2020年天津市东丽区高三学业水平等级考试物理模拟试卷（三）（含答案解析及评分标准）

2020 年天津市东丽区高三学业水平等级考模拟试卷 物理 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时 60 分钟。第Ⅰ卷 1 至 3 页，第Ⅱ卷 4 至 8 页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条码。答卷时， 考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 祝各位考生考试顺利！ 第Ⅰ卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将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 涂其他答案标号。 2.本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、单项选择题（每小题 5 分，共 25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1.下列说法中正确的是( ) A.物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变 B.物体吸收热量后，温度一定升高 C.布朗运动就是液体分子的热运动 D.当分子间的距离变小时，分子间作用力一定减小 2.居室装修中常用的大理石等天然石材，若含有铀、钍等元素就会释放出放射性气体氡。氡会经呼吸进入 人体并停留于在体内发生衰变，放射出 α、β、γ 射线。这些射线会导致细胞发生变异，引起疾病。下列相 关说法正确的是（　　） A.铀 U 衰变为氧 Rn 要经过 4 次 α 衰变和 4 次 β 衰变 B.放射性元素发生衰变时放出的 α 射线具有波粒二象性 C.放射性元素发生 β 衰变时所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 D.处于激发态的氧原子发出的某一单色光照射到某金属表面能发生光电效应，若这束光通过玻璃砖折射后，再射到此金属表面将不会再产生光电效应 3.如图所示，水平面上的 P、Q 两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于 Q 上的水平恒定拉力 F 的作 用下向右做匀速运动，某时刻撤去力 F 后，二者仍能不发生相对滑动。关于撤去 F 前后 Q 的受力个数的说 法正确的是 A.撤去 F 前 6 个，撤去 F 后瞬间 5 个 B.撤去 F 前 5 个，撤去 F 后瞬间 5 个 C.撤去 F 前 5 个，撤去 F 后瞬间 4 个 D.撤去 F 前 4 个，撤去 F 后瞬间 4 个 4.2018 年 12 月 8 日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首 次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为 、半径为 ，探测器的质量 为 ，引力常量为 ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为 的匀速圆周运动时，探测器的（ ） A.向心加速度为 B.动能为 C.角速度为 D.周期为 5.如图所示，边长为 L、匝数为 N，电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 ω 绕转轴 OO′匀速转动，轴 OO′垂直于磁感线且位于线圈平面内，在线圈外接一含有理想变压器的电路， 变压器原、副线圈的匝数分别为 n1 和 n2，保持线圈以恒定角速度 ω 转动，下列判断正确的是( ) M R m G r 2 GM R 2 GMm R 3 Gm r 2 34π r GMω B O a 'O b d c 1n 2n P R 1V 2VA.交流电压表 V1 的示数等于 NBωL2 B.变压器的输入功率与输出功率之比为 n1:n2 C.交流电压表 V2 的示数为副线圈两端电压的有效值 D.在图示位置时线圈中磁通量为零，感应电动势最小 二、不定项选择题（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，选错或不答的得 0 分） 6.两束单色光 a 和 b 沿如图所示方向射向半圆形玻璃砖的圆心 O，已知 a 光在底边界面处发生了全反射， 两束光沿相同方向射出，则下列说法中正确的是（ ） A.在真空中，a 光的速度比 b 光的大 B.如果用 a 光照射某金属能产生光电效应，则用 b 光照射该金属也能产生 C.将 a 光、b 光以相同角度斜射到同一块平行玻璃板，透过平行表面后，a 光侧移量大 D.分别用 a 和 b 在相同条件下做双缝干涉实验，a 光的条纹间距比 b 光的小 7.一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x 轴正方向运动，其电势能 EP 随位移 x 变化的关系如图所示，其中 0～x2 段是对称的曲线，x2～ 段是直线，则下列说法正确的是（ ） A. 