天津市和平区2020届高三线下第一次模拟考试物理试题

物理试卷

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.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A. 若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大

B. 在完全失重的状态下，气体的压强为零

C. 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

D. 当分子热运动变剧烈时，压强一定增大

【答案】C

【解析】

【详解】A． 根据可知，若气体的温度T不断升高，气体的压强P和体积V的乘积一定增大，但其压强P不一定增大， A错误；

B． 从微观角度，气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生的，即使在完全失重的状态下，只要容器密闭，气体分子仍然会不停的频繁碰撞器壁， B错误；

C． 对于一定量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，根据理想气体的状态方程：，可知其温度不变；而理想气体的内能仅仅与温度有关，所以其内能也一定不变。C正确；

D． 当分子热运动变剧烈时，分子数密度可能减小，故气体压强也可以减小或者不变，D错误；

故选C。

2.物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（    ）

A. 电子的发现使人们认识到原子具有核式结构

B. 天然放射现象说明原子核内部是有结构的

C. 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的

D. 密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的

【答案】B

【解析】

【详解】A．卢瑟福的粒子散射实使人们认识到原子的核式结构，A错误；

B．贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B正确；

C．密立根用油滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续，它只能是元电荷e的整数倍，即粒子的电荷是量子化的，C错误；

D．轨道量子化是波尔在卢瑟福模型的基础上加以改进而提出的，D错误。

故选B。

3.在匀强磁场中，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 该线框匀速转动的角速度大小为50

B. t=0.01s时穿过线框的磁通量最小

C. t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大

D. 线圈平面与磁场的夹角为45°时，电动势瞬时值大小为22V

【答案】D

【解析】

【详解】A． 由图象得出周期T=0.02s，所以

故A错误；

BC． 由图象知：t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，变化率最小，故BC错误；

D． 当t=0时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为

e=sin（100πt）V

线圈平面与磁场的夹角为45°时，电动势瞬时值大小为

故D正确。

故选D。

4.如图是在两个不同介质中传播的两列波的波形图．图中的实线分别表示横波甲和横波乙在t时刻的波形图，经过0．5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示．已知两列波的周期均大于0．3s，则下列说法中正确的是

A. 波甲的速度可能大于波乙的速度 B. 波甲的波长可能大于波乙的波长

C. 波甲的周期一定等于波乙的周期 D. 波甲的频率一定小于波乙的频率

【答案】A

【解析】

【详解】AC．经过0.5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示，且周期均大于0.3s，则根据，可知，两波的周期分别可能为1s和，则根据波速度，可知，若甲的周期为，而乙的周期为1s，则甲的速度大于乙的速度，故A正确，C错误；

B．由图可知，横波甲的波长为4m，乙的波长为6m，故说明甲波的波长比乙波的短，故B错误；

D．若 乙的周期为1s而甲的周期为，则由可知，甲的频率大于乙的频率，故D错误。

故选A。

5.一个研究小组借助于望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上某点做匀速圆周运动，如图所示。此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中（　　）

A. 它们做圆周运动的万有引力均不断减小

B. 它们做圆周运动的角速度不变

C. 体积较大星体圆周运动轨道半径变小

D. 体积较大星体圆周运动的线速度变小

【答案】B

【解析】

【详解】A． 设体积较小的星体质量为m1，轨道半径为r1，体积大的星体质量为m2，轨道半径为r2．双星间的距离为L．转移的质量为△m。则它们之间的万有引力为

根据数学知识得知，随着△m的增大，F先增大后减小。故A错误；

B．对m1

对m2

联立解得

总质量m1+m2不变，两者距离L不变，则角速度ω不变故B正确；

CD．根据以上分析可知

ω、L、m1均不变，△m增大，则r2增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大。由v=ωr2得线速度v也增大。故C D错误。

故选B。

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.平行板玻璃砖横截面如图，上下表面足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面，从下表面射出时分为a、b两束光，则（　　）

A. 在玻璃中传播时，a光的传播速度较大

B. 分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大

C. 以相同的入射角从水中斜射入空气，a光的折射角大

D. 增大入射光在上表面的入射角，可能只有一种光从下表面射出

【答案】AB

【解析】

【详解】A． 光从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下表面平行，当第二次折射时折射光线与第一次折射入射光线平行。a光偏折较小，b光偏折较大。所以此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，根据，则知在玻璃中传播时，a光的传播速度较大，故A正确；

