【物理】河北省唐山市2020届高三下学期第二次模拟考试试题（解析版）

【物理】河北省唐山市2020届高三下学期第二次模拟考试试题（解析版）

河北省唐山市2020届高三下学期 第二次模拟考试 一、选择题 ‎1.下列说法中正确的是（　　）‎ A. 天然放射现象是原子核受激发放出射线的现象 B. 把放射性元素放入温度很低的冷冻室中，半衰期变长 C. 衰变的实质原子外层电子释放出来 D. 大多数核电站是利用重核裂变释放的核能 ‎【答案】AD ‎【详解】A．天然放射现象中的γ射线是伴随着原子核的衰变产生的，也可以说是原子核受激发产生的，故A正确； ‎ B．把放射性元素的半衰期与外界条件无关，选项B错误；‎ C．衰变的实质是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项C错误；‎ D．大多数核电站是利用重核裂变释放的核能，选项D正确。‎ 故选AD。‎ ‎2.长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面匀速转动，角速度为。当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程，轻杆对小球的作用力将（　　）‎ A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 ‎【答案】A ‎【详解】ABCD．由于杆随转轴O在竖直平面匀速转动，角速度为 则小球的向心力 且不变，又因为向心力是由小球的重力和杆对小球的作用力的合力提供，如图所示 则有 当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程，角逐渐减小，即逐渐减小，A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎3.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，弹簧一直保持竖直，空气阻力不计，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 小球动能一直减小 ‎ B. 小球的机械能守恒 C. 克服弹力做功大于重力做功 ‎ D. 最大弹性势能等于小球减少的动能 ‎【答案】C ‎【详解】A．小球开始下落时，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触时，受到弹簧弹力作用，开始时弹簧压缩量小，因此重力大于弹力，速度增加，随着弹簧压缩量的增加，弹力增大，当重力等于弹力时，速度最大，然后弹簧继续被压缩，弹力大于重力，物体开始减速运动，所以整个过程中物体先加速后减速运动，根据 动能先增大然后减小，故A错误；‎ B．在往下运动的过程中，小球受到的弹力，对它做了负功，小球的机械能不守恒，故B错误；‎ CD．在往下运动过程中，重力势能减小，最终物体的速度为零，动能减小，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，根据能量守恒，最大弹性势能等于小球减少的动能和减小的重力势能之和，即克服弹力做功大于重力做功，故D错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎4.在一条平直的公路上，甲、乙两车从零时刻开始运动，两车的位移随时间的变化规律如图所示，乙车图像是过原点的一条抛物线，抛物线与横轴相切于O点，整个运动过程中两车可视为质点，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲车正在匀减速直线运动 B. 乙车正在做加速度增大的加速直线运动 C. t=6s时，甲、乙车速度大小相等 D. t=8s时，乙的位置坐标小于甲车的位置坐标 ‎【答案】C ‎【详解】A．在x－t图像中斜率表示速度，甲图像斜率不变，说明甲车正在做匀速直线运动，故A错误；‎ B．乙车图像是过原点的一条抛物线，抛物线与横轴相切于O点，说明乙车做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，由图像可知 可得 这说明乙车正在做匀加速直线运动，加速度大小不变，故B错误；‎ C．t=6s时，甲的速度大小 乙车速度大小 比较数据可知甲、乙两车速度相等，故C正确；‎ D．t=8s时，由图象分析可知乙位置坐标大于甲车的位置坐标，故D错误。‎ 故选C ‎5.一边长为的正三角形金属框abc静置于光滑绝缘水平面上，宽度为的有界匀强磁场位于正三角形右侧，边界平行于bc，如图所示。现用外力沿bc的中垂线方向匀速拉动线框并穿过磁场区域。从顶点a进入磁场开始计时，规定感应电流沿abca为正方向，则金属框经过磁场的过程中，感应电流随时间变化的图象是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】AB．