【物理】天津市部分地区2020届高三质量调查（一）试题（解析版）

【物理】天津市部分地区2020届高三质量调查（一）试题（解析版）

天津市部分地区2020届高三质量调查（一）试题 一、单项选择题（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. 只有吸热才能增加物体的内能 B. 一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强可能减少 C. 氧气中的分子一定都比氧气中的分子速率大 D. 新冠病毒在环境下超过30分钟可有效灭活，等于310K ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 做功和热传递都可以改变物体的内能。故A错误；‎ B． 由理想气体的状态方程可知，一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强可能减少，故B正确；‎ C． 氧气分子平均动能一定大于氧气分子平均动能，但并非每个分子动能都大，故C错误；‎ D． 新冠病毒在环境下超过30分钟可有效灭活，等于329K，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.方程一：；方程二：。关于上面两个核反应方程的说法正确的是（　　）‎ A. 方程一表示原子核发生裂变 B. 方程一表示原子核发生β衰变 C. 两个核反应方程，在反应中都会释放核能 D. 方程二中Kr核的质子数，产生的中子数 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据题意可知，方程一表示原子核发生衰变，故AB错误；‎ C．两个核反应方程，在反应中都会释放核能，质量亏损，故C正确；‎ D．根据质量数守恒，电荷数守恒有 ‎ ，‎ 解得：‎ ‎ ，‎ 故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的中Φ-t图象如图所示，将此交变电流与的电阻连接，R的功率为，不计线圈的电阻，下列说法正确的是（　　）‎ A. 交变电流的频率为50Hz B. 时线圈中的电流最大 C. 时线圈处于“中性面”位置 D. 线圈产生电动势的最大值是 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图像可知，周期为2s，故频率为0．5Hz，故A错误；‎ B． 时磁通量变化率为零，则感应电动势为零，感应电流为零，故B错误；‎ C． 时磁通量为零，位置与“中性面”垂直，故C错误；‎ D． 交变电流与的电阻连接，R的功率为，电流为 电动势有效值 最大值为 故D正确。故选D。‎ ‎4.如图所示，用细绳将小球悬挂于O点，在垂直于细绳的外力F 作用下小球静止，细绳与竖直方向夹角为37°，细绳张力大小为。在F方向与细绳始终保持垂直的情况下，将小球缓慢向上拉，直至细绳与竖直方向的夹角变为60°，在此过程中（　　）‎ A. F一直增大 B. 一直增大 C. F始终大于 D. F先增大后减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】根据平衡条件可知 ‎ ， ，‎ 角度变大，则 绳拉力变小，外力变大，因为 ，，故外力F开始小于绳拉力，后大于绳拉力，故A正确BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎5.一列简谐横波在时的波形如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点。图乙是质点Q的振动图象，下列说法正确的是（　　）‎ A. 这列波向x轴正向传播 B. 这列波的波长为‎18cm C. 时，P质点振动方向向下 D. P、Q两质点平衡位置间的距离为‎6cm ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图乙可知，此时Q振动方向向上，根据平移法可知，传播方向为x轴负向，故A错误；‎ B．根据图甲可知，波长为‎36cm，故B错误；‎ C．因为传播方向为x轴负向，根据平移法可知，P质点振动方向向上，故C错误；‎ D． 时的波形如图甲所示，P位移平衡位置，PQ间距为 故D正确。‎ 故选D。‎ 二、不定项选择题（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，在虚线框内有一个光学元件（未画出），细光束a入射到该光学元件，经折射后变为b、c两束单色光，下列说法正确的是（　　）‎ A. 虚线框内的光学元件可能是三棱镜 B. 在此光学元件中c光折射率比b光大 C. 在同一双缝干涉装置上实验时，b光比c光条纹宽 D. 