天津市河北区2020届高三物理停课不停学测试试题（Word版附解析）

河北区 2020 届高三毕业年级物理学科“停课不停学期间线上 测试” 第 I 卷（选择题，共 54 分） 一、单项选择题（每小题 6 分，共 30 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选 项是正确的） 1.关于分子动理论，下列说法正确的是 A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动 C. 分子间同时存在着引力和斥力 D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大 【答案】C 【解析】 A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故 A 错误； B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的 无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故 B 错误； C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是 随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分 子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故 C 正确， D 错误． 点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明 了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的． 2.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ． A. 射线是高速运动的电子流 B. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C. 太阳辐射能量 主要来源是太阳中发生的重核裂变 D. 的半衰期是 5 天，100 克 经过 10 天后还剩下 50 克 【答案】B 【解析】 的 γ 210 83 Bi 210 83 Bi【详解】 射线是光子流，所以 A 错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕 核运动的电子速度增大，动能增大，故 B 正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻 核聚变，所以 C 错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以 D 错误．故选 B． 3.如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源 S，产生两列分别沿 x 轴负方向与正方向传播的 机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为 f1、f2 和 v1、v2，则 A. f1＝2f2，v1＝v2 B. f1＝f2，v1＝2v2 C. f1＝f2，v1＝0.5v2 D. f1＝0.5f2，v1＝v2 【答案】B 【解析】 【详解】同一波源的频率相等，所以有 ，从图中可得 ，故根据公式 可 得 ，故 B 正确，ACD 错误 4.在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有 a、b、c 三种不同颜色的单色点光源， 有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c 照亮水面的面积比 a 的大，关于 这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c 光的频率最大②a 光的传播速度最小 ③b 光的折射率最大④a 光的波长比 b 光的短，根据老师的假定，以上回 答正确的是(　　) A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 【答案】C 【解析】 【详解】根据视深公式 说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以 b 的折射率最小，频率最 小，波长最大，传播速度最大，③错误④正确；照亮水面的圆面积的半径 R 与临界角 C 满足 1 2f f= 1 22λ λ= v fλ= 1 22v v= hh n ′ =又 ，c 照亮水面的面积比 a 的大，则 c 的临界角大，水对 c 的折射率小，所以 a 的 折射率最大，a 的频率最大，a 的传播速度最小，①错误②正确。 故选 C。 5.如图所示，空气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横截而是圆心角为 90o,、半径为 R 的扇 形 OAB、一束平行光平行于横截面，以 45o 入射角射到 OA 上，OB 不透光，若考虑首次入射 到圆弧 上的光，则 上有光透出的部分的弧长为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 考查光的折射，全反射。 【详解】根据折射定律有： 可得光进入玻璃后光线与竖直方向 夹角为 30°。过 O 的光线垂直入射到 AB 界面上点 C 射出， C 到 B 之间没有光线射出；越接近 A 的光线入射到 AB 界面上时的入射角越大，发生全反射的 可能性越大．根据临界角公式： 得临界角为 45°，如果 AB 界面上的临界点为 D，此光线在 AO 界面上点 E 入射，在三角形 ODE 的 tan RC h = 1sinC n = 2 AB AB 1 6 Rπ 1 4 Rπ 1 3 Rπ 5 12 Rπ 45sinn sinr °= 1 2 sinC =中可求得 OD 与水平方向的夹角为： 180°-（120°+45°）=15° 所以 A 到 D 之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为： 90°-（30°+15°）=45° 所以有光透出的部分的弧长为 。 故选 B。 二、多项选择题（每小题 8 分，共 3 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 8 分，选对但不全的得 4 分，选错或不答的得 0 分） 6.如图，一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，其过程如 p-V 图中从 a 到 b 的直线所示。 在此过程中（　　） A. 气体内能一直降低 B. 气体一直对外做功 C. 气体一直从外界吸热 D. 气体吸收的热量一直全部用于对外做功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图知气体的 pV 一直增大，由 知气体的温度一直升高，一定量的理想 气体内能只跟温度有关，故气体的内能一直增加，故 A 错误； B．气体的体积增大，则气体一直对外做功，故 B 正确； C．气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律△U=W+Q 可知气体 一直从外界吸热，故 C 正确； D．气体吸收的热量用于对外做功和增加内能，故 D 错误。 