2020-2021学年天津市高考理综(物理)质量检测模拟试题及答案解析

2020-2021学年天津市高考理综(物理)质量检测模拟试题及答案解析

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 天津市 2017-最新学年度高三年级总复习质量 检测（三）理科综合 物理部分 理科综合共 300 分，考试用时 150 分钟 物理试卷分为第Ⅰ卷 （选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷 1 至 3 页， 第Ⅱ卷 4 至 8 页，共 120 分。 答卷前， 考生务必将自己的姓名、 准考号填写在答题卡上， 并在规定位置粘贴考 试用条形码。答卷时， 考生务必将答案涂写在答题卡上， 答在试卷上的无效。考 试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 祝各位考生考试顺利！ 第Ⅰ卷 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2．本卷共 8 题，每题 6 分，共 48 分。 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．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史 实的是 A．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量 B．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律 C．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律 D．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 2．一个电源两端的电压 u 随时间 t 的变化规律如图所示，则 A．用交流电压表测量电源两端的电压，其示数约为 311 V & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ B．电源接上一个 10 电阻，最大电流是 22 A C．电源接上一个 10 电阻，在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热 是 48.4 J D．将该电源通过匝数比为 5:1 的变压器给一灯泡供电， 该灯泡能正常发光， 则 灯泡的额定电压为 44 2 V 3．如图所示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，实线为 0t 时刻的波形图， 虚线为 0.6 st 时的波形图，波的周期 0.6 sT ，则 A．波的周期为 2.4 s B．波的速度为 10 m/s 3 C．在 0.5 st 时， Q 点到达平衡位置 D．在 0.5 st 时， Q 点到达波峰位置 4．如图所示， a、b 两束单色光（距中心线距离均为 L ）平行入射到一半圆柱体 玻璃砖，入射光线与 AOB 面垂直，若从圆面射出时，两光束交于 P 点，下列 说法正确的是 A．a 光束的光子能量大 B．在同一玻璃中 a 光传播速度小 C．若 b 光照射某一光电管能发生光电效应， 那么用 a 光照射也一定能发生光电 效应 D．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹， 相邻明条纹的间距 a 光较大 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 5．如图甲所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定。在弹簧的正上 方有一个物块，物块从高处自由下落到弹簧上端 O 处，将弹簧压缩了 0x 时， 物块的速度变为零。 在如图乙所示的图象中， 能正确反映物块从与弹簧接触开 始，至运动到最低点加速度的大小随下降的位移 x （弹簧原长为位移的零点） 变化的图象是 二、多项选择题（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．如图所示的 U I 图象中， 直线 a 表示某电源路端电压与电流的关系， 直线 b 为某一电阻 R 的伏安特性曲线。 用该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路， 由图 象可知 A． R 的阻值为 1.5 B．电源电动势为 3 V ，内阻为 0.5 C．电源的输出功率为 3.0 W D．电源内部消耗功率为 1.5 W 7．下列说法正确的是 A．X 射线是处于激发态的原子核辐射出的 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ B．