天津市河西区2020届高三下学期3月学情调查物理试题

河西区高三年级疫情期间居家学习学情调查

物 理 试 卷

第I卷

注意事项：

1.每题选出答案后，用填入题后面答题纸的表格中，答在试卷上无效。

2.本卷共8题，每题5分，共40分

一、选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。每小题5分，共25分）

1.下列核反应中属于α衰变的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB属于人工转变，D是核聚变，C是α衰变，故ABD错误，C正确。

故选C。

2.下列说法正确的是（    ）

A. 一定质量的理想气体，温度不变时，体积减小，压强增大

B. 在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强

C. 外界对气体做功，气体的内能一定增大

D. 气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大

【答案】AD

【解析】

【详解】根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体，温度不变时，体积减小，压强将增加，A正确；闭容器内的气体的压强是气体分子与器壁碰撞产生与是否处于失重状态无关，B错误；根据热力学第一定律公式，外界对气体做功，气体的内能不一定增大，C错误；温度是分子热运动平均动能的标志，故气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，D正确．

3. 一列简谐横波在某时刻波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0．5s，b和c之间的距离是5m，以下说法正确的是（ ）

A. 此列波的波长为2．5m

B. 此列波的频率为2Hz

C. 此列波的波速为5m/s

D. 此列波的传播方向为沿x轴正方向传播

【答案】CD

【解析】

试题分析:由图象可知，b和c之间的距离等于波长，则λ=5m．故A错误；由于质点b的起振时刻比 质点a延迟了0．5s，而ab距离是半个波长，所以振动周期是T=1s，频率f=1Hz．故B错误；波速为v=λf=5m/s，故C正确；质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s，则得波沿x轴正方向传播．故D正确；

考点：波长、频率和波速的关系

4.如图所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=310sin314t（V），则（　　）

A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.1V

B. 副线圈两端的电压频率为50Hz

C. 当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小

D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小

【答案】B

【解析】

【详解】A．c、d两端电压的有效值

当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的电压的有效值为U，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为

电压表的示数为电压的有效值，所以示数为2.2V，故A错误；

B．变压器不改变交流电的频率，由

解得原线圈两端的电压频率为50Hz，所以副线圈两端的电压频率也为50Hz。所以B正确；

CD．若将单刀双掷开关由a拨向b，由于原线圈的匝数变小，导致副线圈的电压增大，电流增大，两电表的示数均变大，副线圈的输出功率变大，由于原线圈输入功率和副线圈输出功率相等，所以原线圈输入功率变大。故CD错误。

故选B。

5.图为“嫦娥一号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，其中B、C分别为两个轨道的远地点。关于上述变轨过程及“嫦娥一号”在两个轨道上运动的情况，下列说法中正确的是（　　）

A. “嫦娥一号”在轨道1的A点处应点火加速

B. “嫦娥一号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大

C. “嫦娥一号”在轨道1的B点处的速度比在轨道2的C点处的速度大

D. “嫦娥一号”在轨道1的B点处的加速度比在轨道2的C点处的加速度小

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．要想使“嫦娥一号”在近地点A由轨道1变轨为轨道2，需要加速做离心运动，故应在A点加速，A正确，B错误；

C.由开普勒第二定律，可得在轨道1中，“嫦娥一号”在A、B点有：

“嫦娥一号”在轨道1中能量守恒，则有

则：

同理可得，“嫦娥一号”在轨道2的C点速度为

则

则B点的速度大于A点的速度，故C正确；

D．根据牛顿第二定律

其中r为“嫦娥一号”到地心的距离。由图知，所以，故D错误。

故选AC。

二、选择题（每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。每小题5分，全对的得5分，选不全得3分，选错或不答得0分，共15分）

6.如图，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D为其运动轨迹上的四点，测得AB＝2 m，BC＝3 m．且物体通过AB、BC、CD所用时间相等，则下列说法正确的是

A. 可以求出物体加速度的大小

B. 可以求得CD＝4 m

C. 可求得OA之间距离为1.125 m

D. 可求得OA之间的距离为1.5 m

【答案】BC

【解析】

【分析】

某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，设相等时间为t，即可表示出B点的速度，在相邻的相等时间内的位移差是恒量，即，结合，求出B点的速度．再结合运动学公式可求出OA的距离．

【详解】A．设相等时间为t，由可得物体的加速度

，

因为不知道时间，所以不能求出加速度，A错误；

B．根据在相邻的相等时间内的位移差是恒量可得，

，

可知，B正确；

CD．物体经过B点时的瞬时速度为

，

再可得OB两点间的距离

，

所以O与A间的距离

，

C正确D错误．

7. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同．实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（ ）

A. 三个等势面中，c等势面电势高

B. 带电质点通过P点时电势能较大

C. 带电质点通过Q点时动能较大

D. 带电质点通过P点时加速度较大

【答案】BCD

【解析】

试题分析：由正离子运动的轨迹图可看出，质点受力方向斜向下，故电场方向由a等势面指向c等势面，故a面电势最高，选项A错误；带正电的粒子，电势高的位置电势能较大，故带电质点通过P点时电势能较大，选项B正确；由Q到P电场力做负功，故动能减小，所以带电质点通过Q点时动能较大，选项C正确；因为P点的等势面密集，故电场线也密集，质点所受的电场力在P点较大，故带电质点通过P点时加速度较大，选项D正确；故选BCD．

考点：带电粒子在电场中的运动.

