2020届江西师范大学附属中学高三4月阶段调考物理仿真考试试题及答案解析

2020届江西师范大学附属中学高三4月阶段调考仿真考试
物理试题
1．科学家通过实验研究发现，放射性元素
23892U 有多种可能的衰变途径：23892U 先变成210
83Bi ，210
83Bi 可以经一次衰变变成81Ti a ，也可以经一次衰变变成210X b （X 代表某种元
素），81Ti a 和210X b 最后都变成206
82Pb ，衰变路径如图所示。

则以下判断正确的是（ ）
A ．a ＝211，b ＝82
B ．①是β衰变，②是α衰变
C ．①②均是α衰变
D ．238
92U 经过7次α衰变5次β衰变后变成210
83Bi
2．如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另一端拴接着质量为M 的木块A ，开始时木块A 静止，现让一质量为m 的木块B 从木块A 正上方高为h 处自由下落，与木块A 碰撞后一起向下压缩弹簧，经过时间t 木块A 下降到最低点。

已知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块A 与木块B 碰撞时间极短，重力加速度为g ，下列关于从两木块发生碰撞到木块A 第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块A 的冲量I 的大小正确的是（ ）
A ．2(I M m =+
B ．2()gt I M m =+
C ．2(I M m =-
D ．22()I M m gt =++
3．如图所示，A 、B 、C 、D 为圆上的四个点，其中AB 与CD 交于圆心O 且相互垂直，E 、F 是关于O 点对称的两点但与O 点的距离大于圆的半径，E 、F 两点的连线与AB 、CD 都垂直。

在A 点放置一个电荷量为Q ＋的点电荷，在B 点放置一个电荷量为Q -的
点电荷。

则下列说法正确的是（ ）
A ．OE 两点间电势差大于OC 两点间的电势差
B ．D 点和E 点电势相同
C ．沿C ，
D 连线由C 到D 移动一正点电荷，该电荷受到的电场力先减小后增大 D ．将一负点电荷从C 点沿半径移动到O 点后再沿直线移动到F 点，该电荷的电势能先增大后减小
4．如图所示，质量为m 的物体A 静止在质量为M 的斜面B 上，斜面B 的倾角θ＝30°。

现用水平力F 推物体A ，在F
由零逐渐增加至32mg 再逐渐减为零的过程中，A 和B 始终保持静止。

对此过程下列说法正确的是（ ） A ．地面对B 的支持力随着力F 的变化而变化
B ．A 所受摩擦力方向始终沿斜面向上
C ．A 所受摩擦力的最小值为4mg ，最大值为3mg
D ．A 对B 的压力的最小值为
3mg ，最大值为33mg 5．建筑工人常常徒手向上抛砖块，当砖块上升到最高点时被楼上的师傅接住。

在一次抛砖的过程中，砖块运动3s 到达最高点，将砖块的运动匀变速直线运动，砖块通过第2s 内位移的后13用时为t 1，通过第1s 内位移的前15
用时为t 2，则21t t 满足（ ） A ．211154
t t << B ．211143t t << C ．211132t t << D ．21112t t << 6．如图甲所示，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，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R ＝10Ω，其余电阻均不计。

从某时刻开始在c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压。

则下列说法中正确的有（ ）
A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22V
B ．当单刀双掷开关与b 连接时，在t ＝0.01s 时刻，电流表示数为4.4A
C ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
D ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，原线圈的输入功率变小
7．如图甲所示，竖直放置的U 形导轨上端接一定值电阻R ，
U 形导轨之间的距离为2L ，导轨内部存在边长均为L 的正方形磁场区域P 、Q ，磁场方向均垂直导轨平面(纸面)向外。

已知区域P 中的磁场按图乙所示的规律变化(图中的坐标值均为已知量)，磁场区域Q 的磁感应强度大小为B 0。

将长度为2L 的金属棒MN 垂直导轨并穿越区域Q 放置，金属棒恰好处于静止状态。

已知金属棒的质量为m 、电阻为r ，且金属棒与导轨始终接触良好，导轨的电阻可忽略，重力加速度为g 。

则下列说法正确的是（ ）
A
．通过定值电阻的电流大小为02mg B L
B ．0~t 1时间内通过定值电阻的电荷量为10mgt B L
C ．定值电阻的阻值为()3100
1B B L B mgt -
D ．整个电路的电功率为()1001mg B B L
B t -
8．在一颗半径为地球半径0.8倍的行星表面，将一个物体竖直向上抛出，不计空气阻力．从抛出开始计时，物体运动的位移随时间关系如图（可能用到的数据：地球的半径为6400km ，地球的第一宇宙速度取8 km/s ，地球表面
的重力加速度10m/s 2，则（ ）
A ．该行星表面的重力加速度为8m/s 2
B ．该行星的质量比地球的质量大
C．该行星的第一宇宙速度为6.4km/s
D．该物体落到行星表面时的速率为30m/s
9．如图所示的实验装置，桌面水平且粗糙，在牵引重物作用下，木块能够从静止开始做匀加速直线运动。