对同一金属，若c光能发生光电效应，则b光也一定能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据题意可知，虚线框内的光学元件可能是三棱镜，发生光的色散现象，故A正确；‎ B．根据图像可知，b光线偏折程度更大，所以在此光学元件中c光折射率比b光小，故B错误；‎ C．因c光折射率比b光小，c光频率低，波长大，根据 可知，b光比c光条纹窄，故C错误；‎ D． 对同一金属，若c光能发生光电效应，b光频率更高，则b光也一定能，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎7.探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（　　）‎ A. 月球的质量为 B. 月球表面重力加速度为 C. 探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道 D. 探月卫星需在Q点加速才能从地月转移轨道进入工作轨道 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力 月球质量 故A错误；‎ B．在表面 解得：‎ 故B正确；‎ C． 从停泊轨道进入地月转移轨道需要离心运动，故在P点加速，故C正确；‎ D． 从地月转移轨道进入工作轨道，近心运动，需要在Q点减速，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎8.如图所示，可视为点电荷的三个带电小球a、b和c分别固定在三角形的顶点上，已知，，，a球所受静电力的合力方向恰好平行于b、c的连线。则下列说法正确的是（　　）‎ A. b、c一定带异种电荷 B. b、c一定带同种电荷 C. b、c所带电荷量绝对值的比为 D. c球所受静电力的合力方向可能垂直于a、b的连线 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．因为a球所受静电力的合力方向恰好平行于b、c的连线，b、c带同种电荷，根据力的合成可知，a受的合力方向不可能平行b、c连线，故b、c一定带异种电荷，故A正确B错误；‎ C．根据受力可知 即 解得，b、c所带电荷量绝对值的比为，故C正确；‎ D． 垂直于a、b的连线是b、c间库仑力的方向，而c球所受静电力的合力是b对c、a对c的合力，故c球所受静电力的合力方向不可能垂直于a、b的连线，故D错误。故选AC。‎ ‎9.(1)在测量由两节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻实验中，除待测电池组、开关和导线外，还有下列器材供选用：‎ A.电压表：量程3V，内阻约30kΩ B.电压表：量程15V，内阻约150kΩ C.电阻箱：阻值范围0-999.9Ω D.滑动变阻器：阻值范围0-20Ω ‎①请你设计一个实验电路，要求测量尽量准确；应该选用的实验器材是__________________，把电路图画在虚线框内；‎ ‎②在此实验中用图象法来处理数据，以为横轴，为纵轴，若此图线与纵轴的截距为c，斜率为k，则电池组的电动势为______________，内电阻为______________；‎ ‎(2)关于“用单摆测量重力加速度的大小”实验；‎ ‎①下列哪些做法是正确的______________；‎ A.选择直径较小密度较大的球做摆球 B.摆线的上端用铁夹固定在铁架台上 C.单摆振动时的最大摆角可以达到30°‎ D.测时间时从摆球到最高点开始计时 ‎②如图所示，在体育馆内很高的横梁（A表示横梁的横截面，此横截面面积忽略不计）上悬挂着一根不可伸长的结实轻绳，轻绳下端的无弹性小网兜内有一个铅球B，由于条件限制无法测量铅球静止时铅球球心与横梁之间的距离，但实验小组测出了此单摆完成小角度30次全振动的时间。此后，实验小组又在横梁正下方并与横梁平行固定了一根细杆（C表示细杆横截面，此横截面面积也忽略不计），铅球静止时测得铅球球心到细杆的竖直距离为h（h远大于铅球直径），当铅球在最低点右侧时，轻绳被细杆挡住，当铅球在最低点左侧时，细杆不起作用，现向右拉铅球，使细杆以下的轻绳偏离竖直方向一个很小的角度后从静止释放铅球，测得此摆完成30次全振动的时间为，利用以上测得的数据、和h可以推导得出重力加速度的表达式为______________________。‎ ‎【答案】(1). AC (2). AB ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) ①[1][2] 两节干电池串联，故电动势为3V，则电压表选择A；实验采取是一箱一表法，需要计算电流，故需要电阻箱，故选C，故需要AC，实验电路图如下 ‎②[3][4]根据闭合电路欧姆定律 整理得 故 ‎ ，‎ 则内阻为，电动势为。‎ ‎(2) ①[5]A．