线圈进入磁场的过程中，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相反，再根据右手螺旋定则可知，电流方向为正，而离开磁场时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，电流为负方向，故AB错误；‎ CD．线圈在磁场中运动过程中，根据 切割磁感线的导线有效长度不变，因此感应电流恒定不变，但不为零，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.嫦娥三号探测器欲成功软着陆月球表面，首先由地月轨道进入环月椭圆轨道Ⅰ，远月点A距离月球表面为h，近月点B 距离月球表面高度可以忽略，运行稳定后再次变轨进入近月轨道Ⅱ。已知嫦城三号探测器在环月椭圆轨道周期为T、月球半径为R和引力常量为G，根据上述条件可以求得（　　）‎ A. 探测器在近月轨道Ⅱ运行周期 B. 探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点的加速度 C. 月球的质量 D. 探测器在月球表面的重力 ‎【答案】ABC ‎【详解】A．根据开普勒第三定律可得 解得 A正确；‎ B．探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点时，由万有引力提供向心力 即 B正确；‎ C．由万有引力提供向心力 可得 C正确；‎ D．由于不知道探测器的质量，无法求出探测器在月球表面的重力，D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎7.如图所示，绝缘水平面内有一直线AC，B为AC中点，其中AB段光滑，BC段粗糙，AB段处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为4N/C。AC垂直于竖直绝缘弹性挡板，物体与挡板相碰可以等速率反弹。现将可视为质点的物块P由A点静止释放，物块P带电量为+‎0.5C、质量为‎1kg。为使物块P仅能与挡板发生一次碰撞，BC段与物块P的动摩擦因数可以是（g取‎10m/s2）（　　）‎ A. 0.01 ‎B. ‎0.05 ‎C. 0.10 D. 0.15‎ ‎【答案】CD ‎【详解】设AC间距离为L，当动摩擦因数最大时，物块恰好运动到C点时速度减为0，根据动能定理 解得 当动摩擦因数最小时，物块恰好第二次运动到C点时速度减为0，由于物块与C碰撞没有能量损失，再进入电场然后再离开电场速度大小相等，也没有能量损失，相当于在BC段运动了3次，根据动能定理 解得 因此物块P仅能与挡板发生一次碰撞条件 故CD正确，AB错误。‎ 故选CD。‎ ‎8.如图是一套模拟远距离输电装置示意图，图中变压器为理想变压器，电表为理想交流电表。升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，输电线的总电阻为r，降压变压器输出端接阻值相等的电阻R1、R2，当电键S闭合时，下列说法中正确的有（　　）‎ A. 电压表V1、V2示数均变大 B. 电流表A示数变大 C. 交变电源输出功率增大 D. 远距离输电的效率增大 ‎【答案】BC ‎【详解】AB．升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，当电键S闭合时，降压变压器输出端的电阻减小，输出的总功率增加，因此电流增加，又因为升压变压器的输入端的电压不变，由 可知电压表不变，设降压变压器原线圈的电压为。则 可知降低，因此变小，A错误B正确；‎ C．由电流表A示数变大，则升压变压器的输入端的电流变大，则交变电源输出功率增大，C正确；‎ D．由于传输过程中电能的损失增加，远距离输电的效率减小，D错误。‎ 故选BC。‎ 二、实验题 ‎9.如图所示为某两档欧姆表电路原理图。欧姆表内部电流表的量程为0~10mA，内阻为Rg=99Ω，电源电动势E=l.5V，R2为调零电阻，R3为保护电阻。‎ ‎(1)表笔1为_________表笔（填“红”或“黑”）；‎ ‎(2)断开电键K，使用该表测量电阻，电流表指针指到刻度盘中间位置时，所测量电阻的阻值为______Ω；‎ ‎(3)闭合电键K，使用该表测量电阻，要求其中值电阻为15Ω，则电阻R1的阻值为____Ω。‎ ‎【答案】 (1). 黑 (2). 150 (3). 11‎ ‎【详解】（1）欧姆表内电源正极接黑表笔，如图表笔1为黑表笔；‎ ‎（2）由闭合电路的欧姆定律，当电流表满偏时 当电流表半偏时 代入数值求得 ‎（3）当电表测电阻的中值电阻为时，即此电表的内阻为。则电阻R1的阻值满足 ‎10.研究小组利用下图甲所示装置来探究动能定理。