天津市部分地区2020届高三物理质量调查（一）试题（Word版附解析）

天津市部分区 2020 年高三质量调查试卷（一） 物理试卷 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.下列说法正确的是（　　） A. 只有吸热才能增加物体的内能 B. 一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强可能减少 C. 氧气中的分子一定都比 氧气中的分子速率大 D. 新冠病毒在 环境下超过 30 分钟可有效灭活， 等于 310K 【答案】B 【解析】 【详解】A． 做功和热传递都可以改变物体的内能。故 A 错误； B． 由理想气体的状态方程 可知，一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强 可能减少，故 B 正确； C． 氧气分子平均动能一定大于 氧气分子平均动能，但并非每个分子动能都大， 故 C 错误； D． 新冠病毒在 环境下超过 30 分钟可有效灭活， 等于 329K，故 D 错误。 故选 B。 2.方程一： ；方程二： 。关于上面两个 核反应方程的说法正确的是（　　） A. 方程一表示原子核发生裂变 B. 方程一表示原子核发生 β 衰变 C. 两个核反应方程，在反应中都会释放核能 D. 方程二中 Kr 核的质子数 ，产生的中子数 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，方程一表示原子核发生 衰变，故 AB 错误； C．两个核反应方程，在反应中都会释放核能，质量亏损，故 C 正确； 100 C° 20 C° 56 C° 56 C° PV CT = 100 C° 20 C° 56 C° 56 C° 238 234 4 92 90 2U Th He→ + 235 144 89 92 0 56 0 1 1U n Ba Kr na b+ → + + 36a = 2b = αD．根据质量数守恒，电荷数守恒有 ， 解得： ， 故 D 错误。 故选 C。 3.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的中 Φ-t 图象如图所示，将此交变电流与 的 电阻连接，R 的功率为 ，不计线圈的电阻，下列说法正确的是（　　） A. 交变电流的频率为 50Hz B. 时线圈中的电流最大 C. 时线圈处于“中性面”位置 D. 线圈产生电动势的最大值是 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，周期为 2s，故频率为 0．5Hz，故 A 错误； B． 时磁通量变化率为零，则感应电动势为零，感应电流为零，故 B 错误； C． 时磁通量为零，位置与“中性面”垂直，故 C 错误； D． 交变电流与 的电阻连接，R 的功率为 ，电流为 电动势有效值 最大值为 92 0 56 a+ = + 235 1 144 89 b+ = + + 36a = 3b = 4ΩR = 22 (W)π 0.5st = 1st = 4 (V)π 0.5st = 1st = 4ΩR = 22 (W)π 2 A2 PI R π= = 2 2 (V)E IR π= = 2 4 (V)mE E π= =故 D 正确。 故选 D。 4.如图所示，用细绳将小球悬挂于 O 点，在垂直于细绳的外力 F 作用下小球静止，细绳与竖 直方向夹角为 37°，细绳张力大小为 。在 F 方向与细绳始终保持垂直的情况下，将小球缓 慢向上拉，直至细绳与竖直方向的夹角变为 60°，在此过程中（　　） A. F 一直增大 B. 一直增大 C. F 始终大于 D. F 先增大后减小 【答案】A 【解析】 详解】根据平衡条件可知 ， ， 角度变大，则 绳拉力变小，外力变大，因为 ， ，故外力 F 开始小于绳 拉力，后大于绳拉力，故 A 正确 BCD 错误。 故选 A。 5.一列简谐横波在 时的波形如图甲所示，P、Q 是介质中的两个质点。图乙是质点 Q 的 振动图象，下列说法正确的是（　　） A. 这列波向 x 轴正向传播 B. 这列波的波长为 18cm C. 时，P 质点振动方向向下 【 TF TF TF cosTF mg θ= sinF mg θ= tan T F F θ= tan37 1° < tan 60 1° > 1 s3t = 1 s3t =D. P、Q 两质点平衡位置间的距离为 6cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，此时 Q 振动方向向上，根据平移法可知，传播方向为 x 轴负向， 故 A 错误； B．