根据

M 1 3 ? ? d0 ? NA 6
3

M

解得 d 0 ?

6M ?? N A

O1 h

B(选修模块3- 4)(12分) (1) C (3 分) (2) c (2 分) 大于

(3) ①发生全反射时光路如答图, 全反射临界角 C ? 玻璃的折射率 n ?

?
2

h 4 tan ? ? ? l 3

(1 分) (1 分)

-?

1 5 ? ? 1.67 (1 分) sin C 3 c v? ②光在玻璃中传播的速度 (1 分) n 2R ? 2 ? 10 -9 s (1 分) 全反射时光穿过玻璃砖的时间 t ? v
C(选修模块3-5)(12分) (1) B (3 分) (2) 2mc2 (2 分)

能量和动量 (2 分) (1 分)

(3)① 根据动能定理 ?eUC ? 0 ? Ek

Ek ? 9.8eV

(1 分)

②初动能最大的电子是从能级 3 跃迁至能级 1 发出光照射金属板时产生的,则

hv ? E3 ? E1 Ek ? hv ? W

(1 分) (1 分)

解得 W ? 2.29eV (1 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.

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13. (15 分)解: (1)t=0 时刻线框中的感应电动势 E0 ?

?B 2 L (2 分) ?t
(1 分)

E0 2 功率 P ? R
解得 P ?

k 2 L4 R

(2 分) (1 分) (1 分)

(2)由动能定理有 W ? ?Ek 解得 W ?

1 2 mv 2

穿出过程线框中的平均电动势 E ? 线框中的电流 I ?

?? ?t
(1 分)

E R

通过的电量 q ? I ?t 解得 q ?

(1 分)

B0 L2 R
?? ?t

(1 分)

(3)n 匝线框中 t=0 时刻产生的感应电动势 E ? n 线框的总电阻 R 总=nR 线框中的电流 I ?

(1 分) (1 分) (1 分)

E R总

t=0 时刻线框受到的安培力 F ? nB0 IL

(1 分)

(nm ? M )a 设线框的加速度为 a,根据牛顿第二定律有 F ?
解得 a ?

kB0 L3 M ( ? m) R n

可知,n 越大,a 越大.

(1 分)

14. (16 分)解: (1)小球从弹簧的原长位置静止释放时,根据牛顿第二定律有

mg sin ? ? ma

(2 分)

解得 a ? g sin ?

(1 分)

小球速度最大时其加速度为零,则

k ?l1 ? mg sin ?

(1 分)

解得 ?l1 ?

mg sin ? (1 分) k

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(2)设弹簧伸长 Δl2 时,球受力如图所示,水平方向上有

FN

A

FN sin ? ? k ?l2 cos? ? m? (l0 ? ?l2 )cos? (2 分)
2

竖直方向上有 FN cos? ? k ?l2 sin ? ? mg ? 0 (2 分)

F2 mg B θ
第 14 题答图

mg sin ? ? k ?l2 解得 ? ? m(l0 ? ?l2 ) cos 2 ?
2 此时有 mg tan ? ? m?0 L0 cos?

(1 分)

(3)当杆绕 OO′轴以角速度 ω0 匀速转动时,设小球距离 B 点 L0, (1 分) (1 分)

解得 L0 ?

2L 3

此时小球的动能 Ek 0 ?

1 m(?0 L0 cos ? ) 2 2

(1 分)

小球在最高点 A 离开杆瞬间的动能 EkA ?

1 2 m[v0 ? (?0 L cos ? ) 2 ] (1 分) 2
(1 分) (1 分)

根据动能定理有 W ? mg ( L ? L0 )sin ? ? EkA ? Ek 0 解得 W ?

3 1 2 mgL ? mv0 8 2 1 L ? v0t0 (1 分) 2
(2 分) O 垂直极板方向有 vy

15. (16 分)解: (1)设粒子经过时间 t0 打在 M 板中点, 沿极板方向有

qU 0 2 1 d? t0 (2 分) 2 2md

2 q 4d 2v0 解得 ? m U 0 L2

T

2T

t

(2)粒子通过两板时间 t ?

L ? 2T (1 分) v0

第 15 题答图甲

从 t=0 时刻开始,粒子在两板间运动时每个电压变化周期的前三分之一时间内的加速

2qU ,方向垂直极板向上;在每个电压变化周期的后三分之二时间内加速度 md qU 大小 a2 ? ,方向垂直极板向下.不同时刻从 O1 点进入电场的粒子在电场方向的速度 md
度大小 a1 ? vy 随时间 t 变化的关系如答图甲所示. 因 为 所 有 粒 子 刚 好 能 全 部 离 开 电 场 而 不 打 在 极 板 上 , 可 以 确 定 在 t ? nT 或

1 t ? nT ? T 时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上下边缘处飞出. 它们在电场方向 3
偏转的距离最大.

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d 1 T ? 2[ (a1 )T ] 2 2 3

(2 分)

解得 U ?

3U 0 (2 分) 4

(3) 所有粒子射出电场时速度方向都平行于 x 轴, 大小为 v0. 设粒子在磁场中的运动半径为 r, P y 2 v 则 qv0 B ? m 0 (1 分)

r

解得 r ?

mv0 qB

(1 分)
d 2

v0 x

粒子进入圆形区域内聚焦于 P 点 时,磁场区半径 R 应满足:R=r(1 分) O 在圆形磁场区域边界上,P 点纵坐 ? d 2 标有最大值,如答图乙所示. 磁场区的最小半径 Rmin ? 应磁感应强度有最大值 Bmax ?

5 d ,对 4

4mv0 (1 分) 5qd

第 15 题答图乙

磁场区的最大半径 Rmax ? 2d ,对应磁感应强度有最小值 Bmin ?

mv0 (1 分) 2qd
(1 分)

所以,磁感应强度 B 的可能范围为

mv0 4mv0 ?B? 2qd 5qd

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