天津宁河区芦台四中2020届高三物理模拟训练（六）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（六） 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．关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ） A．放出的各种射线中， 粒子动能最大，因此贯穿其他物质的本领最强 B．原子的核外具有较高能量的电子离开原子时，表现为放射出 粒子 C．原子核发生衰变后生成的新核辐射出 射线 D．原子核内的核子有一半发生衰变时，所需的时间就是半衰期 2．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电 流。表中给出了 6 次实验的结果。 组 次 入射光子的能量 /eV 相对光 强 光电流大小 /mA 逸出光电子的最大动能 /eV 1 4.0 弱 29 0.9 2 4.0 中 43 0.9甲 3 4.0 强 60 0.9 4 6.0 弱 27 2.9 5 6.0 中 40 2.9乙 6 6.0 强 55 2.9 由表中数据得出的论断中不正确的是（ ） A．两组实验采用了不同频率的入射光 B．两组实验所用的金属板材质不同 C．若入射光子的能量为 5.0eV，逸出光电子的最大动能为 1.9eV D．若入射光子的能量为 5.0eV，相对光强越强，光电流越大 α β γ3．如图所示，单匝闭合金属线框 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO'匀速转动，设穿过 线框的最大磁通量为 Φm，线框中产生的最大感应电动势为 Em，从线框平面与磁场平行时刻 （图示位置）开始计时，下面说法正确的是（ ） A．线框转动的角速度为 B．线框中的电流方向在图示位置发生变化 C．当穿过线框的磁通量为 Φm 的时刻，线框中的感应电动势为 Em D．若转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半 4．如图 1 所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离 A， 由静止释放。以钢球平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立 x 轴，当钢球在振动过程中 某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移—时间图像如图 2 所示。已知钢球振动过 程中弹簧始终处于拉伸状态，则（ ） A．t1 时刻钢球处于超重状态 B．t2 时刻钢球的速度方向向上 C．t1~t2 时间内钢球的动能逐渐增大 D．t1~t2 时间内钢球的机械能逐渐减小 5．如图 1 所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图 2 所示。在充电开始后的一段 时间 t 内，充电宝的输出电压 U、输出电流 I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 r， 则时间 t 内（ ） A．充电宝输出的电功率为 UI＋I2r B．充电宝产生的热功率为 I2r C．手机电池产生的焦耳热为 m m E Φ 2U trD．手机电池储存的化学能为 UIt－I2rt 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．布朗运动的激烈程度跟温度有关，布朗运动就是分子的热运动 B．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，但温度升高，单位时间内撞 击单位面积上的分子数增多 C．相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与水的饱和气压之比 D．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用 7．医用口罩的熔喷布经过驻极处理，在保证常规滤材的物理碰撞阻隔作用基础上，增加了静 电吸附作用，吸附可简化为如下过程：某根经过驻极处理后的滤材纤维，其两侧分别带有正 负电荷，可吸附带不同电荷的污染物颗粒，某带负电的颗粒物在图中 A 点时的速度方向如图 所示，在很短时间内被吸附到纤维附近的 B 点，忽略空气的作用力，则在此过程中（ ） A．颗粒不可能做匀变速运动 B．颗粒在 A 点时的机械能一定大于在 B 点时的机械能 C．颗粒在 A 点时的电势能一定大于在 B 点时的电势能 D．A 点电势可能高于 B 点电势 8．2019 年 9 月 23 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式 成功发射第 47、48 颗北斗导航卫星。卫星的工作轨道是比同步卫星轨道低一些的中圆轨道， 卫星由发射轨道 变轨到中圆轨道 b 上，轨道 a、b 相切于 P 点。则卫星在两轨道上运行时。 下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道 b 运行周期大于 24 小时 B．卫星由地面到 P 点所受引力逐渐减小 aC．卫星在轨道 a 上经过 P 点时的加速度等于轨道 b 上经过 P 点时的加速度 D．卫星在轨道 a 上经过 P 点时的动能大于卫星在轨道 b 上经过 P 点时的动能 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）关于“验证力的平行四边形定则”的实验，请回答以下问题： ①实验中，除了木板、白纸、图钉、绳套、刻度尺、三角板、量角器外，在下列器材中，还 必须使用的器材有_______和_______。 A．天平（含砝码） B．橡皮条 C．弹簧测力计 D．不同质量的钩码 ②下列实验操作合理的是______。 A．实验前，将两测力计水平互拉，选择读数始终相同的两测力计 B．实验时，应保持弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行 C．实验中用两个测力计拉绳套时，两个力 F1 和 F2 必须相互垂直 D．记录细绳的方向时，标记同一细绳方向的两点要尽量近一些 （2）有一根细而均匀的导电材料样品（如图 1a 所示），截面为同心圆环（如图 1b 所示），此 样品长 L 约为 2cm，电阻约为 100Ω，已知这种材料的电阻率为 ρ，因该样品的内径太小，无 法直接测量。现提供以下实验器材：A．20 等分刻度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表 A1（量程 50mA，内阻 r1=100Ω） D．