根据图甲可知，波长为 36cm，故 B 错误； C．因为传播方向为 x 轴负向，根据平移法可知，P 质点振动方向向上，故 C 错误； D． 时的波形如图甲所示，P 位移平衡位置，PQ 间距为 故 D 正确。 故选 D。 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.如图所示，在虚线框内有一个光学元件（未画出），细光束 a 入射到该光学元件，经折射后 变为 b、c 两束单色光，下列说法正确的是（　　） A. 虚线框内的光学元件可能是三棱镜 B. 在此光学元件中 c 光折射率比 b 光大 C. 在同一双缝干涉装置上实验时，b 光比 c 光条纹宽 D. 对同一金属，若 c 光能发生光电效应，则 b 光也一定能 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，虚线框内的光学元件可能是三棱镜，发生光的色散现象，故 A 正 确； B．根据图像可知，b 光线偏折程度更大，所以在此光学元件中 c 光折射率比 b 光小，故 B 错 1 s3t = 1 3 6cm2x λ= × =误； C．因 c 光折射率比 b 光小，c 光频率低，波长大，根据 可知，b 光比 c 光条纹窄， 故 C 错误； D． 对同一金属，若 c 光能发生光电效应，b 光频率更高，则 b 光也一定能，故 D 正确。 故选 AD。 7.探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的 P 处，通过 变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的 Q 点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘 获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探 测，工作轨道周期为 T，距月球表面的高度为 h，月球半径为 R，引力常量为 G，忽略其他天 体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（　　） A. 月球的质量为 B. 月球表面 重力加速度为 C. 探月卫星需在 P 点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道 D. 探月卫星需在 Q 点加速才能从地月转移轨道进入工作轨道 【答案】BC 【解析】 【详解】A． 月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力 月球质量 故 A 错误； 为 的 Lx d λ= 2 2 2 4 R GT π 2 3 2 2 4 ( )R h R T π + 2 2 2 4 ( ) ( ) Mm R hG mR h T π +=+ 2 3 2 4 ( )R hM GT π +=B．在表面 解得： 故 B 正确； C． 从停泊轨道进入地月转移轨道需要离心运动，故在 P 点加速，故 C 正确； D． 从地月转移轨道进入工作轨道，近心运动，需要在 Q 点减速，故 D 错误。 故选 BC。 8.如图所示，可视为点电荷的三个带电小球 a、b 和 c 分别固定在三角形的顶点上，已知 ， ， ，a 球所受静电力的合力方向恰好平行于 b、c 的连线。则 下列说法正确的是（　　） A. b、c 一定带异种电荷 B. b、c 一定带同种电荷 C. b、c 所带电荷量绝对值的比为 D. c 球所受静电力的合力方向可能垂直于 a、b 的连线 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．因为 a 球所受静电力的合力方向恰好平行于 b、c 的连线，b、c 带同种电荷， 根据力的合成可知，a 受的合力方向不可能平行 b、c 连线，故 b、c 一定带异种电荷，故 A 正 确 B 错误； C．根据受力可知 即 解得，b、c 所带电荷量绝对值的比为 ，故 C 正确； D． 