天津市南开区2019届高三下学期一模考试 物理（PDF版）

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第 页 共 8 页 1 2019 年南开区高考模拟理科综合测试（一） 物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共 120 分。 注意事项：答卷前，考生务必用黑水笔和 2B 铅笔将自己的姓名、准考证号、考试科 目填涂在答题卡上相应位置；答题时，务必将Ⅰ卷答案用 2B 铅笔涂写在答题卡上，将Ⅱ 卷答案用黑水笔填写在答题卡上相应位置，答在试卷上无效。考后请将答题卡交回。 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每小题 6 分，共 30 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正 确的。） 1．下列关于物质结构的叙述不正确．．．的是 A．质子的发现表明了原子核是由质子和中子组成的 B．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的 C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的 D．粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础 2．沿同一直线运动的 A、B 两物体运动的 v－t 图象如图所示，由图象可知 A．A、B 两物体运动方向始终相同 B．A、B 两物体的加速度在前 4 s 内大小相等、方向相反 C．A、B 两物体在前 4 s 内不可能相遇 D．A、B 两物体若在 6 s 时相遇，则计时开始时二者相距 30 m 3．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直 的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a、b 所示，则 A．两次 t＝0 时刻线圈的磁通量均为零 B．曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 2∶3 C．曲线 a 表示的交变电动势有效值为 15 V D．曲线 b 表示的交变电动势最大值为 10 V 4．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点，已知入射方向与 AB 边的夹角 θ＝30°，E、F 分别为 AB、BC 的中点，则 第 页 共 8 页 2 A．该棱镜的折射率为 3 3 B．光在 F 点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变小 D．从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 5．如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运 动的轨迹，a、b、c 为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下 列说法正确的是 A．粒子一定带正电 B．粒子在 a 点和在 c 点的加速度相同 C．粒子在 a、c 间运动过程中动能先减小后增大 D．粒子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大 二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正 确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。） 6．宇航员在月球表面附近高 h 处释放一个质量为 m 的物体，经时间 t 后落回月球表面。 已知月球半径为 R，引力常量为 G。忽略月球自转影响，则 A．月球的质量为 2 22 Gt hR B．在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为 2Rh t C．该物体在月球表面受到月球的引力为 2 2 t mh D．该物体在月球表面的重力加速度为 2t h 7．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t＝2 s 时刻的波形如图 1 所示，此时波恰好传到平衡位置在 x＝6 m 处的 M 质点， N 为平衡位置在 x＝11 m 处的质点，图 2 为该简谐横波波 源的振动图象。则下列说法正确的是 A．该列波的波速为 1 m/s B．质点 N 的起振方向沿 y 轴负方向 C．当 t＝2.5 s 时，质点 M 的速度方向与加速度方向相同 D．当 t＝8 s 时，质点 N 第一次到达波峰 第 页 共 8 页 3 8．“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目，它能在一个特定的空间内把表 演者“吹”起来。假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿态， 通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变所受向上风力的大 小。已知人体所受风力大小与受风面积成正比，人水平横躺时受风面积最大，设为 S0， 站立时受风面积为1 8S0；当受风面积为1 2S0 时，表演者恰好可以静止或匀速漂移。如图 所示，某次表演中，人体可上下移动的空间总高度为 H，表演者由静止以站立身姿从 A 位置下落，经过 B 位置时调整为水平横躺身姿（不计调整过程的时间和速度变化）， 运动到 C 位置速度恰好减为零。