在左端带有滑轮的长木板上放置一滑块，滑块通过细绳与小物体连接，滑块上端安装遮光片，在虚线P位置安装有光电门，遮光片经过光电门时，数字计时器会记录遮光片的挡光时间。实验步骤如下：‎ A.使用十分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示；‎ B.按图组装器材，调节滑轮高度使细绳与木板平行；‎ C.将滑块固定在某一位置，使遮光片与O点对齐，测量O点与P点之间的距离x；‎ D.释放滑块，遮光片通过光电门，光电计时器记录的时间为t，得到滑块运动到虚线P位置的速度；‎ E.改变滑块释放位置O，重复实验，记录多组距离x和对应的时间t；‎ F.整理器材，处理数据。‎ ‎(1)步骤A中游标卡尺的读数为d=___________mm；‎ ‎(2)步骤D中，滑块经过P位置时的速度大小v=___________（用题中字母表示）；‎ ‎(3)步骤F中，该小组在坐标系中进行描点作图。应选用的坐标系为______；‎ A. B. C.‎ ‎(4)关于实验的操作步骤，下列说法中正确的是_______；‎ A.释放滑块前，需要调整木板角度平衡摩擦力 B.实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M C.不需要测量小物体质量m D.需要测量滑块的质量M ‎(5)本实验的误差有一部分来源于滑块速度的获取，实验中步骤D获得的速度比真实速度值_____（填“偏大”、“等于”、“偏小”）。‎ ‎【答案】 (1). 5.4 (2). (3). C (4). BC (5). 偏大 ‎【详解】（1）如图所示，游标卡尺的读数为 ‎（2）滑块经过P位置时的速度大小 ‎ ‎（3）滑块做初速度为零的匀变速直线运动，由位移速度公式 应选用坐标系为C；‎ ‎（4）AB．此实验只要求滑块合外力不变，对于是否平衡摩擦力不影响实验，实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M，A错误，B正确；‎ CD．由滑块做匀变速度直线运动，加速度一定，则滑块受到的合外力 由动能定律可得 即 不需要测量小物体质量m和滑块的质量M，C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎（5）如下图所示 实验中步骤D获得的速度比真实速度值偏大。‎ 三、解答题 ‎11.倾角为、长为L的固定斜面ABC，如图所示。质量为‎3m物体P放置在斜面的底端A，质量为m物体Q放置在斜面的中点B，两物体与斜面间的动摩擦因数相同，且都能恰好静止在斜面上，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。给物体P沿斜面向上的初速度，与物体Q发生弹性碰撞后，Q恰能运动到斜面的顶端C。求：‎ ‎(1)两物体与斜面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)物体P的初速度。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【详解】(1)恰好静止在斜面上 解得 ‎①‎ ‎(2)物体P从A到B的过程，根据动能定理 ‎②‎ 物体P与Q发生弹性碰撞 ‎ ③‎ ‎④‎ 物体Q恰好运动到最高点，根据动能定理 ‎⑤‎ 由①②③④⑤联立得 ‎12.如图所示，直角坐标系xOy第一象限有沿y轴负向的匀强电场E，第二象限有垂直纸面向外的匀强磁场B1，第三四象限有垂直纸面向外的匀强磁场B2。在y轴上y=d处先后释放甲、乙两个粒子，粒子甲以大小为的速度沿x轴正向进入电场，到达x轴的位置P坐标为（2d，0），粒子乙以大小为的速度沿x轴负向进入磁场，到达x轴上的Q点时，速度方向偏转了。已知甲乙两粒子质量均为m，电需量分别为+q和-q，不计重力和两粒子间的相互作用。‎ ‎（1）求电场强度E和磁感应强度B1；‎ ‎（2）控制两粒子的释放时间，使两粒子同时到达x轴进入磁场，若要求甲、乙两粒子能够在到达x轴之前相遇，且相遇时两粒子速度方向共线，求磁感应强度的大小。‎ ‎【答案】（1），；（2） 或 ‎【详解】（1）粒子甲以大小为的速度沿x轴正向进入电场，做类平抛运动，则有 ‎①‎ ‎ ②‎ ‎③‎ 联立①~③求得：‎ ‎ ④‎ 粒子乙以大小为的速度沿x轴负向进入磁场，做匀速圆周运动，有：‎ ‎ ⑤‎ 利用几何关系求得：‎ ‎⑥‎ 联立⑤⑥求得：‎ ‎⑦‎ ‎（2）粒子甲以大小为的速度沿x轴正向进入电场，做类平抛运动，设此时速度大小为，与x轴正方向夹角为，则由动能定理有：‎ ‎⑧‎ 又 ‎⑨‎ 联立④⑧⑨，求得：‎ ‎⑩‎ 故粒子甲与粒子乙进入磁场时的速度大小相等，若要求甲、乙两粒子能够在到达x轴之前相遇，且相遇时两粒子速度方向共线，则可能存在如下两种情况：‎ ‎（i）甲乙粒子在同一个圆上相遇，轨迹关于PQ中垂线对称，且圆心在PQ的中垂线上，故由几何知识可得：‎ ‎ ⑪‎ 又⑫‎ 联立⑩⑪⑫求得，‎ ‎（ii）甲乙粒子的轨迹关于PQ中垂线对称，且轨迹相切，速度方向沿y轴正方向，由几何知识可得 ‎⑬‎ 联立⑩⑫⑬求得， ‎ 四、选考题 ‎13.