天津宁河区芦台四中2020届高三物理模拟训练（三）试题（Word版附答案）

2020 年天津市宁河区芦台第四中学高三毕业班模拟训练（三） 物理试题 本试卷分选择题和非选择题两部分，满分 100 分 第Ⅰ卷（选择题） 注意事项： 每小题选出答案后，填入答题纸的表格中，答在试卷上无效。 本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、选题题（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、若 a，b 两束单色光以同样的入射角由空气照射到一均匀介质中，a 光的折射角大于 b 光 的折射角，则 A．在该介质中，b 光的传播速度大于 a 光的传播速度 B．在相同条件下，a 光比 b 光更容易发生明显的衍射现象 C．若 b 光能使某金属发生光电效应，则 a 光也一定能使该金属发生光电效应 D．两束光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样如图所示 2、钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一，其中钍基核燃料铀由较难裂变的 钍吸收一个中子后经过若干次 β 衰变而来。铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确 的是 A．题中铀核裂变的核反应方程为 B．钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C．钍核 经过 2 次 β 衰变可变成镤 D．在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小 3、一飞船围绕地球做匀速圆周运动，其离地面的高度为 H，若已知地球表面重力加速度为 g，地球半径 R。则飞船所在处的重力加速度大小 233 1 142 89 1 92 0 56 36 0U n Ba Kr 3 n+ → + + 232 90Th 232 91PaA． B． C． D． 4、甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度随时间的变化关系如图所示，图 中 t2＝ ，乙物体的速度时间图象为两段均为 圆弧的曲线，则 A．两物体在 t1 时刻加速度相同 B．两物体在 t2 时刻运动方向均改变 C．0～t4 时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度 D．两物体在 t3 时刻相距最远，在 t4 时刻相遇 5、如图所示，一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理 想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且 均为 R。当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速 n 匀速转动时，灯泡恰能正 常发光，电压表示数为 U，已知灯泡的额定功率为 P。下列选项正确 的是 A．线圈在图示位置磁通量的变化率最大 B．电流表的示数为 C．变压器原、副线圈匝数比为 D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式 。 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、下列说法正确的是 A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 B．在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动 C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小 D．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力 7、如图所示，实线是沿 x 轴传播的一列简谐横波在 t＝0 时刻 Hg R ( ) Rg H R+ ( ) 2 2 R g H R+ 2 2 H g R 2P U 1 2 n U n PR = sin 2u U n tπ=的波形图，虚线是这列波在 t＝0.2s 时刻的波形图，已知该波的波速是 0.8m/s。下列说法正确 的是 A．这列波的周期是 0.15s B．这列波一定沿 x 轴负方向传播的 C．从 t＝0 时刻开始，x＝5cm 处的质点经 0.1s 振动到波峰 D．每经过 0.15s 介质中的质点就沿 x 轴移动 12cm 8、如图所示，直线上 M、N 两点分别放置等量的异种电荷，A、B 是以 M 为圆心的圆上两点， 且关于直线对称，C 为圆与直线的交点。下列说法正确的是 A．A、B 两点的电场强度相同，电势不等 B．A、B 两点的电场强度不同，电势相等 C．C 点的电势高于 A 点的电势 D．将正电荷从 A 沿劣弧移到 B 的过程中，电势能先增加后减少 第Ⅱ卷（非选择题） 注意事项： 请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸相应的范围内。 解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有 数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 本卷共 4 题，共 60 分。 9．（12 分） (1)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹 力与弹簧伸长量的关系。 ①为完成实验，还需要的实验器材有：__________________________________。 ②实验中需要测量的物理量有：________________________________________。③图乙是弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x 的 F­x 图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________ N/m。 ④为完成该实验，设计的实验步骤如下： A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x，F）对应的点，并用平滑的曲 线连接起来； B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度 l0； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端 所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码； E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如 果不行，则考虑二次函数； F．