8. 彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a、b为两束频率不同的单色光．对于这两束光，以下说法中正确的是

A. 单色光a比单色光b的频率高

B. 由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角

C. 在水中a光的传播速度小于b光的传播速度

D. 如果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

【答案】B

【解析】

试题分析：由图可看出两种光从空气射入水珠时，入射角相同，而b光的折射角小于a光，故b光的折射率大于a光，b光的频率大于a光，选项A错误；根据则由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，选项B正确；根据，在水中a光的传播速度大于b光的传播速度，选项C错误；由于b光的频率大于a光，所以如果b光能使某金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误．

考点：此题考查了光的折射定律、全反射及光电效应等知识．

第II卷  非选择题

9.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS测小车的加速度。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持_____________不变；

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_______________；

（3）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（        ）

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

【答案】    (1). 小车的总质量    (2). 在小车质量一定时，加速度a与小车受到的合力F成正比    (3). C

【解析】

【详解】(1)[1] 因为要探索“加速度和力的关系”，所以应保持小车的总质量不变。

(2)[2] 由图象OA段可知，a与F成正比，即：在小车质量一定时，加速度a与小车受到的合力F成正比。

(3)[3] 以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力，由牛顿第二定律得

小车的加速度

小车受到的拉力

当m M时，可以认为小车受到合力等于钩码的重力。如果钩码的质量m太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，a－F图象偏离直线，选项C正确，ABD错误。故选C。

10.某同学要测量一节干电池电动势和内阻。老师提供的以下器材

a.电压表V（15V，10kΩ）

b.电流表G（量程3.0mA，内阻Rg=10Ω）

c.电流表A（量程0.6A，内阻约为0.5Ω）

d.滑动变阻器R1（0~20Ω，10A）

e.滑动变阻器R2（0~100Ω，1A）

f.定值电阻R3=990Ω

g开关S和导线若干

（1）用所给的器材在右面方框中画出实验的原理图____________；

（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________（填写器材编号）；

（3）该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=__________V（保留三位有效数字），电源的内阻r=____________Ω（保留两位有效数字）。

【答案】    (1).     (2). d    (3). 1.48    (4). 0.84

【解析】

【详解】(1)[1] 一节干电池的电动势大约在1.5V左右，而电压表的量程却达到15V，读数不到刻度盘十分之一，无法准确读数，故提供的电压表无法使用，需要电流表G串联R3改装成电压表使用。

(2)[2] 为了便于调节，滑动变阻器的阻值不能太大，选择R1比较合适。题目要求填写器材编号，故填d。

(3)[3][3] 由于R3支路电阻远大于滑动变阻器R1所在支路电阻，所以干路电流近似等于I2，根据闭合电路欧姆定律

即

由图像知直线与纵轴的截距为

解得

E=1.48V

直线斜率的绝对值为

解得

Ω`

所以E=1.48V，Ω`。

三、计算题：解答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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11.一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示．已知小车质量M=3．0kg，长L=2．06m，圆弧轨道半径R=0．8m．现将一质量m=1．0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）试求：

（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；

（2）小车运动1．5s时，车右端距轨道B端的距离；

（3）滑块与车面间由于摩擦而产生的内能．

【答案】（1）30 N（2）1 m（3）6 J

【解析】

（1）滑块从A端下滑到B端，由动能定理得（1分）

在B点由牛顿第二定律得（2分）

解得轨道对滑块的支持力N （1分）

（2）滑块滑上小车后，由牛顿第二定律

对滑块：，得m/s2 （1分）

对小车：，得m/s2 （1分）

设经时间t后两者达到共同速度，则有（1分）

解得s （1分）

由于s<1．5s，故1s后小车和滑块一起匀速运动，速度v="1" m/s （1分）

因此，1．5s时小车右端距轨道B端的距离为m （1分）

（3）滑块相对小车滑动的距离为m （2分）

所以产生的内能J （1分）

12.  如图是某屏蔽高能粒子辐射的装置，铅盒左侧面中心O有一放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ向外辐射粒子，铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场区域．过O的截面位于垂直磁场的平面内，OH垂直于MQ．已知．粒子质量，电量，速率；磁场的磁感应强度，方向垂直于纸面向里；粒子重力不计，忽略粒子间的相互作用及相对论效应，，．

（1）求垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t．

（2）若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，即达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d．

【答案】（1）  （2）0.72m

【解析】

【详解】(1)粒子在磁场内做匀速圆周运动，则：

垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为：

代入数据解得：

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，

代入数据解得：

若沿OQ方向进入磁场的粒子运动轨迹与磁场右边界相切，则所有粒子均不能从磁场的右边界射出，如图所示，由几何关系可得：

代入数据可得：．

13.如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d＝0.5m，现有一边长l＝0.2m、质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以v0＝7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：

（1）线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F；

（2）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；

（3）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n

【答案】（1）2.8N；（2）2.45J；（3）4.4。

【解析】

【详解】（1）线框MN边刚开始进入磁场区域时

①

②

③

由①②③并代入数据得：N

（2）设线框水平速度减为零时，下落高落为H，此时速度为，由能量守恒可得：

④

根据自由落体规律有：

⑤

由④⑤得：J

（3）设线框水平切割速度为时有：

⑥

⑦

⑧

⑨

由⑥⑦⑧⑨得：

⑩

即：

可有：

（11)

（12）

由（11)（12)并代入数据得：（13）