天津市和平区2020届高三第二次质量调查（二模）物理试题（含答案）

Z 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试时 间 60 分钟。 第Ⅰ卷 选择题（共 40 分） 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，只有一个是正确的） 1．2019 年被称为 5G 元年，这一年全球很多国家开通了 5G 网络。5G 网络使用的无线电 波通信频率是在 3.0GHz 以上的超高频段和极高频段，比目前 4G 通信频率在 0.3GHz~3.0 GHz 间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确 的是 A．4G 信号是横波，5G 信号是纵波 B ． 4G 信 号 和 5G 信 号 相 遇 能 产 生 干 涉 现 象 （ 外 省 回 津 高 考 集 训 报 名 电 话 13820730666） C．5G 信号比 4G 信号波长更长，相同时间传递的信息量更大 D．5G 信号比 4G 信号更不容易绕过障碍物，所以 5G 通信需要搭建更密集的基站 2．2020 年 3 月 15 日中国散列中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行 了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装 置。下列关于中子研究的说法正确的是 A．α 粒子轰击 ，生成 并产生了中子 B． 经过 4 次 α 衰变，2 次 β 衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了 10 个 C．γ 射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗 D．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度 3．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可利用白光照射玻 14 7 N 17 8O 238 92U璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，光路如图所示。以下说法正确的是 A．在玻璃球中照射到 N 点的光比照射到 M 点的光传播速度大 B．照射到 P、Q 两点的颜色分别为紫、红 C．若增大实线白光的入射角，则照射到 M 点的光先消失 D．若照射到 M、N 两点的光分别照射同一光电管且都能发生光电效应，则照射到 N 的光遏止电压高 4．我国已掌握“高速半弹道跳跃式再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠 定基础。如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从 a 点无动力滑入大 气层，然后经 b 点从 c 点“跳出”，再经d 点从 e 点“跃入”实现多次减速，可避免损 坏返回器。d 点为轨迹最高点，离地面高 h，已知地球质量为 M，半径为 R，引力常量 为 G。则返回器 A．在 d 点处于超重状态 B．从 a 点到 e 点速度越来越小 C．在 d 点时的加速度大小为 D．在 d 点时的线速度小于地球第一宇宙速度 5．如图所示，竖直固定一半径为 R=0.5m 表面粗糙的四分之一圆弧轨道，其圆心 O 与 A 点等高。一质量 m=1kg 的小物块在不另外施力的情况下，能以速度 m/s 沿轨 道自 A 点匀速率运动到 B 点，圆弧 AP 与圆弧 PB 长度相等，重力加速度 g=10m/s2。 则下列说法不正确的是 A．在从 A 到 B 的过程中合力对小物块做功为零 2 GM R 2 2 0 =v a b c d e A R OBPB．小物块经过 P 点时，重力的瞬时功率为 5W C．小物块在 AP 段和 PB 段产生的内能相等 D．运动到 B 点时，小物块对圆弧轨道的压力大小为 11N 二、不定项选择题（本大题共 3 小题，每小题 5 分，每小题给出的四个答案中，都有多 个是正确的，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） 6．一列沿 轴正方向传播的简谐横波，从波源起振后某一时刻开始计时，t=1s 时刻波形 图如图所示，该时刻 点开始振动，再过 1.5s， 点开始振动。下列判断正确的是 A．这列波的传播速度为 6m/s B．波源的起振方向沿 y 轴正方向 C．t=0.5s 时刻，x=5.0m 处质点在波谷 D．t=2.7s 时刻，质点 M、N 与各自平衡位置间的距离相等 7．如图所示，一带电的粒子以一定的初速度进入某点电荷产生的电场中，沿图中弯曲的 虚线轨迹先后经过电场中的 a、b 两点，其中 a 点的场强大小为 Ea，方向与 ab 连线成 30° 角；b 点的场强大小为 Eb，方向与 ab 连线成 60°角，粒子只受电场力的作用，下列说 法中正确的是 A．粒子带正电 B．a 点的电势低于 b 点电势 C．从 a 到 b，系统的电势能减小 D．粒子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 8．单匝矩形导线框 abcd 与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与 cd 边重合的固定转 轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为 n1:n2。