天津市六校联考2020届高三下学期期初检测物理试题

2020届高三年级第二学期期初检测（六校联考）物理学科试卷

第Ⅰ卷 选择题（共40分）

一、单项选择题（每小题5分，共25分。在每题给出的四个选项中，只有一项是正确的）

1.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（　　）

A. γ射线是高速运动的电子流

B. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变

C. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大

D. 结合能越大说明原子核越稳定

【答案】C

【解析】

【详解】A． γ射线是高速运动光子流，不是电子。故A错误；

B． 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的聚变反应，故B错误；

C． 氢原子辐射光子后，电子轨道半径减小，根据得电子动能增大，故C正确；

D． 比结合能越大说明原子核越稳定，故D错误。

故选C。

2.下列说法正确的是（　　）

A. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

B. 在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力（斥力与引力的合力）一定减小

C. 一定质量某种理想气体在等温膨胀过程中，压强一定减小且向外界释放热量

D. 自然界中自发进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性

【答案】D

【解析】

【详解】A． 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒受到液体分子的撞击形成的，故A错误；

B． 分子力表现为斥力时，分子力随分子距离的增大而减小；分子力表现为引力时，分子之间的距离增大，分子力先增大后减小，故B错误；

C． 根据理想气体状态方程，气体在等温膨胀过程中，压强一定减小；而气体在等温膨胀，有△U=0，W＜0，根据热力学第一定律△U=Q+W，有Q＞0，气体从外界吸收热量，故C错误。

D． 一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，例如扩散、热传递等现象具有方向性，故D正确。

故选：D。

3.中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统．预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(　　)

A. 卫星a的角速度小于c的角速度

B. 卫星a的加速度大于b的加速度

C. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

D. 卫星b的周期大于24 h

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据 ，可得，a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；

B．由，a的轨道半径与b的轨道半径相等，因此卫星a的加速度等于b的加速度，选项B错误；

C．由，a的轨道半径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；

D．由，a轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24 h，选项D错误．

4.图甲是一列简谐横波传播到x＝5m的M点时的波形图，图乙是质点N（x＝3m）从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x＝10 m处的质点，下列说法正确的是（　　）

A. 经过2 s，M点移动到7 m处

B. 质点P（3m<x<4m）经过3 s通过的路程为30cm

C. 质点Q在6 s时，第一次到达波峰

D. 当Q点开始振动时，M点位于波谷

【答案】D

【解析】

【详解】A． 质点不会随波迁移，所以M点不会沿波的方向运动，故A错误；

B． 由图乙可知：周期T=4s，振幅A=10cm，质点P（3m＜x＜4m）在此时刻向上振动，速度在增大，经过，通过的路程大于3A=30cm，故B错误；

C．波速

质点Q第一次到达波峰的时间

故C错误；

D． 当Q点开始振动时，x=0处的振动情况刚好传到M点，所以M点位于波谷，故D正确。

故选D。

5.如图所示，光滑的水平面上静置质量为M＝8kg的平板小车，在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力F，一个大小不计、质量为m＝2kg的小物块放在小车右端，小物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.2，小车足够长。重力加速度g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（　　）

A. 当F增加到4 N时，m相对M开始运动

B. 当F＝10 N时，M对m有向右的2 N的摩擦力

C. 当F＝15 N时，m对M有向左的4 N的摩擦力

D. 当F＝30 N时，M对m有向右的6 N的摩擦力

【答案】B

【解析】

【详解】A． 假设小车和小物块刚好相对静止，对小物块m，其最大摩擦力f提供最大的加速度，故f=μmg=ma

所以：

a=μg=2m/s2

对整体：

F=（M+m）a=（8+2）×2N=20N

可知若要m相对于M开始运动，则推力满足：F＞20N．故A错误；

B． 当F=10N时，对整体：

F=（M+m）a′

解得：

对m，受到的摩擦力提供加速度，有：

f′=ma′=2×1N=2N

方向向右，故B正确；

C．同理，当F=15N时，

a''=1.5m/s2

m受到的摩擦力：

f'=3N

方向向右，故C错误；

D．当F=30N时，两者相对滑动，m受到滑动摩擦力作用，

f'''=μmg=4N

方向向右，故D错误。

故选：B。

二、多项选择题（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，选错或不答的得0分）

6.如图所示，从点光源S发出的一束复色光，以一定的角度入射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光。下面的说法中正确的是（　 　）

