【物理】广东省广州市天河区2020届高三下学期三模热身训练（解析版） 14页

广东省广州市天河区2020届高三下学期 三模热身训练 一、选择题 ‎1.2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①②，则下列表述正确的是 A. X是质子 B. Y是氚核 C. X与Y是同位素 D. ①②两个核反应都属于裂变反应 ‎【答案】B ‎【分析】根据质量数守恒、电荷数守恒判断X和和Y的种类，这两个方程都是聚变．‎ ‎【详解】A．根据质量数守恒、电荷数守恒可知X是中子，故A错误；‎ B．对第二个方程，根据质量数守恒、电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；‎ C．X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；‎ D．①②两个核反应都属于聚变反应，故D错误．‎ ‎2.如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为I，运动员入水后到最低点的运动过程记为II，忽略空气阻力，则运动员 A. 过程I的动量改变量等于零 B. 过程II的动量改变量等于零 C. 过程I的动量改变量等于重力的冲量 D. 过程II 的动量改变量等于重力的冲量 ‎【答案】C ‎【分析】分析两个过程中运动员速度的变化、受力情况等，由此确定动量的变化是否为零．‎ ‎【详解】AC．过程I中动量改变量等于重力的冲量，即为mgt，不为零，故A错误，C正确；‎ B．运动员进入水前的速度不为零，末速度为零，过程II的动量改变量不等于零，故B错误；‎ D．过程II 的动量改变量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故D错误．‎ ‎3.如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里．在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【分析】根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流，根据安培力公式F＝BIL求解安培力；根据楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判定安培力的方向，即可求解．‎ ‎【详解】0﹣2t0，感应电动势：E1＝SS，为定值，3t0﹣5t0，感应电动势为：E2＝SS，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F＝BIL∝B，由于0﹣t0，B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab边受到安培力方向向上，即为正；同理，t0﹣2t0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t0﹣3t0，没有安培力；在3t0﹣4t0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t0﹣5t0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D正确，ABC错误．‎ ‎4.高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离．某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆．已知司机的反应时间为0.7s，刹车的加速度大小为5m/s2‎ ‎，则该ETC通道的长度约为（　　）‎ A. 4.2m B. 6.0m C. 7.8m D. 9.6m ‎【答案】D ‎【详解】汽车的速度21.6km/h＝6m/s，汽车在前0.3s+0.7s内做匀速直线运动，位移为：x1＝v0（t1+t2）＝6×（0.3+0.7）＝6m，随后汽车做减速运动，位移为：3.6m，所以该ETC通道的长度为：L＝x1+x2＝6+3.6＝9.6m，故ABC错误，D正确 ‎【点睛】本题的关键是明确汽车的两段运动的特点，然后合理选择公式．‎ ‎5.位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离．当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍．若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（ ）‎ A. 年 B. 年 C 年 D. 年 ‎【答案】A ‎【详解】该题中，太阳、地球、木星的位置关系如图：‎ 设地球的公转半径为R1，木星的公转半径为R2，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍，则有： ，由开普勒第三定律有：，可得：，由于地球公转周期为1年，则有：T2‎ 年，故A正确，BCD错误．‎ ‎6.如图，理想变压器上接有3个完全相同的灯泡，其中1个灯泡与原线圈串联，另外2个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压u=sin100pt（V），3个灯泡均正常发光，忽略导线电阻，则变压器（ ）‎ A. 副线圈电压的频率为100Hz B. 原线圈两端的电压为12V C. 原副线圈的电流比为2︰1‎ D. 原副线圈的匝数比为2︰1‎ ‎【答案】BD ‎【详解】A．根据交流电源的电压u=sin100pt（V），可知角速度为：rad/s，则频率为：‎ ‎ 50Hz A错误；‎ CD．设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，原副线圈电流之比为1：2，根据原副线圈中电流之比与匝数成反比 得原、副线圈的匝数之比为：‎ 故C错误，D正确；‎ B．根据电压与匝数成正比：‎ 得原线圈两端电压为：‎ 根据闭合电路欧姆定律得交流电源电压为：‎ 该交流电的最大值为V，则有效值为18V，所以 ‎3U=18V 则灯泡的额定电压为6V，原线圈两端得电压等于2U=12V，B正确；‎ 故选BD。‎ ‎7.如图，正点电荷固定在O点，以O为圆心的同心圆上有a、b、c三点，一质量为m、电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，速率分别为va、vb．