天津市宁河区芦台第四中学2020届高三模拟训练物理试题（三）

2020年天津市宁河区芦台第四中学高三毕业班模拟训练（三）

物理试题

一、选择题

1.若a，b两束单色光以同样的入射角照射到一均匀介质中，a光的折射角大于b光的折射角，则（　　）

A. 在该介质中；b光的传播速度大于a光的传播速度

B. 在相同条件下，a光比b光更容易发生明显的衍射现象

C. 若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应

D. 两束光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样如图所示

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由题述条件可知在该介质中b光的折射率大于a光的，由可知，在该介质中，a光的传播速度大于b光的传播速度，a光的波长大于b光的波长，则a光比b光更容易发生衍射现象，A错误，B正确；

C．由于b光的频率大于a，光的频率，若b光能使金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，故C错误；

D．a光的波长大于b光的波长，由知，a光相邻条纹间距较大，故D错误。

故选B。

2.钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一．其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪．以下说法正确的是

A. 题中铀核裂变的核反应方程为

B. 钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定

C. 钍核经过2次β衰变可变成镤

D. 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为：，选项A正确；

B．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；

C．钍核()经过1次β衰变可变成镤()，选项C错误；

D．重核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，故D错误；

3.一飞船围绕地球做匀速圆周运动，其离地面的高度为H，若已知地球表面重力加速度为g，地球半径R。则飞船所在处的重力加速度大小

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式
在地球表面：

在离地面的高度为H处：

解得：

A．，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论不相符，选项B错误；

C．，与结论相符，选项C正确；

D．，与结论不相符，选项D错误；

故选C.

4.甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度随时间的变化关系如图所示，图中t2＝，乙物体的速度时间图象为两段均为圆弧的曲线，则(　　)

A. 两物体在t1时刻加速度相同

B. 两物体在t2时刻运动方向均改变

C. 0～t4时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度

D. 两物体在t3时刻相距最远，在t4时刻相遇

【答案】D

【解析】

【详解】A、由图可知，在t1时刻两物体的加速度方向相反，故A错误；

B、两个物体一直沿正向运动，运动方向没有改变，故B错误；

C、速度时间图线所围的面积表示位移，由图可知在0～t4甲乙的位移相等，所以在0～t4时间内甲、乙两物体的平均速度相等，故C错误；

D、结合图线与时间轴围成的面积表示位移可知，t3时刻相距最远，t4时刻相遇，故D正确；

故选D．

5.如图所示，一交流发电机线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且均为R。当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速n匀速转动时，灯泡恰能正常发光，电压表示数为U，已知灯泡的额定功率为P。下列选项正确的是（　　）

A. 线圈在图示位置磁通量的变化率最大

B. 电流表的示数为

C. 变压器原、副线圈匝数比为

D. 从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式。

【答案】B

【解析】

【详解】A．线圈在图示位置磁通量最大，感应电动势为零，所以磁通量的变化率为零，故A错误；

B．由题知，灯泡正常发光，功率为P，因电阻R与灯泡的电阻相等，所以此时电阻R的功率也为P，故副线圈的功率为2P，因理想变压器的原副线圈功率相等，则原线圈的输入功率为

得

故B正确；

C．根据

解得副线圈的电流

根据变压器原副线圈匝数与电流成反比，可得

故C错误；

D．由于是正弦交流电

变压器的输入电压的瞬时值表达式为

故D错误。

故选B。

二、多择题

6.下列说法正确的是（  ）

A. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

B. 在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动

C. 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小

D. 打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力

【答案】AC

【解析】

【详解】A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，比如：金刚石与石墨。故A正确；

B．布朗运动是微小粒子表现出的无规则运动，肉眼不可见，故B错误；

C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，这是熵增加原理，故C正确；

D．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，是要克服大气压力做功，故D错误。

故选AC。

7.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2s时刻的波形图，已知该波的波速是0.8m/s。下列说法正确的是（  ）

A. 这列波的周期是0.15s

B. 这列波一定沿x轴负方向传播的

C. 从t＝0时刻开始，x＝5cm处的质点经0.1s振动到波峰

D. 每经过0.15s介质中的质点就沿x轴移动12cm

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．由图可知，该波波长为12cm，波速为0.8m/s，周期为

T=

A正确；

B．0.2s为，由实线到虚线只能沿x轴负方向传播，B正确；

C．x＝5cm处的质点的平衡位置距离x＝13cm处的质点8cm，波沿x轴负方向传播，x＝13cm处的质点t＝0时刻在波峰，其振动状态传播到x＝5cm处的质点用时

经0.1s振动到波峰，C正确；

D．介质中的质点只在平衡位置附近振动，不沿x轴移动，D错误。

故选ABC。

8.如图所示，直线上M、N两点分别放置等量的异种电荷，A、B是以M为圆心的圆上两点，且关于直线对称，C为圆与直线的交点。下列说法正确的是

A. A、B两点的电场强度相同，电势不等

B. A、B两点的电场强度不同，电势相等

C. C点的电势高于A点的电势

D. 将正电荷从A沿劣弧移到B的过程中，电势能先增加后减少

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．在等量的异种电荷的电场中，两点电荷产生好的电场强度大小为，由平行四边形定则合成，A、B、C三点的场强方向如图所示：

结合对称性可知，A与B两点的电场强度大小相等，方向不同，则两点的场强不同；而比较A与B两点的电势，可由对称性可知沿MA和MB方向平均场强相等，则由可知电势降低相同， 故有；或由点电荷的电势(决定式)的叠加原理，可得，故A错误，B正确；