A. 在三棱镜中a光的传播速率小于b光的传播速率

B. 若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大

C. 通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa<Δxb

D. a、b两束光分别照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，Ua<Ub

【答案】AC

【解析】

【详解】A． 由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，所以a光的折射率较大，根据知，在三棱镜中a光的传播速率小于b光的传播速率，故A正确；

B． a光的折射率大于b光的折射率，由分析知，发生全反射时a光的临界角比b光小，故B错误；

C． a折射率大，波长短，根据双缝干涉条纹间距公式，知a光的双缝干涉条纹间距比较窄，即△xa＜△xb，故C正确；

D． a、b两束光分别照射到同种金属上，根据光电效应方程得：Ek=hγ-W0，设遏止电压Uc，由动能定理得

-eUc=0-Ek

联立得

eUc=hγ-W0

因为a光的频率比b光的高，则Ua＞Ub，故D错误。

故选：AC。

7.如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A. 粒子带正电

B. 粒子在P点的动能大于在Q点的动能

C. 粒子在P点电势能大于在Q点的电势能

D. 粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度

【答案】AB

【解析】

详解】A． 因电场线与等势面相互垂直，且由高电势指向低电势，故电场线如图所示

由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知粒子受力沿电场线的方向，故粒子带正电；故A正确；

B． 若粒子从P到Q，则电场力做负功，粒子动能减小，故P点动能大于Q点动能；若粒子从Q到P，电场力做正功，动能增大，P点动能大于Q点动能，故粒子在P点动能一定大于Q点的动能，故B正确；

C． 若粒子从Q到P，电场力做正功，动能增大，电势能减小，所以带电粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，故C错误；

D． 因Q点处的等势面密集，故Q点的电场强度大，故电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力。粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度，故D错误；

故选：AB。

8.如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W。现闭合开关，灯泡正常发光，则（　　）

A. t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零

B. 1 s时间，电流方向改变50次

C. 变压器原线圈中电流表示数为1 A

D. 灯泡的额定电压为220 V

【答案】CD

【解析】

【详解】A． 由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A错误；

B． 由图可知，交流电的周期为：T=0．02s，一个周期内电流方向改变2次，故1s时间，电流方向改变次数为

次

故B错误；

C． 副线圈中消耗的电功率是22W，所以原线圈中的输入功率是22W，原线圈输入电压为有效值为U1=22V，则变压器原线圈中电流表示数为：

故C正确；

D． 根据变压器原副线圈中的电压之比与匝数成正比，故，解得：

故额定电压为220V，故D正确。

故选CD。

第Ⅱ卷     非选择题（共60分）

9.某实验小组的同学用如图所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数μ．每次滑块都从斜面上由静止开始下滑，测出滑块每次下滑时遮光板到光电门所在位置的距离L及相应遮光时间t的值．

(1)用游标卡尺测量遮光板的宽度d ，如图乙所示，则d = ______cm．

(2)为测出滑块与斜面间的动摩擦因数μ，本实验还需要测出或知道的物理量是______(填下列序号)．

A．滑块和遮光板的总质量m 

B．斜面的倾角θ

C．当地的重力加速度g

(3)实验中测出了多组L和t的值，若要通过线性图象来处理数据求μ值，则应作出的图象为_________；

A． 图象                      B． 图象

D． 图象                      C． 图象

【答案】    (1). 0.225cm；     (2). BC；       (3). B

【解析】

【详解】（1）d=0.2cm+0.05mm×5=0.225cm.

（2）设斜面的倾角为θ，释放滑块时遮光条到光电门间的距离x，滑块经过光电门时的速度为v，物体在斜面上受到重力．支持力和摩擦力的作用，沿斜面的方向：mgsinθ-μmgcosθ=ma，由导出公式2aL=v2-0，由于遮光片经过光电门的时间比较小，所以可以用遮光片经过光电门的平均速度表示瞬时速度，即v＝，联立解得μ＝tanθ−，从公式中可以看出，摩擦因数与斜面的倾角θ、遮光片的宽度d、重力加速度g、遮光时间t以及释放滑块时遮光片到光电门间的距离L有关，所以还需要测量的物理量为：斜面的倾角θ和释放滑块时遮光条到光电门间的距离L、当地的重力加速度g，故选项BC正确；
（3）实验中测出了多组L及t的值，则有t2＝•，应作出的图象为t2−图象；故选B.

