2019届天津市和平区高三高考三模物理试卷（解析版）

和平区2018-2019学年度第二学期高三年级第三次质量调查

物理试卷

一、单项选择题（共5小题；共20分）

1.下列说法正确的是

A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B. 某些元素的原子核可以自发进行α衰变，衰变后原子核总质量减少

C. 汤姆生通过对阴极射线的研究发现电子并提出原子核式结构模型

D. 玻尔能级跃迁理论说明原子核具有复杂结构

【答案】B

【解析】

【详解】A、太阳辐射的能量来源于太阳内部的核聚变反应，故A错误；

B、原子核发生α衰变，放出能量，根据质能方程可知，衰变过程中有质量亏损，故原子核的总质量减少，故B正确；

C、汤姆生通过对阴极射线研究发现电子，并提出了原子的枣糕模型，卢瑟福通过α散射实验，提出原子的核式结构，故C错误；

D、玻尔能级跃迁理论解释了氢原子的核外电子的跃迁问题，说明原子具有复杂的结构，贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂结构，故D错误。

2.理想变压器原副线圈匝数之比为，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个的负载电阻。若，，则下述结论正确的是

A. 副线圈中电压表的读数为

B. 副线圈中输出交流电的周期

C. 原线圈中电流表的读数为

D. 原线圈中的输入功率为

【答案】C

【解析】

【详解】AC、由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为220V，所以原线圈的电压的有效值为220V，在根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V，即为电压表的读数，副线圈的电流为2A，根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为0.5A，故A错误，C正确；

B、变压器不会改变电流的周期，电流的周期为Ts，故B错误；

D、变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为P110W，所以原线圈中的输入功率也为110W，故D错误。

3.人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，卫星由于长期受微小阻力作用而使得环绕轨道发生少许变化，卫星受到阻力作用后，下列说法正确的是

A. 轨道高度降低 B. 环绕速度减小

C. 卫星机械能增加 D. 卫星环绕周期不变

【答案】A

【解析】

【详解】AC、因为受到空气阻力的作用，阻力做负功，机械能减小，卫星高度逐渐降低，故A正确，C错误；

BD、卫星的轨道高度降低，即卫星圆周运动的轨道半径减小，根据万有引力提供向心力可得：，解得：，，故环绕速度变大，卫星环绕周期变小，故BD错误；

4. 简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（ ）

【答案】D

【解析】

由图A知，波长，周期，由图知质点a向上振动，经3T/4第一次到达波谷，用时，B图对应波长，周期，由图知质点a向下振动，经T/4第一次到达波谷，用时，C图对应波长，周期，由图知质点a向上振动，经3T/4第一次到达波谷，用时，D图对应波长，由图知质点a向下振动，经T/4第一次到达波谷，用时，所以D正确。

【考点定位】机械波

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5.传感器是一种采集信息的重要器件，图为测定压力的电容式传感器，将电容器、灵敏电电流表、电源连接。施加力的作用使电极发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转。在对膜片开始施加恒定的压力到膜片稳定，灵敏电流表指针的偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）

A. 向右偏到某一刻度后不动 B. 向左偏到某一刻度后不动

C. 向右偏到某一刻度后回到零刻度 D. 向左偏到某一刻度后回到零刻度

【答案】C

【解析】

【详解】当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式得到，电容器的电容将增大，又根据电容的定义式，电容器两极的电压U不变，故Q将增大，即电容器充电，所以电流将从电流表正接线柱流入，电流计指针向右偏。当充电完毕后，电路中没有电流，电流计的指针回到零刻度。故C正确，ABD错误。

