天津市宁河区芦台第四中学2020届高三下学期线上模拟考试物理试题

2020年天津市宁河区芦台第四中学高三毕业班线上模拟考试

物理试题

第Ⅰ卷（选择题）

注意事项：

每小题选出答案后，填入答题纸的表格中，答在试卷上无效。

本卷共8题，每题5分，共40分。

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.下列说法正确的是（　　）

A. 布朗运动是液体分子的无规则运动

B. 随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈

C. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D. 内能是物体中所有分子热运动动能的总和

【答案】B

【解析】

【详解】A．布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是花粉颗粒的无规则的运动，布朗运动间接反映了液体分子是运动的，故选A错误；

B．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈，选项B正确；

C．因为温度越高，分子运动速度越大，故它的运动就越剧烈；物体从外界吸收热量，如果还要对外做功，则它的内能就不一定增加，选项C错误；

D．内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，故选项D错误。

故选B。

2.下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ）

A. 在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大

B. 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大

C. 照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大

D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据

可知a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，则根据

可知在同种介质中传播时a光的传播速度较小，A错误；

B．根据

可知从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，B错误；

C．发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，C错误；

D．a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，D正确。

故选D。

【点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小．

3.人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，已知地球质量为M，半径为R，表面重力加速度为g，万有引力恒量为G，则下述关于人造地球卫星的判断正确的是（　　）

A. 所有绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星的运行周期都应小于

B. 所有绕地球做匀速圆周运动人造地球卫星的运行速度都不超过

C. 所有卫星轨道都为圆形

D. 地球同步卫星可相对地面静止在广州的正上空

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据万有引力提供向心力，有

解得

根据黄金代换得

由于人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以，

所以

选项A错误；

B．根据万有引力提供向心力，有

解得

其中r为轨道半径。

由于人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，所以，所以

选项B正确；

C．卫星运行的轨道是椭圆，只是在我们的计算中可以近似为圆形轨道来处理，选项C错误；

D．地球同步卫星可相对地面静止，只有在赤道的正上空，选项D错误。

故选B。

4.科技的发展正在不断地改变着我们的生活，图甲是一款放在水平桌面上的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图，若手机的重力为G，下列说法错误的是（　　）

A. 纳米材料对手机的作用力方向一定竖直向上

B. 手机受到的摩擦力大小大于Gsinθ

C. 手机受到的支持力大小为Gcosθ

D. 纳米材料对手机的作用力大小为G

【答案】BC

【解析】

【详解】AD．手机静止，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向竖直向上。故AD正确，不符合题意；

BC．根据平衡条件，垂直支架方向有

在平行斜面方向有

故BC错误，符合题意；

故选BC。

5.如图为模拟远距离输电的部分测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1<R2，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法正确的是（　　）

A.

B. 原线圈两端电压U1一定变小

C. 电源的输出功率一定增大

D. R1消耗的功率一定增加

【答案】A

【解析】

【详解】A．理想变压器的原、副线圈的电压变化比

电流变化比

则有

将R1视为输入端电源内阻，则有

所以有

故A正确；

BCD．向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，副线圈负载电阻R增大，由原副线圈的电压电流的关系得

原线圈的电流I1变小，R1功率减小，电源电压不变，电源的输出功率一定减小，根据闭合电路欧姆定律可知原线圈的输入电压增大，故BCD错误。

故选A。

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. 原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据

B. 考古专家测出某具骸骨lg碳样品中 的含量为活着的生物体lg碳样品中含量的 ，已知的半衰期为5730年，则该生物死亡时距今约11460年

C. 核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 → +x可以判断x为β射线

D. 核反应堆利用石墨吸收中子控制核反应速度

【答案】BC

【解析】

【详解】A． 原子的特征谱线说明原子只能处于不连续的、分立的能级上，是原子具有分立能级的有力证据。故A错误；

B． 考古专家测出某具骸骨lg碳样品中 的含量为活着的生物体lg碳样品中含量的，经过2个半衰期，故该生物死亡时距今约11460年，故B正确；

C． 根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为-1，质量数为0，可知x为电子。故C正确；

D． 镉具有很大中子吸收界面，所以用来吸收裂变产生的中子。故D错误。

故选：BC。

7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图甲所示为该波在t=1.0s时刻的图象，乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法错误的是（　　）

