江苏省常州市2020届高三上学期期末考试

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分120分，考试时间100分钟．

第Ⅰ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. 电容器是非常重要的电学元件，通过充电使一电容器的带电量变为原来的2倍，则该电容器的(　　)

A. 电容变为原来的2倍

B. 电压变为原来的2倍

C. 耐压变为原来的4倍

D. 场强变为原来的4倍

2. 吊床是人们喜爱的休闲方式．设吊床被轻绳吊在两棵竖直的树干上，如图所示为人躺在该吊床上平衡后的情景，关于树干受到绳拉力的水平分量和竖直分量，根据情景可以判定(　　)

A. 左侧受到的水平分力较大

B. 右侧受到的水平分力较大

C. 左侧受到的竖直分力较大

D. 右侧受到的竖直分力较大

3. 光敏电阻是一种对光敏感的元件，典型的光敏电阻在没有光照射时其电阻可达100 KΩ，在有光照射时其电阻可减小到100 Ω，小明同学用这样的光敏电阻和实验室里0.6 A量程的电流表或3 V量程的电压表，定值电阻以及两节干电池，设计一个比较灵敏的光照强度测量计，下列电路可行的是(　　)

4. 我国在2018年5月21日发射了嫦娥四号的中继星“鹊桥”，为我国嫦娥四号卫星在月球背面的工作提供通信支持．“鹊桥”号随月球同步绕地球运动，并绕地月连线的延长线上的一点(拉格朗日点L2)做圆周运动，轨道被称为“晕轨道”，万有引力常量为G.下列说法正确的是(　　)

A. 静止在地球上的观察者认为“鹊桥”号做圆周运动

B. “鹊桥”号受地球引力、月球引力和向心力作用

C. 已知月球绕地球公转的周期和半径可以求得地球质量

D. 已知“鹊桥”号的周期和轨道半径可以测得月球质量

5. 如图所示，在地面上空以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，小球下落过程中，其动能Ek、重力势能Ep、重力的功率P、重力的功W与时间t的关系图象中，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. 如图所示，钳型电流表是一种穿心式电流互感器，选择量程后，将一根通电导线夹入钳中，就可以读出导线中的电流．该电流表(　　)

A. 可以测直流电流

B. 可以测交流电流

C. 量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变多

D. 量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变少

7. 如图所示，质量不等的两同学到游乐场乘“旋转秋千”，他们分别坐在用相同长度的轻质缆绳悬挂的相同座椅中，当圆盘带着两人达到匀速转动时，两人角速度大小为ω1、ω2，线速度大小为v1、v2，向心加速度大小为a1、a2，增加的重力势能为ΔEp1、ΔEp2，已知m1＞m2，不计空气阻力．下列判断正确的是(　　)

A. ω1＝ω2 B. v1＜v2C. a1＜a2 D. ΔEp1＞ΔEp2

8. 如图所示，实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线，虚线为一以点电荷为中心的圆，a、b、c是圆与电场线的交点．下列说法正确的是(　　)

A. 虚线为该电场的一条等势线B. a点的强度大于b点的强度

C. a点的电势高于b点的电势D. 检验电荷－q在b点的电势能比c点的大

9. 如图所示，竖直杆上套有一个质量m的小球A，用不可伸长的轻质细绳通过轻质定滑轮O，连接小球A、B.小球A从细绳与竖直方向的夹角为37°的位置由静止释放，恰能运动到细绳与竖直方向垂直的C点，一切阻力不计，已知sin 37°＝0.6.则(　　)

A. 小球A在上升过程中加速度先减小后增大

B. 小球B在最低点时加速度和速度都为零

C. 小球B的质量为1.25m

D. 小球B的质量为2m

第Ⅱ卷(非选择题　共89分)

三、简答题：本题分必做题(第10、11、12题)和选做题(第13题)两部分，共42分．请将解答填写在相应的位置．

[必做题]

10. (8分)如图甲所示为探究物体运动加速度与物体质量、物体受力关系的实验装置，砂和砂桶质量用m表示，小车和车上所加砝码总质量用M表示，小车运动加速度用a表示．

(1) 实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡摩擦力，该步骤中________(选填“要”或“不要”)将纸带和小车连接好并穿过打点计时器．

(2) 在探究加速度与小车质量关系过程中，应该保持____________不变．

(3) 通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出多组a、M数据，根据数据所作的a图线可能是图乙中的________．

(4) 根据图象，该实验过程中小车和砝码总质量M应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砂和砂桶质量m.

