天津市实验中学2020届高三下学期3月第二次测试物理试题 Word版含解析

天津市实验中学2020届高三下学期3月第二次测试物理试题 Word版含解析

- 1 - 2020 届天津市实验中学高三下学期物理 3 月第二次测试 一、单选 1.下列核反应方程中，属于 α 衰变的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 A 是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程，A 错误；B 是 U 原子核分裂并只放射出氦 原子核的反应过程，属于 α 衰变，B 错误；C 是轻核的聚变反应，C 错误；D 释放出一个电子， 是 β 衰变的过程，D 正确． 2.设太阳质量为 M，某行星绕太阳公转周期为 T，轨道可视作半径为 r 的圆．已知万有引力常 量为 G，则描述该行星运动的上述物理量满足 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力即 ， 由此可得： ，故选 A． 【点睛】据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量． 3.周期为 2.0s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方 向运动，则该波（ ） 14 4 17 1 7 2 8 1N+ He O H→ + 238 234 4 92 90 2U Th+ He→ 2 3 4 1 1 1 2 0H+ H He+ n→ 234 234 0 90 91 1Th Pa+ e−→ 2 3 2 4 rGM T π= 2 2 2 4 rGM T π= 2 2 3 4 rGM T π= 3 2 4 rGM T π= 2 2 2 4MmG m rr T π= 2 3 2 4 rGM T π= - 2 - A. 沿 x 轴正方向传播，波速 v=20m/s B. 沿 x 轴正方向传播，波速 v=10m/s C. 沿 x 轴负方向传播，波速 v=20m/s D. 沿 x 轴负方向传播，波速 v=10m/s 【答案】B 【解析】 横波的振动方向与传播方向垂直，已知 P 点的振动方向向下，由同侧法可知传播方向右，而 读图得波长 ， ，则波速 ，故选项 B 正确． 【考点定位】横波的性质、机械振动与机械波的关系． 4.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖 圆心 O，经折射后分为两束单色光 a 和 b。下列 判断正确的是（　　） A. 玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 B. a 光的频率大于 b 光的频率 C. 在真空中 a 光的波长大于 b 光的波长 D. a 光光子能量小于 b 光光子能量 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光路可逆知识，a 光的入射角大于 b 光，但折射角相等，根据 可知 介质对 a 光折射率大于对 b 光的折射率，A 错； B．根据频率与折射率关系，a 光的频率大于 b 光的频率，B 对； C．根据 可知 C 错； D．由于频率高，光子能量大，所以 D 错。 的 20mλ = 2sT = 10 /v m sT λ= = sin sin in r = v fλ= - 3 - 【点睛】这类题型考查了几何光学折射率知识，这一类题目中，要将能联系在一起的知识都 联系在一起，例如频率跟折射率关系，跟波长、干涉现象、衍射现象、光子的能量的大小等 之间的关系．这类题目如果能够知道红光和紫光的特点，在做题时，将红光、紫光代入，技 能快速准确的得到答案。 5.图示电路中，变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R0 为定值 电阻，R 为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表 A1 的示数增大了 0.2 A，电流表 A2 的示数增大了 0.8 A。则下列说法正确的是(　　) A. 电压表 V1 示数增大 B. 电压表 V2、V3 示数均增大 C. 该变压器起升压作用 D. 变阻器滑片是沿 c→d 的方向滑动 【答案】D 【解析】 电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从 c 向 d 滑动，故 D 正确；电 压表 V1、V2 示数不变，故 A、B 错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即 n1I1=n2I2，电流变 化时，n1ΔI1=n2ΔI2，故 ，应是降压变压器，C 错误． 【考点定位】考查理想变压器和电路知识． 二、多选 6.如图，一光滑的轻滑轮用细绳 OO'悬挂于 O 点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 a，另 一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b．外力 F 向右上方拉 b，整个系统处于静止状态．若 F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块 b 仍始终保持静止，则 - 4 - A. 绳 OO'的张力也在一定范围内变化 B. 物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接 a 和 b 绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 【答案】BD 【解析】 【详解】物块 b 仍始终保持静止，可知物块 a 也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角也不变， 可知连接 a 和 b 的绳的张力等于物块 a 的重力，所以连接 a 和 b 的绳的张力保持不变，夹角不 变，所以．绳 OO'的张力也不变，故 A、C 错误；对 b 进行受力分析可知，当若 F 方向不变， 大小在一定范围内变化时，而重力 mg 和绳子的拉力 FT 保持不变，所以．物块 b 所受到的支 持力也在一定范围内变化，物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，故 B、D 正确 7.