天津市宁河区芦台第四中学2020届高三模拟训练物理试题（六）

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．

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

C. 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；

B．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

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（    ）

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

D. 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：

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】

【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= 2m/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：

（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：

(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。

【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

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。