11. (10分)某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量蓄电池的电源电动势和内电阻．

(1) 定值电阻R1＝20 Ω，连接好电路，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片位置，发现电压表V1有读数，电压表V2始终无读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在________(选填“ab”“bc”或“cd”)两点间．(已知连接电表的导线都是正常的)

(2) 排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U1、U2，如上表所示．请根据表中数据在图乙中作出U2U1图象．

(3) 由图可知，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)

(4) 为减小系统误差，R1可以选择比上述________(选填“较大”或“较小”)一些的阻值．

12. [选修35](12分)

(1) 关于黑体辐射图象，下列判断正确的是________．

A. T1＜T2＜T3＜T4

B. T1＞T2＞T3＞T4

C. 测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度

D. 测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度

(2) 如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙，则金属的逸出功W＝________eV；将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有________种频率的光能产生光电流．

(3) 一个静止的铀核(U)放出一个α粒子变成钍核(Th)，已知α粒子动能为Ek1，在核反应中释放的能量全部转化为两个粒子的动能，真空中的光速为c.求：

①钍核的动能Ek2；

②该核反应中的质量亏损Δm.

[选做题]

13. 本题包括A、B两小题，请选定其中一题作答．若多做，则按A小题评分．

A. [选修33](12分)

(1) 关于某一气体在不同温度下的速率分布图象，下列判断正确的是________．

A. T1＞T2

B. T1＜T2

C. 两条图线和横轴所包围的面积一定相等

D. 两条图线和横轴所包围的面积可能不等

(2) 如图所示为一定质量的氦气(可视为理想气体)状态变化的VT图象．已知该氦气所含的氦分子总数为N，氦气的摩尔质量为M，其在状态A时的压强为p0，阿伏加德罗常数为NA.氦气分子的质量为________，在C状态时氦气分子间的平均距离d＝________．

(3) 在第(2)小题的情境中，试求：

①氦气在B状态时的压强pB；

②若氦气从状态B到状态C过程外界对氦气做功为W，则该过程中氦气是吸热还是放热？传递的热量为多少？

B. [选修34](12分)

(1) 关于某物体受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是________．

A. 物体的固有频率等于f0

B. 物体做受迫振动时的频率等于f0

C. 物体做受迫振动时振幅相同则频率必相同

D. 为避免共振发生应该让驱动力的频率远离f0

(2) 一个半径为r的薄软木圆片，在它的圆心处插入一枚大头针．让它们浮在水面上，如图所示．调整大头针露出的长度，直至从水面上方的各个方向向水中看，都恰好看不到大头针，这是因为发生了________现象．若此时木片下方大头针的长度为h，则水的折射率为________．

(3) 一列横波在x轴上沿＋x方向传播，介质中a、b两质点的平衡位置分别位于x轴上xa＝0、xb＝6 m处，t＝0时，a点恰好经过平衡位置向上运动，b点正好到达最高点，且b点到x轴的距离为4 cm，已知这列波的频率为25 Hz.求：

①求经过1 s时间内，a质点运动的路程；

②若a、b在x轴上的距离小于一个波长，求该波的波速．

四、计算题：本题共3小题，共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．

14. (15分)如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨MV、PQ，间距L＝0.2 m，其电阻不计．完全相同的两根金属棒ab、cd垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触．已知两棒质量均为m＝0.01 kg，电阻均为R＝0.2 Ω，棒cd放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0 T．棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当ab棒运动位移x＝0.1 m时达到最大速度，此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零，重力加速度g取10 m/s2.求：

(1) 恒力F的大小；

(2) ab棒由静止到最大速度通过ab棒的电荷量q；

(3) ab棒由静止到达到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q.

15. (16分)如图所示，小车右端有一半圆形光滑轨道BC相切车表面于B点，一个质量为m＝1.0 kg可以视为质点的物块放置在A点，随小车一起以速度v0＝5.0 m/s沿光滑水平面上向右匀速运动．劲度系数较大的轻质弹簧固定在右侧竖直挡板上．当小车压缩弹簧到最短时，弹簧自锁(即不再压缩也不恢复形变)，此时，物块恰好在小车的B处，此后物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C.已知小车的质量为M＝1.0 kg，小车的长度为l＝1.0 m，半圆形轨道半径为R＝0.4 m，物块与小车间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2.求：

(1) 物块在小车上滑行时的加速度a；

(2) 物块运动到B点时的速度vB；

(3) 弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能Ep以及弹簧被压缩的距离x.