10.现有一合金制成的圆柱体，某兴趣小组为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。

(1)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=________。

(2)该兴趣小组粗测该圆柱体的电阻约为10Ω，为了更准确测定其电阻率，实验室中有以下供选择的器材：

A.电池组（3V，内阻约1Ω）

B.电流表（0-3A，内阻0.0125Ω）

C.电流表（0-0.6A，内阻约为0.125Ω）

D.电压表（0-3V，内阻4kΩ）

E.电压表V2 （0-15V，内阻15kΩ）

F.滑动变阻器R1（0-20Ω，允许最大电流1A）

G滑动变阻器R2（0-2000Ω，允许最大电流0.3A）

H.开关，导线若干

为了使实验电路更节能，且测量结果尽量准确，测量时电流表应选________，滑动变阻器应选_______。（填写器材前字母代号）

(3)用伏安法测其电阻时，本实验需采用安培表接法________（填“外”或“内”），测得的实验结果比起真实值________（填“偏大”或“偏小”）

【答案】    (1).     (2). C    (3). F    (4). 外    (5). 偏小

【解析】

【详解】(1)[1] 根据电阻定律以及欧姆定律有

所以电阻率为

(2)[2][3] 因为电源电动势为3V，所以电压表选择D，电路中的最大电流为

所以电流表选择C，因为待测电阻的阻值大约为10Ω，为了使得调节时方便，且可以多测得几组数据，减小测量误差，滑动变阻器选择F；

(3)[4]因为，所以待测电阻是小电阻，电流表采用外接法，因为电压表的分流作用，电流表测得的是电压表和待测电阻的电流之和，所以根据欧姆定律可知，此接法测得的电阻值比真实值偏小。

11.如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=0.6m，平台上静止放置着两个滑块A、B，mA=0.1kg，mB=0.2kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上。小车质量为M=0.3kg，车面与平台的台面等高，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，PQ间距离为L滑块B与PQ之间的动摩擦因数为μ=0.2，Q点右侧表面是光滑的。点燃炸药后，A、B分离瞬间A滑块获得向左的速度vA=6m/s，而滑块B则冲向小车。两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且g=10m/s2.求∶

(1)滑块A在半圆轨道最高点对轨道的压力；

(2)若L=0.8m，滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。

【答案】（1）1N，方向向上；（2）0.22J。

【解析】

【详解】(1)A从轨道最低点到轨道最高点：

在最高点由牛顿第二定律：

滑块在半圆轨道最高点受到的压力为：

FN=1N

由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为1N，方向向上

（2）爆炸过程由动量守恒定律：

弹簧具有最大弹性势能时：

由能量关系：

解得

EP=0.22J

12.如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场．A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1．平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板的中心线．挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B2，CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，现有大量质量均为m，电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，自O点沿OO′方向水平向右进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，通过小孔O′进入匀强磁场B2，如果这些粒子恰好以竖直向下的速度打在CD板上的E点(E点未画出)，求：

(1)能进入匀强磁场B2的带电粒子的初速度v；

(2)CE的长度L

(3)粒子在磁场B2中的运动时间．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】(1)沿直线OO′运动的带电粒子，设进入匀强磁场B2的带电粒子的速度为v，

根据

B1qv=qE

解得：

v=

(2)粒子在磁感应强度为B2磁场中做匀速圆周运动，故：

解得：

r==

该粒子恰好以竖直向下的速度打在CD板上的E点，CE的长度为：

L===

(3) 粒子做匀速圆周运动的周期

13.如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R=4Ω的定值电阻，两导轨在同一平面内，质量为m=0.2kg，长为L=1.0m的导体棒ab垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r=1Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示。若运动到底端所用时间为t=2.5s，且到底端前速度已达5m/s，求：

(1)磁场的磁感应强度B；

(2)下滑到底端的整个过程中，ab棒上的电荷量q；

(3)下滑到底端的整个过程中，电阻R上产生的焦耳热QR。

【答案】（1）1T；（2）1.5C；（3）4J。

【解析】

【详解】（1）刚开始下滑时

当导体棒的加速度为零时，开始做匀速运动，设匀速运动的速度为v，导体棒上的感应电动势为E，电路中的电流为I，由乙图知，匀速运动的速度v=5m/s此时

，，，

联立得：

（2）根据动量定理可得

且电量

解得：

（3）设ab棒下滑过程位移为s，产生的热量为Q，电阻R上产生的热量为QR，则

根据能量守恒

电阻R上产生的焦耳热