【物理】天津市十二区县重点学校2020届高三下学期毕业班联考（二）试题（解析版）

【物理】天津市十二区县重点学校2020届高三下学期毕业班联考（二）试题（解析版）

天津市十二区县重点学校2020届高三下学期 毕业班联考（二）‎ 第Ⅰ卷 注意事项：‎ ‎1．每小题选出答案后，把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。‎ ‎2．本卷共8题，每题5分，共40分.‎ 一、选择题（每小题5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.下列说法正确的是（　　）‎ A. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 B. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关 C. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 ‎【答案】C ‎【详解】A．物体的内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和，故A错误；‎ B．从微观角度来看，气体压强大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。故B错误；‎ C．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故C正确；‎ D．气体膨胀对外做功且温度降低，温度是分子平均动能的标志，温度降低，则分子的平均动能变小，故D错误。故选C。‎ ‎2.下列说法正确的是（　　）‎ A. 当放射性物质的温度升高后，其半衰期会变小 B. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量比聚变前一定增加 C. α粒子轰击金箔发生散射现象说明原子核存在复杂的内部结构 D. β衰变过程中释放的电子来自原子核 ‎【答案】D ‎【详解】A．半衰期与外界因素无关，故温度改变时，半衰期不变，故A错误；‎ B．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前一定减小，因为反应存在质量亏损，故B错误；‎ C．α粒子轰击金箔发生散射现象说明原子内部有相对较大的空间，原子内有质量大、体积小、带正电荷的微粒；天然放射现象说明原子核存在复杂的内部结构，故C错误；‎ D．β衰变中放出的电子来自原子核，是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（　　）‎ A. a光光子比b光光子能量大 B. 若减小入射角i，则b光先消失 C. 在该三棱镜中a光波长小于b光 D. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则b光的遏止电压低 ‎【答案】B ‎【详解】A．根据折射率定义公式 从空气射入玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，所以 a光折射率较小，则频率较小，根据 则 a光光子比b光光子能量小，故A错误；‎ B．若减小入射角i，在第二折射面上，两光的入射角增大，依据光从光密介质到光疏介质，且入射角大于或等于临界角，发生光的全反射，由于 b光的入射角较大，较先进入全反射，则b光先消失，故B正确；‎ C．由可知，a光折射率，频率小， a光波长大于b光，故C错误；‎ D．由于a光光子能量较小，所以a光束照射逸出光电子的最大初动能较小，根据 则a光的遏止电压较低，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球运行，在点变轨后进入轨道做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A. 在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的加速度不同 B. 在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的动量不同 C. 卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度 D. 卫星在轨道任何位置都具有相同动能 ‎【答案】B ‎【详解】A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点距地球的距离相等，受到的万有引力相等 所以卫星在点的加速度相同，故A错误；‎ B．卫星由轨道1变为轨道2，需要加速，则轨道2的速度要大一些，所以卫星在P点的动量轨道2的大于轨道1的，故B正确；‎ C．卫星在轨道2的不同位置受到的万有引力大小相同，但方向不同，故产生的加速度大小相同，方向不同，故卫星在轨道的不同位置都具有不同加速度，故C错误；‎ D．轨道1是一个椭圆轨道，又开普勒第二定律可得，卫星离地球越近，速度越大，则卫星在轨道1上除了关于地球对称的位置外，各位置具有不同的动能，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，感光板MN垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔O1处由静止释放一个质子，第二次从小孔Ol处由静止释放一个α粒子，不计质子与α粒子的重力。关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是（　　）‎ A. 质子和α粒子打到感光板上的位置相同 B. 质子和α粒子在整个过程中运动的时间相等 C. 质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为2:1‎ D. 