关于表演者下落的过程，下列说法中正确的 A．从 A 至 B 过程表演者的加速度大于从 B 至 C 过程表演者的加速度 B．从 A 至 B 过程表演者的运动时间大于从 B 至 C 过程表演者的运动时间 C．从 A 至 B 过程表演者动能的变化量大于从 B 至 C 过程表演者克服风力 所做的功 D．从 A 至 B 过程表演者动量变化量的数值小于从 B 至 C 过程表演者受风 力冲量的数值 第Ⅱ卷 9．（18 分）（1）一静止在湖面上的小船质量为 100 kg，船上一个质量为 60 kg 的人，以 6 m/s 的水平速度向后跳离此小船，则人离开小船瞬间，小船的速度大小为 m/s。 若船长为 10 m，则当此人由船头走到船尾时，船移动的距离为 m。（ 不计水 的阻力和风力影响） （2）用如图 a 所示装置做“探究拉力做功与 小车动能变化关系”的实验。实验中，小车碰 到制动挡板时，钩码尚未到达地面。 ①为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外 力，以下操作必要的是 （选填选项前的字母）。 A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力 B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力 C．调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行 D．所加钩码的质量尽量大一些 第 页 共 8 页 4 ②图 b 是甲同学某次实验中打出纸带的一部分。O、A、B、C 为 4 个相邻的计数点， 相邻的两个计数点之间还有 4 个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为 50 Hz。 通过测量，可知打点计时器打 B 点时小车的速度大小为 m/s。 ③乙同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带。他把小车开始运动时打 下的点记为 O，再依次在纸带上取等时间间隔的 1、2、3、4、5、6 等多个计数点， 可获得各计数点到 O 的距离 x 及打下各计数点时小车的瞬时速度 v。图 c 是根据这些 实验数据绘出的 v2－x 图象。已知此次实验中钩码的总质量为 0.015 kg，小车中砝码 的总质量为 0.100 kg，重力加速度 g＝10 m/s2，则由图象可知小车的质量为 kg。 ④在钩码质量远小于小车质量的情况下，丙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受 重力大小。但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，造成这 一情况的原因可能是 （选填选项前的字母）。 A．滑轮的轴处有摩擦 B．小车释放时离打点计时器太近 C．长木板的右端垫起的高度过高 D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 （3）电动自行车具有环保、节能、便捷等优点，但电动自行车的电瓶用久以后性能会 下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充 满电，取下四块电池，分别标为 A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。 丙 第 页 共 8 页 5 ①用多用电表直流电压“50 V”挡测量每块电池的电动势。测量电池 A 时，多用电 表的指针如图甲所示，其读数为 V。 ②用图乙所示的电路测量 A、B、C、D 四块电池的电动势 E 和内阻 r，图中 R0 为保 护电阻，其阻值为 5 Ω。改变电阻箱的阻值 R，测出对应的电流 I，根据测量数据分 别作出 A、B、C、D 四块电池的1 I－R 图线，如图丙所示。由图线 C 可知电池 C 的 电动势 E＝ V，内阻 r＝ Ω。 ③分析图丙可知，电池________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）较优。 10．（16 分）如图所示，传送带以 v＝6 m/s 的速度向左匀速运行，一半径 R＝0.5 m 的半圆 形光滑圆弧槽在 B 点与水平传送带相切。一质量 m＝0.2 kg 的小滑块轻放于传送带的 右端 A 点后经传送带加速，恰能到达半圆弧槽的最高点 C 点，并被抛入距 C 点高度 h ＝0.25 m 的收集筐内的 D 点，小滑块与传送带间的动摩擦因数 μ＝0.5，g＝10 m/s2， 不计小滑块通过连接处的能量损失。求： （1）小滑块在 C 点速度 vC 的大小及 D 点到 C 点的水平距离 x； （2）传送带 AB 间的长度 L； （3）小滑块在传送带上运动过程产生的热量 Q； A B C D v 第 页 共 8 页 6 11．（ 18 分）如图甲所示，ABCD 为一足够长的光滑绝缘斜面，EFGH 范围内存在方向垂 直斜面向上的匀强磁场，磁场边界 EF、HG 与斜面底边 AB 平行。一正方形金属框 abcd 放在斜面上，ab 边平行于磁场边界。现使金属框从斜面上某处由静止释放，金属框从 开始运动到 cd 边离开磁场的过程中，其运动的 v－t 图象如图乙所示。已知金属框电 阻 R＝0.8 Ω，质量 m＝0.04 kg，重力加速度 g＝10 m/s2，求： （1）磁场区域的磁感应强度 B 和宽度 d （2）金属框穿过磁场过程中产生的焦耳热 Q； （3）金属框出磁场过程中通过金属框截面的电量 q 和所用时间 t4。 