天津市红桥区2020届高三物理第一次模拟试题（Word版附解析）

高三物理 第Ⅰ卷（选择题，共 40 分） 一、单选题（本题共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分） 1.下列说法正确的是（　　） A. 决定封闭理想气体压强大小的是，分子密集程度和分子的平均动能 B. 决定理想气体压强的是，分子平均动能和分子种类 C. 质量相同 的水和 的冰具有相同的内能 D. 一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程，内能一定减少 【答案】A 【解析】 【详解】AB．气体压强跟分子平均动能和分子密集程度有关，选项Ａ正确，Ｂ错误； C． 的冰熔化成水时要吸热，所以水的内能要比同质量的冰大，选项 C 错误； D．因气体绝热自由膨胀，不受外界阻力，所以外界不对气体做功，也没有热交换，由热力学 第一定律可知，气体内能不变，选项 D 错误。 故选 A。 2.已知某行星绕太阳运动的轨道半径为 r，公转的周期为 T，万有引力常量为 G，则由此可求 出（　　） A. 某行星的质量 B. 太阳的质量 C. 某行星的密度 D. 太阳的密 度 【答案】B 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力 解得太阳质量 因为行星的质量被约去，无法计算，不知道太阳的半径无法计算密度，故 B 正确 ACD 错误。 故选 B。 3.在静电场中，将一电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则（　　） 的0 C° 0 C° 0 C° 2 2 2 4MmG m rr T π= 2 3 2 4 rM GT π=A. b 点的电场强度一定比 a 点大 B. b 点的电势一定比 a 点高 C. 电场线方向一定从 b 指向 a D. 该电荷电势能一定增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．仅知电荷从 a 点移到 b 点，电场力做负功，无法判断 a、b 两点电场强度大小， 若是匀强电场，a、b 两点电场强度可能相等，选项 A 错误； BD．电荷从 a 点移到 b 点，电场力做负功，电势能一定增加，但不知电荷的电性，所以无法 判断哪点的电势高，选项 D 正确，B 错误； C．通过电场力做功无法判断电场线方向，电荷运动时可能沿电场线或者逆着电场线方向，也 可能与电场线有一定夹角等，所以电场线方向不一定从 b 指向 a，选项 C 错误； 故选 D。 4.如图，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈 ABCD，AB 边与磁场垂直，MN 边始终与金属滑环 K 相连，PQ 边始终与金属滑环 L 相连。金属滑环 L、交流电流表 A、定值电阻 R、金属滑环 K 通过导线串联。现使矩形线圈以恒定角速度绕过 BC、AD 中点的轴旋转。下列说法中正确的 是（　　） A. 线圈磁通量最大时，感生电动势也最大 B. 线圈转动的角速度越大，交流电流表 A 的示数越小 C. 线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻 R 的电流最大 D. 线圈平面与磁场垂直时，交流电流表 A 的示数最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，但线框不切割磁感线，感应电动势 零，为选项 A 错误； B．线圈转动的角速度越大，根据 知最大值越大，故有效值越大，交流电流表 A 的示数越大，选项 B 错误； C．线圈平面与磁场平行时，线框切割磁感线最快（垂直切割），感应电动势最大，流经定值 电阻 R 的电流最大，选项 C 正确； D．交流电流表 A 测量的是交流电流的有效值，其示数不随时间变化，选项 D 错误。 故选 C。 5.如图中有两个物体 A、B，GA＝2N，GB＝4N，A 用悬线挂在天花板上，B 放在水平地面上， A、B 间的轻弹簧的弹力为 1N，则悬线的拉力 FT，B 对地面的压力 FN 的可能值分别是（　　） A. FT＝3N，FN＝3N B. FT＝3N，FN＝5N C. FT＝1N，FN＝6N D. FT＝1N，FN＝3N 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，B 物体受重力、弹簧的弹力及地面的支持力而处于平衡； 若弹簧的弹力向下，则有 对 A、B 整体受力分析有 若弹簧处伸长状态，B 受到的支持力 对整体有 选项 A 正确，BCD 错误。 