16. (16分)如图所示，在xOy平面的第一象限中，磁场分界线OM的上下两侧分别有垂直纸面向里、向外的匀强磁场B1和B2，磁感应强度大小B1＝B2＝B.质量为m，电量为－q的粒子速度一定，从O点沿x轴正方向垂直射入磁场，在磁场中运动的半径为d.已知粒子重力不计，磁场分布区域的大小可以通过调节分界线OM与x轴间的夹角改变．

(1) 求粒子运动速度v的大小；

(2) 欲使粒子从y轴射出，求分界线OM与x轴的最小夹角θm；

(3) 若分界线OM与x轴的夹角θ＝30°，将下方磁场的磁感应强度大小变为B′2＝2B，P是OM上一点，粒子恰能通过P点，求粒子从O点运动到P点的时间t.

——★ 参 考 答 案 ★——

1. B　2. D　3. B　4. C　5. C　6. BC　7. AD　8. CD　9. AD

10. (1) 要(2分)　(2) m(砂和砂桶总质量)(2分)

(3) C(2分)　(4) 远大于(2分)

11. (1) bc(2分)　(2) 如图所示(2分)

(3) 5.8～6.2(2分)　9.8～10(2分)

(4) 较小(2分)

12. (1) BC(4分)　(2) 6.75(2分)　3(2分)

(3) 解：①根据动量守恒，有0＝Pα－PTh

所以＝　解得Ek2＝Ek1(2分)

②由ΔE＝Δmc2　得Δm＝(2分)

13. A. (1) BC(4分)　(2) (2分)　(或)(2分)

(3) 解：① A→B过程为等容变化　＝　解得pB＝(2分)

② B→C过程为等温变化过程，ΔU＝0

因为外界对气体做功，所以该过程中气体放热．

根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，即Q＝－W，即传递的热量为W.(2分)

B. (1) AD(4分)　(2) 全反射(2分)　(2分)

(3) 解：①质点a一个周期运动的路程s0＝4×0.04＝0.16 m

1 s内的周期数是n＝＝25

1 s内运动的路程s＝ns0＝4 m(2分)

② 200 m/s(2分)

14. (15分)解：(1) F＝mg＋BIL(2分)

BIL＝mg(1分)

F＝0.2 N(1分)

(2) q＝(2分)

ΔΦ＝BLx(1分)

解得q＝0.05 C(1分)

(3) ab棒达到最大速度vm时，对cd棒有BIL＝mg(1分)

ab棒产生的电动势E＝BLvm(1分)

I＝(1分)

解得vm＝1 m/s(1分)

(F－mg)x＝mv＋Q(2分)

解得Q＝5×10－3 J(1分)

15. (16分)解：(1) μmg＝ma(2分)

a＝μg＝2 m/s2(1分)

方向向左(1分)

(2) mg＝m(2分)

解得vC＝2 m/s(1分)

mg2R＝mv－mv(2分)

解得vB＝2 m/s(1分)

(3) 对m：－μmg(l＋x)＝mv－mv(2分)

对M：μmgx－Ep＝0－Mv(2分)

Ep＝(M＋m)v－mv－μmgl

解得Ep＝13 J(1分)

x＝0.25 m(1分)

16. (16分)解：(1) 由qvB＝m(2分)

得v＝(2分)

(2) 角度最小时要求带电粒子运动轨迹与y轴相切，

由几何关系得sin α＝　解得α＝30°(2分)

则θm＝(180°－α)＝75°(2分)

(3) 粒子每穿过一次边界轨迹所占圆心角60°，沿OM依次前进l1＝d，l2＝(2分)

粒子在上、下方磁场中运动的周期分别为T1＝，T2＝(2分)

(Ⅰ) 若L＝n＋nd＝nd，n＝1，2，3…

共用时：t0＝n·(T2＋T1)＝(2分)

(Ⅱ) 若L＝n＋(n－1)d＝nd－d，n＝1，2，3…

共用时：t0＝n·T2＋(n－1)·T1＝－(2分)