如果大量氢原子处于 3n 的能级，它们自发跃迁时能发出 3 种不同频率的 光 C．放射性元素发生一次 衰变，原子序数增加 1 D．核电站是利用轻核的聚变发电的 8．如图所示，水平传送带由电动机带动并始终保持以速度 v 匀速运动。现将质 量为 m 的某物块由静止释放在传送带上的左端， 过了一段时间物块能保持与传 送带相对静止并运动到了传送带上的右端。设物块与传送带间的动摩擦因数为 ，对于这一过程下列说法正确的是 A．摩擦力对物块做功为 20.5mv B．传送带克服摩擦力做功为 20.5mv C．系统摩擦生热为 20.5mv D．电动机多消耗的能量为 20.5mv 理科综合 物理部分 第Ⅱ卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共 4 题，共 72 分。 9．（18 分）（1）如图所示，电荷量为 1Q 、 2Q 的两个正点电荷分别固定在光滑绝 缘水平面上的 A 点和 B 点，两点相距 L 。在水平面上固定一个以 L 为直径的 水平光滑半圆环，在半圆环上穿着一个带电量为 q （视为点电荷）的小球， & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 并在 P 点平衡。 PA 与 AB 的夹角为 ，由此可求 2Q 和 1Q 的电荷量之比 2 1 Q Q 。 （2）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时， 测得的结果如甲图所示， 则该金属丝的直径 d mm 。另一位学生用游标尺上标有 20 等分刻度的游标 卡尺测一工件的长度，测得的结果如乙图所示，则该工件的长度 L cm 。 （3）有一只电压表，量程已知，内阻为 VR ，另有一个电池（电动势未知，但 不超过电压表的量程，内阻可忽略） ，请用这只电压表和电池，再用开关和连 接用的导线，设计出测量某一高值电阻的实验方法， (已知 XR 的值和 VR 相差 不大 )。 （a）简要地写出测量步骤 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （b）画出电路图（在方框内） （c）由测量得到的数据和已知量导出电阻 XR 的计算式为。 10．（16 分）如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内， 两导轨间的距离为 L ，导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd ，构成矩形回路， 两根导体棒的质量皆为 m ，电阻皆为 R ，回路中其余部分的电阻可不计。 在整 个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场， 磁感应强度为 B 。设两导体棒均可沿 导轨无摩擦地滑行，开始时，棒 cd 静止，棒 ab 有指向棒 cd 的初速度 0v ，若 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热 Q 最多是多少？ （2）当 ab 棒的速度变为初速度的 4/3 时， cd 棒的加速度 a 是多少？ 11．（ 18 分）2016 年 1 月 5 日上午， 国防科工局正式发布国际天文学联合会批准 的嫦娥三号探测器着陆点周边区域命名为“广寒宫” ，附近三个撞击坑分别命 名为“紫微”、“天市” 、“太微” 。此次成功命名，是以中国元素命名的月球 地理实体达到 22 个。已知地球半径为 R ，表面重力加速度为 g ，质量为 m 的 嫦娥三号卫星在地球上空的万有引力势能为 2 P mgRE r （以无穷远处引力 势能为零）， r 表示物体到地心的距离。求： （1）质量为 m 的嫦娥三号卫星以速率 v 在某一圆轨道上绕地球做匀速圆周运动 , 求此时卫星距地球地面高度 1h ？ & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （2）要使嫦娥三号卫星上升，从离地高度 1h （此问可以认为 1h 为已知量）再增 加 h 的轨道上做匀速圆周运动，卫星发动机至少要做的功 W 为多少？ 12．（20 分）如图所示，直线 MN 上方有平行于纸面且与 MN 成 45 的有界匀 强电场， 电场强度大小未知， MN 下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场， 磁感应强度大小为 B 。今从 MN 上的 O 点向磁场中射入一个速度大小为 v 、方 向与 MN 成 45 角的带正电粒子， 该粒子在磁场中运动时的轨道半径为 R 。若 该粒子从 O 点出发记为第一次经过直线 MN ，而第五次经过直线 MN 时恰好 又通过 O点。不计粒子的重力，求： （1）电场强度 E 的大小。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （2）该粒子再次（第五次经过直线 MN 时）从 O 点进入磁场后，运动轨道的半 径 'R 。 （3）该粒子从 O点出发到再次回到 O点 （第五次经过直线 MN 时） 所需的时间 t 。 参考答案 一、单项选择题（每小题 6 分，共 30 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 1． C2．C3．D4．D5．D 二、多项选择题（每小题 6 分，共 18 分。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． AD7． BC 8．AC 9．（18 分） （1） 3(tan ) （3 分） （2） 3.205 mm（3 分）； 5.015 cm（ 3 分） （3）（a）测量步骤：①连接如图所示电路。②闭合开关 1S 、 2S ，读出此时电 压表示数 E为电源电动势。③断开开关 2S ，读出此时电压表示数为 U。（3 分） （b） （3 分） （c） U RUE V)( （3 分） 10．（16 分） （1）从开始到两棒达到相同速度 v 的过程中， 两棒的总动量守恒， 有 mvmv 20 （3 分） 根据能量守恒定律， 整个过程中产生的焦耳热 2 0 22 0 4 1)2( 2 1 2 1 mvvmmvQ （3 分） （2）设 ab 棒的速度变为 04 3 v 时， cd 棒的速度为 'v ，则由动量守恒可知 ' 4 3 00 mvmvmv （2 分） 解得 0 4 1' vv （1 分） 此时回路中的电动势为 000 2 1 4 1 4 3 BLvBLvBLvE （ 2 分） 此时回路中的电流为 R BLv R EI 42 0 （2 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 此时 cd 棒所受的安培力为 R vLBBILF 4 0 22 （2 分） 由牛顿第二定律可得， cd 棒的加速度 2 2 0 4 B L vFa m mR （1 分） 11．（18 分）（1）设地球质量为 M，万有引力恒量为 G ，卫星距地面高度 1h 时 速度为 v 对卫星有 1 2 2 1)( hR vm hR mMG ＝ ,（ 3 分）对地面上物体有 2R mMGmg , （3 分） 解以上两式得 R v gRh 2 2 1 。（2 分） （2）卫星在距地面高度 h1 的轨道做匀速圆周运动有 2 2 1 1( ) mM vG m R h R h , 此时卫星的动能 )(2)(22 1 1 2 1 2 1 hR mgR hR GMmmvEk （2 分） 万有引力势能 1 2 1 hR mgRE p （2 分），则卫星在距地面高度 1h 时的总机械能 )(2)(2 1 2 1 2 1 2 111 hR mgR hR mgR hR mgREEE pk （2 分） 同理 ,卫星在距地面高度 1h h 时的总机械能 )(2 1 2 2 hhR mgRE （2 分） 由功能关系 , 卫星发动机至少要做功 2 2 1 1 12( )( ) mgR hW E E R h R h h （2 分） 12．（20 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 粒子运动轨迹如图所示，先是一段半 径为 R 的四分之一圆弧到 a 点，接着 恰好逆电场线匀减速运动到 b 点速度 为零，再返回 a点速度仍为 v ，再在磁 场中运动一段四分之三圆弧到 c 点， 之后垂直电场线进入电场做类平抛运动。 （1）由分析可知 2 2Oc R （2 分） 设类平抛运动时垂直电场方向的位移为 1s 和平行电场方向的位移为 2s 平抛运动时垂直和平行电场方向的位移为 1 2 sin 45 2s s Oc R （2 分） 所以类平抛运动时间为 1 3 2s Rt v v （1 分）又 2 2 2 3 3 1 2 2 qEs at t m （1 分） 根据圆周运动规律 2mvqvB R （1 分）可得 mvR Bq （1 分） 联立以上各式可得 E vB（2 分） （2）粒子运动轨迹如图所示，根据平抛运动规律 可得 tan 2tan 45 2 （1 分）所以 ' tan 2v v v （1 分） 有 2 2'' ' 5v v v v （1 分） 该粒子再次从 O点进入磁场也就是第五次经过 MN 进入磁场后的运动轨道的 半径 'R 根据圆周运动规律 2'''' ' mvqv B R 可得 ' 5R R （2 分） （3）粒子在磁场中运动的时间为 1 2 Rt v （ 1 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 粒子在电场中做直线运动时加速度 Eq qvBa m m （1 分） 粒子在电场中做直线运动的时间 2 2 2 2v mv Rt a qvB v （1 分） 综上可得粒子从 O点出发到再次回到 O 点所需的时间为 1 2 3 2 (2 )Rt t t t v （ 2 分）