二、双项选择题（共3小题；共12分）

6.蓝光相比红光具有频率高、能最大的特点，则以下叙述正确的是

A. 发生全反射时红光的临界角小于蓝光的临界角

B. 用同一干涉装置可看到红光的干涉条纹间距比蓝光宽

C. 在同一均匀介质中蓝光的传播速度小于红光的传播速度

D. 如果蓝光能使某种金属发生光电效应，红光也一定能使该金属发生光电效应

【答案】BC

【解析】

【详解】A、红光的折射率比蓝光的折射率小，由可知红光的临界角比蓝光的大；故A错误；

B、根据，当用同一装置做双缝干涉实验时，双缝干涉条纹间距与光的波长成正比，红光的波长比蓝光长，所以红光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距，故B正确；

C、红光折射率比蓝光的折射率小，根据知，红光在介质中传播速度大于蓝光的传播速度，故C正确；

D、红光的折射率小，则红光的频率小，蓝光能使某金属发生光电效应，红光不一定能使该金属发生光电效应，故D错误。

7.质量的小球以的初速度沿水平方向抛出，小球距离地面的高度是（），下面说法正确的是

A. 小球落地时速度大小是

B. 小球在落地时重力的瞬时功率为

C. 小球在空中运动过程中，任意相等时间内小球动能变化相等

D. 小球在空中运动过程中，任意相等时间内小球动量变化相等

【答案】AD

【解析】

【详解】A、根据，解得：，则小球落地时竖直方向的速度，则小球落地时速度大小，故A正确；

B、小球在落地时重力的瞬时功率，故B错误；

C、由动能定理可得：，由于物体在竖直方向上是自由落体运动，物体下落的速度越来越大，所以在相同的时间内物体下降的高度也是越来越大，重力做的功越来越多，动能的变化量也是越来越大，故C错误；

D、由动量定理可得：，小球在空中运动过程中，任意相等时间内小球动量变化相等，故D正确。

8.质量为、电量为的带电粒子以速率垂直磁感线射入磁感应强度为的匀强磁场中，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在圆周轨道上运动相当于一个环形电流，则下列说法中正确的是

A. 环形电流的电流强度跟成正比

B. 环形电流的电流强度跟成正比

C. 环形电流的电流强度跟成正比

D. 环形电流的电流强度跟成反比

【答案】CD

【解析】

【详解】设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，则由，得，环形电流：，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比，故AB错误，CD正确。

三、实验题（共1小题；共18分）

9.汽车的图线如图所示，己知车所受阻力恒定，汽车关闭了发动机后的运动如图段所示，汽车质量为。则由图可知，汽车运动的位移为________m，段汽车的牵引力大小为________N。

【答案】    (1). 350    (2). 6000

【解析】

【详解】v﹣t图象包围的面积等于汽车运动的位移，则位；由图可知，OA段加速度为：，由牛顿第二定律得：，联立解得：。

10.甲同学根据单摆周期公式，测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。

并设计如下实验步骤：

A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些

B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C.用天平测量小球的质量

D.用米尺测量从悬点到球最高点的长度，用游标卡尺测量小球直径，准确算出单摆摆长

E.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置以内，在释放摆球的同时开始计时，记录摆球完成次全振动的时间

F.根据公式计算单摆周期，并利用单摆周期公式求出当地重力加速度，多次测量取平均。

甲同学用游标卡尺测量小钢球直径，如图所示，读数为________mm。

乙同学认为甲同学设计的实验方案中________（填步骤前的字母）是没有必要的，还认为某操作步骤错误，并对其加以更正为________。

【答案】    (1). 18.6    (2). C    (3). 稳定振动后，小球运动到最低点开始计时

【解析】

【详解】该游标卡尺为10分度，精确度为0.1mm，读数为：18mm+6×0.1mm=18.6mm，根据单摆的周期公式可知，利用单摆周期测量当地的重力加速度时，与小球的质量无关，故不需要测量小球的质量，故步骤C是没有必要的。在步骤E中，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时；要测量多个周期的时间，然后求平均值。

11.从下列实验器材中选出适当的器材，设计实验电路来测量某电压表的内阻，要求方法简捷，操作方便。可进行多次测量并达到较高的测量精度。

A.待测电压表，量程，内电阻约

B.电压表，量程，内电阻约

C定值电阻，阻值

D.定值电阻，阻值

E.滑动变阻器，阻值范围，额定电流

F.滑动变阻器，阻值范围，额定电流

G.电池组，电动势为，内电阻为

H单刀开关若干和导线若干

①请设计一个测量电路，并在方框中画出电路图________

②实验器材选择除A、B、G、H外，定值电阻应选用________，滑动变阻器应选用________（用器材前的字母表示）。

③写出测量电压表内阻的表达式________。（用己知物理量和测量量表示）

【答案】    (1).     (2). C    (3). F    (4).