在木块运动一段距离后牵引重物触地且不反弹，木块继续运动一段距离停在桌面上（未碰到滑轮）。

已知牵引重物质量为m，重力加速度为g。

某同学通过分析纸带数据，计算得到牵引重物触地前、后木块的平均加速度大小分别为a1和a2，由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为μ=_______（结果用题中字母表示）；在正确操作、测量及计算的前提下，从系统误差的角度，你认为该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会________（选填“偏大”、“偏小”“不变”）；木块的质量为M=________（结果用题中字母表示）。

10．在“测定金属的电阻率”实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，其示数为_______cm；用刻度尺测得金属丝的长度如图乙所示，其示数为________cm；用欧姆表粗略测量该金属丝的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图丙所示，其示数为________Ω。

（2）用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R，实验所用器材如下：
a．电流表A (量程为0.2A，内阻为1Ω)
b．电压表V (量程为9V，内阻约3kΩ)
c．定值电阻R0(阻值为2Ω)
d．滑动变阻器R(最大阻值为10Ω，额定电流为2A)
e．电池组(电动势为9V，内阻不计)
f．开关、导线若干
①某小组同学利用以上器材设计电路，部分电路图如图丁所示，请把电路图补充完整_____。

(要保证滑动变阻器的滑片任意移动时，电表均不被烧坏)
②某次实验中，电压表的示数为4.5V，电流表的示数为0.1A，则金属丝电阻的值为________Ω；根据该测量值求得金属丝的电阻率为________Ω·m。

(计算结果均保留三位有效数字)
11．如图所示，水平传送带右端与半径为R=0.5m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于Q 点，传送带以某一速度顺时针匀速转动。

将质量为m=0.2kg的小物块轻轻放在传送带的左端P点，小物块随传送带向右运动，经Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。

小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5，取g=10m/s2。

(1) 求传送带的最小转动速率v0；
(2) 求传送带PQ之间的最小长度L；
(3) 若传送带PQ之间的长度为4m，传送带以(1)中的最小速率v0转动，求整个过程中产生的热量Q及此过程中电动机对传送带做的功W．
12．如图所示，在第一象限内，存在垂直于xOy 平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于xOy 平面向外、磁感应强度大小为0B 的匀强磁场Ⅱ。

一质量为m ，电荷量为q +的粒子，从x 轴上M 点以某一初速度垂直于x 轴进入第四象限，在xOy 平面内，以原点O 为圆心做半径为0R 的圆周运动；随后进入电场运动至y 轴上的N 点，沿与y 轴正方向成45︒角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于x 轴进入第四象限。

不计粒子重力。

求：
（1）带电粒子从M 点进入第四象限时初速度的大小0v ；
（2）电场强度的大小E ；
（3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小1B 。

13．关于对液体的理解，下列说法正确的是（ ）
A ．船能浮在水面上，是由于水的表面存在张力
B ．水表面表现张力是由于表层分子比内部分子间距离大，故体现为引力造成的
C ．密闭容器，某种蒸气开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸气仍是饱和的
D ．相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与该温度水的饱和汽压之比
E ．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面
14．如图所示，固定在水平面开口向上的导热性能良好足够高的汽缸，质量为m ＝5kg 、横截面面积为S =50cm 2的活塞放在大小可忽略的固定挡板上，将一定质量的理想气体封
闭在汽缸中，开始汽缸内气体的温度为t 1=27℃、压强为p 1=1.0×
105Pa 。

已知大气压强为p 0=1.0×
105Pa ，重力加速度为g =10m/s 2。

(1)现将环境的温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少摄氏度？
(2)继续升高环境的温度，使活塞缓慢地上升H =10cm ，在这上过程中理想气体的内能增
加了18J，则气体与外界交换的热量为多少？
15．如图，a、b、c、d是均匀介质中水平轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为4m、6m和8m。