t/s v/m·s-1 0 2.0 0.2 0.4 0.6 1.0 1.6 第 页 共 8 页 7 12．（ 20 分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下： 如图 1 所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为 O，外圆 弧面 AB 的半径为 R，电势为 φ1，内圆弧面 CD 的半径为 R/2，电势为 φ2，且 φ1＞φ2。 足够长的收集板 MN 平行边界 ACDB，O 到 MN 板的距离 OP＝R。假设太空中漂浮着 质量为 m，电量为 q 的带正电粒子，它们能均匀地吸附到 AB 圆弧面上，并被加速电 场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。 （1）求粒子到达 O 点时速度的大小； （2）如图 2 所示，在边界 ACDB 和收集板 MN 之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为 O， 半径为 R，方向垂直纸面向内，则发现从 AB 圆弧面收集到的粒子经 O 点进入磁场后 有 2/3 能打到 MN 板上（不考虑过边界 ACDB 的粒子再次返回），求所加磁感应强度 B0 的大小； （3）同（2），若改变所加磁感应强度 B 的大小，则收集板 MN 上的收集效率 η 会发生 变化，写出磁感应强度 B 对收集效率 η 产生影响的相关式子；及要使进入磁场的粒子 均不能到达收集板 MN 磁感应强度 B 所满足的条件。 R 第 页 1 2018-2019 学年度第二学期南开区高三年级模拟考试（一） 理科综合 物理部分 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 A D D C D ABC AD BD 9．（ 1）3.6（2 分），3.75 （2 分） （2）①AC （2 分） ② 0.36 （2 分） ③0.2 （2 分） ④C（1 分） （3）①11.0 或 11 （1 分） ②12（2 分），1 （2 分） ③C（2 分） 10．（ 16 分） 解：（1）解析：滑块运动到半圆轨道最高点 C 点有 R vmmg C 2 = （2 分）， 得 vC＝ 5 m/s（1 分） 2 22 1= gth （1 分） x＝vC t2 （1 分） 得 x＝0.5 m（1 分） （2）滑块由 B 点运动到 C 点，由机械能守恒有 22 2 1 2 1=2 CB mvmvRmg - （2 分） 得 vB＝5 m/s 因为 vB＜v，所以小滑块在传送带上始终加速，有 2=2 BvaL （1 分） μmg＝ma （1 分） 得 L＝2.5 m（1 分） （3） 2 12 1= atL 或 1= atv B （1 分） x 传＝v t1 （1 分） △x＝（x 传－L）（1 分） Q＝μmg△x （1 分） Q＝3.5 J （1 分） 11．（ 18 分） 解：（1）由图乙可知，在 0～0.2 s 内金属框做匀加速运动，经 t1＝0.2 s 速度 v1＝1.0 m/ s， 加速度 a＝v1 t1 （1 分） a＝5 m/s2 设斜面的倾角为 θ，金属框边长为 l0，由牛顿第二定律有 mgsin θ＝ma1（1 分） 解得 sin θ＝0.5 在 0.2 s～0.4 s 内金属框匀速进入磁场，则 l0＝v1t2 （1 分） l0＝0.2 m 有 E1＝Bl0v1（1 分） R EI 1 1 = （1 分） F＝Bl0I1 （1 分） 第 页 2 由 F＝mgsin θ （1 分） 得 B＝2 T（1 分） 在 0.4 s～0.6 s 内，金属框在磁场中继续以 a＝5 m/s2 的加速度做匀加速运动，由 图乙可知运动位移 3 21 3 2 += tvvx （1 分） 得 x3＝0.3 m 则磁场的宽度 d＝l0＋x3＝0.5 m （1+1 分） （2）金属框从进入磁场到离开磁场的过程中，由功能关系 mg·sinθ(d＋l0)＝1 2mv32－1 2mv21＋Q （1 分） 得 Q＝0.1088 J （1 分） （3）金属框出磁场过程中，有 4 2 0 4 == t Bl t φΔE （1 分） R EI = 4tIq = （1 分） 得 R Bl R φΔq 2 0== q＝0.1 C （1 分） mgsin θ·t4－Bl0q＝mv3－mv2 （1 分） 得 t4＝0.12 s （1 分） 12．（ 20 分） 解：（1）带电粒子在电场中加速，有 qU＝1 2mv2 （2 分） U＝φ1－φ2 （1 分） 得 m φφqv )(2= 211 - （1 分） （2）经电场加速、磁场偏转刚好不能打到 MN 上的粒子的速度方向为与 MN 平行， 由于有 2/3 的粒子能打到 MN 上，可知经电场加速后与 AB 夹角为 60°的粒子经磁 场偏转后速度方向恰好平行 MN，偏转的圆心角 θ＝60° （2 分） 如图 1 所示，根据几何关系可知，粒子在磁场中偏转的轨迹半径 r＝R （2 分） 第 页 3 有 r vmqvB 2 0 = （2 分） 得 q φφm RB )(21= 21 0 - （1 分） （3）磁感应强度增大，粒子在磁场中运动的轨迹半径减小，收集率变小 设粒子在磁场中运动轨迹圆弧所对应的圆心角为α，有 r vmqvB ′= 2 （1 分） 如图 2 所示，由几何关系可知 2=2s in Rαr （2 分） MN 上的收集率 π απη -= （2 分） 且当粒子在磁场中运动轨迹半径 2r＇＜R 时，即 2 R＜qB mv （2 分）时，MN 上的收 集率为零，即当 q φφm RB＞ )(22 21 - 时，进入磁场的粒子均不能到达收集板 MN（2 分）