【解析】

【详解】由于电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻，若采用限流式接法，通过待测电压表的电流变化范围比较小，不可能达到多测几组数据目的，无法精确地测量电压表的内阻，故采用分压式接法；待测电压表和测量电压表的量程不同，且待测电压表的内阻小于测量电压表的内阻，为了得到较高的测量精度，应使两个电压表的读数尽可能都达到量程的以上；故待测电压表应串联一个电阻，且它们的电阻之和与测量电压表相差不多，故串联定值电阻，然后再与测量电压表并联，为了便于调节，滑动变阻器应选择；电路图如下：

待测电压表与定值电阻，故有，解得：。

四、解答题（共3小题；共39分）

12.利用冲击摆测量速度的实验，可以简化为图示模型，一质量的小木块，用长的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量的小球以某一水平速度射向木块，小球与木块相互作用时间极短，并嵌在木块里，测得小球与木块上升最大高度为，不计空气阻力，重力加速度。

求：  

（1）小球与木块共速瞬时，小球和木块共同速度的大小；

（2）小球和木块一起摆动过程中，细线受到的最大拉力；

（3）小球的射入木块速度大小。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）根据机械能守恒定律可得：

解得 。

（2）小球与木块共速时，选木块和小球为研究对象

由向心力方程得

解得 。

（3）根据动量守恒定律得

解得小球初速度

13.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上，两导轨间距。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻。导轨上停放一质量、电阻的金属杆，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力沿水平方向拉金属杆，使之由静止开始做匀加速运动，电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑，获得电压随时间变化的关系如图乙所示。

（1）计算加速度的大小；

（2）求第末外力的瞬时功率；

（3）如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功，求金属杆上产生的焦耳热。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）根据

结合图乙所示数据，解得：a=1m/s2。

（2）由图象可知在2s末，电阻R两端电压为0.2V

通过金属杆的电流

金属杆受安培力

设2s末外力大小为F2，由牛顿第二定律， ，

故2s末时F瞬时功率

（3）设回路产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律，

电阻R与金属杆的电阻r串联，产生焦耳热与电阻成正比

金属杆上产生的焦耳热

解得： 。

14.如题25图，离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO＝d，HS＝2d，＝90°。（忽略粒子所受重力）

（1）求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ；

（2）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径；

（3）若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处，质量为16m的离子打在S2处。求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。

【答案】见解析

【解析】

（1）

正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为V1，设

对正离子，应用动能定理有eU0＝mV12，

正离子垂直射入匀强偏转电场，作类平抛运动

受到电场力F＝qE0、产生的加速度为a＝，即a＝，

垂直电场方向匀速运动，有2d＝V1t，

沿场强方向：Y＝at2，

联立解得E0＝

又tanφ＝，解得φ＝45°；

（2）

正离子进入磁场时的速度大小为V2＝，

解得V2＝

正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，qV2B＝，

解得离子在磁场中做圆周运动的半径R＝2；

（3）根据R＝2可知，

质量为4m的离子在磁场中的运动打在S1，运动半径为R1＝2，

质量为16m的离子在磁场中的运动打在S2，运动半径为R2＝2，

又ON＝R2－R1，

由几何关系可知S1和S2之间的距离ΔS＝－R1，

联立解得ΔS＝4(－)；

由R′2＝(2 R1)2+( R′－R1)2解得R′＝R1，

再根据R1＜R＜R1，

解得m＜mx＜25m。

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