天津市宁河区芦台第四中学2020届高三物理模拟训练试题（六）（Word版附解析）

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 第Ⅰ卷（选择题） 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．在三种放射线中， 粒子动能虽然很大，但贯穿其他物质的本领最弱，选项 A 错误。 B． 衰变射出的电子来源于原子核内部，不是核外电子，选项 B 错误。 C．原子核发生衰变后产生的新核处于激发态，向外辐射出 射线，选项 C 正确。 D．半衰期是放射性原子核总数有半数发生衰变，而不是原子核内的核子衰变，选项 D 错误； 故选 C。 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 第 一 组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 4 5 6.0 6.0 弱 中 27 40 2.9 2.9 α β γ α β γ组 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 5.0 eV，逸出光电子的最大动能为 1.9 eV D. 若入射光子的能量为 5.0 eV，相对光强越强，光电流越大 【答案】B 【解析】 【详解】由爱因斯坦质能方程 比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系 解题 由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式 可知，两组实验中 所用的入射光的频率不同，故 A 正确； 由爱因斯坦质能方程 可得：第一组实验： ，第二组实验： ，解得： ，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故 B 错误； 由爱因斯坦质能方程 可得： ，故 C 正确； 由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故 D 正确． 3.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 0kE h Wν= − E hν= 0kE h Wν= − 100.9 4.0 W= − 022.9 6.0 W= − 01 02 3.1eVW W= = 0kE h Wν= − k (5.0 3.1)eV=1.9eVE = − m m E ΦC. 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据交流电产生的原理可知，线圈匀速转动产生的交流电的电动势峰值 ，所以结合本题情境可得线框转动的角速度为 ，A 正确 B．图示位置感应电动势最大，电流方向的改变在电动势等于 0 的时刻，B 错误 C．当穿过线框的磁通量为 Φm 的时刻，线框的速度与磁感线平行，感应电动势为 0，C 错误 D．根据法拉第电磁感应定律可知，若转动周期减小一半，磁通量变化越快，线框中的感应电 动势变为原来 2 倍，D 错误 4.如图 1 所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离 A，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立 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. 时刻钢球处于超重状态 B. 时刻钢球的速度方向向上 C. 时间内钢球的动能逐渐增大 D. 时间内钢球的机械能逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．从图中可知 时刻钢球正向下向平衡位置运动，即向下做加速运动，加速度向下， 所以处于失重状态，A 错误； mE nBSω= m m E Φ x 1t 2t 1 2~t t 1 2~t t 1tB．从图中可知 时刻正远离平衡位置，所以速度向下，B 错误； C． 时间内小球先向平衡位置运动，然后再远离平衡位置，故速度先增大后减小，即动 能先增大后减小，C 错误； D． 时间内小球一直向下运动，拉力恒向上，做负功，所以小球的机械能减小，D 正确。 故选 D。 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 内，充电宝的输出电压 、输出电流 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 ，则 时间 内（　　） A. 充电宝输出的电功率为 B. 充电宝产生的热功率为 C. 手机电池产生的焦耳热为 D. 手机电池储存的化学能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．充电宝的输出电压 U、输出电流 I，所以充电宝输出的电功率为 A 错误； BC．手机电池充电电流为 I，所以手机电池产生的热功率为 而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC 错误； D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律 可知手机电池储存的化学能为 2t 21 ~t t 21 ~t t t U I r t 2UI I r+ 2I r 2U tr 2UIt I rt− P UI= 2 rP I r=D 正确。 故选 D。 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 【答案】BD 【解析】 【详解】A．布朗运动的激烈程度跟温度有关；布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规 则运动，是液体分子热运动的具体表现，选项 A 错误； 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，分子运动速率 变大，则单位时间内撞击单位面积上的分子数增多，选项 B 正确； C．相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比，故 C 错误； 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，使水不能渗过小孔， 故 D 正确。 故选 BD。 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（ ） 2W UIt I rt= −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 【答案】AC 【解析】 【详解】A．