一列简谐横波沿x轴正向传播，在t=0时刻传到质点a处，使质点a由平衡位置开始竖直向下运动。

波继续向前传播，t=5s时质点b已经通过了8cm路程并第一次回到了平衡位置，此时质点c刚好开始振动。

则下列说法正确的是________
A．该波的波速为1.6cm/s
B．质点c开始振动后，其振动周期为6s
C．当t>5s后，质点b向下运动时，质点c一定向上运动
D．在7s<t<9s的时间间隔内质点c向上加速运动
E．在t=10s时刻质点d的加速度方向向上
16．如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n＝2，AB＝BC＝8 cm，OA＝2 cm，∠OAB ＝60°．
（1）求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向；
（2）第一次的出射点距C多远．
2020届江西师范大学附属中学高三4月阶段调考仿真考试
物理试题参考答案
1．D
【解析】
ABC ．210
83Bi 经过①变化为a 81Ti ，核电荷数少2，为α衰变，即210
a 483812Bi Ti He →+，故：
a ＝210－4＝206
210
83Bi 经过②变化为210
b X ，质量数没有发生变化，为β衰变，即210210083b 1Bi X e -→+，故：
b ＝83＋1＝84
故ABC 错误；
D ．238
92U 经过7次α衰变，则质量数少28，电荷数少14，在经过5次β衰变后，质量数不变，电荷数增加5，此时质量数为：
238－28＝210
电荷数为：
92－14＋5＝83
变成了210
83Bi ，故D 正确。

故选D 。

2．D
【解析】
B 下落h 时的速度为：
B v =
物块B 与A 碰撞过程动量守恒，则：
()B mv M m v =+
以向下为正方向，则两物块从开始运动到到达最低点过程中由动量定理：
1()0()M m gt I M m v +-=-+
从两木块发生碰撞到木块A 第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块A 的冲量I 的大小
为：
I =2I 1
联立解得：
22()I M m gt =+
故选D 。

3．B
【解析】
ABD ．CD 与EF 所在的平面是一个等势面，则OE 两点间电势差等于OC 两点间的电势差，D 点和E 点电势相同，在等势面上移动电荷，电场力不做功，负点电荷电势能不变，故AD 错误，B 正确；
C ．C 、
D 连线上电场强度先增大后减小，点电荷受到的电场力先增大后减小，故C 错误。

故选B 。

4．D
【解析】
A ．对A
B 组成的整体受力分析，整体受力平衡，竖直方向受到重力和地面对B 的支持力，所以地面对B 的支持力等于()M m g +，保持不变，A 错误；
B ．拉力F 最大时沿斜面向上的分力为：
cos300.75F mg ︒=
重力沿斜面向下的分力为：
sin300.5mg mg ︒=
故此时摩擦力沿斜面向下，B 错误；
C ．对A 受力分析，受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用，当拉力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力为零，所以摩擦力最小为零，当0F =时，f 最大，
max sin 300.5f mg mg =︒=
C 错误；
D ．垂直于斜面方向有：
cos30sin 30N F mg F ︒=︒+
当0F =时，N F 最小，最小为：
min cos30N F mg =︒=
当F mg =
时，N F 最大，最大为：
max 1cos30224
N F mg mg =︒+
⨯= D 正确。

故选D 。

5．C 【解析】
竖直向上抛砖是匀变速直线运动，经过3s 减为0 ，可以从最高点开始逆向思维，把上升过程反过来看作自由落体运动。

根据自由落体运动的公式2
12
h gt =，得第1s 内，第2s 内，第3s 内的位移之比为：
123::1:3:5S S S =
从最高点开始，设第1s 内位移为x ，则第2s 内为3x ，第3s 内为5x 。

所以从最高点开始，砖块通过上抛第2s 位移的后
13的位移为第2个x ，通过第1s 内位移的前1
5
的位移即为第9个x ，按照自由落体公式可得：
1t =
2t =
所以，
210.41t t =≈ 所以ABD 错误，C 正确。