解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_______________________________。 (2)现测定长金属丝的电阻率，利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电 阻，这段金属丝的电阻 Rx 约为 100 Ω。 电源 E（电动势 10 V，内阻约为 10 Ω）； 电流表 A1（量程 0~250 mA，内阻 r1=20 Ω）； 电流表 A2（量程 0~300 mA，内阻约为 5 Ω）； 滑动变阻器 R1（最大阻值 10 Ω，额定电流 2 A）； 滑动变阻器 R2（最大阻值 1000 Ω，额定电流 1 A）； 开关 S 及导线若干。 ①某同学根据题意设计了实验方案，滑动变阻器应该选择___________（填“ R1”或“ R2 ”）； ②请在方框中把实验电路图补充完整，并标明器材代号_________； ③该同学测量得到电流表 A1 的读数为 I1，电流表 A2 的读数为 I2，则这段金属丝电阻的计算 式___________。 10、（14 分）一轻质弹簧水平放置，一端固定在 A 点，另一端与质量为 m 的小物块 P 接触但 不连接。AB 是水平轨道，质量也为 m 的小物块 Q 静止在 B 点，B 端与半径为 l 的光滑半圆 轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，如图所示。物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 μ=0.5。初始时 PB 间距为 4l，弹簧处于压缩状态。释放 P，P 开始运动，脱离弹簧后在 B 点与 Q 碰撞 后粘在一起沿轨道运动，恰能经过最高点 D，己知重力加速度 g，求： (1)粘合体在 B 点的速度； (2)初始时弹簧的弹性势能。 11、（16 分）质谱仪可用来对同位素进行分析，其主要由加速电场和边界为直线 PQ 的匀强 偏转磁场组成，如图甲所示。某次研究的粒子束是氕核和氘核组成的，粒子从静止开始经过 电场加速后，从边界上的 O 点垂直于边界进入偏转磁场，氕核最终到达照相底片上的 M 点， 已知 O、M 间的距离为 d，氘核的质量为氕核质量的 2 倍，粒子的重力忽略不计，求： (1)偏转磁场的方向（选答“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）； (2)本次研究的粒子在照相底片上都能检测到，照相底片的放置区域的长度 L 至少多大； (3)若偏转磁场的区域为圆形，且与 PQ 相切于 O 点，如图乙所示，其他条件不变，要保证氘 核进入偏转磁场后不能打到 PQ 边界上（PQ 足够长），求磁场区域的半径 R 应满足的条件。 12、（18 分）某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过 周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面 上相距 b 的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的方向相反的匀强磁场 和 ，且 ，每个磁场分布区间的长都是 a，相间排列，所有这些磁场都以速度 向右匀速 1B 2B 1 2B B B= = v平动。这时跨在两导轨间的长为 a 宽为 b 的金属框 MNQP（悬浮在导轨正上方）在磁场力作 用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为 R，运动中所受到的阻力恒为 f，求： （1）列车在运动过程中金属框产生的最大电流； （2）列车能达到的最大速度； （3）在（2）情况下每秒钟磁场提供的总能量。 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 B A C D B AC ABC BD 9、【答案】 (1)毫米刻度尺 弹簧原长 伸长后总长度 200 C B D A E F G (2) R1 10、【答案】（1） ；（2）12mgl。 【解析】 （1）物块 P 恰好能够到达 D 点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律有： 1 1 2 1 =x I RR I I− 5gl可得：vD= 从 B 到 D，由机械能守恒定律得： 得： （2）P 与 Q 碰撞的过程时间短，水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，设碰撞前 P 的 速度为 v，则：mv=2mvB P 从开始释放到到达 Q 的过程中，弹簧的弹力对 P 做正功，地面的摩擦力对 P 做负功，由功 能关系得： 联立得：EP=12mgl 11、【答案】(1) 垂直纸面向外；(2) ；(3) 。 【解析】 【分析】 （1）因为氕核最终到达照相底片上的 M 点，受洛仑兹力向左，根据左手定则判断磁场方向 垂直纸面向外。 （2）在电场中加速，设加速电压为 U，有 在磁场中 根据几何关系可知，氕核旋转半径 结合以上方程，且氘核与氕核质量电量关系可知，氘核旋转半径 照相底片的放置区域的长度 L 至少 (3) 氘核恰不能到达磁场边界 根据以上分析可知，半径应满足条件 12、【答案】（1） （2） （3） gl 5Bv gl= 214 2PE mg l mvµ− ⋅ = ( 2 1)d− 2 2R d≤ 21 2qU mv= 2vqvB m r = 2 dr = ' 2r r= 2 ' 2 ( 2 1)L r r d= − = − 'R r= 2 2R d≤ 2Bbv R 2 24 Rfv B b − fv（1）列车起动时金属框产生的电流最大，设为 ， ； （2）分析列车受力可得列车运动的加速度： ，当列车速度增大时，安培力 F 变 小，加速度变小，当 时，列车速度达到最大，有： 即 ，解得： ； （3）由能的转化和守恒，磁场提供的能量一部分转化为电路中的电能进一步转变为回路的 焦耳热，另一部分克服阻力 f 做功，单位时间内的焦耳热为： 最大速度匀速运动时，磁场力等于阻力： ， 可得阻力做功的功率为： 解得： 。 mI 2 mI R Bbv= F fa m −= 0a = F f= 2 )2 ( mBb vF Bb R v−⋅= 2 24m Rfv v B b −= 2Q I Rt= 2f BIb= 2I b f B = f mP f v= ⋅ 1f fE Q P t Q P fv= + × = + × =