【物理】天津市耀华中学2020届高三下学期第二次模拟考试试题（解析版）

【物理】天津市耀华中学2020届高三下学期第二次模拟考试试题（解析版）

天津市耀华中学2020届高三下学期 第二次模拟考试试题 第Ⅰ卷（选择题）‎ 一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意，选对的得5分，选错或不选得0分。请将答案填涂在答题卡的相应位置。）‎ ‎1.在物理学的发展过程中，有一些科学家由于突出的贡献而被定义为物理量的单位以示纪念．下面对高中学习的物理单位及其相对应的科学家做出的贡献叙述正确的是（　　）‎ A. 力的单位是牛顿，牛顿通过实验测定出万有引力常量 B. 电量的单位是库伦，库伦通过实验测定出元电荷 C. 磁感应强度的单位是特斯拉，特斯拉发现了电流的磁效应 D. 电流强度的单位是安培，安培提出了分子电流假说 ‎【答案】D ‎【详解】A．力的单位是牛顿（N），牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验测定出万有引力常量，故A错误； ‎ B．电量的单位是库伦（C），密立根通过实验测定出元电荷，故B错误； ‎ C．磁感应强度的单位是特斯拉（T），奥斯特发现了电流的磁效应，故C错误； ‎ D．电流强度的单位是安培（A），安培提出了分子电流假说，故D正确；‎ ‎2.有关原子与原子核的相关知识，以下说法正确的是（　‎ ‎　）‎ A. 核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断其中X为正电子 B. α射线是高速运动的氦原子核，具有良好的穿透性，能够穿透几厘米厚的铅板 C. 聚变又叫“热核反应”，宇宙中时时刻刻都在进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆 D. 是核裂变方程，只有当铀块的体积大于“临界体积”时，才能发生链式反应 ‎【答案】C ‎【详解】A．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断其中X质量数为0，电荷数为-1，则X为负电子，选项A错误；‎ B．α射线是高速运动的氦原子核，电离本领较强，穿透性极弱，只能穿透薄纸片，选项B错误；‎ C．聚变又叫“热核反应”，宇宙中时时刻刻都在进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项C正确；‎ D．是α衰变方程，不是核裂変方程，当铀块体积大于临界体积时，发生链式反应，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。以下列说法正确的是（　　）‎ A. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光产生的任意两条干涉亮条纹中心间距离比b光产生的任意两条干涉亮条纹中心间距离宽 B. 若用a、b两种光照射某种金属均可以发生光电效应现象，则用a光照射该金属时产生的光电子初动能更大 C. 由点光源S垂直水面发生的光，a光在水中的传播时间比b光长 D. 在光中，a光的波长比b光大 ‎【答案】AD ‎【详解】D．在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知a光的临界角较大，根据，知水对a光的折射率比b光小，则在真空中，a光的频率较小，波长较大，选项D正确；‎ A．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，根据，因为a光波长大，则a 光产生的任意两条干涉亮条纹中心间距离比b光产生的任意两条干涉亮条纹中心间距离宽，选项A正确；‎ B．因为a光的频率较小，则若用a、b两种光照射某种金属均可以发生光电效应现象，根据，则用b光照射该金属时产生的光电子初动能更大，选项B错误；‎ C．根据 ，因a光的折射率比b光小，则a光在水中的速度较大，则由点光源S垂直水面发生的光，a光在水中的传播时间比b光短，选项C错误。‎ 故选AD。‎ ‎4.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图象如图所示。下列说法正确的有（　　）‎ A. A→B的过程中，气体对外界做功 B. A→B的过程中，气体放出热量 C. B→C的过程中，气体压强增大 D. A→B→C的过程中，气体内能增加 ‎【答案】B ‎【详解】A．A→B的过程中，温度不变，体积减小，可知外界对气体做功，故A错误；‎ B．A→B的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=W+Q知，W为正，则Q为负，即气体放出热量，故B正确；‎ C．因为V-T图线中，BC段的图线是过原点的倾斜直线，则程B→C的过程中，压强不变，故C错误；‎ D．A到B的过程中，温度不变，内能不变，B到C的过程中，温度降低，内能减小，则A→B→C的过程中，气体内能减小，故D错误。故选B。‎ ‎5.一个带负电的粒子仅在电场力的作用下，从x轴的原点O由静止开始沿x轴正方向运动，其运动速度v随位置x的变化关系如图所示，图中曲线是顶点为O的抛物线，粒子的质量和电荷量大小分别为m和q，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子沿x轴做加速度不断减小的加速运动 B. O、x1两点之间的电势差 C. 粒子从O点运动到x1点的过程中电势能减少了 D. 电场为匀强电场，电场强度大小 ‎【答案】CD ‎【详解】AD．由题意可知，图中曲线是抛物线，则曲线表达式可写为 粒子只在电场力作用下运动，由动能定理得 即 又 所以粒子在运动过程中，受到的电场力不变，说明电场为匀强电场，场强为 沿x轴合外力不变，即粒子沿x轴做加速度不变的加速运动，故A错误，D正确；‎ BC．粒子从O点运动到点x1，由动能定理得 电场力做正功，电势能减少，为 则O、x1两点之间的电势差为 故B错误，C正确。‎ 故选CD。‎ 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对的得5分，对而不全得3分，选错或不选得0分。请将答案填涂在答题卡的相应位置。）‎ ‎6.“太空涂鸦”是近年来非常流行的一种非军事暴力性的反卫星技术。