本实验为了减小空气阻力影响，应选择体积比较小，密度较大的小球，故A正确；‎ B． 摆线的上端用铁夹固定在铁架台上，故B正确；‎ C． 单摆振动时的最大摆角不可以超过5°，故C错误；‎ D． 测时间时从摆球到最高点开始计时，误差较大，应从最低点开始计时，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎②[6] 单摆完成小角度30次全振动的时间。设绳长为l，周期 挡住后 联立解得：‎ ‎10.如图甲所示，长为的薄板AB与水平面夹角为，小物块从A端沿薄板方向以的速度向上滑，刚好能到达B端。现将薄板AB放在高度为的水平桌面上，B端与桌面右边缘对齐，如乙图所示，让小物块仍以‎6m/s的速度从A端向右滑动，小物块落在地面上的C点，D点是桌子右边缘在地面上的投影。已知，，，取。求：‎ ‎(1)小物块与薄板间的动摩擦因数：‎ ‎(2)C、D两点间的距离。‎ ‎【答案】(1)μ=0.375；(2)x=‎‎1.83m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)甲图中，小物块从A到B运动过程，由动能定理得 ‎-(mgsinθ+μmgcosθ)L=0–mv02‎ 解得：‎ μ=0.375‎ ‎(2)乙图中，小物块离开B点后做平抛运动，时间为t，水平位移为x h=gt2‎ x=vBt 小物块从A到B运动过程，由动能定理得 ‎-μmgL=mvB2–mv02‎ 解得：‎ x=‎‎1.83m ‎11.如图所示，EGH与OPQ是足够长的平行导轨，导轨间的距离，EG、OP部分水平而粗糙，E、O端用导线与最大阻值为的滑动变阻器连接，GH、PQ部分倾斜且光滑，倾角为。GH、PQ导轨所在空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，EG、OP导轨所在处有竖直向上的匀强磁场。ab、cd是完全相同的导体棒，长度等于导轨间的距离，质量，电阻。现将滑动变阻器有效电阻调为，cd棒放在水平导轨上。ab棒从倾斜导轨上由静止释放，ab、cd与导轨接触良好，导轨和导线的电阻不计，取。‎ ‎(1)若ab棒在下滑的过程中cd棒保持静止不动，求ab棒下滑的最大速度；‎ ‎(2)若cd棒与导轨间的动摩擦因数为（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力），为保证释放ab棒后cd棒一直不动，滑动变阻器的有效电阻应满足的条件。‎ ‎【答案】(1)‎6m/s；(2)R2≦4Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)ab棒由静止释放后先加速下滑，加速度减小到0时开始匀速下滑并达到最大速度vm mgsinθ=B1IL B1Lvm=IR总 vm=‎6m/s ‎(2)要保证释放ab棒后cd棒一直不动，则cd棒受的安培力不得超过最大静摩擦力设通过cd 的最大电流为 B2IcdL=μmg ab棒达到匀速后，cd棒与滑动变阻器的电流之和不变，滑动变阻器的电阻R2越大，通过cd棒的电流越大，通过滑动变阻器的电流越小，所以滑动变阻器的电阻R2有最大值Rmax，滑动变阻器的电流有最小值Imin，‎ Icd+Imin = I IcdR0 = IminRmax 解得：‎ Rmax=4Ω 所以 R2≦4Ω ‎12.两个同轴（轴线水平）网状金属圆筒的截面如图所示，P的半径为、Q的半径为，在P圆筒内有沿轴线方向向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在P、Q两圆筒间加恒定电压U后，P、Q两圆筒之间有图示辐射状的电场，A、C是Q圆筒截面水平直径的端点，现将一电子从A点由静止释放，电子质量为m，电荷量为e，假设电子不会与P圆筒的金属网发生碰撞。求：‎ ‎(1)电子进入P圆筒时的速度大小；‎ ‎(2)欲使电子在最短时间回到A点，电压U的大小；‎ ‎(3)在电压U符合(2)问要求下，仍将电子从A点由静止释放，要求电子能够到达C点，并且在第一次到达C点之前，电子只能在AC直径及以下区域运动，需将P圆筒内磁场的磁感应强度大小变为，请你推导应满足的表达式。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3) ‎ ‎【解析】‎ 详解】(1)由动能定理得 解得：‎ v=‎ ‎(2)欲使电子在最短时间内回到A点，电子应在磁场中发生三段相同弧长的圆周运动，如图1所示。如图2所示，r0表示在磁场中圆周运动的半径，‎ 每段圆弧对应的圆心角为∠AO1D=60º tan30°=‎ evB0 = ‎ 解得：‎ ‎ (3)电子能到达C点，需要电子在磁场中发生n段（n为整数且n≧2）相同弧长的圆周运动，设每段圆弧的半径为r1，对应的圆心角（弧度）为θ，则 θ=π-‎ 联立解得：‎