C．从M点沿MA、MB、MC三个方向，可知MA和MB方向MC方向的平均场强较大，由可知沿MC方向电势降的多，而等量异种电荷连线的中垂线与电场线始终垂直，为0V的等势线，故有

，

故C错误；

D．正电荷在电场中的受力与场强方向相同，故由从A沿劣弧移到B的过程，从A点电场力与运动方向成钝角，到B点成直角，后变成锐角，故有电场力先做负功后做正功，由功能关系可知电势能先增大后减小，故D正确；

故选BD

三、非选择题

9.如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

①为完成实验，还需要的实验器材有：____________________；

②实验中需要测量的物理量有：______________________；

③图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F­x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________ N/m；

④为完成该实验，设计的实验步骤如下：

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；

B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；

F．解释函数表达式中常数的物理意义；

G．整理仪器。

请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_______________；

【答案】    (1). 毫米刻度尺    (2). 弹簧原长与伸长后总长度    (3). 200    (4). C B D A E F G

【解析】

【详解】①[1]实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要毫米刻度尺。

②[2]本实验需要测量弹簧伸长的长度，因此，需要测量弹簧的原长和弹簧伸长后的总长度。

③[3]由胡克定律可知，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，由图线可得

④[4]实验步骤为C B D A E F G。

10.现测定长金属丝的电阻率，利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻，这段金属丝的电阻Rx 约为 100 Ω。

电源E（电动势 10 V，内阻约为 10 Ω）；

电流表A1（量程 0~250 mA，内阻 r1=20 Ω）；

电流表A2（量程 0~300 mA，内阻约为 5 Ω）；

滑动变阻器R1（最大阻值 10 Ω，额定电流 2 A）；

滑动变阻器R2（最大阻值 1000 Ω，额定电流 1 A）；

开关 S及导线若干。

①某同学根据题意设计了实验方案，滑动变阻器应该选择___________（填“ R1”或“ R2 ”）；

②请在方框中把实验电路图补充完整，并标明器材代号；

_____

③该同学测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式____。

【答案】    (1). R1    (2).     (3).

【解析】

【详解】①[1]由题意可知，没有电压表，可以用已知内阻电流表A1测电压,另一个电流表A2测电流，由题意可知，作电压表用的电流表A1最大量程是

U=0.2520V=5V

而电源的电动势是10V，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应用小阻值的R1。

②[2] 根据伏安法可知，实验中需用一个已知内阻的电流表A1作为电压表测定待测电阻的电压，由于电流表A1内阻已知，所以电流表A2采用外接法。实验电路图如图所示

③[3] 待测金属丝两端的电压为，通过的电流为，所以待测金属丝电阻

11.一轻质弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为m的小物块P接触但不连接。AB是水平轨道，质量也为m的小物块Q静止在B点，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。初始时PB间距为4l，弹簧处于压缩状态。释放P，P开始运动，脱离弹簧后在B点与Q碰撞后粘在一起沿轨道运动，恰能经过最高点D，己知重力加速度g，求：

（1）粘合体在B点的速度；

（2）初始时弹簧的弹性势能。

【答案】（1） ；（2）12mgl

【解析】

【详解】（1）恰好能够到达D点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律有

可得

从B到D，由机械能守恒定律得

4mgl+

得

（2）P与Q碰撞的过程时间短，水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，设碰撞前P的速度为v，则

P从开始释放到到达Q的过程中，弹簧的弹力对P做正功，地面的摩擦力对P做负功，由功能关系得

联立得

12.质谱仪可用来对同位素进行分析，其主要由加速电场和边界为直线PQ的匀强偏转磁场组成，如图甲所示。某次研究的粒子束是氕核和氘核组成的，粒子从静止开始经过电场加速后，从边界上的O点垂直于边界进入偏转磁场，氕核最终到达照相底片上的M点，已知O、M间的距离为d，氘核的质量为氕核质量的2倍，粒子的重力忽略不计，求：

(1)偏转磁场的方向（选答“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）；

(2)本次研究的粒子在照相底片上都能检测到，照相底片的放置区域的长度L至少多大；

(3)若偏转磁场的区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图乙所示，其他条件不变，要保证氘核进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），求磁场区域的半径R应满足的条件。

【答案】(1) 垂直纸面向外；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)因为氕核最终到达照相底片上的M点，受洛仑兹力向左，根据左手定则判断磁场方向垂直纸面向外。

(2)在电场中加速，设加速电压为U，有

在磁场中

根据几何关系可知，氕核旋转半径

结合以上方程，且氘核与氕核质量电量关系可知，氘核旋转半径

照相底片放置区域的长度L至少

(3)

根据上图可知，半径应满足条件

联立解得

13.某种超导磁悬浮列车是利用超导体抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距b的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的方向相反的匀强磁场和，且，每个磁场分布区间的长都是a，相间排列，所有这些磁场都以速度向右匀速平动．这时跨在两导轨间的长为a宽为b的金属框MNQP（悬浮在导轨正上方）在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为f，求：

（1）列车在运动过程中金属框产生的最大电流；

（2）列车能达到的最大速度；

（3）在（2）情况下每秒钟磁场提供的总能量．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）列车起动时金属框产生的电流最大，设为，

电动势为：E=2Bbv

则最大电流为：；
（2）分析列车受力可得列车运动的加速度：，当列车速度增大时，安培力F变小，加速度变小，当时，列车速度达到最大，有：
即 ，

解得：；
（3）由能的转化和守恒，磁场提供的能量一部分转化为电路中的电能进一步转变为回路的焦耳热，另一部分克服阻力f做功，单位时间内的焦耳热为：最大速度匀速运动时，磁场力等于阻力：，
可得阻力做功的功率为： ，

解得：．