mE nBSω= 4N 1N 5NN BF G F= + = + = 2N+4N 5N 1NT A B NF G G F= + − = − = 4N 1N 3NN BF G F= − = − = 2N+4N 3N 3NT A B NF G G F= + − = − =故选 A。 二、多选题（本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中 有多个选项符合题意，全部选对的得 5 分，选不全的得 3 分，有错选或不答的得 0 分） 6.已知玻璃中单色光 1 的折射率大于单色光 2 的折射率，下列关于这两种单色光的叙述中，正 确的是（　　） A. 如果用单色光 1 照射某种金属表面，能够发射出光电子，那么用单色光 2 照射这种金属表 面，也一定能够发射出光电子 B. 如果用单色光 2 照射某种金属表面，能够发射出光电子，那么用单色光 1 照射这种金属表 面，也一定能够发射出光电子 C. 如果分别用单色光 1 和 2 由玻璃斜射入空气，相同的入射角，单色光 1 能发生全反射，则 单色光 2 不一定能发生全反射 D. 如果用单色光 1 和 2 照射同一双缝干涉实验装置得到干涉条纹，单色光 1 的相邻明条纹间 的距离大于单色光 2 的相邻明条纹间的距离 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．玻璃中单色光 1 的折射率大于单色光 2 的折射率，则单色光 1 的频率大于单色 光 2 的频率，因此如果用单色光 2 照射某种金属表面，能够发射出光电子，那么用单色光 1 照射这种金属表面，也一定能够发射出光电子；选项 A 错误，B 正确； C．根据 ，单色光 1 的频率大于单色光 2 的频率，则单色光 1 发生全反射的临界角 更小，故相同的入射角入射，单色光 1 能发生全反射，单色光 2 不一定能发生全反射，选项 C 正确； D．单色光 1 的频率大于单色光 2 的频率，则单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长，根据干涉 条纹宽度 知单色光 1 的相邻明条纹间的距离小于单色光 2 的相邻明条纹间的距离，选 项 D 错误。 故选 BC。 7.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框动 abcd，ab 边长大于 bc 边长，置于垂直纸面向里、 边界为 MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直 于 MN。第一次 ab 边平行 MN 进入磁场．线框上产生的热量为 Q1，通过线框导体横截面的电 1sinC n = Lx d λ∆ =荷量为 q1：第二次 bc 边平行 MN 进入磁场．线框上产生的热量为 Q2，通过线框导体横截面的 电荷量为 q2，则（　　） A Q1>Q2 B. Q1q2 【答案】AC 【解析】 【详解】设 ab 和 bc 边长分别为 Lab、Lbc，穿过磁场区域的速度为 v，线圈产生的热量等于克 服安培力做功，则有： 通过线框导体横截面的电荷量为 同理可以求得 因为 ，由于两次过程中速率 v 相等，因此有 选项 AC 正确，BD 错误。 故选 AC。 8.如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t=0 时刻，该波传播到 x 轴上的质点 B 处，质 点 A 在负的最大位移处。在 t=0.3s 时，质点 A 恰第二次出现在正的最大位移处，则（　　） 2 2 1 1 ab ab ab bc ab bc bc BL v B L vQ BI L L B L L LR R = ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ 1 1 ab bc ab bcBL v L BL Lq I t R v R = ∆ = ⋅ = 2 2 2 2 bc bc ab ab B L vQ BI L L LR = ⋅ = ⋅ 2 2 ab bcBL Lq I t R = = ab bcL L> 1 2Q Q> 1 2q q=A. 该波的周期为 0.3s B. 该波的波速等于 10m/s C. t=0.6s 时，质点 B 平衡位置处且向下运动 D. 波源由平衡位置开始振动时，一定是向上运动的 【答案】BD 【解析】 【详解】A．t=0.3s 时，质点 A 第二次出现在正向最大位移处，则有 1.5T=t 解得周期 T=0.2s 选项 A 错误； B．由图读出波长为 λ=2m，则波速为 选项 B 正确； C．