2018届苏锡常镇三模物理试卷及答案

2018届高三年级第三次模拟考试(十五)

物理

本试卷共8页，包含选择题(第1题～第9题，共9题)、非选择题(第10题～第15题，共6题)两部分．本卷满分为120分，考试时间为100分钟．

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，理想变压器的原线圈接在u＝2202sinπt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是()

2. 小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上．当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是()

3. 帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力．下列图中能使帆船获得前进动力的是()

4. 如图所示的电路中，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是自感系

数很大的电感，其直流电阻与定值电阻R阻值相等，D是理想二极管．下列

判断中正确的是()

A. 闭合电键S的瞬间，灯泡A和C同时亮

B. 闭合电键S的瞬间，只有灯泡C亮

C. 闭合电键S后，灯泡A、B、C一样亮

D. 断开电键S的瞬间，灯泡B、C均要闪亮一下再熄灭

5. 运动员进行跳伞训练．假设运动员在没有打开降落伞时做自由落体运动，打开伞后所受空气阻力和下落速度成正比，不计开伞时间，跳伞运动员下落过程的vt图象不可能是()

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. 如图所示，带电金属圆筒和金属板放在悬浮头发屑的蓖麻油中，头发屑就会按电场强度的方向排列起来．根据头发屑的分布情况可以判断( )

A . 金属圆筒和金属板带异种电荷

B . 金属圆筒和金属板带同种电荷

C . 金属圆筒内部为匀强电场

D . 金属圆筒表面为等势面

7. 2017年6月，我国发射了宇宙探测卫星“慧眼”．卫星携带的硬X 射线调制望远镜(Hard X -ray Modulation Telescope ，简称HXMT )在离地550公里的轨道上观察遥远天体发出的X 射线，为宇宙起源研究提供了新的证据．则“慧眼”的( )

A . 角速度小于地球自转角速度

B . 线速度小于第一宇宙速度

C . 周期大于同步卫星的周期

D . 向心加速度小于地面的重力加速度

8. 如图所示，一根足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定电流，在其正上方O 点用细丝线悬挂一铜制圆环．将圆环从a 点无初速释放，圆环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点b 和最右侧c 后返回( )

A . 从a 到c 的过程中圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针

B . 运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反

C . 圆环从b 到c 的时间大于从c 到b 的时间

D . 圆环从b 到c 产生的热量大于从c 到b 产生的热量 9. 如图所示，用铰链将三个质量均为m 的小球A 、B 、C 与两根长为L 的轻杆相连，B 、C 置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A 由静止释放，B 、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此过程中( )

A . 球A 的机械能一直减小

B . 球A 落地的瞬时速度为2gL

C . 球B 对地面的压力始终等于3

2

mg

D . 球B 对地面的压力可小于mg

三、 简答题：本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分，共计42分．

【必做题】

10. (8分)某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．

甲

(1) 为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M________(选填“需要”或“不需要”)远大于砂和砂桶的总质量m.

(2) 图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连续的点，s AD ＝_______cm .已知电源频率为50 Hz ，则打点计时器在打D 点时纸带的速度v ＝_______m /s .(保留两位有效数字)

乙

(3) 该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔE k W 关系图象，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线(实线)应该是________．

11. (10分)某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻． A . 待测电压表(量程3 V ，内阻约几千欧); B . 电流表(量程0.6 A ，内阻约0.1 Ω)； C . 电池组(电动势约3 V ，内阻可忽略); D . 滑动变阻器R 0；

E . 变阻箱R(0～9 999 Ω);

F . 开关和导线若干．

(1) 图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是________．

A . R 0阻值较小

B . 电流表存在内阻

C . 电压表无法准确读数

D . 电流表无法准确读数

(2) 同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值R ，电压表的示数为U ，为了根据

图象能求得电压表的内阻，应该作________?

???选填“1U R ”“UR ”或U 1

R 图线． (3) 请根据你选择的坐标轴和下表的数据，在图丙中标上合适的标度作出相应图线；

(4) 根据你所画出的图线，求出电源的电动势E＝________V，电压表内阻R V＝________ kΩ.(保留两位有效数字)

12. 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请．选定其中两小题

．．．．若多做，则按

．．．．．．．，．并作答

A、B两小题评分．

A. [选修3－3](12分)

(1) 关于下列实验及现象的说法，正确的是________．

A. 图甲说明薄板是非晶体

B. 图乙说明气体速率分布随温度变化且T1>T2

C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关

D. 图丁说明水黾受到了浮力作用

(2) 氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性，已知某轿车的氙气灯泡的容积为V，其内部氙气的密度为ρ，氙气摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A.则灯泡中氙气分子的总个数为________，灯泡点亮后其内部压强将________(选填“增大”“减小”或“不变”)．

(3) 如图所示为一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T的变化关系图象．由状态A变化到状态B的过程中气体吸收热量Q 1＝220 J，气体在状态A的压强为p0

＝1.0×105 Pa.求：

①气体在状态B时的温度T2；

②气体由状态B变化到状态C的过程中，气体向外放出的热量Q2.

