天津市红桥区2020届高三第一次模拟物理试题

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（　　）

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，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。

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. Q1<Q2

C. q1=q2 D. q1>q2

【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（　　）

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）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“<”、“=”或“>”)。

【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

[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。

【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。

【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(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

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