江苏省南通市通州、海安高三下学期一模考试新高考物理试题及答案解析

江苏省南通市通州、海安高三下学期一模考试新高考物理试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图（a）所示，在倾角的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在和时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（）A． B． C． D．2、新型冠状病毒在显微镜下的形状如图所示，他的大小在纳米的数量级下，根据我们高中所学内容，下列单位属于国际基本单位的是（）A．长度 B．m C．nm D．m/s3、如图所示，三段长度相等的直导线a、b、c相互平行处在同一竖直面内，a、b间的距离等于b、c间的距离，通电电流Ia＜Ib＜Ic，方向如图所示，则下列判断正确的是（）A．导线b受到的安培力可能为0B．导线a受到的安培力可能为0C．导线c受到的安培力的方向一定向左D．导线a、b受到的安培力的方向一定相同4、1933年至1934年间科学家用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物可以像天然放射性元素一样发生衰变，核反应方程为。其中ν为中微子，为正电子。则下列说法正确的是（）A．当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化B．中微子的质量数A＝0，电荷数Z＝2C．正电子产生的原因可能是核外电子转变成的D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则两个质子与两个中子的质量之和大于α粒子的质量5、在研究光电效应实验中，某金属的逸出功为W，用波长为的单色光照射该金属发生了光电效应。已知普朗克常量为h，真空中光速为c下列说法正确的是（）A．光电子的最大初动能为B．该金属的截止频率为C．若用波长为的单色光照射该金属，则光电子的最大初动能变为原来的2倍D．若用波长为的单色光照射该金属，一定可以发生光电效应6、如图所示为光电效应实验装置图。实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计有示数；而用b光照射光电管时，灵敏电流计没有示数。则下列说法中正确的是（）A．a光频率大于b光频率B．若增加b光的照射时间，灵敏电流计将会有示数C．若增大b光的光照强度，灵敏电流计将会有示数D．用b光照射时，适当增大电源的电压，灵敏电流计将会有示数二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、图（a）为一交流发电机示意图，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动，图（b）是该发电机的电动势已随时间t按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为2.5Ω，定值电阻R=10Ω，电表均为理想交流电表。由此可以判定（）A．电流表读数为0.8AB．电压表读数为10VC．t=0.1s时刻，穿过线圈的磁通量为零D．0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为0.04C8、2019年4月10日晚，数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜(EHT)”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量M和半径R的关系为，其中c为光速，G为引力常量．若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为v，轨道半径为r，则可知()A．该黑洞的质量M＝B．该黑洞的质量M＝C．该黑洞的半径R＝D．该黑洞的半径R＝9、如图所示，卫星a没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星b发射成功在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是（）A．a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小相等B．b做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度gC．a、b做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度D．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期10、如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，当电阻箱R=0Ω时，杆的最大速度为2m/s，当电阻箱R=4Ω时，杆的最大速度为4m/s。已知轨距为L=2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计。以下说法正确的是（）A．杆ab的最大速度随电阻箱R的增大而均匀增大B．当R一定时，杆ab下滑时通过R的电流方向由P到MC．当R=4Ω时，杆ab从释放到获得最大速度的过程中，杆ab所受安培力的功率等于杆ab的热功率D．由已知条件可以求得，三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm的塑料球E.米尺F.时钟G.停表实验时需要从上述器材中选择：____（填写器材前面的字母）。（2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上②测得摆线长度，作为单摆的摆长③在偏角较小的位置将小球由静止释放④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。其中有一处操作不妥当的是____。（填写操作步骤前面的序号）（3）按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据做出了图像，根据该图像得出重力加速度的测量值为____m/s2。（4）实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因______。12．（12分）某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有：A．电源（电动势约3V，内阻约10Ω）B．电压表V（量程0~50mV，内阻为50Ω）C．电流表A（量程0~100mA，内阻约为2.5Ω）D．电阻箱R（0~999.9Ω，最小改变值为0.1Ω）E．定值电阻R1（阻值为2950Ω）F．定值电阻R2（阻值为9950Ω）G．开关S及若干导线在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：(1)定值电阻应选用____________；（填写器材前面的字母序号）(2)用笔画线代替导线，按图甲电路将图乙实物完整连接起来______________；(3)实验步骤如下：①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100mA，此时电阻箱的阻值为14.3Ω，电压表的示数为U0；②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0Ω，则电流表的内阻为___________Ω；③调节电阻箱阻值，记下电阻箱的阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。做出电压表示数的倒数随电阻箱的阻值的倒数的图线如图丙所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分别为_________V、_____________Ω（结果保留三位有效数字）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在边界OP、OQ之间存在竖直向下的匀强电场，直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。从O点以速度v0沿与Oc成60°角斜向上射入一带电粒子，粒子经过电场从a点沿ab方向进人磁场区域且恰好没有从磁场边界bc飞出，然后经ac和aO之间的真空区域返回电场，最后从边界OQ的某处飞出电场。已知Oc=2L，ac=L，ac垂直于cQ，∠acb=30°，带电粒子质量为m，带电量为+g，不计粒子重力。求：(1)匀强电场的场强大小和匀强磁场的磁感应强度大小；(2)粒子从边界OQ飞出时的动能；(3)粒子从O点开始射入电场到从边界OQ飞出电场所经过的时间。14．（16分）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差．已知水银密度为ρ，大气压强为P0，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求:(1)U形细管内两侧水银柱的高度差；(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化．15．（12分）学校组织趣味运动会，某科技小组为大家提供了一个寓教于乐的游戏.如图所示，磁性小球在铁质圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔性一样，小球旋转一周后在C点脱离轨道，投入左边内轨的某点上，已知竖直圆弧轨道由半径为2R的左半圆轨道AB和半径为R的右半圆轨道BC无缝对接，A、B点处于竖直线上，可看成质点、质量为m的小球沿轨道外侧做圆周运动，已知小球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小恒为F，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。(1)若小球在A点的速度为，求小球在该点对轨道的弹力；(2)若磁性引力F可调整，要使小球能完成完整的圆周运动，求的最小值；(3)若小球从最高点开始沿轨道外侧运动，最后从C点抛出落到左侧圆轨道上（球脱离轨道后与轨道的引力消失），问小球能否落在与右边小圆圆心等高处？如果不能，求出小球的落点与O点的最短竖直距离。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

