2020年江苏省淮安市文华中学高三物理测试题含解析

2020年江苏省淮安市文华中学高三物理测试题含解析
一、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. 用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空（如图①）。

现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图②），这个过程称为气体的自由膨胀。

下列说法正确的是
A．自由膨胀过程中，气体分子只作定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
参考答案：
答案：C
解析：气体分子永不停息做无规则运动，故A错；自由膨胀后，气体对外做功W＝0，容器绝热，其热传递能量Q＝0，由热力学第一定律可知，其内能不变，气体温度不变，但由于膨胀体积增大，故压强减小，所以B错，C对；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D 错。

2. 如图7所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头。

电压表V 和电流表A均为理想电表，除R以外其余电阻不计。

从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，下列说法中正确的是（）
A．时，ac两点间的电压瞬时值为110V.
B．时，电压表的读数为22V. C．滑动变阻器触头向上移，电压表和电流表的示数均变大。

D．单刀双掷开关由a搬向b，电压表和电流表的示数均变小。

参考答案：
B
3. （单选）人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动。

如下图所示。

以下说法正确的是（）
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.人受到的合外力不为零
D.人受到的合外力方向与速度方向相同
参考答案：
C
4.
（多选）如图所示，木板B放在粗糙的水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用水平力F向左拉动B，使B以速度v做匀速运动，这时绳水平，张力为F T．下面说法正确的是（）
A．F T=F
B．木块A受到的是滑动摩擦力，大小等于F T
C．木板B受到一个静摩擦力，一个滑动摩擦力，合力大小等于
F
D．若木板B以2v的速度匀速运动，则拉力仍为F
参考答案：
解：对A、B受力分析：由于A时刻静止，则A受水平向右的张力和水平向左的摩擦力；又因为物体间力的作用是相互的，则物体B受到A对它水平向右的摩擦力；由于B作匀速直线运动，则B受到水平向左的拉力和水平向右的两个摩擦力平衡，即与A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力平衡；
如图所示：
A、由于B向左作匀速直线运动，则F=f B+f，而A相对于B位置不变，因此F T=f A，并且f A=f B，故木块A受到的滑动摩擦力大小等于F T，不等于F，故A错误B正确；
C、木板B受到两个滑动摩擦力，合力大小等于0，故C错误；
D、滑动摩擦力大小与相对速度无关，故木板B以2v的速度匀速运动时，拉力还等于F，故D正确；故选：BD
5. 如图所示，一个小球沿竖直固定的光滑圆形轨道的内侧做圆周运动，圆形轨道的半径为R，小球可看作质点，则关于小球的运动情况，下列说法正确的是
A．小球的线速度方向时刻在变化，但总在圆周的切线方向上
B．小球通过圆周最高点时的速度可以等于0
C．小球线速度的大小总大于或等于
D．小球转动一周的过程中，外力做功之和等于0
参考答案：
ACD 二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，一长为L、质量为m的均匀棒可绕O点转动，下端A搁在光滑球面上，用过球心的水平力向左推球．若在图示位置棒与球相切，且与竖直方向成45°时球静止，则水平推力F
为．若球经过图示位置时水平向左的速度为v，则棒的端点A的速度为．
参考答案：
；v．
【考点】力矩的平衡条件；运动的合成和分解．
【分析】根据力矩平衡条件，列出方程，求得球对棒的支持力，再对球受力分析，依据平衡条件，即可求解水平推力大小；对棒与球接触处进行运动的分解，确定两分运动，从而即可求解．
【解答】解：对棒受力分析，根据力矩平衡，由图可知，则有：mg×=N×L
解得：N=
再对球受力分析，依据平衡条件，则有：Ncos45°=F
解得：F=
由题意可知，对棒与球接触处，进行运动的分解，如图所示：
则有：v A =vcos45°=v 故答案为：
；
v ．
7. 如图所示，在《探究产生感应电流的条件》的实验中，当磁铁静止在线圈上方时，可观察到电流表指针 不偏转 （选填“偏转”或“不偏转“）；当磁铁迅速插入线圈时，可观察到电流表指针 偏转 （选填“偏转”或“不偏转“）；此实验说明：只要穿过闭合电路的磁通量发生 变化 ，电路中就有感应电流产生．
参考答案：
8. 4．在图示的复杂网络中，所有电源的电动势均为E 0，所有电阻器的电阻值均为R 0，所有电容器的电容均为C 0，则图示电容器A 极板上的电荷量为 。

参考答案：
．（5分）
9. 如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其它测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率．则玻璃砖所在位置为图中的
参考答案：
10. 质量为0.2kg 的小球以10m/s 速度竖直下落到水泥地面，然后向上弹起．若取竖直向上为正方向，
小球与地面碰撞前后动量的变化量为3.6kgm/s ，则小球与地面相碰前瞬间的动量为 ﹣2 kgm/s ，小球向上弹起的速度大小为 8 m/s ．
参考答案：
解：取竖直向上方向为正方向，则小球与地面相碰前的动量P0=mv0=﹣0.2×10=﹣2kg?m/s；在碰撞过程中动量的变化为：△p=mv2﹣P0=3.6kg?m/s．
解得：v2=8m/s；
故答案为：﹣2 8
11. 某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。

初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。

现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。

此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。

参考答案：
(1). 低于(2). 大于
【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。

最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：
又，m为容器内气体质量
联立得：
取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界。