垂直于 a、b 的连线是 b、c 间库仑力的方向，而 c 球所受静电力的合力是 b 对 c、a 对 c 2 MmG mgR = 2 3 2 2 4 ( )R hg R T π += 4cmab = 3cmbc = 5cmca = 64:125 cos37ca baF F° = 2 2cos37c a b a ac ba q q q qk kr r ° = 64:125的合力，故 c 球所受静电力的合力方向不可能垂直于 a、b 的连线，故 D 错误。 故选 AC。 9.(1)在测量由两节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻实验中，除待测电池组、开关和 导线外，还有下列器材供选用： A.电压表：量程 3V，内阻约 30kΩ B.电压表：量程 15V，内阻约 150kΩ C.电阻箱：阻值范围 0-999.9Ω D.滑动变阻器：阻值范围 0-20Ω ①请你设计一个实验电路，要求测量尽量准确；应该选用的实验器材是__________________， 把电路图画在虚线框内______________； ②在此实验中用图象法来处理数据，以 为横轴， 为纵轴，若此图线与纵轴的截距为 c， 斜率为 k，则电池组的电动势为______________，内电阻为______________； (2)关于“用单摆测量重力加速度的大小”实验； ①下列哪些做法是正确的______________； A.选择直径较小密度较大的球做摆球 B.摆线的上端用铁夹固定在铁架台上 C.单摆振动时的最大摆角可以达到 30° D.测时间时从摆球到最高点开始计时 ②如图所示，在体育馆内很高的横梁（A 表示横梁的横截面，此横截面面积忽略不计）上悬挂 着一根不可伸长的结实轻绳，轻绳下端的无弹性小网兜内有一个铅球 B，由于条件限制无法测 量铅球静止时铅球球心与横梁之间的距离，但实验小组测出了此单摆完成小角度 30 次全振动 的时间 。此后，实验小组又在横梁正下方并与横梁平行固定了一根细杆（C 表示细杆横截面， 此横截面面积也忽略不计），铅球静止时测得铅球球心到细杆的竖直距离为 h（h 远大于铅球 直径），当铅球在最低点右侧时，轻绳被细杆挡住，当铅球在最低点左侧时，细杆不起作用， 1 R 1 U 1t现向右拉铅球，使细杆以下的轻绳偏离竖直方向一个很小的角度后从静止释放铅球，测得此 摆完成 30 次全振动的时间为 ，利用以上测得的数据 、 和 h 可以推导得出重力加速度的 表达式为 ______________________。 【答案】 (1). AC (2). (3). (4). (5). AB (6). 【解析】 【详解】(1) ①[1][2] 两节干电池串联，故电动势为 3V，则电压表选择 A；实验采取 是一箱 一表法，需要计算电流，故需要电阻箱，故选 C，故需要 AC，实验电路图如下 ②[3][4]根据闭合电路欧姆定律 整理得 故 ， 则内阻为 ，电动势为 。 (2) ①[5]A．本实验为了减小空气阻力影响，应选择体积比较小，密度较大的小球，故 A 正确； B． 摆线的上端用铁夹固定在铁架台上，故 B 正确； 的 2t 1t 2t g = 1 c k c 2 2 2 1 3600 (2 ) h t t π − UE U rR = + 1 1 1r U E R E = ⋅ + rk E = 1c E = k c 1 cC． 单摆振动时的最大摆角不可以超过 5°，故 C 错误； D． 测时间时从摆球到最高点开始计时，误差较大，应从最低点开始计时，故 D 错误。 故选 AB。 ②[6] 单摆完成小角度 30 次全振动的时间 。设绳长为 l，周期 挡住后 联立解得： 10.如图甲所示，长为 的薄板 AB 与水平面夹角为 ，小物块从 A 端沿薄板方向 以 的速度向上滑，刚好能到达 B 端。现将薄板 AB 放在高度为 的水平桌 面上，B 端与桌面右边缘对齐，如乙图所示，让小物块仍以 6m/s 的速度从 A 端向右滑动，小 物块落在地面上的 C 点，D 点是桌子右边缘在地面上的投影。已知 ， ， ，取 。求： (1)小物块与薄板间的动摩擦因数： (2)C、D 两点间的距离。 【答案】(1)μ=0.375；(2)x=1.83m 【解析】 【详解】(1)甲图中，小物块从 A 到 B 运动过程，由动能定理得 -(mgsinθ+μmgcosθ)L=0– mv02 解得： μ=0.375 1t 1 230 t lT g π= = 2 2 1 (2 2 )30 2 t l hT g g π π= = + 2 2 2 1 3600 (2 ) hg t t π= − 2mL = 37θ = ° 0 6m / sv = 0.8mh = sin37 0.6° = cos37 0.8° = 21 4.58= 210m / sg = 1 2(2)乙图中，小物块离开 B 点后做平抛运动，时间为 t，水平位移为 x h= gt2 x=vBt 小物块从 A 到 B 运动过程，由动能定理得 -μmgL= mvB2– mv02 解得： x=1.83m 11.