如图，一带正电的点电荷固定于 O 点，两虚线圆均以 O 为圆心，两实线分别为带电粒子 M 和 N 先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e 为轨迹和虚线圆的交点 不计重力 下列说法正 确的是 　　 的 . . ( ) - 5 - A. M 带负电荷，N 带正电荷 B. M 在 b 点的动能小于它在 a 点的动能 C. N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能 D. N 在从 c 点运动到 d 点的过程中克服电场力做功 【答案】ABC 【解析】 试题分析：由粒子运动轨迹可知，M 受到的是吸引力，N 受到的是排斥力，可知 M 带负电荷， N 带正电荷，故 A 正确．M 从 a 到 b 点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则 b 点的动能小于在 a 点的动能，故 B 正确．d 点和 e 点在同一等势面上，电势相等，则 N 在 d 点 的电势能等于在 e 点的电势能，故 C 正确． D、N 从 c 到 d，库仑斥力做正功，故 D 错误．故选 ABC 考点：带电粒子在电场中的运动 【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能 变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能 的变化． 8.甲、乙两物体在 t=0 时刻经过同一位置沿 x 轴运动，其 v-t 图像如图所示，则( ) A. 甲、乙在 t=0 到 t=1s 之间沿同一方向运动 B. 乙在 t=0 到 t=7s 之间的位移为零 C. 甲在 t=0 到 t=4s 之间做往复运动 D. 甲、乙在 t=6s 时的加速度方向相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在 t=0 到 t=1s 之间，甲始终沿正方向运动，而乙先沿负方向运动后沿正方向运动， 故 A 错误； - 6 - B．根据速度图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移，t 轴上方的“面积”表示位移是正值，t 轴下方的“面积”表示位移是负值，则知在 t=0 到 t=7s 之间乙的位移为零，故 B 正确； C．t=0 在到 t=4s 之间，甲的速度始终为正值，说明甲一直沿正方向做单向直线运动，故 C 错 误； D．根据斜率等于物体的加速度知，甲、乙在 t=6s 时的加速度方向都沿负方向，方向相同， 故 D 正确． 【点睛】本题应抓住速度时间图象中速度的正负表示速度的方向，图象与坐标轴所围的“面积” 表示物体的位移，斜率等于物体的加速度进行分析． 三、填空 9.在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干 涉条纹间距 与绿光的干涉条纹间距 相比 ______ （填“＞”、“＜”或“＝”）．若实 验中红光的波长为 ，双缝到屏幕的距离为 ，测得第一条到第 6 条亮条纹中心间的 距离为 ，则双缝之间的距离为______ ． 【答案】 (1). ＞ (2). 【解析】 【详解】双缝干涉条纹间距 ，红光波长长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大， 即 > ．条纹间距根据数据可得 ，根据 可 得 ． 【点睛】双缝干涉实验的条纹间距公式熟记，对于从红光到紫光的波长频率折射率全反射临 界角等等要认清变化趋势． 10.某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 ①实验中，必要的措施是___________________________________。 A.细线必须与长木板平行 1x∆ 2x∆ 1x∆ 2x∆ 630nm 1m 10.5mm mm 0.3 Lx d λ∆ = 1x∆ 2x∆ 310.5mm 2.1mm 2.1 10 m5x −∆ = = = × Lx d λ∆ = 9 4 3 1m 630 10 m 3 10 m 0.3mm2.1 10 m Ld x λ − − − × ×= = = × =∆ × - 7 - B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ②他实验时将打点计时器接到频率为 50Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点 如图所示（每相邻两个计数点间还有 4 个点，图中未画出）。s1=3.59cm，s2=4.41cm， s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度 a=________ （要求充 分利用测量的数据），打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB=________m/s。（结果均保留两位 有效数字） (3)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K 和两个部件 S、T。请根据下列步骤完 成电阻测量： ①旋动部件______________，使指针对准电流的“0”刻线。 ②将 K 旋转到电阻挡“×100”的位置。 ③将插入“十”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件______________，使指针对准电阻的 ______________（填“0 刻度”或“∞刻度”）。 ④将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果， 请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______________________的顺序进行操作，再完成读 数测量。 A.将 K 旋转到电阻挡“×1k”的位置 B.将 K 旋转到电阻挡“×10”的位置 C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 2m / s - 8 - 【答案】 (1). AB (2). 080 (3). 0.40 (4). S (5). T (6). 