质子和α粒子在O2处的速度大小之比为1:2‎ ‎【答案】A ‎【详解】A．带电粒子进入偏转电场时，根据动能定理 进入偏转电场后电势差为，偏转的位移为y，有 速度的偏转角正切值为，有 偏转位移y与速度的偏转角正切值和带电粒子无关，因此运动轨迹是一条，质子和α粒子打到感光板上的位置相同，故A正确；‎ B．设粒子在加速电场中加速时间为t1，加速位移为x1，在偏转电场中时间为t2，偏转位移为y，有 由于质子和α粒子的加速位移和偏转位移相同，但是不同，所以运动时间不同，故B错误；‎ C．从开始运动到打到板上，根据动能定理有 故C错误；‎ D．从开始运动到打到板上质子的速度为v1，α粒子速度为v2，根据动能定理 化简得出 质子 α粒子 解得 故D错误。故选A。‎ 二、选择题（每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分 ）‎ ‎6.如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为。线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动时（　　）‎ A. 从图示位置开始计时，线框产生的感应电动势的瞬时值表达式 B. 从图示位置开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=‎ C. 线框中感应电流的有效值I=‎ D. 线框转一周克服安培力所做的功W=‎ ‎【答案】BC ‎【详解】A．由图可知，线圈中产生正弦式交流电，故线框产生的感应电动势的瞬时值表达式 故A错误；‎ B．由 联立解得 故B正确；‎ C．线圈中产生感应电动势最大值 感应电动势有效值 则电流有效值为 故C正确；‎ D．线框转一周克服安培力所做的功，即产生的热量 故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎7.处于坐标原点波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=‎200m/s。已知t=0时，波刚传播到x=‎40m处，波形如图所示。在x=‎400m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 波源开始振动时方向沿y轴负方向 B. x=‎10m处质点每秒向右移动‎200m C. 若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz D. 当t=0.1s时，x=‎40m处的质点恰好到达波谷的位置 ‎【答案】AC ‎【详解】A．所有质点的起振方向和波源起振方向一致，根据上下坡法，可知图中x=‎40m处质点的起振方向为沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，故A正确；‎ B．波上的质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，故B错误；‎ C．根据题意结合图可知 该波的频率为 若波源沿x轴正方向运动，波源与接收器之间的距离减小，根据多普勒效应，接收器的频率增大，将大于10Hz，故C正确；‎ D．当t=0.1s时，即经过了一个周期，x=‎40m处的质点回到了平衡位置，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎8.如图所示，粗糙的固定水平杆上有A、B、C三点，轻质弹簧一端固定在B点正下方的O点，另一端与套在杆A点、质量为m的圆环相连，此时弹簧处于拉伸状态。圆环从A处由静止释放，向右运动经过B点时速度为v、加速度为零，到达C点时速度为零，下列说法正确的是（　　）‎ A. 从A到C过程中，圆环在B点速度最大 B. 从A到B过程中，杆对环的支持力一直减小 C. 从A到B过程中，弹簧对圆环做的功等于 D. 从B到C过程中，圆环克服摩擦力做功小于 ‎【答案】B ‎【详解】A．圆环由A点释放，此时弹簧处于拉伸状态，即圆环加速运动，设AB之间的D位置为弹簧的原长，则A到D的过程中，弹簧弹力减小，圆环的加速度逐渐减小，D到B的过程中，弹簧处于压缩状态，则弹簧弹力增大，圆环的加速度先增大后减小，B点时，圆环合力为零，从B到C的过程中，圆环可能做减速运动，无论是否存在弹簧原长的位置，圆环的加速度始终增大，也可能先做加速后做减速，加速度先减小后增大，故B点的速度不一定最大，故A错误；‎ B．当圆环从A到D运动时，弹簧为拉力且逐渐减小，此时杆对环的支持力等于环的重力与弹簧弹力向下的分量之和，可知杆对环的支持力随弹簧弹力的减小而减小，当圆环从D到B运动时，弹簧被压缩，且弹力沿弹簧向上逐渐增加，此时杆对环的支持力等于环的重力与弹簧弹力向上的分量之差，可知杆对环的支持力随弹簧弹力的增加而减小，即从A到B的过程中，杆对环的支持力一直减小，故B正确；‎ C．从A到B的过程中，弹簧对圆环做的功、摩擦力做负功，根据功能关系可知 弹簧对圆环做功一定大于，故C错误；‎ D．从B到C过程中，弹簧弹力做功可能为0，圆环克服摩擦力做功，根据功能关系可知 圆环克服摩擦力做功等于，小于，故D错误。故选B。‎ 第Ⅱ卷 注意事项：‎ ‎1．请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.图甲为验证机械能守恒定律的实验装置，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球经过光电门B的挡光时间t，小铁球的直径为d，用作为球经过光电门时的速度，重力加速度为g。‎ ‎①用游标卡尺测得小铁球的直径d如图乙所示，则d＝________mm；‎ ‎②实验中还需要测量的物理量是________；‎ A．A距地面的高度H B．A、B之间的高度h C．