如图所示，EGH 与 OPQ 是足够长的平行导轨，导轨间的距离 ，EG、OP 部分水 平而粗糙，E、O 端用导线与最大阻值为 的滑动变阻器连接，GH、PQ 部分倾斜且光 滑，倾角为 。GH、PQ 导轨所在空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场 ，EG、 OP 导轨所在处有竖直向上的匀强磁场 。ab、cd 是完全相同的导体棒，长度等于导 轨间的距离，质量 ，电阻 。现将滑动变阻器有效电阻调为 ，cd 棒放 在水平导轨上。ab 棒从倾斜导轨上由静止释放，ab、cd 与导轨接触良好，导轨和导线的电阻 不计，取 。 (1)若 ab 棒在下滑的过程中 cd 棒保持静止不动，求 ab 棒下滑的最大速度； (2)若 cd 棒与导轨间的动摩擦因数为 （已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力），为保证 释放 ab 棒后 cd 棒一直不动，滑动变阻器的有效电阻 应满足的条件。 【答案】(1)6m/s；(2)R2≦4Ω 【解析】 【详解】(1)ab 棒由静止释放后先加速下滑，加速度减小到 0 时开始匀速下滑并达到最大速度 vm mgsinθ=B1IL 1 2 1 2 1 2 0.5mL = 10ΩR = 30θ = ° 1 1TB = 2 0.6TB = 0.2kgm = 1ΩR = 1 1ΩR = 210m / sg = 0.24µ = 2RB1Lvm=IR 总 vm=6m/s (2)要保证释放 ab 棒后 cd 棒一直不动，则 cd 棒受的安培力不得超过最大静摩擦力设通过 cd 的最大电流为 B2IcdL=μmg ab 棒达到匀速后，cd 棒与滑动变阻器的电流之和不变，滑动变阻器的电阻 R2 越大，通过 cd 棒的电流越大，通过滑动变阻器的电流越小，所以滑动变阻器的电阻 R2 有最大值 Rmax，滑动 变阻器的电流有最小值 Imin， Icd+Imin = I IcdR0 = IminRmax 解得： Rmax=4Ω 所以 R2≦4Ω 12.两个同轴（轴线水平）网状金属圆筒的截面如图所示，P 的半径为 、Q 的半径为 ， 在 P 圆筒内有沿轴线方向向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 ，在 P、Q 两圆筒间加恒定 电压 U 后，P、Q 两圆筒之间有图示辐射状的电场，A、C 是 Q 圆筒截面水平直径的端点，现 将一电子从 A 点由静止释放，电子质量为 m，电荷量为 e，假设电子不会与 P 圆筒的金属网发 生碰撞。求： (1)电子进入 P 圆筒时的速度大小； (2)欲使电子在最短时间回到 A 点，电压 U 的大小； (3)在电压 U 符合(2)问要求下，仍将电子从 A 点由静止释放，要求电子能够到达 C 点，并且在 第一次到达 C 点之前，电子只能在 AC 直径及以下区域运动，需将 P 圆筒内磁场的磁感应强 度大小变为 ，请你推导 应满足的表达式。 1R 2R 0B 1B 1B【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 详解】(1)由动能定理得 解得： v= (2)欲使电子在最短时间内回到 A 点，电子应在磁场中发生三段相同弧长的圆周运动，如图 1 所示。如图 2 所示，r0 表示在磁场中圆周运动的半径， 每段圆弧对应的圆心角为∠AO1D=60º tan30°= evB0 = 解得： (3)电子能到达 C 点，需要电子在磁场中发生 n 段（n 为整数且 n≧2）相同弧长的圆周运动， 【 2eU m 2 2 0 13 2 eB R m 1 03 tan ( -1)2B B nn π= 21 2eU mv= 2eU m 1 0 R r 2 0 mv r 2 2 03 2 leB RU m =设每段圆弧的半径为 r1，对应的圆心角（弧度）为 θ，则 θ=π- 联立解得： n π 1 1 tan 2 R r θ = 2 1 1 mvevB r = 1 03 tan ( 1)2B B nn π= −