天津宁河区芦台四中2020届高三物理模拟训练（九）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（九） 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．根据分子动理论，可知下列说法中正确的是（ ） A．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大 B．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体的浮力的缘 故 C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 D．分子力随分子间的距离的变化而变化，当 r>r0 时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引 力比斥力增大的快，故分子力表现为引力 2．下列说法中错误的是（ ） A．若氢原子从 n=6 能级向 n=1 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应 B．卢瑟福通过对 α 粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在 C．核泄漏事故污染物 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 ，可以判断 x 为电子 D．质子、中子、α 粒子的质量分别是 、 、 ，质子和中子结合成一个 α 粒子，释放的能量是(2 +2 - )c² 3．如图所示，图甲是旋转磁极式交流发电机简化图，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为 10 匝， 内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′（O′O 沿水平方向）匀速转动，线圈中 的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数 比 n1∶n2=2∶1，电阻 R1=R2=8Ω。电流表示数为 1A。则下列说法不正确的是（　　） 137Cs 137 137 55 56Cs Ba x→ + 1m 2m 3m 1m 2m 3mA．abcd 线圈在图甲所在的面为中性面 d 的垂直面 B．发电机产生的电动势的最大值为 10 V C．电压表的示数为 10V D．发电机线圈的电阻为 4Ω 4．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们 将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础．如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动， 并测得该运动的周期为 T，则火星的平均密度 ρ 的表达式为（k 为某个常数）（ ） A． B． C． D． 5．运动员在水上做飞行运动表演他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转 180°后向下喷出，令 自己悬停在空中，如图所示．已知运动员与装备的总质量为 90kg，两个喷嘴的直径均为 10cm，已知重力加 速度大小 g=10m/s2，水的密度 ρ=1.0×103kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为（ ） A．2.7m/s B．5.4m/s C．7.6m/s D．10.8m/s 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） 2 kTρ = k T ρ = 2kTρ = 2 k T ρ =6．下列说法正确的是（ ） A．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动 无关 B．电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的 X 射线的波长要短 C．如图 1 所示，a、b 两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中 a 光的全反 射临界角大于 b 光的全反射临界角 D.如图 2 所示，偏振片 P 的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成 45°角振动的偏振光照射到偏振片 P 上， 在 P 的另一侧能观察到透射光 7．B 超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射（类似回声）， 通过探头发送和接收超声波信号，经过电子电路和计算机的处理,形成了我们今天的 B 超图像（如图甲所 示）。如图乙为仪器检测到发送和接收的超声波图象，其中实线为沿 x 轴正方向发送的超声波，虚线为一段 时间后遇到人体组织沿 x 轴负方向返回的超声波。已知超声波在人体内传播速度约为 1 500 m/s，下列说法 正确的是（ ） A．根据题意可知此超声波的频率约为 1.25×105 Hz B．图乙中质点 A 在此后的 1 s 内运动的路程为 1 500 m C．图乙中质点 B 此时沿 y 轴正方向运动 D．图乙中质点 A、B 两点加速度大小相等方向相反 8．真空中，在 x 轴上的坐标原点 O 和 x=50cm 处分别固定点电荷 A、B，在 x=10cm 处由静止释放一正点电 荷 p，点电荷 p 只受电场力作用沿 x 轴方向运动，其速度与在 x 轴上的位置关系如图所示。下列说法正确的 是（　 ）A．从 x=10cm 到 x=40cm 的过程中，点电荷 p 的电势能一定先增大后减小 B． x=10cm 处的电势比 x=20cm 处的电势高 C．点电荷 A、B 所带电荷量的绝对值之比为 9：4 D．从 x=10cm 到 x=40cm 的过程中，点电荷 p 所受的电场力先增大后减小 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）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。 ①请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当： a. ；b. 。 ②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点 A．B．C．D．E．F 为计数点，测得点 A 到 B、C、D、E、F 的距离分别为 、 、 、 、 ，若打点的频率为 ，则打 E 点时重物速度的表 达式为 ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方 与距离 的关系图像，如图丙所示，则重力加速度 。 （2）某实验小组用图甲所示电路测量电源 E 的电动势和内阻，图中电压表 V 的最大量程为 3V，虚线框内 为用电流计 G 改装的电流表。 ①已知电流计 G 的满偏电流 IG= 200mA、内阻 rG= 0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程 600 mA 的电流表， 则 R1= Ω（结果取二位有效数字）。 ②通过移动变阻器 R 的滑片，得到多组电压表 V 的读数 U 和电流计 G 的读数，作出如图乙的图象．某次测 量时，电旅表 V 的示数如图丙，则此时通过电源 E 的电流为____mA 结果取三位有效数字）；电源 E 的电动 势等于 V，内阻等于 Ω（结果取三位有效数字）。 ③若用来改装电流表的电阻 R1 的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果____________（填“有” 或“没有”）影响。 10．（14 分）如图所示，某同学设计一个游戏装置，用弹簧制作的弹射系统将小球从管口 P 弹出，右侧水平 距离为 L，竖直高度为 H=0.5m 处固定一半圆形管道，管道所在平面竖直，半径 R=0.75m，内壁光滑。通过 调节立柱 Q 可以改变弹射装置的位置及倾角，若弹出的小球从最低点 M 沿切线方向进入管道，从最高点 N 1h 2h 3h 4h 5h f Ev = ( )2v ( )h g = 2/m s离开后能落回管口 P，则游戏成功。小球质量为 0.2kg，半径略小于管道内径，可视为质点，不计空气阻力，g 取 10m/s2。该同学某次游戏取得成功，试求： （1）水平距离 L； （2）小球在 N 处对管道的作用力； （3）弹簧储存的弹性势能。 11．（16 分）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为 ，导轨平面与水平面的夹角 ，导轨电阻不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为 的金属棒 ab 垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 、电阻为 ．两金属导轨的上端 连接一个灯泡，灯泡的电阻 ，重力加速度为 g．现闭合开关 S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且 平行于导轨平面向上的、大小为 的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯 泡恰能达到它的额定功率．求： （1）金属棒能达到的最大速度 vm； （2）灯泡的额定功率 PL； d 30θ = ° m r R= LR R= F mg=（3）若金属棒上滑距离为 L 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑 4L 的过程中，金属棒上产生的 电热 Qr。 12．（18 分）如图所示，MN 为绝缘板，CD 为板上两个小孔，AO 为 CD 的中垂线，在 MN 的下方有匀强磁 场，方向垂直纸面向外 图中未画出 ，质量为 m 电荷量为 q 的粒子 不计重力 以某一速度从 A 点平行于 MN 的方向进入静电分析器，静电分析器内有均匀辐向分布的电场 电场方向指向 O 点 ，已知图中虚线圆 弧的半径为 R，其所在处场强大小为 E，若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔 C 垂直于 MN 进入下方 磁场。 （1）求粒子运动的速度大小； （2）粒子在磁场中运动，与 MN 板碰撞，碰后以原速率反弹，且碰撞时无电荷的转移，之后恰好从小孔 D 进入 MN 上方的一个三角形匀强磁场，从 A 点射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为多少？MN 上下两区 域磁场的磁感应强度大小之比为多少？ （3）粒子从 A 点出发后，第一次回到 A 点所经过的总时间为多少？ ( ) ( ) ( )参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D C AD AC BC 9．【答案】 （1）①a.打点计时器接交流电 b.重力离打点计时器远 ② ; 9.4 （2）①0.15 ②300 2.93 1.00 ③没有 10．【答案】(1) (2) ，方向竖直向上 (3) 【解析】 (1)设小球进入 M 点时速度为 ，运动至 N 点速度为 ， 由 P 至 M， ， 由 N 至 P， ， 由 M 至 N 过程，由功能关系得： 解得： (2)由(1)可得， 解得： 由牛顿第三定律可知，小球在 N 处对管道的作用力 ，方向竖直向上。 (3)由 P 至 N 全过程，由能量守恒定律： 解得： 11．【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 (1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开 始做匀速直线运动；设最大速度为 ，当金属棒达到最大速度时，做匀速直线运动，由平衡 5 3 2 h h f − 2 2 mgR B d 2 2 2 24 m g R B d 3 2 2 4 44 m g RmgL B d − mv条件得： 又： 解得： 由 ， 联立解得： ； (2)灯泡的额定功率： (3) 金 属 棒 由 静 止 开 始 上 滑 4L 的 过 程 中 ， 由 能 量 守 恒 定 律 可 知 ： 金属棒上产生的电热： 12．【答案】（1） ；（2） ； ；（3） 。 【解析】 （1）由题可知，粒子进入静电分析器做圆周运动，则有： 解得： （2）粒子从 D 到 A 匀速圆周运动，轨迹如图所示： 由图示三角形区域面积最小值为： 30F BId mgsin= + ° F mg= 2 mgI Bd = 2L E EI R r R = =+ mE Bdv= 2 2m mgRv B d = 2 2 2 2 2 2( )2 4L L mg m g RP I R RBd B d = = = 214 4 30 2 mQ F L mg Lsin mv= • − • °− 3 2 2 4 4 1 2 4r m g RQ Q mgL B d = = − EqR m 21 2 R 1 1n + 2π mR Eq 2mvEq R = EqRv m = 2 2 RS =在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有： 得： 设 MN 下方的磁感应强度为 B1，上方的磁感应强度为 B2，如图所示： 若只碰撞一次，则有： 故 若碰撞 次，则有： 故 （3）粒子在电场中运动时间： 在 下方的磁场中运动时间： 2mvBqv R = mvR Bq = 1 12 R mvR B q = = 2 2 mvR R B q = = 2 1 1 2 B B = n 1 11 R mvR n B q = =+ 2 2 mvR R B q = = 2 1 1 1 B B n = + 1 2 4 2 R mRt v Eq π π= = MN 2 1 1 122 n m mRt R Rv EqR Eq π π π+= × × = =在 上方的磁场中运动时间： 总时间： MN 2 3 21 4 2 R mRt v Eq π π= × = 1 2 3 2 mRt t t t Eq π= + + =