故选 BC。 1 4 Rπ pV CT =7.对于钠和钙两种金属，其遏止电压 与入射光频率 v 的关系如图所示．用 h、e 分别表示普 朗克常量和电子电荷量，则（ ） A. 钠的逸出功小于钙的逸出功 B. 图中直线的斜率为 C. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同 D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 【答案】AB 【解析】 【详解】根据 ，即 ，则由图像可知钠的逸出功 小于钙的逸出功，选项 A 正确；图中直线的斜率为 ，选项 B 正确；在得到这两条直线时， 与入射光的强度无关，选项 C 错误；根据 ，若这两种金属产生的光电子 具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，选项 D 错误． 8.图 1 为一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图，P、Q 为介质中的两个质点，图 2 为质点 P 的振 动图象，则 A. t=0.2s 时，质点 Q 沿 y 轴负方向运动 B. 0～0.3s 内，质点 Q 运动的路程为 0.3m C. t=0.5s 时，质点 Q 的加速度小于质点 P 的加速度 D. t=0.7s 时，质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离 【答案】CD cU h e 21 2c mU e mv h Wν= = − 逸出功 c WhU e e ν= − 逸出功 h e 21 2 mmv h Wν= − 逸出功【解析】 【详解】A．由振动图像可知 T=0.4s，t=0 时刻质点 P 向上振动，可知波沿 x 轴负向传播，则 t=0.2s=0.5T 时，质点 Q 沿 y 轴正方向运动，选项 A 错误； B．0.3s= T，因质点 Q 在开始时不是从平衡位置或者最高点（或最低点）开始振动，可知 0～0.3s 内，质点 Q 运动的路程不等于 ，选项 B 错误； C．t=0.5s=1 T 时，质点 P 到达最高点，而质点 Q 经过平衡位置向下运动还没有最低点，则 质点 Q 的加速度小于质点 P 的加速度，选项 C 正确； D．t=0.7s=1 T 时，质点 P 到达波谷位置而质点而质点 Q 还没到达波峰位置，则质点 Q 距平 衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离，选项 D 正确． 第 II 卷（非选择题，共 46 分） 三、解答题 9.如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点 E 分 别与水平轨道 EO 和 EA 相连）、高度 h 可调的斜轨道 AB 组成。游戏时滑块从 O 点弹出，经 过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在 B 端则视为游戏成功。已知圆轨道半径 r=0.1m，OE 长 L1=0.2m，AC 长 L2=0.4m，圆轨道和 AE 光滑，滑块与 AB、OE 之间的动摩擦 因数 μ=0.5.滑块质量 m=2g 且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑 块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求 (1)滑块恰好能过圆轨道最高点 F 时的速度大小 (2)当 h=0.1m 且游戏成功时，滑块经过 E 点对圆轨道的压力 FN 大小及弹簧的弹性势能 EP0； 【答案】(1)1m/s；(2)0.14N， 【解析】 【详解】(1)滑块恰好过 F 的条件为 3 4 3 4 3 0.34 A A m× = = 1 4 3 4 38.0 10 J−× 2 Fvmg m r ＝解得 vF=1m/s (2)滑块从 E 到 B，根据动能定理有 E 点有 代入数据解得 FN=0.14N 从 O 到 B 点 Ep0-mgh-μmg（L1+L2）=0 解得 Ep0=8.0×10-3J。 10.如图所示，在坐标系 xoy 第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于 xoy 面 向里；第四象限内有沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 E. 一质量为 、带电量为 的粒子自 y 轴的 P 点沿 x 轴正方向射入第四象限，经 x 轴上的 Q 点进入第一象限，随即撤去 电场，以后仅保留磁场．已知 OP=d，OQ=2d，不计粒子重力． （1）求粒子过 Q 点时速度的大小和方向． （2）若磁感应强度的大小为一定值 B0，粒子将以垂直 y 轴的方向进入第二象限，求 B0； （3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过 Q 点，且速度与第 一次过 Q 点时相同，求该粒子相邻两次经过 Q 点所用的时间． 【答案】（1） ，与 x 轴成 45°角斜向上 （2） （3） 在 的 2 2 10 2 Emgh mgL mvµ− − = − 2 E N vF mg m r − ＝ m q+ 2 qEd m 2 mE qd 2(2 ) md qE π+【解析】 试题分析：（1）设粒子在电场中运动的时间为 ，加速度的大小为 a，粒子的初速度为 ， 过 Q 点时速度的大小为 v，沿 y 轴方向分速度的大小为 ，速度与 x 轴正方向间的夹角为 ， 由牛顿第二定律得 （1 分） 由运动学公式得 （1 分） （1 分） （1 分） （1 分） 联立以上各式 （1 分） （1 分） （2） 设粒子做圆周运动的半径为 ，粒子在第一象限的运动轨迹如图所示， 为圆心，由几何关 系可知△O1OQ 为等腰直角三角形，得 （1 分） 由牛顿第二定律得 （1 分） 0t 0v yv θ qE ma= 2 0 1 2d at= 0 02d v t= 0yv at= 2 2 0 yv v v= + 0 tan yv v θ = 2 qEdv m = 45θ = ° 1R 1O 1 2 2R d= 2 0 1 vqvB m R =联立可得 （2 分） （3）设粒子做圆周运动的半径为 ，由几何分析 （粒子运动的轨迹如图所示， 、 是粒子做圆周运动的圆心，Q、F、G、H 是轨迹与两 坐标轴的交点，连接 、 ，由几何关系知， 和 均为矩形，进而知 FQ、 GH 均为直径，QFGH 也是矩形，又 FH⊥GQ，可知 QFGH 是正方形，△QOG 为等腰直角三角 形）可知，粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆，得 （1 分） 粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段，得 （1 分） 设粒子相邻两次经过 Q 点所用 时间为 t，则有 （1 分） 联立可得 （2 分） 考点：本题综合性较强，主要考查学生对带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动和牛顿第 二定律的应用 的 0 2 mEB qd = 2R 2O 2O ′ 2O 2O ′ 2 2O FGO ′ 2 2O FGO ′ 22 2 2R d= 22FG HQ R= = 22FG HQ Rt v π+ += 2(2 ) mdt qE π= +