其基本过程为：进攻前处于低轨运行的攻击卫星通过变轨接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道并向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让高分子粘性磁电材料“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。待这些物质在太空中挥发殆尽后，卫星即可恢复正常功能。下列关于攻击卫星的说法正确的是（　　）‎ A. 攻击卫星进攻前需要加速才能进入侦察卫星轨道 B. 攻击卫星进攻前的向心加速度小于攻击时的向心加速度 C. 攻击卫星进攻前的机械能小于攻击时的机械能 D. 攻击卫星进攻时的线速度大于‎7.9km/s ‎【答案】AC ‎【详解】A．攻击卫星的轨道半径小，进攻前需要加速做离心运动，才能进入侦查卫星轨道，故A正确。 B．根据 可得 知，攻击前，攻击卫星的轨道半径小，故攻击卫星进攻前的向心加速度大于攻击时的向心加速度，故B错误。 C．攻击卫星在攻击过程中，做加速运动，除引力以外的其他力做正功，机械能增加，故攻击卫星进攻前的机械能小于攻击时的机械能，故C正确。 D．根据万有引力提供向心力 得 轨道半径越小，速度越大，当轨道半径最小等于地球半径时，速度最大，等于第一宇宙速度‎7.9km/s。故攻击卫星进攻时在轨运行速率小于‎7.9km/s，故D错误。 故选AC。‎ ‎7.一不计电阻的矩形导线框，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示。把该交流电接在图乙中理想变压器的a、b两端，Rt为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）‎ A. 在t=l.5×10-2s时刻，线框平面与磁场方向垂直 B. 该交流电电压的瞬时值表达式为 C. Rt处温度升高时，Vl表示数与V2表示数的比值增大 D. Rt处温度升高时，定值电阻R上消耗的功率减小 ‎【答案】BC ‎【详解】A．在t=l.5×10-2s时刻，交变电压最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，穿过该线圈的磁通量为零，线框平面与磁场方向平行，故A错误；‎ B．由图知，最大电压 周期为0.02s，角速度是 则该交流电电压的瞬时值表达式为 故B正确；‎ C．Rt处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，则R电压增大，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C正确；‎ D．Rt处温度升高时，阻值减小，副线圈的电流增大，则定值电阻R上消耗的功率增大，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎8.如图，一列简谐横波在均匀介质中沿+x轴方向传播，其波长为λ、周期为T。某时刻，在该波传播方向上的P、Q两质点（图中未画出，P点比Q点更靠近波源）偏离各自平衡位置的位移大小相等、方向相反，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 波从P点传到Q点所需时间可能等于一个周期 B. 此时刻P、Q两质点的速度可能相同 C. 若该波的频率增加一倍，其它条件不变，则波从P点传到Q点的时间将减少一半 D. P、Q两质点平衡位置间的距离可能介于和λ之间 ‎【答案】BD ‎【详解】A．依题，某时刻P、Q两质点的位移大小相等、方向相反，而相差一个波长的两个质点位移是大小相等、方向相同的，则两质点间的距离不可能等于一个波长，即波从P点传到Q点所需时间不可能等于一个周期，故A错误；‎ B．根据波形分析得知，此时刻P、Q两质点的速度方向可能相反，也可能相同，故B正确；‎ C．波速是由介质决定的，若该波的频率增加一倍，而波速不变，波从P点传到Q 点的时间将保持不变，故C错误；‎ D． P、Q两质点平衡位置间的距离可能介于和λ之间，如下图所示，故D正确。 ‎ 故选BD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题）‎ 三、实验题（本题共2小题，共12分。请将答案书写在答题卡的相应位置。）‎ ‎9.图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．‎ ‎（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是________‎ A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．‎ B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．‎ C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．‎ ‎（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________‎ A．M=‎200g, m=‎10 g 、‎15 g 、‎20 g 、‎25 g 、‎30 g 、‎40 g ‎ B．M=‎200 g , m=‎20 g 、‎40 g 、‎60 g 、‎80 g 、‎100 g 、‎120 g ‎ C．M=‎400 g , m=‎10 g 、‎15 g 、‎20 g 、‎25 g 、‎30 g 、‎40 g ‎ D．M=‎400 g , m=‎20 g 、‎40 g 、‎60 g 、‎80 g 、‎100 g 、‎120 g ‎ ‎（3）图2是试验中得到的一条纸带， A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=‎4.22 cm、sBC=‎4.65 cm、sCD=5.08"cm、sDE=‎5.49 cm、sEF=‎5.91 cm、sFG=‎6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=___________m/s2 （结果保留2位有效数字）．‎ ‎【答案】（1）B （2）C （3）0.42‎ ‎【详解】（1）小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、细线的拉力．