t=0.6s 时，质点 B 振动了 3 个周期，振动情况与 t=0 时刻相同，因波沿 x 轴正方向传播， 所以质点 B 在平衡位置处且向上运动，选项 C 错误； D．波传播方向上各点的起振方向都相同，都与 t=0 时刻质点 B 的振动方向相同，由平衡位置 开始向上运动，选项 D 正确。 故选 BD。 第Ⅱ卷(非选择题共 60 分) 三、实验题（本题满分 12 分） 9.探究重物下落过程中动能与重力势能相互转化问题的实验。 （1）部分实验操作步骤如下，请将步骤 B 补充完整。 A．按实验要求安装好实验装置； B．使重物靠近打点计时器，接着先________，后______，打点计时器在纸带上打下一系列的 点。 （2）图乙是一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干点后 在 2 10m/s0.2v T λ= = =的连续点 A、B、C 与 O 点之间的距离 h1、h2、h3。已知打点计时器的打点周期为 T，重物质 量为 m，，重力加速度为 g，可得重物下落到 B 点的过程中，重物增加的动能_______，减少的 重力势能为_________。 （3）实验的计算结果一般减少的重力势能______（填写略大于或略小于）重物增加的动能， 原因是___________。 【答案】 (1). 接通电源 (2). 释放纸带(或重物） (3). (4). mgh2 (5). 略大于 (6). 重物下落过程由于克服空气等做功阻力生热 【解析】 【详解】（1）[1][2]如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距 离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的 利用率太低，所以应当使重物靠近打点计时器，接着先接通电源，释放纸带(或重物）后让纸 带运动。 （2）[3]B 点的瞬时速度 则重物动能的增加量 [4]重力势能的减小量为 （3）[5][6]由于重物下落过程克服空气阻力等做功生热，因此实验的计算结果一般减少的重力 势能略大于重物增加的动能。 10.某探究小组做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验。 （1）他们设计了如图所示的甲、乙两个实验原理图，由于干电池的内电阻较小，为使测量结 果比较准确，实验中应该选用下图中_________所示的原理图。 2 3 1 2 ( ) 8 m h h T − 3 1 2B h hv T −= 2 2 3 1 2 ( )1 2 8k B m h hE mv T −∆ = = 2pE mgh∆ =（2）为了便于测量．探究小组的付同学将一个 R=2.5 的电阻与电池串联后连接好电路后再 进行实验，根据同学测得的数据，在 U—I 图中描出的点迹如图所示，请在图中画出 U—I 图 线____，并利用图象得出干电池的电动势 E=____V，内阻________ 。(上述两空保留三位有 效数字） （3）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，实验所得的干电池的电动势和内阻的测量值与真 实值比较，E 测_____E 真，r 测_____r 真(填“”)。 【答案】 (1). 甲 (2). (3). 1.58~1.62 (4). 0.833 (5). < (6). < 【解析】 【详解】(1)[1]由于干电池的内电阻较小，故若将电流表采用内接法（相对于电源）直接与电 源串联，则电流表内阻对测量结果影响较大，故应采用电流表外接法，即应选用甲电路。 (2)[2]由描点法作出伏安特性曲线，如下图 Ω Ω[3][4]图象与纵坐标的交点为电源的电动势，图象的斜率表示 R=2.5 的电阻与电池串联后等 效内阻；则由图象可知 电源的电动势为 1.60V（1.58-1.62 均可）。 等效内阻 解得内电阻 (3)[5][6]本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，电压表测的电压为 外电压，电流表所测的电流偏小，作出 U-I 图线的测量图线和实际图线如图： 虚线表示实际图。 从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值，即 ， 。 四、计算题：（本大题共 3 个小题，共 48 分，写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写 出数值和单位） 11.