2020届长春市三中高三下学期二模模拟物理试题（解析版）

吉林省长春市三中 2019-2020 学年下学期高三二模模拟测试 物 理 （二） 一、选择题 1.据伊朗新闻电视台 2019 年 9 月 7 日消息，伊朗原子能组织发言人卡迈勒万迪当天宣布，作为第三阶段中 止履行伊核协议的措施，伊朗已启动了“先进离心机”，以增加浓缩铀储量。关于铀核的裂变，下列叙述正 确的是（　　） A. 核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并吸收大量能量 B. 核反应堆中铀核自发分裂为两个或几个中等质量的原子核，同时释放大量的核能 C. 要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有慢中子的轰击 D. 要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有快中子 轰击 【答案】C 【解析】 【详解】AB．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并释放大量能量，AB 错误； CD．链式反应的条件有三个，一是足够浓度的铀，二是铀的体积需要大于等于临界体积，三是需要慢中子 轰击，C 正确，D 错误。 故选 C。 2.如图所示为某稳定电场的电场线分布情况，A、B、C、D 为电场中的四个点，B、C 点为空心导体表面两 点，A、D 为电场中两点。下列说法中正确的是（　　） A. D 点的电势高于 A 点的电势 B. A 点的电场强度大于 B 点的电场强度 C. 将电子从 D 点移到 C 点，电场力做正功 D. 将电子从 B 点移到 C 点，电势能增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势降低，所以 D 点 电势高于 A 点的电势，A 正确； 的 的B．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以 A 点的电场强度小于 B 点的电场强度，B 错误； C．电子带负电，所以将电子从 D 点移到 C 点，电场力与运动方向夹角为钝角，所以电场力做负功，C 错 误； D．处于静电平衡的导体是等势体，所以 B、C 两点电势相等，根据 可知电子在 B、C 两点电势能相等，D 错误。 故选 A。 3.如图所示，质量为 M 的小车的表面由光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一质量为 m 的球，球与水 平面的接触点为 a，与斜面的接触点为 b，斜面倾角为 θ。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下 列说法正确的是（　　） A. 若小车匀速运动，则球对斜面上 b 点的压力大小为 mgcosθ B. 若小车匀速运动，则球对水平面上 a 点的压力大小为 mgsinθ C. 若小车向左以加速度 gtanθ 加速运动，则球对水平面上 a 点无压力 D. 若小车向左以加速度 gtanθ 加速运动，则小车对地面的压力小于（M+m）g 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小车和球一起匀速运动时，小球受到竖直向下的重力和水平面对小球竖直向上的支持力，二 力平衡，所以小球对 b 点无压力，根据牛顿第三定律可知小球对 a 点的压力大小为 mg，AB 错误； C．若小车向左以加速度 gtanθ 加速运动，假设小球对 a 点无压力，根据牛顿第二定律 解得 假设成立，所以小球对 a 点无压力，C 正确； D．对小车和球构成的系统整体受力分析可知，系统在竖直方向上加速度为 0，竖直方向受到重力和支持力， 二者等大反向，根据牛顿第三定律可知小车对地面的压力等于（M+m）g，D 错误。 故选 C。 pE qϕ= tanmg maθ = tana g θ=4.某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为 θ，两导轨长为 L，间距为 d，一质量为 m 的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为 d，电阻为 R，与导轨接触 良好且不计摩擦阻力，导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为 I，弹丸在安培力作用下从导轨底端由静 止开始做匀加速运动，加速度大小为 a。下列说法正确的是（　　） A. 将弹丸弹出过程中，安培力做的功为 maL+mgLsinθ B. 将弹丸弹出过程中，安培力做的功为 I2R C. 将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小 D. 将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变 【答案】A 【解析】 【详解】AB．对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律 安培力做功 A 正确，B 错误； CD．弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据 可知安培力的功率一直增大，CD 错误。 故选 A。 5.工在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。 其中 A、B 为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上（电源 电压小于材料的击穿电压）。当流水线上通过的产品厚度减小时，下列说法正确的是（　　） sinF mg maθ− =安 sinLW ma gF L m L θ= += 安 P F v= 安A. A、B 平行板电容器的电容增大 B. A、B 两板上的电荷量变大 C. 有电流从 a 向 b 流过灵敏电流计 D. A、B 两板间的电场强度变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可知当产品厚度减小，导致 减小时，电容器的电容 C 减小，A 错误； BC．根据 可知极板带电量 Q 减小，有放电电流从 a 向 b 流过，B 错误，C 正确； D．因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间电场强度为 不变，D 错误。 故选 C。 6.如图所示，地球质量为 M，绕太阳做匀速圆周运动，半径为 R．有一质量为 m 的飞船，由静止开始从 P 点 在恒力 F 的作用下，沿 PD 方向做匀加速直线运动，一年后在 D 点飞船掠过地球上空，再过三个月，又在 Q 处掠过地球上空．根据以上条件可以得出 A. DQ 的距离为 B. PD 的距离为 C. 地球与太阳的万有引力的大小 D. 地球与太阳的万有引力的大小 【答案】ABC 【解析】 【分析】 4 SC kd ε π= ε Q CU= UE d = 2R 16 2 9 R 29 2 16 FM m π 29 2 32 FM m π根据 DQ 的时间与周期的关系得出 D 到 Q 所走的圆心角，结合几何关系求出 DQ 的距离．抓住飞船做匀加 速直线运动，结合 PD 的时间和 PQ 的时间之比得出位移之比，从而得出 PD 的距离．根据位移时间公式和 牛顿第二定律，结合地球与太阳之间的引力等于地球的向心力求出引力的大小． 【详解】地球绕太阳运动的周期为一年，飞船从 D 到 Q 所用的时间为三个月，则地球从 D 到 Q 的时间为三 个月，即四分之一个周期，转动的角度为 90 度，根据几何关系知，DQ 的距离为 ，故 A 正确；因为 P 到 D 的时间为一年，D 到 Q 的时间为三个月，可知 P 到 D 的时间和 P 到 Q 的时间之比为 4：5，根据 得，PD 和 PQ 距离之比为 16：25，则 PD 和 DQ 的距离之比为 16：9， ，则 ，B 正 确 ； 地 球 与 太 阳 的 万 有 引 力 等 于 地 球 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 ， 对 PD 段 ， 根 据 位 移 公 式 有 ： ，因为 P 到 D 的时间和 D 到 Q 的时间之比为 4：1，则 ，即 T=t，向心力 ，联立解得地球与太阳之间的引力 ，故 C 正确 D 错误． 7.回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D 形金属盒半径为 R。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿 过狭缝的时间忽略不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直。A 处粒子源产生质量为 m、电荷量为+q 的粒子，在加速器中被加速，加速电压为 U。下列说法正确的是（　　） A. 交变电场的周期为 B. 粒子射出加速器的速度大小与电压 U 成正比 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 粒子第 1 次经过狭缝后进入磁场的半径为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．为了能够使粒子通过狭缝时持续的加速，交变电流的周期和粒子在磁场中运动周期相同，即 2R 21 2x at= 2DQ R= 16 2 9PD R= 216 2 1 9 2 R Fat a m = =， 4 4 T t= 2 2 4 nF M RT π= 29 2 16 FMF m π= m Bq π 2 2 BR U π 1 2mU B qA 错误； B．粒子最终从加速器飞出时 解得 粒子飞出回旋加速器时的速度大小和 无关，B 错误； C．粒子在电场中加速的次数为 ，根据动能定理 粒子在磁场中运动的时间 C 正确； D．粒子第一次经过电场加速 进入磁场，洛伦兹力提供向心力 解得 D 正确。 故选 CD。 8.如图所示，在竖直方向上 A、B 两物体通过劲度系数为 k=200N/m 的轻质弹簧相连，A 放在水平地面上， B、C 两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C 放在固定的光滑斜面上.用手拿住 C，使细线刚刚拉直但无拉 力作用，并保证 ab 段的细线竖直、cd 段的细线与斜面平行.