故选C 。

6．AB
【解析】
A ．当单刀双掷开关与a 连接时，变压器原副线圈的匝数比为10∶1，输入电压：
1U =
＝220 V 故根据变压比公式：
1122101
U n U n == 可得输出电压为22 V ，电压表的示数为22V ，故A 正确；
B ．当单刀双掷开关与b 连接时，变压器原副线圈的匝数比为5∶1，输入电压U 1＝220 V ，故根据变压比公式，输出电压为44 V ，根据欧姆定律，电流表的示数即为输出电流的有效值：
2244
A=4.4A 10
U I R =
= 故B 正确；
C ．由图象可知，交流电的周期为2210s -⨯，所以交流电的频率为：
1
50Hz f T
=
= 当单刀双掷开关由a 拨向b 时，变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz 。

故C 错误；
D ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，根据变压比公式，输出电压增加，故输出电流增加，故输入电流也增加，则原线圈的输入功率变大，故D 错误。

故选AB 。

7．BD 【解析】
A ．金属棒恰好处于静止状态，有：
0mg B IL =
解得电流大小：
0mg
I B L
=
故A 错误；
B ．0～t 1时间内通过定值电阻的电荷量：
1
10mgt q It B L
==
B 项正确；
C ．根据题图乙可知，感应电动势：
()2
2101
B B L
BL E t t -∆==
∆ 又：
()E I R r =+
联立解得：
()31001
B B L B R r mgt -=-
故C 错误；
D ．整个电路消耗的电功率：
()()210101
001
B B L mg B B L
mg P EI t B L
B t --==⨯
=
故D 正确。

故选BD 。

8．AC 【解析】
A ．由图读出，物体上升的最大高度为：h =64m ，上升的时间为： t =4s 。

对于上升过程，由
2
12
h gt =
可得： 22222648m/s 4
h g t ⨯=
==星 选项A 正确； B ．根据2Mm
G
mg R
= 可得： G
gR M 2
= 则该行星的质量比地球的质量小，选项B 错误；
C ．根据2
2Mm v G m mg R R
== 可得：
v =则：
v v 星地 则该行星的第一宇宙速度为：
=0.88km/s 6.4km/s v ⨯=星
选项C 正确；
D ．该物体落到行星表面时的速率为：
32m/s v ===
故D 错误； 故选AC 。

9．
2
a g 偏大 ()112
-+m g a a a 【解析】
[1]牵引重物触地后，对木块由牛顿第二定律：
2Mg Ma μ=
由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为：
2
a g
μ=
[2]在减速阶段产生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会偏大。

[3] 牵引重物触地前，对木块和牵引重物分别用牛顿第二定律：
1T Mg Ma μ-=
1-=mg T ma
联立解得：
()112
m g a M a a -=
+
10．0. 2210 30. 50 30. 0
29. 3 43.6810-⨯
【解析】
(1)[1]螺旋测微器的示数为：
2mm 21.00.01mm 2.210mm 0.2210cm +⨯==
[2] 刻度尺示数为：
450.0mm 100.0mm 350.0mm 35.0cm -==
[3] 欧姆表选择“×1”欧姆挡测量，示数为：
30.01Ω=30.0Ω⨯
(2)[4]当电压表满偏时，通过x R 的电流约为0. 3A ，可利用0R 与电流表并联分流，因电流表内阻已知，故电流表采用内接法。

[5]通过x R 的电流为：
A A
A 0.15A I R I I R
=+
= x R 两端的电压：
V 4.4I R U U =-=A A V
故：
4.429.30.15
x U R I =
==ΩΩ
[6]由l
R S
ρ
=知金属丝的电阻率： 2
4()2 3.6810Ωm x x d R R S l l
πρ-⋅===⨯⋅ 11．（1）5m/s （2）2.5m （3）2.5J 5J 【解析】
(1)由题意知，传送带转动速率最小时，小物块到达Q 点已与传送带同速且小物块刚好能到达N 点，在N 点有：
2
N
v mg m R
= 小物块从Q 点到N 点，由动能定理得：
22011222
N mg R mv mv -•=
- 联立解得：
05m/s v =
(2)传送带长度最短时，小物块从P 点到Q 点一直做匀加速运动，到Q 点时刚好与传送带同速，则有：
202v aL =
mg ma μ=
联立解得：
2.5m L =
(3)设小物块经过时间t 加速到与传送带同速，则：
0v at =
小物块的位移：
2
112
x at =
传送带的位移：
0x v t =
根据题意则有：
21x x x ∆=- Q mg x μ=•∆
联立解得：
2.5J Q =
由能量守恒定律可知，电动机对传送带做功：
2
12
W Q mv =+ 代入数据解得：
5J W =
12．（1）000qB R v m =
（2）200
2qB R E m
= （3）1012B B = 【解析】
（1）粒子从x 轴上M 点进入第四象限，在xOy 平面内，以原点O 为圆心做半径为0R 的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：
2
0000
v qv B m R =
解得：
00
0qB R v m
=
（2）粒子在第二象限内做类平抛运动，沿着x 轴方向：
qE ma =
2002y v aR -=
沿与y 轴正方向成45︒角离开电场，所以，
0y v v =
解得电场强度：
200
2qB R E m
=
(3)粒子的轨迹如图所示：
第二象限，沿着x 轴方向：
002
y v R t +=
沿着y 轴方向：
0ON v t =
所以，
02ON R =
由几何关系知，三角形OO’N 为底角45°的等腰直角三角形。