处电场强度为零 B. 、 、 处电势 、 、 的关系为 ＞ ＞ 3x 1x 1x 2x 3x 1 ϕ 2 ϕ 3 ϕ 1 ϕ 2 ϕ 3 ϕC.粒子在 ～ 段速度 v 随 x 均匀减小 D. ～ 段是匀强电场 8.a、b、c 是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立 x 坐标轴。一简谐横波正在沿 x 轴的正方向传播，振源的周 期 T=0.4s，t=0.2s 时的波形如图所示，则( ) A.波速为 B.质点 开始振动时，速度方向沿 正方向 C. 时，质点 处于波峰 D.0 到 0.5s 内，质点 c 通过的路程为 0.9m 第Ⅱ卷 注意事项： 1.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 60 分。 9.（12 分） （1）某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图 所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块 等需要的东西。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。 若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则： 2x 3x 2x 3x O 2 43 / mx / my a b c 1 5 0.3− 10m/s b y 0.6st = b①实验时为了保证滑块（质量为 M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，实验时除了要满足沙 和沙桶的总质量 m 远远小于滑块的质量 M 之外，还需要做的是 ②在①的基础上，某同学用天平称量滑块的质量 M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙 桶的总质量 m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取 两点，测出这两点的间距 L 和这两点的速度大小 与 （ < ）。则对滑块，本实验最终要验证的数 学表达式为 （用题中的字母表示）。 ③由于实验原理上的原因，上述数学表达式只能是近似成立，那么，此试验中真正成立的等式为 （仍用上述题中的字母表示）。 （2）某同学要测量由三节相同的干电池串联组成的电池组的电动势 E 和内电阻 r，实验室提供的器材除了 开关、导线外，还有： A.待测电池组 B.电流表 （量程 0-500 mA，内阻等于 5 Ω） C.电压表 （量程 0-3 V，内阻等于 3 kΩ） D.电压表 （量程 0-15 V，内阻等于 15 kΩ） E.定值电阻 R1=9 kΩ F.定值电阻 R2=2 kΩ G.滑动变阻器 RL1（0-50 Ω） H.滑动变阻器 （0-1 kΩ） 要求测量结果尽量准确、能测量多组数椐且滑动变阻器调节方便。该同学设计的测量电路如图甲所示。 1v 2v 1v 2v A 1V 2V 2LRLR E r S V A R 图甲 0.9 /VU / AI 2.4 0.2 图乙○1电路中的电压表 V 应选择 ；定值电阻 R 应选择 ；滑动变阻器 RL 应选 择 ；（填各元件前的字母代码） ○2该同学在实验中测出多组电流表 A 和电压表 V 的示数，根据记录数据作出的 U-I 图象如图乙所示，根据 图象可求得：待测电池组的电动势 E=__________V；内阻 r=________Ω。（结果保留两位有效数字） 10. （14 分）如图所示，长为L = 8m，质量M = 6kg的长木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可 忽略，质量为m = 2kg的物块，物块与木板间的动摩擦因数为0.3，开始时物块与木板都处于静止状态，现 对物块施加F = 10N，方向水平向右的恒定拉力，求：(g = 10m/s2) (1)小物块的加速度； (2)物块从木板左端运动到右端经历的时间。 11.（16 分）如图 17 所示，两间距为 L＝1 m 的平行直导轨与水平面间的夹角为 θ＝37°，导轨处在垂直导 轨平面向下、磁感应强度 B＝2 T 的匀强磁场中。金属棒 P 垂直地放在导轨上，且通过质量不计的绝缘细 绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物（重物的质量 未知），将重物由静止释放，经过一段时间，将另一 根完全相同的金属棒 Q 垂直放在导轨上，重物立即向下做匀速直线运动，金属棒 Q 恰好处于静止状态。 已知两金属棒的质量均为 m＝1kg、电阻均为 R=1 ，假设重物始终没有落在水平面上，且金属棒与导轨 接触良好，一切摩擦均可忽略，重力加速度 g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）金属棒 Q 放上后，金属棒 P 的速度 v 的大小； （2）金属棒 Q 放上导轨之前，重物下降的加速度 a 的大小（结果保留两位有效数字）； 0m Ω 图 17（3）若平行直导轨足够长，金属棒 Q 放上后，重物每下降 h=1m 时，Q 棒产生的焦耳热。 