开关 S 断开时， 额定功率为 P 的灯泡 L1 正常发光，电流表示数为 I，电流表内阻不计，下列说法正确 x M N Eb Ea的是 A．线框中产生的电流为正弦式交变电流 B．线框从图中位置转过 时，感应电动势瞬时值为 C．灯泡 L1 的额定电压等于 D．如果闭合开关 S，则电流表示数变大 第Ⅱ卷 非选择题（共 60 分） 9．（共 12 分） （1）“用DIS 研究在温度不变时，一定质量气体压 强与体积关系”的实验装置如图所示。 保持温度不变，封闭气体的压强 p 用压强传感 器测量，体积 V 由注射器刻度读出。 某次实验中，数据表格内第 2 次～第 8 次压强 没有记录，但其它操作规范。 次　数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强 p/kPa 100.1 p7 179.9 体积 V/cm3 18 17 16 15 14 13 12 11 10 ①根据表格中第 1 次和第 9 次数据，推测出第 7 次 压强 p7，其最接近的值是 _____。 A．128.5kPa B．138.4kPa C．149.9kPa D．163.7kPa ②若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积 V0 不可忽略，则封闭气体的真实 4 π I P In Pn 2 1 的体积为_____。从理论上讲 p－ 图象可能接近下列哪个图？_____ （2）有一电压表 V1，其量程为 3V，内阻约为 3000Ω，现要准确测量该电压表的内阻， 提供的实验器材有： A．电源 E：电动势约 15V，内阻不计； B．电流表 A1：量程 1A，内阻 r1=2Ω； C．电压表 V2：量程 2V，内阻 r2=2000Ω； D．定值电阻 R1：阻值 20Ω； E．定值电阻 R2：阻值 3Ω； F．滑动变阻器 R0：最大阻值 10Ω，额定电流 1A； 开关 S，导线若干。 ①提供的实验器材中，应选用的电表是 、定值电阻是 （填器材前的字母） ②请你设计一个测量电压表 V1 的实验电路图，画在虚线框内（要求：滑动变阻器要 便于调节）。 ③用 I 表示电流表 A1 的示数、U1 表示电压表 V1 的示数，U2 表示电压表 V2 的示数， 写出计算电压表 V1 内阻的表达式 RV1=____________。 1 V10．（14 分）如图所示，CDE 为光滑的轨道，其中 ED 段是水平的，CD 段是竖直平面内 的半圆，与 ED 相切于 D 点，且半径 R＝0.5 m。质量 m＝0.2kg 的小球 B 静止在水平轨道 上，另一质量 M＝0.2kg 的小球 A 前端装有一轻质弹簧，以速度 v0 向左运动并与小球 B 发 生相互作用。小球 A、B 均可视为质点，若小球 B 与弹簧分离后滑上半圆轨道，并恰好能 过最高点 C，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度 g＝10 m/s2，求： （1）小球 B 与弹簧分离时的速度 vB 多大； （2）小球 A 的速度 v0 多大； （3）弹簧最大的弹性势能 EP 是多少？ 11．（16 分）如图所示，间距为 l 的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为 θ，导 轨光滑且电阻忽略不计。磁感应强度均为 B 的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场 区域的宽度为 d1，间距为 d2。两根质量均为 m、有效电阻均为 R 的导体棒 a 和 b 放在导 轨上，并与导轨垂直。（设重力加速度为 g） （1）若导体棒 a 进入第 2 个磁场区域时，导体棒 b 以与 a 同样的速度进入第 1 个磁场区 域，求导体棒 b 穿过第 1 个磁场区域过程中增加的动能△Ek； （2）若导体棒 a 进入第 2 个磁场区域时，导体棒 b 恰好离开第 1 个磁场区域；此后导体 棒 a 离开第 2 个磁场区域时，导体棒 b 又恰好进入第 2 个磁场区域，且导体棒 a、b 在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等。求导体棒 a 穿过第 2 个磁场区域过程中，通过导体棒 a 的电量 q； （3）对于第（2）问所述的运动情况，求导体棒 a 穿出第 k 个磁场区域时的速度 v 的大小。 12．在现代科学实验室中，经常用磁场来控制带电粒子的运动。某仪器的内部结构简化如 图：足够长的条形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ宽度均为 L，边界水平，相距也为 L，磁场方向相反且 垂直于纸面，Ⅰ区紧密相邻的足够长匀强电场，方向竖直向下，宽度为 d，场强 E＝3mv 2qd。 一质量为 m，电量为＋q 的粒子(重力不计)以速度 v0 平行于纸面从电场上边界水平射入电 场，并由 A 点射入磁场Ⅰ区(图中未标出 A 点)。不计空气阻力。 （1）当 B1＝B0 时，粒子从Ⅰ区下边界射出时速度方向与边界夹角为 60°，求 B0 的大小及 粒子在Ⅰ区运动的时间 t； （2）若 B2＝B1＝B0，求粒子从Ⅱ区射出时速度方向相对射入Ⅰ区时速度方向的侧移量 h； （3）若 B1＝B0，且Ⅱ区的宽度可变，为使粒子经Ⅱ区恰能返回 A 点，求Ⅱ区的宽度最小 值 Lx 和 B2 的大小。