B． a光的折射率较小，频率较低，波长较长，根据公式双缝干涉条纹间距公式知，a光的相邻亮条纹间距较大，故B正确；

C． 由于a光的折射率较小，折射时a光的偏折程度较小，则以相同的入射角由水中斜射入空气，a光的折射角小。故C错误；

D． 由上知光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理可知光一定能从下表面射出，故D错误。

故选AB。

7.能够从物理视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景，其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图是自行车靠惯性冲上斜坡，丙图是“托球”动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程（虚线表示水平方向），丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球，各图中的θ角均相等，忽略空气阻力和一切摩擦，对四个情景的物理规律分析正确的是（　　）

A. 甲图和乙图中自行车的加速度一定相同

B. 甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等

C. 丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动

D. 丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律可知，甲图和乙图中自行车的加速度均为

故A正确；

BC．丙图中，乒乓球只受重力和支持力，竖直方向平衡

，

故加速度

不可能一起匀速运动，故BC错误；

D．丁图中乒乓球受重力，竖直挡板的弹力，斜面的支持力，根据平衡有

故丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等，故D正确。

故选AD

8.如图所示，竖直平面内有水平方向的匀强电场E，A点与B点的连线垂直电场线，两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度v0分别从A和B点沿不同方向开始运动，之后都能到达电场中的N点，粒子的重力不计，下列说法正确的是（　　）

A. 两粒子到达N点所用的时间可能相等

B. 两粒子到达N点时的速度大小一定相等

C. 两粒子在N点时的动能可能小于各自初始点的动能

D. 两粒子整个运动过程机械能的增加量一定相等

【答案】BD

【解析】

【详解】A．因为两粒子完全相同，故产生的水平方向的加速度相同，而A点粒子水平初速度为零，而B点粒子水平初速度不为零向左，故根据匀变速方程可知，运动时间不同，故A错误；

BD．因为只有电场力做功，根据题意可知，A点与B点在同一等势面上，故 ，电场力做功 相同，则到达N点的动能相同，速度大小相同，而电场力做功等与机械能增加量，故机械能的增加量一定相等，故BD正确；

C．因为A点粒子水平方向向右运动，故受力向右，则电场力做正功，动能增大，故C错误。

故选BD。

第Ⅱ卷   非选择题（共60分）

9.用如图所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。

实验中，将一端带滑轮长木板放在水平实验台上，实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下，放开钩码，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度a，改变钩码的个数，重复实验。

（1）实验时，要求钩码的质量远小于小车的质量，这样做的目的是______。

A．避免在小车运动的过程中发生抖动

B．使小车获得较大的加速度

C．使细线的拉力等于小车受到的合外力

D．使小车最终能匀速运动

E．使纸带上点迹清晰，便于进行测量

F．使钩码重力近似等于细线的拉力

（2）实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.26cm，CD的长度为6.60cm，DE的长度为6.90cm，则应用所有测得的数据，可计算得出小车运动的加速度a=__________m/s2（结果保留两位有效数字）

（3）根据实验测得的数据，以小车运动的加速度a为纵轴，钩码的质量m为横轴，得到如图所示的a-m图像如图中图线A所示，现仅增大木板与水平方向夹角，得到的图像可能是图中的_____（图中所示的A、B、D、E图线相互平行）

【答案】    (1). F    (2). 0.31    (3). DE

【解析】

【详解】(1)[1]设绳的拉力为T，对钩码有

对小车有

联立有

用钩码的重力代替细绳的拉力，则要求钩码的质量远小于小车的质量，故F正确。

(2)[2] 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小

(3)[3]根据题意可知，绳拉力近似等于钩码重力

可得

故图像斜率为，现仅增大木板与水平方向夹角，图像的斜率不变，且倾角变大，则图像与纵轴交点变大，故得到的图像可能是图中的DE。

10.某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值，实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，定值电阻R2，电流表A（量程为0.6A，内阻不计），电阻箱R（0-99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干

（1）先测电阻R1的阻值（R1只有几欧姆），请将操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，将S2切换到b，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2，则电阻R1的表达式为R1=_______。

（2）该同学已经测得电阻R1，继续测电源电动势E，该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图中所示的图线，则电源电动势E=_____V。