12.(18 分)“太空粒子探测器”是由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成的，其原理可简化如下：如图 15 所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆，圆心为 O，外圆的半径 R1＝2m，电势 ＝50V，内 圆的半径 R2＝1m，电势 ＝0，内圆内有磁感应强度大小 B＝5×10－3T、方向垂直纸面向里的匀强磁场， 收集薄板 MN 与内圆的一条直径重合，收集薄板两端 M、N 与内圆间存在狭缝。假设太空中漂浮着质量为 m＝1.0×10－10 kg、电荷量 q＝4×10－4C 的带正电粒子，它们能均匀地吸附到外圆面上，并被加速电场从静 止开始加速，进入磁场后，发生偏转，最后打在收集薄板 MN 上并被吸收(收集薄板两侧均能吸收粒子)， 不考虑粒子相互间的碰撞和作用。 (1)求粒子刚到达内圆时速度的大小； (2)以收集薄板 MN 所在的直线为轴建立如图的平面直角坐标系。分析外圆哪些位置的粒子将在电场和磁场 中做周期性运动。指出该位置并求出这些粒子运动一个周期内在磁场中所用时间。 1 ϕ 2 ϕ2020 年天津市东丽区高三学业水平等级考模拟试卷 答案解析 一、单项选择题（每小题 5 分，共 25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1.A 2.B 3.B 4.D 5.C 二、不定项选择题（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，选错或不答的得 0 分） 6.CD 7.ABD 8.AC 9. (1) ① 平衡摩擦力 2 分 ② 2 分 ③ 2 分 （2）○1C F G（各 1 分）；○2 4.0 （1 分） 7.5（2 分） 10.【答案】解：(1)设小物块的加速度为a1，对物块由牛顿第二定律有： F−μmg = ma1， 解得：a1 = F m−μg = (10 2 −0.3 × 10)m/s2 = 2m/s2； (2)设木板的加速度为a2，对木板由牛顿第二定律得：μmg = Ma2， 解得：a2 = μmg M = 0.3 × 2 × 10 6 m/s2 = 1m/s2， 设物块从木板左端运动到右端经历的时间为 t，则有： 2 1 2 2 2 1 2 1 MvMvmgL −= ))((2 1 2 1 2 2 vvmMmgL −+=木块的位移：s1 = 1 2a1t2， 木板的位移：s2 = 1 2a2t2， 又有：L = s1−s2， 代入数据得：t = 4s。 11.(16 分) 解析： （1）金属棒 Q 放上后，金属棒 P 匀速运动，Q 静止。 对 P： --1 分 --1 分 --1 分 对 Q：Q 棒受 到的安培力 ---1 分 --2 分 所以 --1 分 （2）金属棒 Q 放上后，P 与重物匀速： ------2 分 金属棒 Q 放上导轨之前，棒与重物匀加速运动： --2 分 所以 ---1 分 （3）设两棒产生的总焦耳热为 ，根据能量守恒得： ------2 分 金属棒 Q 产生的焦耳热 ----1 分 所以 -1 分 答：金属棒 Q 放上后，金属棒 P 的速度的大小是 3m/s，Q 放上导轨之前，重物下降的加速度 a 的大小约为 2.7 ，金属棒 Q 放上后，重物每下降 时，Q 棒产生的焦耳热为 3J。 12.(18 分)解析 (1)带电粒子在电场中被加速时，由动能定理可知 qU＝ (2 分) 且 U＝ (1 分) 解得 v＝ =2×104m/s(2 分) (2)粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下发生偏转，有 qvB＝ (2 分) BLvE = R EI 2 = ILBF =安 安安 FF =′ ′= 安Fmg 037sin smv /3= gmmgF 0 037sin =+安 ammmggm )(37sin 0 0 0 +=− 2/7.211 30 1.1 3 sma ≈== 总Q 总Qmghghm += 0 0 37sin 21 总QQ = JQ 31 = 2/ sm mh 1= 21 2 mv 1 2 ϕ ϕ− 2Uq m 2vm r解得 r＝1.0 m(1 分) 因为 r＝R2，所以由几何关系可知，从收集薄板左端贴着收集薄板上表面进入磁场的粒子在磁场中运动 圆周后，射出磁场，进入电场，在电场中先减速后反向加速，并返回磁场，如此反复的周期运动。其运动 轨迹如图所示。(2 分) 则在磁场中运动的时间为 T。则 (1 分) 解得 T＝π×10－4s(1 分) 粒子进入电场的四个位置坐标分别为(0，2 m)，(2 m，0)，(0，－2 m)，(－2 m，0)(2 分) 答案(1)2×10 4 m/s (2)(0，2 m)，(2 m，0)，(0，－2 m)，(－2 m，0) π×10－4s 1 4 2 2= r mT v qB π π=