江西师范大学附属中学2020届高三教学质量监测理综物理试题含解析

江西师范大学附属中学2020届高三教学质量监测
理综物理试题含解析
2020届江西师范大学附属中学高三教学质量监测理综物理
二、选择题∶本大题共8小题。

在每小题给出的四个选项中,第14—17题只有一项符合题目要求，第18-21题有多项符合题目要求。

1.一个质点做直线运动，其位移随时间变化的规律为263(m)x t t =-，其中时间t 的单位s ，则当质点的速度大小为9m/s 时,质点运动的位移为
A. 3。

75m
B 。

-3。

75m
C 。

2.25m
D. —2.25m 【答案】B
【解析】 【详解】根据匀变速方程2012x v t at =+,可知物体初速度为6m/s ，加速度为-6m/s 2．所以当质点速度大小为9m/s 时,根据速度位移关系：
220' 3.75m 2v v x a -==-,ACD 错误B 正确．
2.科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．
在研究和解决问题的过程中,不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图所示．
①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面；
②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度;
③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动．
通过对这个实验的分析,我们可以得到的最直接结论是()
A。

自然界的一切物体都具有惯性
B. 光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力
C。

如果小球受到力作用，它的运动状态将发生改变
D。

小球受到的力一定时，质量越大,它的加速度越小
【答案】B
【解析】
理想斜面实验只能说明钢球具有惯性，推广到一切物体的是牛顿,A错误；伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因，光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力，B正确；如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变,这是牛顿得出的，C错误；小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小，这是牛顿第二定律内容，
D错误．
3。

如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，小球从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是(）
A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B. 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态
C。

小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒
D。

小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势，但由于墙壁对半圆形槽的作用，半圆形槽实际上没有动，整个系统中只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒；小球过了半圆形槽的最低点以后，小球对槽的作用力斜向右下，对槽做正功,槽向右运动，槽对小球的作用力斜向左
上，槽对球做负功,该过程中除了重力做功外，槽对小球的弹力也做功，故小球的机械能不守恒，AD错误；
小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，在A点，小球竖直方向上只受重力,是加速度竖直向下，处于失重状态，在最低点，小球的加速度方向竖直向上,处于超重状态，所以小球先失重，后超重,B错误；
对系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒，C正确．
4。

如图,三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为
ab=5cm，bc=3cm,ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）
A。

a、b的电荷同号,16
k=
9
B. a、b的电荷异号，16
k=
9
C. a、b的电荷同号，64
k=
27
D。

a、b电荷异号,64
k=
27
【答案】D
【解析】
【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸,且小球c所受库仑力
的合力的方向平行于a ，b 的连线，可知，a 、b 的电荷异号，对小球c 受力分析，如下图所示
因ab =5cm ，bc =3cm ，ca =4cm ，因此ac ⊥bc ，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有
43
Fa ac Fb bc == 根据库仑定律有
2c a
a Q q F k ac =，2
c b Q qb F k bc = 综上所得
224643327
4a b q q =⨯= 故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

5.如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图．当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化，若静电计上的指针偏角为θ，则被测物体（ ）
A. 向左移动时，θ增大
B 。

向右移动时，θ增大
C 。

向左移动时,θ减小
D. 向右移动时，θ减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AC ．由公式4S
C kd επ=,可知当被测物体带动电介质板向左
移动时，导致两极板间电介质增加，则电容C 增加，由公式Q
C U =
可知电荷量Q 不变时，U 减少,则θ减少,故A 错误，C 正确； BD ．由公式4S C kd επ=，可知当被测物体带动电介质板向右移动时,导致两极板间电介质减少，则电容C 减少，由公式Q C U
=
可知电荷量Q 不变时，U 增加，则θ增加,故B 正确，D 错误。

故选BC 。

6.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上;L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称。

整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0,方向垂直于纸面向外。

已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0,方向也垂直于纸面向外。

则( ）
A。

流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为7
12
B0
B。

流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为1
12
B0
C。

流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为1
12
B0
D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为7
12
B0【答案】AC
【解析】
【详解】外磁场、电流的磁场方向如图所示
在b点
1
2
B0＝B0－B1＋B2
在a点
1
3
B0＝B0－B1－B2
由上述两式解得B1＝7
12B0,B2＝1
12
B0。

故AC正确,BD错误.
故选AC。

7.如图所示，下端封闭、上端开口、高h =5m 内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有质量m =10g ，电荷量的绝对值|q|=0。