如图所示，质量 m1=2kg 的小车静止在光滑的水平面上，现有质量 m2=0.5kg 可视为质点的 物块，以水平向的速度 v0=10m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。 物块与车面间的动摩擦因数 =0.5，取 g=10m/s2，求 （1）若物块不能从小车上掉下，他们的共同速度多大； （2）要使物块不从小车端滑出，小车至少多长。 Ω 1.60 0.60 10 2.50.30 3r r −′ = Ω = Ω = Ω + 10 2.5 0.8333r = Ω − Ω = Ω E E测 真< r r测 真< µ【答案】（1）2m/s；（2）8m 【解析】 【详解】（1）由题意知动量守恒，设物块与小车的共同速度为 v，以水平向右为正方向，根据 动量守恒定律有 解得 （2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度，由功能关系有 代入数据解得 L=8m 12.如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨 ad 和 bc，相距为 L=10cm；另外两根水平金 属杆 MN 和 EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为 m=0.2kg，EF 棒的质量 M=0.5kg， 在两导轨之间两棒的总电阻为 R=0.2 （竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨 平面的匀强磁场，磁感应强度为 B=5T，磁场区域足够大；开始时 MN 与 EF 叠放在一起放置 在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使 MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小 为 a=1m/s2，试求： （1）前 2s 时间内流过 MN 杆的电量（设 EF 杆还未离开水平绝缘平台）； （2）至少共经多长时间 EF 杆能离开平台。 2 0 1 2( )m v m m v= + 2 0 1 2 2m/sm vv m m = =+ ( )2 2 2 0 1 2 2 1 1 2 2m v m m v m gLµ+ += Ω【答案】（1）5C；（2）4s 【解析】 【详解】解：（1）t=2s 内 MN 杆上升的距离为 此段时间内 MN、EF 与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为 产生的平均感应电动势为 产生的平均电流为 流过 MN 杆的电量 代入数据解得 （2）EF 杆刚要离开平台时有 此时回路中的电流为 MN 杆切割磁场产生的电动势为 MN 杆运动的时间为 代入数据解得 13.如图所示，在 xoy 坐标平面的第一象限内有一沿 y 轴正方向的匀强电场，在第四象限内有 一垂直于平面向内的匀强磁场，现有一质量为 m 带电量为-q 的粒子(重力不计)从电场中坐标为 21 2h at= BLh∆Φ = E t ∆Φ= EI R = q It= 2 5C2 BLatq R = = BIL Mg= EI R = E BLv= vt a = 2 2 4sMgRt B L a ==(3L，L)的 P 点与 x 轴负方向相同的速度 射入，从 O 点与 y 轴正方向成 夹角射出，求： （1）画出粒子运动的轨迹，求粒子进入磁场时的速度大小； （2）求匀强电场的场强 E，粒子在电场中运动的水平距离 x1； （3）求出粒子在磁场中运动 轨道半径和时间。 【答案】（1）见解析；（2） ； （3） 【解析】 【详解】解：（1）粒子运动轨迹如图所示： 设粒子在 O 点时速度大小为 v，OQ 段为四分之一圆弧，QP 段为抛物线，根据对称性可知， 粒子在 Q 点的速度大小也为 v，方向与 x 轴正方向成 45°，可得 （2）Q 到 P 过程，由动能定理得 解得 的 0v 045 2 0 2 mv qL 2L 04 L v π 0 0cos45 2v v v= ° = 2 2 0 1 1 2 2qEL mv mv−= 2 0 2 mvE qL=在 Q 点时有 由 P 到 Q 过程中，竖直方向上有 代入 得 水平方向有 （3）有几何关系可知 得粒子在 OQ 段圆周运动的半径 粒子在磁场中从 Q 到 O 的时间 0 0tan 45yv v v= ° = qE ma= 1 yvt a = 2 0 2 mvE qL= 1 0 2Lt v = 1 0 1 2x v t L= = 3 2OQ L L L= − = 2 2R L= 2 00 1 2 4 42 R Lt vv π π×= =