小铁的质量m ‎③要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式_____________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示)；‎ ‎【答案】① 5.4 ② B ③d2=2ght2‎ ‎【详解】①[1]．用游标卡尺测得小铁球的直径d＝‎0.5cm+‎0.1mm×4=‎5.4mm；‎ ‎②[2]．要验证的关系式是 即 则实验中还需要测量的物理量是A、B之间的高度h，故选B。‎ ‎③[4]．由以上的分析可知，要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式 即 d2=2ght2‎ 是否成立即可。‎ ‎10.甲同学采用如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材：电压表（0~3V）、电流表（0~‎0.6A）及滑动变阻器R、电键S、导线。‎ ‎①该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上作出如图所示的U－I图线，该图存在多处不妥之处，请指出（指出两处不妥之处）。______；__________；‎ I/A ‎0.10‎ ‎020‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ U/V ‎2.93‎ ‎2.87‎ ‎2.85‎ ‎2.77‎ ‎2.75‎ ‎2.70‎ ‎②该同学根据上表数据可测出电源的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。（结果保留两位小数）‎ ‎③为了在实验中保护电流表和调节电阻时使电压表、电流表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图所示的电路，电路中电阻R0应该选取下列备选电阻中的哪一个？_____。‎ A．1Ω B．5Ω C．10Ω D．20Ω ‎【答案】①U轴坐标起点的选取从0开始显然不妥 建立坐标系时没有标明单位也是不妥 ② 2.98V（2.95—3.00）V 0.50Ω（0.45—0.52）Ω ③B ‎【详解】①[1]．U轴坐标起点选取从0开始显然不妥；‎ ‎[2]．建立坐标系时没有标明单位也是不妥；‎ ‎②[3]．可测出电源的电动势E=2.98V，内电阻 ‎③[4]．保护电阻R0应大约为 所以B选项正确；‎ ‎11.如图所示，匝数N=10、横截面积S=‎0.04 m2‎的线圈中有方向竖直向上的均匀增加的匀强磁场；两相足够长的平行金属导轨间距为L=‎0.5m，固定在倾角为30°的斜面上；导轨通过开关S与线圈相连。一光滑金属杆质量m=‎0.05 kg，阻值R1=0.2 Ω，放置在导轨的M、N位置，M、N等高；导轨底端连接一阻值为R2=0.8 Ω的电阻；导轨所在区域有垂直于斜面向上的匀强磁场B2=0.5 T。闭合S，金属杆恰能静止；线圈与导轨的电阻忽略不计。g取‎10 m/s2。求：‎ ‎（1）B1变化率的大小；‎ ‎（2）断开S，金属杆从静止开始运动，金属杆达到稳定状态时速度的大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【详解】（1）线圈中的感应电动势 导线中的电流为 金属杆受力平衡 解得 ‎（2）匀速时 解得 vm=‎4m/s ‎12.如图所示，水平轻弹簧左端固定在竖直墙上，弹簧原长时右端恰好位于O点，O点左侧水平面光滑、右侧粗糙，动摩擦因数，O点右侧长为s=‎2.0m。水平面右端与一高H=‎1.8m、倾角为30°的光滑斜面平滑连接。（不计滑块经过连接处的能量损失和时间）压缩后的轻弹簧将质量mA=‎0.2kg、可视为质点的物块A向右弹出，同时另一质量为mB=‎0.25kg的物块B从斜面顶端由静止滑下。B下滑t=1.2s时A、B两物块发生碰撞并立即粘在一起停止运动。重力加速度取g=‎10m/s2。求：‎ ‎(1)A、B碰撞时离斜面底端的距离x；‎ ‎(2)碰撞前物块A的速度vA；‎ ‎(3)压缩后的轻弹簧具有的弹性势能Ep。‎ ‎【答案】(1)0；(2)‎7.5m/s；(3)7.625J ‎【详解】(1)B物体从斜面上下滑的加速度 t=1.2s物体B若一直在斜面，可以下滑的距离 因斜面长度为 则A、B碰撞时离斜面底端的距离为0。‎ ‎(2)碰撞前物体B的速度 因两物体碰后停止运动，则 解得 vA=‎7.5m/s ‎(3)由能量关系可知，压缩后的轻弹簧具有的弹性势能 解得EP=7.625J ‎13.某科研小组设计了一个粒子探测装置。如图1所示，一个截面半径为R的圆筒(筒长大于2R)水平固定放置，筒内分布着垂直于轴线的水平方向匀强磁场，磁感应强度大小为B。图2为圆筒的入射截面，图3为竖直方向过筒轴的切面。质量为m、电荷量为q的正离子以不同的初速度垂直于入射截面射入筒内。圆筒内壁布满探测器，可记录粒子到达筒壁的位置，筒壁上的P点和Q点与入射面的距离分别为R和2R。(离子碰到探测器即被吸收，忽略离子间的相互作用与离子的重力)‎ ‎(1)离子从O点垂直射入，偏转后到达P点，求该入射离子的速度v0；‎ ‎(2)离子从OC线上垂直射入，求位于Q点处的探测器接收到的离子的入射速度范围；并在图3中画出规范的轨迹图；‎ ‎(3)若离子以第(2)问求得最大的速度垂直入射，从入射截面入射的离子偏转后仍能到达距入射面为2R的筒壁位置，画出入射面上符合条件的所有入射点的位置。‎ ‎【答案】（1）；（2），；（3）‎ ‎【详解】(1)离子运动的半径为R，根据洛伦兹力提供向心力 可得 ‎（2）粒子以v1 从C 点入射时，刚能到达Q 点，根据几何关系可得偏转半径 R1=2R ‎ 根据洛伦兹力提供向心力 联立可得速度最小值 粒子以v2速度从O 点入射时，刚能到达Q，设半径为R2，根据几何关系 可得 根据几何关系可得偏转半径 联立可得速度最大值 速度范围为 ‎（3）当离子以的速度在偏离竖直线CO 入射时，入射点与正下方筒壁的距离仍然为R。如图所示，所以特定入射区域如图。 ‎