A. 这列波的波速是4m/s

B. 图示时刻起P质点比Q质点先回到平衡位置

C. 乙图是甲图x=1m、2m、3m、4m处四个质点中x=4m处质点的振动图象

D. 若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的波的频率一定为1Hz，振幅一定为0.2m

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由题图可知波长为4m，周期为1s，所以波速

故A正确，不符合题意；

B．由同侧法可判断，图示时刻Q质点沿y轴正方向振动，P质点在波峰，故P质点先回到平衡位置。故B正确，不符合题意；

C．由乙图可知t=1.0s时刻质点在平衡位置且沿y轴负方向振动，符合条件的只有甲图中x=2m处质点。乙图是甲图x=1m、2m、3m、4m处四个质点中x=2m处质点的振动图象。故C错误，符合题意；

D．发生稳定的干涉现象的条件是频率相同，对振幅没有要求，故D错误，符合题意。

故选CD。

8.如图所示，以O为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场中，圆所在平面与电场方向平行，M、N为圆周上的两点．带正电粒子只在电场力作用下运动，在M点速度方向如图所示，经过M、N两点时速度大小相等．已知M点电势高于O点电势，且电势差为U，下列说法正确的是(　　)

A. M,N两点电势相等

B. 粒子由M点运动到N点，电势能先增大后减小

C. 该匀强电场的电场强度大小为

D. 粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点

【答案】AB

【解析】

【分析】

带正电粒子仅在电场力作用下，从M运动到N，由速度大小，得出粒子的动能，从而确定粒子的电势能大与小．由于匀强电场，则等势面是平行且等间距．根据曲线运动条件可从而确定电场力的方向，从而得出匀强电场的电场线方向．

【详解】带电粒子仅在电场力作用下，由于粒子在M、N两点动能相等，则电势能也相等，则M、N两点电势相等．因为匀强电场，所以两点的连线MN即为等势面．根据等势面与电场线垂直特性，从而画出电场线CO．由曲线运动条件可知，正电粒子所受的电场力沿着CO方向；
可知，速度方向与电场力方向夹角先大于90°后小于90°，电场力对粒子先做负功后做正功，所以电势能先增大后减小．故AB正确；匀强电场的电场强度Ed=U式中的d是沿着电场强度方向的距离，则，故C错误；粒子在匀强电场受到的是恒定的电场力，不可能做圆周运动，选项D错误；故选AB.

【点睛】紧扣动能相等作为解题突破口，由于仅在电场力作用下，所以得出两点的电势能大小关系．并利用等势面与电场线垂直的特性，从而推出电场线位置．再由曲线运动来确定电场力的方向．同时考查U=Ed中d的含义重要性，注意公式中的d为沿电场线方向上的距离．

第Ⅱ卷（非选择题）

注意事项：

请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸相应的范围内。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。

9.如图所示是验证小球A、B正碰时动量守恒的实验示意图，实验中，P点是小球A单独以水平速度平抛落地的着地点，N点和M点是A球正碰B球后，B球和A球的着地点：

(1)在该实验中，如果用小球的_____________时间作为时间单位，则小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度的大小；

(2)实验中为保证A球与B球碰撞时，不会被弹回，两球的质量关系应是mA_______mB（填“”、“”或“=”）；

(3)验证A、B两小球在碰撞前后总动量守恒的关系式为________________。

【答案】    (1). 飞行    (2). >    (3). mAOP=mAOM+mBO`N

【解析】

【详解】(1)[1]根据位移表达式，当飞行时间作为时间单位，则小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度的大小。

(2)[2]为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；即。

(3)[3]放上被碰小球后小球A、B的落地点依次是图中水平面上的M点和N点。碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得