2C 的小球，整个装置以v =5m/s 的速度沿垂直于磁场方向进入磁感应强度B =0。

2T ，方向垂直纸面向内的匀强磁场，由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端管口飞出．g 取10m/s 2．下列说法中正确的是（ ）
A. 小球带负电
B 。

小球在竖直方向做匀加速直线运动
C. 小球在玻璃管中的运动时间小于1s
D. 小球机械能的增加量为1J
【答案】BD
【解析】
【详解】A ．由左手定则可知，小球带正电，选项A 错误； B ．玻璃管在水平方向做匀速运动，则竖直方向所受的洛伦兹力恒定，则竖直方向加速度不变，即小球在竖直方向做匀加速直线运动，选项B 正确；
C ．小球在竖直方向的加速度
220.20.250.0110/10/0.01
Bqv mg a m s m s m -⨯⨯-⨯===，
在管中运动的时间225110
h t s a ⨯===，选项C 错误； D ．小球到管口时的速度v =at =10m/s ，机械能的增加量:22110.011050.0110122E mgh mv J ∆=+=⨯⨯+⨯⨯=，选项D 正确．
8.如图，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面.现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动,则
( )
A. 两导线框中均会产生正弦交流电
B. 两导线框中感应电流的周期都等于T
C. 在t ＝8T
时,两导线框中产生的感应电动势相等
D 。

两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A ．半径切割磁感线产生的感应电动势21122E BL L BL ωω=⋅=，由于匀速转动，所以进入时，电动势是恒定的,则A 错误；
B ．由半径切割分段分析知道：M 线框在转一周内感应电动势的变化是恒正、恒正、恒负、恒负．N 线框的变化是恒正、零、恒负、零，所以两导线框的周期相等地，则B 正确；
C ．显然从开始到转过90°
，都是半径切割,感应电动势相等，则C 正确；
D ．根据有效值的定义：对M 线框，22M
E T I RT R =，对N 线框，只有
一半时间有感应电流，222N E T I RT R ⨯=,两式对比得到：2M N I I =，所
以D 错误．
三、非选择题∶包括必考题和选考题两部分。

（一）必考题∶4题。

9.（1)在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验中,质量m =1.00 kg 的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点，如图所示。

相邻计数点时间间隔为0。

04 s ，P 为纸带运动的起点，从P 点到打下B 点过程中物体重力势能的减少ΔE p =________J ，在此过程中物体动能的增加量ΔE k =________J 。

（已知当地的重力加速度g =9.80 m/s 2，答案保留三位有效数字）
(2)用v 表示各计数点速度，h 表示各计数点到P 点的距离，以22v 为纵轴,以h 为横轴，根据实验数据绘出22v －h 的图线，若图线的
斜率等于某个物理量的数值时，说明重物下落过程中机械能守恒，该物理量是________.
【答案】 (1）。

2.28 （2）。

2.26 (3）. 当地重力加速度 【解析】
【详解】（1）[1] P 到B 的过程中重力势能减少量为
p Δ19.800.2325J 2.28J E mg PB ==⨯⨯=
［2］重物落到B 点的速度为
2.13m /2s B PA PC
υT
-=
= 故物体动能增量
2
k 1Δ 2.26J 2
B E mv =
= (2）[3］由机械能守恒定律可得
212
mgh mv =
故
2
2
v gh = 因此2
2
v h -图像的斜率表示当地的重力加速度
g .
10。

如图所示，某次滑雪训练，运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F ＝100N 而从静止向前滑行，其作用时间为t 1＝10s ，撤除水平推力F 后经过t 2＝15s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，第二次利用滑雪杖对雪面的作用距离与第一次相同．已知该运动员连同装备的总质量为m ＝75kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为
F f ＝25N ，求：
（1）第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移；
（2)该运动员(可视为质点）第二次撤除水平推力后滑行的最大距离．
【答案】（1）10m/s 和50m;（2）187。

5m ． 【解析】
【详解】(1）设运动员利用滑雪杖获得的加速度为a 1 由牛顿第二定律可知F ﹣f ＝ma 1 解得a 1=1m/s 2
第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小为v 1＝a 1t 1＝10m/s 通过的位移为2
111150m 2
x a t =
= （2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为221
m/s 3f
a m ==
经历时间t 2速度变为v ′1＝v 1﹣a 2t 2＝5m/s
第二次利用滑雪杖获得速度大小为v 2，则222
1112v v a x '-= 第二次撤去水平推力后,滑行的最大距离22
22
2v x a =
联立解得x 2＝187。