B. [选修3－4](12分)

(1) 关于下列四幅图的说法，正确的是________．

A. 图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大

B. 图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同

C. 图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹

D. 图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光，地面上的人认为光同时到达前后壁

(2) 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形

图，A为传播介质中的一质点，则该时刻A的运动方向是________(选

填“沿x轴正方向”“沿x轴负方向”“沿y轴正方向”或“沿y轴负

方向”)，在此后2 s内A通过的路程为16 cm，此列波的传播速度大小

为________m/s.

(3) 如图所示，一透明球体置于空气中，半径R＝0.1 m，单色细光束AB平

行于过球心的直线MN射向球体，AB与MN的间距为0.05 3 m，经折射、反射、

折射回到空气中，出射光线与AB恰好平行．

①求该透明球体的折射率；

②已知真空中光速c＝3×108m/s，求光束在透明球体中的传播时间．

C. [选修3－5](12分)

(1) 关于下列四幅图的说法，正确的是________．

A. 图甲中放射源放出的三种射线是由同一种元素的原子核释放的

B. 图乙中用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，锌板和验电器均带正电

C. 图丙为黑体辐射规律，普朗克提出能量子概念成功解释了这个规律

D. 图丁中电子束通过铝箔后的衍射图样说明电子具有粒子性

(2) 我国自行研制的一种大型激光器，能发出频率为ν、功率为P的高纯度和高亮度激光，当该激光垂直照射到某纯黑物体表面时能被完全吸收．已知真空中光速为c，普朗克恒量为h，则该激光发出的光子的动量为________，纯黑物体受到该激光的压力为________．

(3) 氡存在于建筑水泥、装饰石材及土壤中，是除吸烟外导致肺癌的重大因素．静止的氡核222 86Rn放出一个粒子X后变成钋核218 84Po，钋核的动能为0.33 MeV，设衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能．

①写出上述衰变的核反应方程；

②求粒子X的动能．(保留两位有效数字)

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)一种测量物体质量的装置，其结构如图甲、乙所示，磁极间存在着磁感应强度大小为B＝0.5 T的匀强磁场．边长L＝0.1 m、匝数n＝100匝的正方形线圈abcd套于中心磁极并固定在托盘骨架上，总质量m0＝1 kg.线圈左右两边处于磁场中，与一数字式电量表(图上未画出)连接成一个回路，回路总电阻为R＝10 Ω.托盘下方和磁极之间固定一劲度系数为k＝10 N/cm的轻弹簧．在某次测量中，一物体从轻放到托盘上到最终静止的过程中流过电量表的净电量为q＝0.02 C，不计摩擦和空气阻力，g取10 m/s2.

(1) 当托盘向下运动的速度为v＝0.1 m/s时，求此时线圈中感应电流的大小和方向；

(2) 求该物体的质量；

(3) 测量中弹簧增加的弹性势能为ΔE p＝0.2 J，求回路产生的焦耳热Q.

14. (16分)如图所示，长为3l的不可伸长的轻绳，穿过一长为l的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、2m的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上．手握细管轻轻摇动一段时间后，B对地面的压力恰好为零，A在水平面内做匀速圆周运动．已知重力加速度为g，不计一切阻力．

(1) 求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角θ；

(2) 求摇动细管过程中手所做的功；

(3) 轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡，当B在某一位置平衡时，管内一触发装置使绳断开，求A做平抛运动的最大水平距离．

15. (16分)理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法．如图所示为我国某研究小组为暗物质探测卫星设计的探测器截面图：开口宽为4d

3的正方形铝筒，下方区域Ⅰ、Ⅱ为两相邻的方向相反的匀强磁场，

区域Ⅲ为匀强电场，宽度都为d ，磁感应强度都为B ，电场强度E ＝eB 2d

m .经过较长时间，仪

器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子，其中部分正电子将打在介质MN 上，其速度方向与MN 的夹角为θ.已知正电子的质量为m ，电量为＋e ，不考虑相对论效应及电荷间的相互作用．

(1) 求能到达电场区域的正电子的最小速率；

(2) 在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为8d

3的区域有正电子射入电场，求正电子的最大速率；

(3) 某段时间内MN 只记录到三种θ角，其中两种对应于上述最小速率和最大速率的正电子，还有一种θ的正切值为

为使这些正电子在MN 上的落点区域不可能重叠，求L 的最小值．

2018届苏锡常镇四市高三年级第三次模拟考试(十五)

物理参考答案

1. D

2. C

3. D

4. B

5. D

6. AD

7. BD

8. AD

9. BD

10．(1) 需要(2分) (2) 2.10(2分) 0.50(2分)

(3) D (2分) 11. (1) D (2分) (2)1

U

R(2分)

(3) 如图所示 (2分)

(4) 2.8～3.2 (2分) 2.8～3.2 (2分) 12. A. (1) C(4分)

(2)

ρV

M

N A 增大(4分)

(3) ①根据V 1T 1＝V 2

T 2

，代入数据解得T 2＝600 K ．(2分)

②A 到B 过程气体从外界吸热，对外界做功，内能增加ΔU ＝W ＋Q 1 W ＝－p 0ΔV (1分)