电流表 A2（量程 100mA，内阻 r2 大约为 40Ω） E．电流表 A3（量程 3A，内阻 r3 大约为 0.1Ω） F．滑动变阻器 R（0~10Ω，额定电流 2A） G．直流电源 E（12V，内阻不计） H．待测导电材料样品 Rx I．开关一只，导线若干 请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径 d 的实验方案，回答下列问题： ①用游标卡尺测得该样品的长度如图 2 甲所示，其示数 L=_______________cm； 用螺旋测微器测得该样品的外径如图 2 乙所示，其示数 D=_______________mm。 ②请选择合适的仪器，在答题卡相应位置画出最佳实验电路图，并标明所选器材的字母代号。 ③用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径 d=_______________。（如若选用 电流表 A1、A2、A3，则其读数分别用 I1、I2、I3 表示） 10．（14 分）如图，竖直固定轨道 abcd 段光滑，长为 L=1.0m 的平台 de 段粗糙，abc 段是以 O 为圆心的圆弧。小球 A 和 B 紧靠一起静止于 e 处，B 的质量是 A 的 4 倍。两小球在内力作用 下突然分离，A 分离后向左始终沿轨道运动，与 de 段的动摩擦因数 μ=0.2，到 b 点时轨道对 A 的支持力等于 A 的重力的 ，B 分离后平抛落到 f 点，f 到平台边缘的水平距离 S= 0.4m,平台 高 h=0.8m，g 取 10m/s2，求：（1）AB 分离时 B 的速度大小 vB； （2）A 到达 d 点时的速度大小 vd； （3）圆弧 abc 的半径 R。 11．（16 分）如图所示，水平光滑导轨足够长，导轨间距为 ，导轨间分布有竖直方向的匀强 磁场，磁感应强度为 ，导轨左端接有阻值为 的电阻，电阻两端接一理想电压表。一金属 棒垂直放在导轨上，其在轨间部分的电阻也为 。现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止 开始水平牵引金属棒，开始时，物块距地面的高度为 ，物块落地前的一小段时间内电压表的 示数稳定为 。已知物块与金属棒的质量相等，不计导轨电阻和滑轮质量与摩擦，导轨始终 与金属棒垂直且紧密接触。求： （1）金属棒的最大速度 ； （2）物块的质量 ； （3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，电阻 上产生的热量 。 12．（18 分）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产 生的静电场外，变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。 电子质量为 m，电荷量为 e。请分析以下问题。 L B R R h U v m R Q（1）如图 1 所示，在金属丝和金属板之间加以电压 U，金属丝和金属板之间会产生静电场， 金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时 的速度，求电子穿出金属板时的速度大小 v。 （2）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图 2 所示。上图为侧视 图，S、N 为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁 线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。 a．如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为 R，电子轨迹所在处的 感生电场的场强大小恒为 E，方向沿轨迹切线方向。求初速为 0 的电子经时间 t 获得的动能 Ek 及此时电子所在位置的磁感应强度大小 B； b．在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电 场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子 的感生电场是否可以引入电势概念。参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 C B A D D BD AC BC 9、【答案】 （1）①B ；C ② AB （2）①2.285cm②2.698—2.701mm ③ ④ 10、【解析】 （1）B 分离后做平抛运动,由平抛运动规律可知： h= gt2，vB=s/t 代入数据得：vB=1 m/s （2）AB 分离时，由动量守恒定律得： mAve=mBvB ( )2 12 1 1 4 L I ID I r ρ π −−A 球由 e 到 d 根据动能定理得： -μmAgl= mAvd2- mAve2 代入数据得：vd= 2 m/s （3）A 球由 d 到 b 根据机械能守恒定律得： mAgR+ mAvb2= mAvd2 A 球在 b 由牛顿第二定律得： mAg - mAg=mAvb2/R 代入数据得:R=0.5m 11、【解析】 （1）设金属棒的最大速度 ，根据法拉第电磁感应定律可得： 根据欧姆定律可得： ， 联立解得金属棒的最大速度： （2）根据欧姆定律可得： 对棒分析，根据平衡条件可得： 安 而： 安 联立解得物块的质量： （3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，由能量守恒可得： 总 电阻 上产生的热量： 总 12、【解析】 （1）电子在电场中加速，由动能定理， ，解得 （2） a．电子受到一直沿切线方向的电场力而不断加速，由牛顿第二定律 。 由匀变速直线运动规律，经过时间 t，获得速度 ，动能 。 v =E BLv 2 EI R = U IR= 2Uv BL = UI R = mg F= F =BIL BULm gR = 21 ( )2mgh m m v Q= + + R 1= 2Q Q 32 2 BULh U R BLgR = − 21 2eU mv= 2eUv m = eE ma= v at= 21 2kE mv=联立以上各式，可得 。 电子受到一直指向圆心的洛伦兹力而不断改变速度的方向， 。 洛伦兹力充当向心力， 。联立可得 。 b．假设电场恒定，电子顺时针转一周，电场力做负功，电势能减少；电子逆时针转一周，电 场力做正功，电势能增加。可以看出，同样的起点和终点，电场力的做功不同，说明电场力 做功不是与路径无关，进而同一点的电势能不是不变的。因此对加速电子的感生电场，是不 能引入电势概念的。 2 2 2 2k e E tE m = rF evB= 2 r vF m R = qEtB eR =