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，因此应把木板的一端垫起适当的高度，以使重力、支持力、纸带的拉力三个力的合力为零，即小车做匀速运动，因此在进行这一操作时，不应挂砂桶，小车应连接纸带，A、C项错误；B项正确．‎ ‎（2）由于本实验中要求砂和砂桶的质量m远小于小车和砝码的质量M，故C项合理．‎ ‎（3）相邻两计数点间的时间T=0.1s，由可得 ，代入数据解得a=‎0.42m/s2．‎ ‎10.现要较准确地测量量程为0 ~ 3V、内阻大约为3kΩ的电压表V1的内阻RV，实验室提供的器材如下：‎ 电流表A1（量程0～‎0.6A，内阻约0.1Ω）‎ 电流表A2（量程0～1mA，内阻约100Ω）‎ 电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）；‎ 定值电阻R1（阻值200Ω）；‎ 定值电阻R2（阻值2kΩ）；‎ 滑动变阻器R3（最大阻值100Ω，最大电流‎1‎‎5A）‎ 电源E1（电动势6V，内阻约0.5Ω）‎ 电源E2（电动势3V，内阻约0.5Ω）；‎ 开关S，导线若干 ‎(1)选用上述的一些器材，甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路。‎ 在图甲的电路中，电源选择E1，则定值电阻R应该选择__________；在图乙的电路中，电源选择E2，电流表应该选择___________。（填写对应器材的符号）‎ ‎(2)根据图甲电路，多次测量得到多组电手表V1和V2的读数U1、U2，用描点法得到U1-U2图象，若图象的斜率为k1，定值电阻的阻值为R，则电压表V1的内阻RV= ______________；根据图乙电路，多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1'、I，用描点法得到可U1′-I图象，若图象的斜率为k2，则电压表V1的内阻RV′= __________。（用题中所给字母表示）‎ ‎(3)从实验中各电表读数对测量精度影响的角度分析，用图_________（填“甲”或“乙”）电路较好。‎ ‎【答案】 (1). R2 A2 (2). k2 (3). 乙 ‎【详解】(1)[1]在甲图的电路中，由于电源电动势为6V，电阻R起到串联分压的作用，且电压表量程为3V，所以应选和电压表内阻差不多的电阻，故选R2；‎ ‎[2]电压表中最大电流为 所以电流表应该选择量程为量程0～1mA电流表A2；‎ ‎(2)[3]在图甲的电路中，电阻R两端电压为 通过电阻R的电流为 根据欧姆定律得 即 又，则 ‎[4]在图乙的电路中，根据欧姆定律得 又图象中图象的斜率为k2，则 ‎(3)[5]两个电路都没有由仪器表引起的系统误差，但用图甲电路测量时，电压表V2的电压变化范围为0-5V，用量程为15V的电压表V2读数，相对误差较大，故图乙电路更好。‎ 四、计算题（本题共3小题，10题14分，11题16分，12题18分，共48分。要求写出必要的解题步骤，直接写出结果不得分。请将答案书写在答题卡的相应位置。）‎ ‎11.如图甲所示，电阻r＝2Ω的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长L＝‎2m、间距d＝‎1m的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R＝4Ω的电阻，金属棒与导轨接触良好，从t＝0时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在t＝0.1s时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动.取重力加速度g＝‎10m/s2.求：‎ ‎ ‎ ‎(1)在0.1s内，导体棒上所通过的电流大小和方向:‎ ‎(2)在0.1s内，电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q ‎(3)在0.05s时刻，导体棒所受磁场作用力的大小F和方向 ‎【答案】(1)I=‎1.2A，方向由b到a(2)1.6J(3)1.2N，水平向左 ‎【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可知，在0.1s时间内回路中感应电动势 由欧姆定律可得：‎ ‎，‎ 由图像可得：‎ ‎，‎ 代入数据可得 I=‎2A，‎ 电流方向：从b到a ‎(2)在0.1s时间内通过电阻R的电荷量 得 q=‎‎0.2C 电阻R产生的焦耳热：‎ ‎，‎ 解得 Q=16J ‎(3)导体棒所受磁场作用力的大小：‎ ‎，，‎ 代入数据可得 F=1.2N；‎ 根据左手定则，磁场作用力方向向左．‎ ‎12.如图，质量为‎6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质量为‎3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．‎ ‎ ‎ ‎(1)求细绳能够承受最大拉力；‎ ‎(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；‎ ‎(3)通过计算判断C能否从木板上掉下来．‎ ‎【答案】(1)3mg(2)L(3) 滑块C不会从木板上掉下来 ‎【详解】（1）设小球运动到最低点的速率为v0，小球向下摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律得： ，解得：‎ 小球在圆周运动最低点，由牛顿第二定律： ‎ 由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：T´=T 解得：T´=3mg ‎（2）小球碰撞后平抛运动．在竖直方向上：‎ 水平方向：L=‎ 解得：h=L ‎（3）小球与滑块C碰撞过程中小球和C系统满足动量守恒，设C碰后速率为v1，以小球初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ‎ 设木板足够长，在C与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为v2，由动量守恒定律的： ‎ 由能量守恒定律得： ‎ 联立⑨⑩⑪解得：s=L/2‎ 由s

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