根据楞次定律可知，时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在时有，此时圆环恰好静止由平衡得同理在时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上，圆环此时恰好静止，由平衡得联立以上各式得故ABC错误，D正确。故选D。2、B【解析】

国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度（m）、质量（kg）、时间（s）、热力学温度（K）、电流（A）、发光强度（cd）、物质的量（mol），它们的国际单位是基本单位，而由物理量之间的关系式推导出来的单位叫做导出单位，A项的长度是基本物理量，B项的m是国际制基本单位，C项的nm是非国际制基本单位，D项的m/s是导出单位，故B正确，ACD错误。故选B。3、B【解析】

A．根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线b受到的安培力不可能为0，故A错误；BD．导线a受到导线b给的向右的安培力和导线c给的向左的安培力，又因为通电电流Ia＜Ib＜Ic，ac之前的距离大于ab之间的距离，所以导线a受到的安培力可能为0，而导线b受到的安培力不可能为0，所以导线a、b受到的安培力的方向不一定相同，故B正确，D错误；C．根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线c受到的安培力的方向一定向右，故C错误。故选B。4、D【解析】

A．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，因此半衰期不发生变化；故A错误；B．根据质量数守恒可得中微子的质量数A=30−30=0电荷数Z=15−14−1=0可知中微子的质量数A=0，电荷数Z=0，故B错误；C．根据该衰变的本质可知，正电子是由于质子衰变产生的，故C错误；D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子的过程中释放核能，根据质能方程可知质子与中子的质量之和一定大于α粒子的质量，故D正确。故选D。5、A【解析】