某带负电的颗粒物在图中 A 点时的速度方向竖直向上，在很短时间内被吸附到纤 维附近的 B 点，作出颗粒的大致运动轨迹如图所示： 由图分析可知说明电场力方向向左，距电荷越近电场强度越大，电场力也越大，故加速度在 变大，则颗粒做非匀变速运动，故 A 正确； BC．颗粒从 A 到 B 的过程中，电场力做正功，电势能减小，机械能增加，故 B 错误，C 正确； D．因负电荷在 A 点电势能较大，则 A 的电势小于 B 点的电势，故 D 错误。 故选 AC。 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 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 C. 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 的 aD. 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 【答案】BC 【解析】 【详解】A．同步卫星周期为 24 小时，轨道 b 比同步卫星轨道低一些，周期小于 24 小时，选 项 A 错误； B．由 可知，距离地面越远，引力越小，选项 B 正确； C．由于 ，卫星从轨道 a 和轨道 b 经过 P 点时加速度相同，选项 C 正确； D．卫星从 a 轨道到 b 轨道，需点火加速，动能增大，D 错误。 故选 BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题。 9.（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： 2 MmF G r =万 2 Ma G r =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） 【答案】 (1). B (2). C (3). AB (4). 2.285cm (5). 2.698~2.701mm (6). (7). 【解析】 ( )2 12 1 1 4 L I ID I r ρ π −−【详解】(1)①[1][2]．下列器材中，还必须使用的器材有橡皮条和弹簧测力计，故选 BC。 ②[3]．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，选项 A 正确； B．实验时，应保持弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行，以减小实验误差，选项 B 正确； C．实验中用两个测力计拉绳套时，两个力 F1 和 F2 不一定要必须相互垂直，选项 C 错误； D．记录细绳的方向时，标记同一细绳方向的两点要尽量远一些，选项 D 错误。 故选 AB。 (1)①[4]．由图可知 L=2.2cm+0.05mm×17=2.285cm； [5]．D=2.5mm+0.01mm×20=2.700mm。 ②[6]．题中没有提供电压表，电流表 A1 其内阻为准确值，所以可以用此表来当作电压表，用 电流值与内阻乘积表示该表两端的电压，电路用滑动变阻器分压接法、安培表外接，如图所 示． ③[7]．通过 Rx 的电流为 I2-I1，由欧姆定律有 根据电阻定律有 由以上两式得到 10.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 1 1 2 1 x I rR I I = − 2 2 21 1 4 4 LR D d ρ π π = − ( )2 12 1 1 4 L I Id D I r ρ π −= −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 速度大小 vd； （3）圆弧 abc 的半径 R． 【答案】（1）vB="1" m/s （2）vd= 2 m/s （3）R=0．5m 【解析】 【详解】（1）解: （1）B 分离后做平抛运动,由平抛运动规律可知: h= gt2vB="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 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 b 由牛顿第二定律得: mAg- mAg=mAvb2/R 代入数据得:R=0．5m 11.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： 的 在 L B R R h U（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 ． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】(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： v m R Q 2U BL BUL gR 32 2 BULh U R BLgR − v =E BLv 2 EI R = U IR= 2Uv BL = UI R = mg F= F =BIL BULm gR =(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.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 ，电荷量为 。请分析以下问题。 (1)如图 1 所示，在金属丝和金属板之间加以电压 ，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， 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 ，电子轨迹所在处的感 生电场的场强大小恒为 ，方向沿轨迹切线方向。求初速为 的电子经时间 获得的动能 及此时电子所在位置的磁感应强度大小 ； 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。 21 ( )2mgh m m v Q= + + R 1= 2Q Q 32 2 BULh U R BLgR = − m e U S N、 R E 0 t kE B【答案】(1) ；(2) a． ， ；b．不能 【解析】 【详解】(1)电子 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 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 在 2eUv m = 2 2 2 2k e E tE m = qEtB eR = 21 2eU mv= 2eUv m = eE ma= v at= 21 2kE mv= 2 2 2 2k e E tE m = rF evB=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 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。 的 2 r vF m R = qEtB eR =