若a、b的电势分别为φa、φb，则 A. a、c两点电场强度相同 ‎ B. 粒子的比荷 C. 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 ‎ D. 粒子从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少 ‎【答案】BC ‎【详解】A.根据正点电荷电场的特征可知，a、c两点电场强度大小相同，方向不同，故A错误；‎ B.电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，由能量守恒定律，‎ ‎-qφa=-qφb，‎ 解得，选项B正确；‎ C.根据点电荷电场强度公式可知，a点的电场强度大于b点，粒子在a点所受的库仑力大于在b点所受的库仑力，由牛顿第二定律可知粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C正确；‎ D.电荷量为-q的粒子粒子从a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误．‎ ‎8.如图，夹角为120°的两块薄铝板OM、ON将纸面所在平面分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，两区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B1、B2．在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场B1中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点．设粒子在两区域中运动的速率分别为v1、v2，运动时间分别为t1、t2；假设带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 粒子带负电 B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AC ‎【详解】A．根据左手定则可判定粒子带负电，故A正确；‎ B．由题意知，故，故B错误；‎ C．根据洛伦兹力提供向心力得：，由题意知r1＝r2，故，故C正确；‎ D．由粒子在磁场中的周期公式知，粒子在磁场中的周期相同，运动时间之比等于圆周角之比，即t1：t2＝120°：240°＝1：2，故D错误．‎ 二、非选择题 ‎9.用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。‎ ‎(1)实验的主要步骤：‎ ‎①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d=_______mm；‎ ‎②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；‎ ‎③滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）：‎ ‎④读出挡光片通过光电门所用时间t；‎ ‎⑤改变光电门位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。‎ ‎(2)根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率k=______m-1s-2；由此进一步求得滑块的加速度_____m·s2.（计算结果均保留3位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 6.60 (2). 0.523‎ ‎【详解】（1）[1]根据游标卡尺读数为 ‎（2）[2]由数学知识可知，该图像的斜率 ‎[3]滑块通过光电门时的速度为 由可得 由数学知识可得 解得滑块的加速度为 ‎10.用如图a所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系．‎ ‎（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至______端（填“A”或“B”）．‎ ‎（2）实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图b的Rt-t关系图线，根据图线写出该热敏电阻的Rt-t关系式：Rt =______________（Ω）．‎ ‎（3）铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计．请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a中某一电表和图c所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化），设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图．‎ ‎（4）结合图b的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15A，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为__________________℃‎ ‎．如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：_________________________________________．‎ ‎【答案】 (1)B (2) 50+t (3) (4)50 将恒流源的输出电流调小 ‎【详解】（1）开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，故滑片应移至B端；‎ ‎（2）由图象可知，铂丝电阻Rt的阻值与温度的关系式：Rt＝50+t；‎ ‎（3）直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻Rt的两端，如图所示：‎ ‎（4）当恒流源的输出电流为0.15A，所以当电压表示数最大时，即Rt两端的电压Ut＝15V时，铂丝电阻Rt的阻值最大，由丙图中所画的Rt﹣t图象可知，此时温度计所能测量的温度最高；由I 得铂丝电阻Rt的阻值为：Rt′100Ω，则温度计所能测量的最高温度为：t＝Rt﹣50＝100﹣50＝50℃．