5m
11。

如图，与水平面夹角θ＝37°
的斜面和半径R=0。

4m 的光滑圆
轨道相切于B 点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A 点由静止释放,经B 点后沿圆轨道运动，通过最高点C 时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25．（g 取10m/s 2，sin37°=0。

6,cos37°=0。

8)求：
（1）滑块在C 点的速度大小v C ； (2）滑块在B 点的速度大小v B ； （3)A 、B 两点间的高度差h ．
【答案】（1）2m/s （2)4。

29m/s （3）1。

38m 【解析】
（1）由题意，在C 处滑块仅在重力作用下做圆周运动,设滑块的质量为
m ，由牛顿定律：2
C
v mg m R
=
解得：2/C v gR m s =
（2)由几何关系，BC 高度差H 为：(1cos37)0.72H R m =+=
滑块由B 到C 的运动过程中重力做功,机械能守恒，以B 为势能零
点：22
1122
B C mv mgH mv =+ 2
2B C v gH v =+
带入数据：v B =4。

29m/s
（3)滑块由A 到B 过程，由牛顿定律：sin37mg f ma -=
cos37N mg =
f N μ=
解得：(sin37cos37)a g μ=- 解得：a=4m/s 2；
设AB 间距为L,由运动公式:v B 2=2aL 由几何关系：h=Lsin370
解得:2sin
37 1.382a
B
v h m ==
12。

如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U 加速后在纸面内水平向右运动，自M 点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v 1，并在磁场边界的N 点射出；乙种离子在MN 的中点射出；MN 长为l ．不计重力影响和离子间的相互作用．求：
(1）磁场的磁感应强度大小； (2）甲、乙两种离子的比荷之比． 【答案】（1）1
4U
B lv = （2）12
12
:1:4q q m m =
【解析】
【详解】（1)设甲种离子所带电荷量为q 1、质量为m 1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R 1，磁场的磁感应强度大小为B ，由动能定理有:21111
2
q U m v = ①
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：2
1111
1
v q v B m R = ②
由几何关系知：12R l = ③ 由①②③式得：1
4U B lv =
④
（2）设乙种离子所带电荷量为q 2、质量为m 2，射入磁场的速度为v 2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R 2．同理有：222212
q U m v = ⑤
22
222
2
v q v B m R = ⑥
由题给条件有222
l R = ⑦
由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为12
1
2
:
1:4q q m m =⑧ (二）选考题∶2题。

13。

一定质量的理想气体，状态从A →B →C →D →A 的变化过程可用如图所示的p －V 图线描述,其中D →A 为等温线，气体在状态A 时温度为T A ＝300 K ，试求： ①气体在状态C 时的温度T C ;
②若气体在A →B 过程中吸热1000J ，则在A →B 过程中气体内能如何变化?变化了多少?
【答案】（i ）375K （ii ）气体内能增加了400J 【解析】 【分析】
A 与D 状态的温度相同,借助D 到C 得过程确定C 的温度，根据体积的变化确定气体变化中做功的正负，结合热力学第一定律确定内能的变化；
【详解】① D →A 为等温线，则300A D T T K == C 到
D 过程由盖吕萨克定律得：C D
C D
V V T T =
得：375C D
C D
V T T K V =
= ②A 到B 过程压强不变，由53210310600W P V J -=∆=⨯⨯⨯= 有热力学第一定律1000600400U Q W J ∆=+=-= 则气体内能增加,增加400J
14。

如图甲是一个单摆振动的情形，O 是它的平衡位置，B 、C 是摆球所能到达的最远位置。

设向右为正方向。

图乙是这个单摆的振动图象。

根据图象回答：
(1)单摆振动的频率是多大？
（2)开始时摆球在何位置？
（3）若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个单摆的摆长是多少?(计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)1.25 Hz(2)B点（3)0.16 m
【解析】
【详解】(1)由题图乙知周期T＝0.8 s，则频率f＝1
T
＝1。

25 Hz. (2)由题图乙知，t＝0时摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球在B点.
(3）由T＝l
g l＝2
2
4
gT
≈0.16 m。

攀上山峰，见识险峰，你的人生中，也许你就会有苍松不惧风吹和不惧雨打的大无畏精神，也许就会有腊梅的凌寒独自开的气魄，也许就会有春天的百花争艳的画卷，也许就会有钢铁般的意志。