故本题答案为：低于；大于。

12. 某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。

该小组已经测量了两个光电门间的距离为L，遮光条的宽度为d，遮光条通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则：（1）小车的实际加速度可以表示为____________（用题中所给物理量表示）
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出a－F关系的点迹（如图所示）。

经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是（）
A．轨道与水平方向夹角太大
B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力
C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
参考答案：
（1）a=（2）BC
解析：（1）遮光条通过两个光电门时的速度分别为v1=d/ t1，v2=d/ t2。

根据匀变速直线运动规律，v22-v12=2aL，解得小车的实际加速度可以表示为a=。

（2）图线直线部分没有过原点，产生的主要原因可能是轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力，选项A错误B正确；图线上部弯曲产生的主要原因可能是所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势。

13. 如图所示，OB杆长L，质量不计，在竖直平面内绕O轴转动。

杆上每隔处依次固定
A、B两个小球，每个小球的质量均为m。

已知重力加速度为g。

使棒从图示的水平位置静止释放，当OB杆转到竖直位置时小球B的动能为_____________，小球A的机械能的变化量为___________。

参考答案：
，
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在如图乙同种材料两木板通过一小段圆弧连接成一个斜面和水平面部分，现要测量正方体小铁块A、B和这木板间的动摩擦因数μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足够长，重力加速度为g）
Ⅰ.用 20 个等分刻度的游标卡尺测定小铁块A的边长d如图丙，测得长度为d＝ cm．
Ⅱ.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器，其结构如图甲所示，a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 a、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．从而可以算得物体的速度。

将斜面体置于水平桌面上，斜面顶端 P 悬挂一铅垂线，Q 为锥尖与桌面的接触点，1和 2 是固定在斜面上的两个光电门（与之连接的电路未画出），让小铁块A由P点沿斜面滑下，小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为Δt1、Δt2，用米尺测得 l、2 之间的距离为 L，则小铁块下滑过程中的加速度a= ；(用题中字母表示) 再利用米尺测出、，就可以测得动摩擦因数μ1．
Ⅲ.若再测铁块B和板间动摩擦因数μ2?时，光电计时器出现故障不能使用，现只利用米尺完成实验，若已测得PQ高为h，则只需要再测。

（要求只能再测一个物理量）
测得的动摩擦因数μ2＝???????? ???（用已知量和测定的物理量所对应的字母表示）
参考答案：
(1) Ⅰ. BD Ⅱ. F ； F，,
（2）（1）2.020cm （3）；测出PQ的距离h及斜面部分长。

（4）让滑块从斜面上的P点由静止滑下，最后停在C点，用米尺量出QC长度x；u＝h/x
15. 某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如下图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的．
(1)（3分）在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是______．
(2) （3分）打A纸带时，物体的加速度大小是________ m/s2．
(3) （3分）打点计时器打1号计数点时小车的速度为______________m/s.
参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v=12m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶。

经过t0=2s，警车发动起来，以加速度a=2m/s2做匀加速运动，若警车最大速度可达vm=16m/s，问：
（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？
（2）警车发动起来以后至少多长时间可以追上货车？
参考答案：
见解析
（1）当警车与货车速度相等时，两者距离最大。

由at1=v，得t1=6s
此时
(2)警车发动到达到最大速度需要t2= vm/a=8s
此时货车位移x1= v(t0+ t2)=120m 警车位移
即警车还未追上货车，此时二者相距Δx’= x1- x2=56m
还需要时间
所以警车从发动到追上货车的最短时间为t= t2+ t3=22s
17. 如图所示，一光滑斜面的直角点A处固定一电荷量为＋q、质量为m的绝缘小球，另一同样小球置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现把上部小球从B点由静止自由释放，球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处，求：（1）小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度；
（2）小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力大小．
参考答案：
（1）由题意知：小球运动到D点时，由于AD＝AB，所以有电势φD＝φB，即U DB＝φD－φB＝0①
则由动能定理得：mgsin30°＝mv－0②
联立①②解得：v D＝．③
（2）当小球运动至C点时，对小球受力分析如图所示，则由平衡条件得：
N＋F库·sin30°＝mgcos30°④
由库仑定律得：
F库＝⑤
联立④⑤得：
N＝mg－
由牛顿第三定律得：N′＝N＝mg－．
答案：（1）（2）mg－
18. 如图甲所示，半径为R的导体环内，有一个半径为r的虚线圆，虚线圆内有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化规律为B1=kt（k>0且为常量）。

（1）求导体环中感应电动势E的大小；
（2）将导体环换成内壁光滑的绝缘细管（管子内径忽略），管内放置一质量为m、电荷量为+q的小
球，小球重力不计，如图乙所示。

已知绝缘细管内各点涡旋电场的电场强度大小为，方向与该点切线方向相同。

小球在电场力作用下沿细管加速运动。

要使t时刻管壁对小球的作用力为零，可在细管处加一垂直于纸面的磁场，求所加磁场的方向及磁感应强度的大小B2。

参考答案：
（1）得（2）洛伦兹力方向指向圆心。

由左手定则，磁场方向垂直纸面向里。

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，有
得
（2）洛伦兹力方向指向圆心。

由左手定则，磁场方向垂直纸面向里。

电场力：F=E Rq
F=ma
t时刻速度v=at
洛伦兹力大小F洛=qvB2
联立解得。