在磁场Ⅰ中运动的半径：
0R ==
由洛伦兹力提供向心力：
2
1v qvB m R
=
粒子在N 点速度沿与y 轴正方向成45︒角离开电场，所以离开的速度：
0v =
所以磁场Ⅰ的磁感应强度的大小：
1012
B B =
13．BDE 【解析】
A ．船能浮在水面上，是由于水的浮力作用，故A 项错误；
B ．液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力，故B 项正确；
C ．在一定温度下，饱和蒸气的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，与体积无关；密闭容器中某种蒸气开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积时，蒸气不再是饱和的，但最后稳定后蒸气是饱和的，压强不变；故C 项错误；
D ．相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比，故D 项正确；
E ．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，单位时间内从水中出来的水分子和从空气进入水中的水分子个数相等，达到一种动态平衡，故E 项正确。

14．(1) 57℃；(2)73J 【解析】
(1)气体的状态参量：
127273K 300K T =+=，51 1.010Pa p =⨯
对活塞由平衡条件得：
20p S p S mg =+
解得：
52 1.110Pa p =⨯
由查理定律得：
12
12
p p T T = 解得：
2330K T =
则：
2330273C 57C t =-︒=︒
(2)继续加热时，理想气体等压变化，则温度升高，体积增大，气体膨胀对外界做功，外界对气体做功：
255J W p SH =-=-
根据热力学第一定律U W Q ∆=+，可得理想气体从外界吸收的热量：
73J Q U W =∆-=
15．BCE
【解析】
A ．在t =5s 的时间内波形从a 传播到c 距离为10m ，故波速为：
10
m/s 2m/s 5
ac x v t =
== 故A 错误；
B ．从波源a 起振开始到波形传播到b 点的时间为：
14
2s t v =
= B 点起振后振动了半个周期，总时间为5s ，有：
152
T t =+
可得：
6s T =
而所有质点点的振动周期相同，故质点c 开始振动后其振动周期也为6s ，故B 正确； C ．当t >5s 后，b 和c 都已开始振动，两者的距离为6m 等于半个波长，则质点b 向下运动时质点c 一定向上运动，故C 正确；
D ．当时间7s<t <9s 时，而周期6s T =，c 点起振需要5s ，则c 点的振动时间在
2~33
T T 范围内且起振向下，故c 正经过波谷后向平衡位置振动，则质点c 向上先加速运动后减速向上运动，故D 错误；
E ．质点ad 的距离为18m ，则波源a 到d 的时间为：
18
s 9s 2
x t v ∆∆=
== 故质点振动的时间1s 6
T
=，且起振竖直向下，而加速度指向平衡位置方向向上，故E 正确。

故选BCE 。

16．①光线第一次从CD 边射出与CD 边成45°斜向左下方； ②3
m 【解析】 根据1
sinC n
=
，求出临界角的大小，从而作出光路图，根据几何关系，结合折射定律求出出射光线的方向；根据几何关系，求出第一次的出射点距C 的距离； (1)因为1
sinC n =
=45C =︒
江西师范大学附属中学高三4月阶段调考仿真考试 物理参考答案 第 13 页 共 13 页 第一次射到AB 面上的入射角为60︒，大于临界角,所以发生全反射，反射到BC 面上，入射角为60︒，又发生全反射，射到CD 面上的入射角为30i =︒ 根据折射定律得：sinr n sini
=
解得：45r =︒
即光从CD 边射出,与CD 边成45︒斜向左下方，
(2)根据几何关系得：AF =4cm
则：BF =4cm
∠BFG =∠BGF ，则：BG =4cm
所以，GC =4cm
所以，3
CE cm =。