（3）若实际电流表A的内阻不可忽略，则R2的测量值_____真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】    (1). r1-r2    (2). 2V    (3). 大于

【解析】

【详解】(1)[1] 闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，则

将S2切换到b，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2，则

故

(2)[2]根据闭合电路欧姆定律

整理得

故电源电动势

(3)[3]若电流表A内阻不可忽略

整理得

与以上比较可知，R2的测量值大于真实值。

11.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距L，导轨下端连接电阻R，质量为m、金属杆ab与导轨垂直并接触良好，金属杆及导轨电阻不计，在矩形区域cdfe内有垂直于纸面向里的匀强磁场，c、e距离为H，cdfe区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，在t=0时刻，将金属杆ab从到磁场上边界距离为h处由静止释放，在t1时刻进入磁场，离开磁场时的速度为进入磁场时速度的一半，已知重力加速度为g，求：

（1）金属杆刚进入磁场时的加速度大小；

（2）从金属杆开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）金属杆进入磁场之前有

刚进入磁场时，有：

可得：

a=

（2）进入磁场之前，有：

进入磁场之后，由能量守恒，有

12.如图所示，某货场需将质量为m=20kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用光滑倾斜轨道MN、竖直面内圆弧形轨道NP，使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h=4m处无初速度滑下，两轨道相切于N点，倾斜轨道与水平面夹角为θ=60°，弧形轨道半径R=4m，末端切线水平。地面上紧靠轨道放着一块木板，质量为M=30kg，长度为L=10m，木板上表面与轨道末端P相切，若地面光滑，货物恰好未滑出木板，木板获得的最大速度为v=4m/s，不考虑货物与各轨道相接处能量损失、最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2，求：

（1）货物到达倾斜轨道末端N点时所用的时间t；

（2）在圆弧轨道上NP滑动过程中，摩擦力对货物做的功Wf；

（3）为避免木板在地面上滑行的距离过大，在地面上涂了防滑涂料，使木板与地面间的动摩擦因数μ0=0.2，判断货物是否会滑出木板。

【答案】（1）s；（2）Wf=-200J；（3）S=16.7m＞L，所以滑出木板

【解析】

【详解】（1）货物在倾斜轨道上滑动

可得；

s

（2）木块最终未滑出木板，则

由动能定理

可得

Wf=-200J

（3）参考答案①

木块滑上木板后，因为

所以，木板相对地面未滑动

可得：

S=16.7m＞L

所以滑出木板

参考答案②

地面粗糙相比于地面光滑，木板与货物间相对加速度减小，则当相对位移等于木板长度时，相对末速度不为零，则一定会滑出

参考答案③

用图像法可知，当地面粗糙时，木板的加速度小于地面光滑时，其v-t图像如虚线所示，则相对位移等于木板长度时一定不能获得共同速度，所以一定滑出

13.如图甲所示，M、N为竖直放置的两块正对的平行金属板，圆形虚线为与N相连且接地的圆形金属网罩（电阻不计），板M、N上正对的小孔S1、S2与网罩的圆心O三点共线，网罩的半径为R，网罩内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，金属收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R，两端点P、Q关于连线S1O对称，屏PQ所对的圆心角θ=120°，收集屏通过阻值为r0的电阻与大地相连，M、N间且接有如图乙所示的随时间t变化的电压，，（式中，周期T已知），质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经S1进入M、N间的电场，接着通过S2进入磁场。（质子通过M、N的过程中，板间电场可视为恒定，质子在S1处的速度可视为零，整个过程中质子的重力及质子间相互作用均不计。）

（1）在时刻经S1进入的质子在进入磁场时速度的大小v0；

（2）质子在哪些时刻自S1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ上；

（3）若M、N之间的电压恒为U0，且毎秒钟进入S1的质子数为N，则收集屏PQ电势稳定时的发热功率为多少。

【答案】（1）；（2）到（k=0，1，2，……）；（3）

【解析】

【详解】（1）质子在电场间运动时，有

在时，，可得

（2）质子在磁场间运动时

质子能打在收集屏上，有

可得板间电压

结合图象可知，质子在到（k=0，1，2，……）之间进入电场，能打到收集屏上

（3）单位时间内，质子的总能量

由能量守恒

联立以上各式，可得：