小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t

得

10.某同学利用下列器材测量两节干电池的总电动势和总电阻。

A.待测干电池两节；

B.电压表、，量程均为，内阻很大；

C定值电阻（阻值未知）；

D.电阻箱；

E.导线若干和开关。

（1）根据如图甲所示的电路图，在实物图乙中补全相应的电路图_________。

（2）实验之前，需要利用该电路测出定值电阻。先把电阻箱调到某一阻值，再闭合开关，读出电压表和的示数分别为、，则_______（用、、表示）。

（3）实验中调节电阻箱，读出电压表和的多组相应数据、。若测得，根据实验描绘出图象如图内所示，则两节干电池的总电动势_______、总电阻________。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    (1).     (2).     (3). 30    (4). 2.4

【解析】

【详解】(1)[1]

(2)[2] 闭合开关后，根据串并联电路规律可知，两端电压，电流为，根据欧姆定律

(3)[3] 根据闭合电路欧姆定律可知

变形可得

由图象可知，当时，，则有

图象的斜率为

联立解得，。

11.2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图为助滑道为着陆坡。运动员从助滑道上的点由静止滑下，然后从点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知，点与点的高度差为，着陆坡的倾角为，运动员的质量为，重力加速度为。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：

(1)运动员经过点时的速度大小v；

(2)运动员从飞出到着陆时间；

(3)运动员的着陆点到点的距离。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)AO段，由动能定理

解得

(2)从O点飞出后，做平抛运动。水平方向

竖直方向

落到斜面上

联立以上各式，解得

(3)运动员的着陆点到点的水平距离为：

根据几何知识可知

联立解得

12.如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向外．一个比荷（q/m）为K的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场．不计粒子重力，求：

(1)电场强度E；

(2)从P点射出时速度的大小；

(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比．

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

【详解】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动；

加速度：

在电场中运动的时间：

沿y轴正方向有：

即

则：

(2)带电粒子刚进入磁场时，沿y轴正方向的分速度：

则带电粒子进入磁场时的速度：

由于在磁场中洛伦兹力不改变带电粒子速度大小， 则：

(3)由图可知，带电粒子进入磁场时，速度v与x轴正方向夹角，满足

故；

则偏转圆的圆心角

由几何关系可知，偏转半径：

则粒子在磁场中运动时间：

即：

故：

13.如图所示，两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ＝固定，导轨间距离为L＝1m，电阻不计，一个阻值为R＝0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内，有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l＝0.5m的轻质绝缘硬杆相连，在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触，金属杆长度均为L、质量均为m＝0.5kg、电阻均为r＝0.6Ω，将两杆由静止释放，当杆M进入磁场后，两杆恰好匀速下滑，取g＝10 m/s2。求：

(1)杆M进入磁场时杆的速度；

(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小；

(3)杆M出磁场时，杆已匀速运动，求此时电阻R上已经产生的热量。

【答案】(1)4m/s(2)1.67m/s2(3)3.42J

【解析】

【详解】(1)杆M进入磁场时，根据平衡条件

2mgsinθ＝I1LB

电路中总电阻

R1＝＋r＝0.8Ω

由闭合电路欧姆定律I1＝，由法拉第电磁感应定律E1＝BLv1，由以上各式可得

v1＝4m/s

(2)杆N进入磁场时杆的速度为v1＝4m/s，此时电路中总电阻

R2＝＋R＝0.6Ω

根据牛顿第二定律

2mgsinθ－I2LB＝2ma

I2＝

解得

a＝－m/s2≈－1.67m/s2

杆N进入磁场时杆的加速度大小为1.67m/s2。

(3)从杆M进入磁场到杆N进入磁场的过程中，电阻R上的电流

IR＝I1＝A

此过程产生的热量Q1＝Rt，t＝

解得

Q1＝J

杆M出磁场时，根据平衡条件

2mgsinθ＝I2LB

I2＝

E2＝BLv2

解得

v2＝3m/s

从杆N进入磁场到杆M出磁场时，系统减少的机械能转化为焦耳热

ΔE＝2mg(L－l)sin θ＋×2mv－×2mv＝6 J

此过程电阻R上产生的热量Q2＝3J，全过程电阻R上已产生的热量

Q1＋Q2≈3.42J