式和平区 2019-2020 学年度第二学期高三年级第二次质量调查 物理学科试卷参考答案 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 答案 D B A D C 二、多选题 题号 6 7 8 答案 BD AC ABD 三、实验题 9．（12 分） （1）①C （2 分） ②V0+V （1 分） D（2 分） （2）①C D（各 1 分） ②（3 分） ③ （2 分） 2 21 1 U rURV =四、计算题（40 分） 10．（14 分） （1）设小球 B 过 C 点时速度为 vC --------------------------（2 分） --------------------------（2 分） 解得 vB＝5 m/s--------------------------（1 分） （2） --------------------------（2 分） --------------------------（1 分） 解得 v0＝5 m/s--------------------------（1 分） （3）当两者速度相同时弹簧有最大弹性势能 Ep，设共同速度为 v --------------------------（2 分） --------------------------（2 分） 解得 EP=1.25J--------------------------（1 分） 11．（16 分） （1）a 和 b 不受安培力的作用，由机械能守恒知 R vmmg C 2 = 22 2 1 2 12 BC mvmvRmg −=⋅− BA mvMvMv +=0 222 0 2 1 2 1 2 1 BA mvMvMv += vmMMv )(0 += 22 0 )(2 1 2 1 vmMMvEP +−=ΔEk=mgd1sinθ --------------------------（3 分） （2）通过 a 棒的电量 --------------------------（1 分） --------------------------（1 分） --------------------------（1 分） -------------------------（1 分） 解得 --------------------------（2 分） （3）设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为 v1，刚离开无磁场区域时的速度为 v2 在无磁场区域，mgsinθ =ma--------------------------（2 分） v2－v1=at --------------------------（1 分） ---------------------（1 分） 有磁场区域，对 a 棒 -----------------------（2 分） 解得 v1= 由题意知，v=v1= --------------------------（1 分） 12．（18 分） （1）设粒子射入磁场Ⅰ区的速度大小为 v，在电场中运动， 由动能定理得 qEd＝1 2mv2－1 2mv20--------------------------（2 分） 解得 v＝2v0 tE ∆ ∆= φ R EI 2 = tIq ∆⋅= 1Bld=∆φ R Bldq 2 1= tvvd 2 21 2 += 21sin mvmvtBIltmg −=⋅−⋅θ mR dlB dlB mgRd 8sin4 1 22 1 22 2 −θ mR dlB dlB mgRd 8sin4 1 22 1 22 2 −θ速度与水平方向的夹角为 α，cos α＝v0 v ＝1 2，则 α＝60° --------------------------（1 分） 在磁场Ⅰ区中做圆周运动的半径为 R1，由牛顿第二定律得 qvB0＝mv2 R1 --------------------------（1 分） 由几何知识得 L＝2R1cos 60° --------------------------（1 分） 联立代入数据得 B0＝2mv0 qL --------------------------（1 分） 设粒子在磁场Ⅰ区中做圆周运动的周期为 T，运动的时间为 t T＝2πR1 v --------------------------（1 分） t＝T 6 --------------------------（1 分） t＝πL 6v0--------------------------（1 分） 甲　 乙（2）设粒子在磁场Ⅱ区做圆周运动的半径为 R2，R2＝R1 --------------------------（1 分） 轨迹如图乙所示，由几何知识可得 h＝L·sin 30°＋ ＋L·sin 30° --------------------------（1 分+1 分） 可得 h＝2L--------------------------（1 分） （3）如图丙所示，为使粒子经Ⅱ区恰能返回射入Ⅰ区的 A 位置，应满足 　　 Ltan 30°＝R2′cos 30° --------------------------（1 分） 则 Lx＝R2′(1＋sin 30°)＝L --------------------------（1 分） 解得，Lx＝L --------------------------（1 分） 有 qvB2＝mv2 R2′ --------------------------（1 分） 联立代入数据得 B2＝3mv0 qL --------------------------（1 分） sin60 cos30 L ° °