A．根据光电效应方程可知，光电子的逸出最大动能，故A正确；

B．金属的逸出功为W，则截止频率，故B错误；

C．根据光电效应方程，若用波长为的单色光照射该金属，则光电子的最大初动能大于原来的2倍，故C错误；

D．若用波长为2λ的单色光照射该金属，光子的能量值减小，根据光电效应发生的条件可知，不一定可以发生光电效应，故D错误。

故选A。6、A【解析】

A．实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计有示数，说明能够发生光电效应；而用b光照射光电管时，灵敏电流计没有示数，说明不能发生光电效应，可知a光频率大于b光频率，选项A正确；BC．根据光电效应的规律可知，若增加b光的照射时间以及增加b光的光照强度，都不能发生光电效应，则灵敏电流计都不会有示数，选项BC错误；D．用b光照射时不能发生光电效应，即使适当增大电源的电压，也不会发生光电效应，灵敏电流计也不会有示数，选项D错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

AB．电动势有效值为电流表的读数电压表读数选项A正确，B错误；C．t=0.1s时刻，感应电动势最大，此时穿过线圈的磁通量为零，选项C正确；D．0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为则选项D错误。故选AC。8、BC【解析】

AB.设黑洞的质量为，环绕天体的质量为，根据万有引力提供环绕天体做圆周运动的向心力有：，化简可得黑洞的质量为，故B正确，A错误；CD.根据黑洞的质量和半径的关系，可得黑洞的半径为，故C正确，D错误．9、BD【解析】

A．两卫星的质量相等，到地心的距离相等，所以受到地球的万有引力相等。卫星a在赤道上随地球自转而做圆周运动，万有引力的一部分充当自转的向心力，卫星b在赤道上空贴着地表做匀速圆周运动，万有引力全部用来充当公转的向心力，因此a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等，A项错误；B．对卫星b重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力，所以向心加速度等于重力加速度g，B项正确；C．卫星b在赤道上空贴着地表做匀速圆周运动，其公转速度就是最大的环绕速度，也是第一宇宙速度，卫星a在赤道上随地球自转而做圆周运动，自转的向心力小于卫星b的公转向心力，根据牛顿第二定律，卫星a的线速度小于b的线速度，即a的线速度小于第一字宙速度，C项错误；D．a在赤道上随地球自转而做圆周运动，自转周期等于地球的自转周期，同步卫星的公转周期也等于地球的自转周期，所以a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，D项正确。故选BD。10、AD【解析】

A．设杆的最大速度为，根据平衡条件可得解得所以杆的最大速度随电阻箱的增大而均匀增大，故A正确；B．当一定时，杆下滑时根据右手定则可知通过的电流方向由到，则通过的电流方向由到，故B错误；C．当时，杆从释放到获得最大速度的过程中，杆所受安培力的功率等于杆的热功率与电阻箱产生的热功率之和，故C错误；D．由于，根据题意可知，当电阻箱时，杆的最大速度为2m/s，代入则有当电阻箱时，杆的最大速度为4m/s，代入则有联立可得，故D正确；故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、ACEG②，单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径；9.86是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。【解析】

（1）[1]．单摆的摆长不可伸长，为减小空气阻力的影响和实验误差，先选用长约1m的细线，直径约2cm的铁球，要用米尺测量摆长，停表测量周期，故答案为：ACEG。

（2）[2]．操作不妥当的是②．单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径。

（3）[3]．根据单摆的周期公式得解得由图像可知解得g=9.86m/s2（4）[4]．公式是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。12、E2.72.9012.0【解析】

(1)[1]实验中需要将电流表A与定值电阻R串联，改装成一个量程为的电压表，由部分电路欧姆定律知代入数据解得故选E。(2)[2]根据电路原理图，实物连接如图所示。(3)[3]电压表的示数始终为，则说明即为[4]根据闭合电