已知 A、B 的质量均为 10kg，C 的质量为 40kg， 重力加速度为 g=10m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放 C 后 C 沿斜面 2 mT qB π= 2vqvB m R = qBRv m = U n 21 2nqU mv= 2 2 22 2 1 1 1 1 2 2 2 22 BR U q B R mt n T mqU m qB π π= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 2 1 1 2qU mv= 2 1 1 1 vqv B m R = 1 1 2 1 2mv m qU mUR qB qB m B q = = =下滑，A 刚离开地面时，B 获得最大速度.（ ） A. 斜面倾角 =30° B. A、B、C 组成的系统机械能先增加后减小 C. B 的最大速度 D. 当 C 的速度最大时弹簧处于原长状态 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．开始时弹簧压缩 长度为 xB 得： kxB=mg 当 A 刚离开地面时，弹簧处于拉伸状态，对 A 有： kxA=mg 物体 A 刚离开地面时，物体 B 获得最大速度，B、C 的加速度为 0，对 B 有： T-mg-kxA=0 对 C 有： Mgsinα-T=0 解得： α=30° 故 A 正确； B．由于 xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，即此过程中弹簧的弹性势能先减小后增 加；而由 A、B、C 以及弹簧组成的系统机械能守恒，可知 A、B、C 组成的系统机械能先增加后减小，故 B 正确； C．当物体 A 刚离开地面时，物体 B 上升的距离以及物体 C 沿斜面下滑的距离为： 由于 xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且物体 A 刚刚离开地面 时，B、C 两物体的速度相等，设为 vB，由动能定理得： 的 α max 2m/sv = 2 2 10 10 m=1m200A B mgh x x k × ×= + = = 解得： vB＝2m/s 故 C 正确； D．当 B 的速度最大时，C 的速度也是最大的，此时弹簧处于伸长状态，故 D 错误； 故选 ABC。 二、非选择题 9.某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并用图钉固定在木板上。 固定两个光滑的滑轮 A 和 B，将绳子打一个结点 O，每个钩码的质量相等。调整钩码个数使系统达到平衡。 (1)实验过程中必须要记录下列哪些数据（ ） A．O 点位置 B．每组钩码的个数 C．每个钩码的质量 D．OA、OB 和 OC 绳的长度 E．OA、OB 和 OC 绳的方向 (2)下列实验操作正确的是（ ） A．将 OC 绳换成橡皮筋，仍可完成实验 B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可减小实验误差 C．尽量保持∠AOB 为 90°、60°、120°等特殊角方便计算 D．若改变悬挂钩码的个数 N3，重新进行实验，必须保持 O 点位置不动，重新调整钩码的个数 N1、N2 【答案】 (1). ABE (2). AB 【解析】 【详解】(1)[1]A．为了验证平行四边形定则，必须作受力图，所以需要确定受力点，即需要标记结点 的 位置，A 正确； BC．其次要作出力的方向和大小，每个钩码的质量相同，所以钩码的个数可以作为力的大小，不需要测量 钩码质量，B 正确，C 错误； DE．连接钩码绳子的方向可以表示力的方向，所以需要标记 OA、OB 和 OC 绳的方向，D 错误，E 正确。 ( ) 21 2 BMghsin mgh vM mα − = + O故选 ABE。 (2)[2]A．如果将 绳换成橡皮筋，在同一次实验过程中，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发 生变化，仍可完成实验，A 正确； B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可以使力的方向更准确，减小实验误差，B 正确； C．实验通过平行四边形定则进行力的合成确定力的大小和方向，不需要计算，C 错误； D．实验的目的是验证平行四边形定则，重新实验，不需要保持结点位置不动，D 错误。 故选 AB。 10.某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有： 两个相同的待测电源（内阻 r≈1Ω） 电阻箱 R1（最大阻值为 999.9Ω） 电阻箱 R2（最大阻值为 999.9Ω） 电压表 V（内阻约为 2kΩ） 电流表 A（内阻约为 2Ω） 灵敏电流计 G，两个开关 S1、S2． 