以下说法正确的是（　　）‎ A. 水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B. 气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现 C. 理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变 D. 液体的饱和气压只与液体的性质和温度有关，与体积无关 E. 布朗运动是小颗粒运动，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动 ‎【答案】ADE ‎【详解】A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现，选项A正确；‎ B．气体总是很容易充满容器，这是由于气体分子在永不停息的做无规则运动的缘故，不能说明分子间存在斥力，选项B错误；‎ C．理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，若气体的温度发生变化，则气体的内能要变化，选项C错误；‎ D．液体的饱和气压只与液体的性质和温度有关，与体积无关，选项D正确；‎ E．布朗运动是悬浮在液体表面的固体小颗粒的运动，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动，选项E正确。‎ 故选ADE。‎ ‎14.如图所示，一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端不封闭，初始时管内汞柱及空气柱长度如图所示。现在左端开口处接一抽气机，不断的向外抽气，直至管内两边汞柱高度相等时停止。求抽出的气体与左侧原有气体质量的百分比。（已知玻璃管的横截面积处处相同，抽气体的过程中，环境温度不变，大气压强cmHg）‎ ‎【答案】58%‎ ‎【详解】如图所示，未抽空气前，右管空气柱满足 ‎ ①‎ 当U形玻璃管内两边汞柱高度相等时，由于环境温度不变，即右管发生等温变化 ‎ ②‎ 此时左管内气体压强 ‎ ③‎ 因为环境温度不变，即左管发生等温变化，再跟据理想气态方程式可得 ‎ ④‎ 且 ‎ ⑤‎ 联立①②③④⑤式解得 即抽出的气体与左侧原有气体质量的百分比 ‎15.一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，从此时刻开始计时，m的质点Q比m的质点P早回到平衡位置0.3s，下列说法正确的（　　）‎ A. 这列简谐横波沿x轴正方向传播 B. P质点简谐运动的频率为2Hz C. 简谐横波波速为‎5m/s D. 再过0.8s，x=‎4.0m处的质点向前移动到x=‎8.0m处 E. 再过0.6s，x=‎6.5m处的质点正在远离平衡位置 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．因为m的质点Q比m的质点P早回到平衡位置0.3s，如图所示，可判断这列简谐横波沿x轴正方向传播，A正确；‎ BC．因为m的质点Q比m的质点P早回到平衡位置0.3s，则简谐横波的波速 可求得周期 则频率为 B错误，C正确；‎ D．质点只能在自己的位置振动，不能前后移动，D错误；‎ E．经过时间波向前移动。再经过，图中的质点的波形刚好传到 的质点的位置，此时0.6s，x=‎6.5m处的质点正在远离平衡位置，E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎16.如图所示，某种玻璃制成的三棱镜ABC，其中∠A=45°、∠B=60°、AB长度为‎30cm。今有一束单色光从距离A点‎5cm处的P点垂直BC边入射，从BC边上的M点出射，出射方向与BC夹角为60°，已知光在真空中的传播速度（不考虑光的多次反射，sin15°=0.25，cos15°=0.96）。求：‎ ‎(1)该玻璃的折射率；‎ ‎(2)光从P点入射到M点出射的时间。‎ ‎【答案】（1）1.92；（2）‎ ‎【详解】（1）光从AC射入，从BC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在玻璃中的光路图如图所示 设光在AB边N点发生全反射，由几何关系可得，在AB边反射的入射角和出射角为 由几何关系可得，‎ 光在BC边M点 玻璃的折射率为 ‎（2）光从P点入射N点，有几何关系计算可得 ‎，‎ 在三角形中由正弦定理可得 则 则光在玻璃中从P点入射到M点出射通过的距离为 所以光从P点入射到M点出射的时间