C 状态与A 状态内能相等，B 到C 过程气体对外界不做功Q 2＝ΔU 代入数据解得Q 2＝120 J ．(1分) B. (1) BC(4分)

(2) 沿y 轴负方向 4(4分)

(3) ①sin i ＝5310＝3

2，i ＝60°(1分)

r ＝i 2＝30°，n ＝sin i

sin r ＝ 3.(1分) ②v ＝c n ＝3

3

c (1分)

t ＝2BN v ＝2×10－

9 s ．(1分)

C. (1) BC(4分) (2)

h νc P

c

(4分) (3) ①222 86Rn →218 84Po ＋42

He(2分) ②设钋核的质量为m 1、速度为v 1，粒子X 的质最为m 2、速度为v 2， 根据动量守恒定律有0＝m 1v 1－m 2v 2(1分)

粒子X 的动能E k2＝（m 2v 2）22m 2＝109E k1

2＝18 MeV .(1分)

13. (1) E ＝BLv(1分)

E ＝2nBLv ＝1 V (1分)

I ＝E

R (1分) I ＝

2nBLv

R

＝0.1 A (1分) 方向在图乙中沿顺时针方向．(2分) (2) q ＝It ????或q ＝n ΔΦ

R 同样得分(1分)

q ＝∑2nBLv Δt R ＝2nBLx

R (1分)

x ＝0.02 m (1分)

kx ＝mg(1分) m ＝

kqR

2nBLg

＝2kg.(1分) (3) ΔE 重＝(m ＋m 0)gx(1分) (m ＋m 0)gx ＝ΔE p ＋Q(2分) Q ＝4 J ．(1分)

14. (1) 如图所示，T ＝2mg(2分) T cos θ＝mg(2分) θ＝45°.(1分)

(2) 如图所示，T sin θ＝m v 2

l sin θ(2分)

v ＝

2

2

gl(1分) W ＝12mv 2＋mg(l －l cos θ)＝mgl ????1－2

4.(2分)

(3) 设拉A 的绳长为x(l ≤x ≤2l)， T sin θ＝m v 2x sin θ

，v ＝

2

2

gx(2分) t ＝

2?

??

?2l －

22x g

(2分)

s ＝vt ＝x （22l －x ）(1分)

x ＝2l 时，s m ＝2l.(1分)

15. (1) 设正电子的最小速度为v 1，半径为r 1， evB ＝m v 2

r

(2分)

r 1＝d(1分) v 1＝eBd m

.(1分)

(2) 设正电子以最大速度v 2在磁场Ⅰ中偏转距离为x 2，半径为r 2，根据几何关系可得 43d ＋2d －2x 2＝8

3d(2分) (r 2－x 2)2＋d 2＝r 22(1分) x 2＝1

3d(1分)

r 2＝5

3

d(1分)

ev 2B ＝m v 22r 2，v 2＝5eBd

3m

(1分)

说明：计算表明从左侧以最小速度和从右侧以最大速度进入的正电子，从同一点进入电

场．

(3) 设正电子在磁场Ⅰ中的偏转角为α，进入电场时的速度为v ，出电场时沿电场线方向的偏转速度为v y ，根据平抛运动知识可得

tan θ＝v v y ＝v eE m d v ＝mv 2

eEd

(1分)

evB ＝m v 2d sin α

，v ＝eBd

m sin α(1分)

E ＝eB 2d m ，得tan θ＝1（sin α）2

(1分)

i . 正电子取最小的速度v 1时，在磁场Ⅰ中偏转角α1应为sin α1＝1，则tan θ1＝1，它在磁场Ⅰ中的偏转距离为x 1＝d ；

ii . 正电子取最大速度v 2时，由(2)结果可得，在磁场Ⅰ中偏转角α2应为sin α2＝0.6，则tan θ2＝259，它在磁场Ⅰ中的偏转距离为x 2＝1

3

d ；

iii . 正电子取速度v 3时，tan θ3＝25

16时，可知对应的正电子在磁场Ⅰ中的偏转角α3应为

sin α3＝0.8，对应在磁场中的半径r 3＝d sin α3＝54d ，对应在磁场Ⅰ中偏转距离为x 3＝54d －5

4d cos

α3＝1

2

d.

情况1：由图可知，从最右侧射入的速度为v 3正电子与从最左侧以速度v 1射入的正电子到达电场上边界位置间的距离为

Δx 1＝????43d ＋2x 3－2x 1＝13d ，可得????L 1＋d 2(cot θ1－cot θ3)＝d 3，L 1＝11.5

27d ；(1分)

情况2：由图可知，从最左侧射入的速度为v 3正电子与从最右侧以速度v 2射入的正电子

在到达电场上边界位置间的距离

Δx 2＝????43d ＋2x 2－2x 3＝d(或Δx 2＝43d －Δx 1＝d)，????L 2＋d 2(cot θ3－cot θ2)－d ，L 2＝43

14

d.(1分)

为使这些正电子在MN 上的落点区域不可能重叠，L 的最小值应为43

14d.(1分)

(根据图直接求解情况2，求得L 2，同样可得3分)