0 刻线 (7). ADC 【解析】 【详解】(1).实验时细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，A 正确；实验时必须先接通 电源再释放小车。B 正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量。C 错误；此实验 中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，D 错误。 故选 AB。 (2).两相邻计数点间的时间间隔为： ，由逐差法可得： 打点计时器在打 B 点时小车的速度为： (3). ①使用万用表首先要进行机械调零。S 机械调零旋钮，故旋动部件为 S； ③机械调零后再进行欧姆调零。T 是欧姆档调零旋钮，故旋动部件为 T，欧姆档调零时，应使 指针指向欧姆档零刻度，故应为 0 刻度。 ④.当两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确地测量结果， 必须将指针调到中间刻度附近，所以要将倍率调大，原因是指针偏转小则说明刻度盘值大， 现在要指针偏大即刻度盘值要小，那么只有调大倍率才能实现。所以正确的顺序为 ADC。 四、计算 11.如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面 前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面 3 m/s 的速度向斜面体推出，冰块平 滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为 h="0.3" m（h 小于斜面体的高度）．已知小孩 与滑板的总质量为 m1="30" kg，冰块的质量为 m2="10" kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重 力加速度的大小 g="10" m/s2． （i）求斜面体的质量； （ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？ 【答案】（i）20 kg （ii）不能 【解析】 为 0.1T s= ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 6 3 5 2 4 2 2 2 1 7.64 5.19 6.78 4.41 5.97 3.59 cm 0.80m/s 3 3 0.1s s s s s s sa T − + − + − − + − + −= = = × 1 2 B 3.59 4.41cm 0.40m/s2 2 0.1s s Tv s + += =×= - 9 - 试题分析：①设斜面质量为 M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒： 系统机械能守恒： 解得： ②人推冰块的过程： ,得 （向右） 冰块与斜面的系统： 解得： （向右） 因 ，且冰块处于小孩 后方，则冰块不能追上小孩． 考点：动量守恒定律、机械能守恒定律． 12.如图所示，直径分别为 D 和 2D 的同心圆处于同一竖直面内，O 为圆心，GH 为大圆的水平 直径。两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为 d 的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为 m、电量为＋q 的粒子由小 孔下方 处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度 v 射出电场，由 H 点紧靠大圆内侧射入 磁场。不计粒子的重力。 (1)求极板间电场强度的大小； (2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小； (3)若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为 、 ,粒子运动一段时间后再次经过 H 点， 求这段时间粒子运动的路程． 【答案】（1） （2） 或 （3）5.5πD 【解析】 的 2 2 2( )m v m M v= + 2 2 2 2 2 2 1 1( )2 2m gh m M v m v+ + = 20kgM = 1 1 2 2m v m v= 1 1 /v m s= 2 2 2 2 3m v m v Mv′= + 2 2 2 2 2 2 2 3 1 1 1+2 2 2m v m v Mv= ′ 2 1 /v m s= −′ 2 1=v v′ 2 d 2mv qD 4mv qD 2mv qd 4mv qD 4 3 mv qD - 10 - 【详解】(1)粒子在电场中，根据动能定理 ，解得 (2)若粒子的运动轨迹与小圆相切，则当内切时，半径为 由 ，解得 则当外切时，半径为 由 ，解得 (2)若Ⅰ区域的磁感应强度为 ，则粒子运动的半径为 ；Ⅱ区 域的磁感应强度为 ，则粒子运动的半径为 ； 设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为 T1、T2，由运动公式可得： ； 据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图所示，根据对称性可知，Ⅰ 区两段圆弧所对的圆心角相同，设为 ，Ⅱ区内圆弧所对圆心角为 ，圆弧和大圆的两个切 点与圆心 O 连线间的夹角设为 ，由几何关系可得： ； ； 粒子重复上述交替运动回到 H 点，轨迹如图所示，设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间分 别为 t1、t2，可得： ； 21 2 2 dEq mv⋅ = 2mvE qd = / 2 E R 2 1 1 vqvB m r = 4mvB qD = e R 2 1 2 vqvB m r = 4 3 mvB qD = 2 2 0 9 32 qB Lm U = 0 0100 16 81 9 U UU≤ ≤ 2 0 1 2qU mv= 2vqvB m r = 1 1 1 2 RT v π= 0 3 4r L= 1 θ 2 θ α 1 120θ =  2 180θ =  60α =  r U∝ 1 0 5 6 UL UL = - 11 - 设粒子运动的路程为 s，由运动公式可知：s=v(t1+t2) 联立上述各式可得：s=5.5πD