主要实验步骤如下： ①按图连接好电路，调节电阻箱 R1 和 R2 至最大，闭合开关 S1 和 S2，再反复调节 R1 和 R2，使电流计 G 的 示数为 0，读出电流表 A、电压表 V、电阻箱 R1、电阻箱 R2 的示数分别为 0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω； ②反复调节电阻箱 R1 和 R2（与①中的电阻值不同），使电流计 G 的示数为 0，读出电流表 A、电压表 V 的 示数分别为 0.60A、11.7V． 回答下列问题： （1）步骤①中：电流计 G 的示数为 0 时，电路中 A 和 B 两点的电电势差 UAB=_____V；A 和 C 两点的电势 差 UAC=______V；A 和 D 两点的电势差 UAD=______V； （2）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω，电流表的内阻为______Ω； （3）结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势 E 为______V，内阻 r 为_____Ω． 【答案】 (1). 0 (2). 12.0V (3). -12.0V (4). 1530Ω (5). 1.8Ω (6). 12.6V (7). 1.5Ω 【解析】 OC【详解】（1）[1][2][3]当电流计示数为 0 时，A、B 两点电势相等，即 ； 电压表示数即为 A、C 两点电势差，即 ； 由闭合电路欧姆定律可知，D、A 和 A、C 之间的电势差相等，故 ； （2）[4][5]由欧姆定律可得 解得 由 可得 （3）[6][7]由步骤①可得 由步骤②可得 联立可解得 11.如图所示，固定在竖直面内半径 R=0.4m 的光滑半圆形轨道 cde 与长 s=2.2m 的水平轨道 bc 相切于 c 点， 倾角 θ=37°的斜轨道 ab 通过一小段光滑圆弧与水平轨道 bc 平滑连接。质量 m=1 kg 的物块 B 静止于斜轨 道的底端 b 处，质量 M=3kg 的物块 A 从斜面上的 P 处由静止沿斜轨道滑下，与物块 B 碰撞后黏合在一起 向右滑动。已知 P 处与 c 处的高度差 H=4.8m，两物块与轨道 abc 间的动摩擦因数 μ=0.25，取 g=10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8， A、B 均视为质点，不计空气阻力。求： (1)A 与 B 碰撞后瞬间一起滑行的速度大小； (2)物块 A、B 到达 e 处时对轨道的压力大小。 0ABU = 12.0VACU = 12.0VADU = − 1 1 V U U IR R + = 1530VR = Ω ( )1 2DA AU I R R= + 1.8AR = Ω 12 24V 2E I r= + 22 2 11.7V 2E I r= × + 12.6VE = 1.5r = Ω【答案】(1)6m/s；(2)50N 【解析】 【详解】(1)A 沿斜轨道下滑时，由牛顿第二定律 结合运动学公式 两物块碰撞满足动量守恒，选取水平向右为正方向 解得 (2)物块从 b 运动到 e 的过程，根据动能定理 在 e 点，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可知物块对轨道 点的压力大小为 。 12.如图 1 所示，在直角坐标系 xOy 中，MN 垂直 x 轴于 N 点，第二象限中存在方向沿 y 轴负方向的匀强 电场，Oy 与 MN 间（包括 Oy、MN）存在均匀分布的磁场，取垂直纸面向里为磁场的正方向，其感应强度 随时间变化的规律如图 2 所示。一比荷 的带正电粒子（不计重力）从 O 点沿纸面以大小 v0= 、方向与 Oy 夹角 θ＝60°的速度射入第一象限中，已知场强大小 E=(1+ ) ，ON= L (1)若粒子在 t=t0 时刻从 O 点射入，求粒子在磁场中运动的时间 t1； (2)若粒子在 0~t0 之间的某时刻从 O 点射入，恰好垂直 y 轴进入电场，之后从 P 点离开电场， 求从 O 点 射入的时刻 t2 以及 P 点的横坐标 xP； (3)若粒子在 0~t0 之间的某时刻从 O 点射入，求粒子在 Oy 与 MN 间运动的最大路程 s。 1sin cosMg Mg Maθ µ θ− = 2 1 2 sin Hv a θ= ⋅ 1 2( )Mv M m v= + 2 6m/sv = 2 2 3 2 1 1( ) ( ) 2 ( ) ( )2 2M m gs M m g R M m v M m vµ− + − + ⋅ = + − + ( ) ( ) 2 3 RF m M g m M v+ + = + 50N=F e 50N 0 0 q m B t π= 0 L t 2 3 3 0 0 2B L t 2 3( )2π +【答案】(1) ；(2) ， ；(3)(5+ )L 【解析】 【详解】(1)若粒子 t0 时刻从 O 点射入，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，如图所示： 由几何关系可知圆心角 洛伦兹力提供向心力，则 已知 周期 粒子在磁场中运动的时间 符合题意。 (2)由(1)可知 在 0 2 3 t 0 1(1 ) 3 tπ − L π− 4 3 3π 2 3 α π= 2 0 0 0 vqv B m R = 0 0 q m B t π= 0 0 2 2RT tv π= = 1 0 0 2 22 3t T t t α π= =