直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻Rt的两端，如图所示要提高该温度计所能测量的最高温度值，应使铂丝电阻Rt的阻值增大或将恒流源的输出电流调小．‎ ‎11.在竖直平面内，一根长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质量为m、电荷量为+q的小球。小球始终处在场强大小为、方向竖直向上的匀强电场中，现将小球拉到与O点等高处，且细线处于拉直状态，由静止释放小球，当小球的速度沿水平方向时，细线被拉断，之后小球继续运动并经过P点，P点与O点间的水平距离为L。重力加速度为g，不计空气阻力，求 ‎（1）细线被拉断前瞬间，细线的拉力大小；‎ ‎（2）O、P两点间的电势差。‎ ‎【答案】（1）1.5mg （2）‎ ‎【详解】（1）小球受到竖直向上的电场力：‎ F = qE = 1.5mg＞mg 所以小球被释放后将向上绕O点做圆周运动，到达圆周最高点时速度沿水平方向，设此时速度为v，由动能定理：‎ 设细线被拉断前瞬间的拉力为FT，由牛顿第二定律：‎ 联立解得： FT = 1.5mg ‎（2）细线断裂后小球做类平抛运动，加速度a竖直向上，由牛顿第二定律 F - mg = ma 设细线断裂后小球经时间t到达P点，则有：‎ L = vt 小球在竖直方向上的位移为：‎ 解得：‎ O、P两点沿电场方向（竖直方向）的距离为：‎ d = L + y O、P两点间的电势差：‎ UOP = Ed 联立解得：‎ ‎12.倾角为的斜面与足够长的光滑水平面在D处平滑连接，斜面上AB的长度为3L，BC、CD的长度均为3.5L，BC部分粗糙，其余部分光滑．如图，4个“— ”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下往上依次标为1、2、3、4，滑块上长为L的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连，滑块1恰好在A处．现将4个滑块一起由静止释放，设滑块经过D处时无机械能损失，轻杆不会与斜面相碰．已知每个滑块的质量为m并可视为质点，滑块与粗糙面间的动摩擦因数为，重力加速度为g．求 ‎（1）滑块1刚进入BC时，滑块1上的轻杆所受到的压力大小；‎ ‎（2）4个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【详解】（1）以4个滑块为研究对象，设第一个滑块刚进BC段时，4个滑块的加速度为a，由牛顿第二定律： ‎ 以滑块1为研究对象，设刚进入BC段时，轻杆受到的压力为F，由牛顿第二定律：‎ 已知 联立可得：‎ ‎（2）设4个滑块完全进入粗糙段时，也即第4个滑块刚进入BC时，滑块的共同速度为v 这个过程， 4个滑块向下移动了6L的距离，1、2、3滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3L、2L、L，由动能定理，有：‎ ‎ ‎ 可得：‎ 由于动摩擦因数为，则4个滑块都进入BC段后，所受合外力为0，各滑块均以速度v做匀速运动；‎ 第1个滑块离开BC后做匀加速下滑，设到达D处时速度为v1，由动能定理：‎ 可得：‎ 当第1个滑块到达BC边缘刚要离开粗糙段时，第2个滑块正以v的速度匀速向下运动，且运动L 距离后离开粗糙段，依次类推，直到第4个滑块离开粗糙段．由此可知，相邻两个滑块到达BC段边缘的时间差为，因此到达水平面的时间差也为 ‎ 所以滑块在水平面上的间距为 联立解得 ‎13.一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖直气缸内，活塞可沿气缸无摩擦地上下滑动．开始时活塞静止，取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，在倒沙子的过程中，缸内气体内能______（填“增大”、“减小”或“不变”），气体对活塞______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”），气体______（填“吸热”或“放热”）．‎ ‎【答案】不变 做负功 放热 ‎【详解】一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖直气缸内，缓慢倒入沙子过程中，活塞下移，气体对活塞做负功，由于气缸导热，所以气体对外放出热量，内能不变． 故答案为不变； 做负功；放热．‎ ‎14.如图所示，水平放置的导热气缸A和B底面积相同，长度分别为2L和L，两气缸通过长度为L的绝热管道连接；厚度不计的绝热活塞a、b可以无摩擦地移动，a的横截面积为b的两倍．开始时A、B内都封闭有压强为p0、温度为T0的空气，活塞a在气缸A最左端，活塞b在管道最左端．现向右缓慢推动活塞a，当活塞b恰好到管道最右端时，停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的空气直到活塞b回到初始位置，求 ‎（i）活塞a向右移动的距离；‎ ‎（ii）活塞b回到初始位置时气缸B中空气的温度．‎ ‎【答案】(i) (ii) ‎ ‎【详解】(i)设绝热活塞b到达管道口右边且右端面与管口齐平时，A气缸中的活塞a向右移动x，此时A、B中气体压强为p， 则：‎ 对A气体：‎ 对B气体： ‎ 联立解得： ， ‎ ‎(ii)设气缸B的温度为T、压度为时，绝热活塞b回到初始位置，‎ 对气体B: ‎ 对气体A: ‎ 联立解得：‎ ‎15.光纤通信中，光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的____现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光的入射方向应该是____（填“从光密介质到光疏介质”或“从光疏介质到光密介质”），且入射角_______临界角（填“≤”或“≥”）．‎ ‎【答案】全反射 从光密介质到光疏介质 ≥‎ ‎【详解】光纤通信中，是利用光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，使光线在纤维中发生全反射；故答案为全反射，从光密介质到光疏介质，≥．‎ ‎16.一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长．设向上为正，经时间t1（小于一个周期），此时质点M向下运动，其位移仍为0.02m．求 ‎（i）该横波的周期；‎ ‎（ii）t1时刻质点N的位移．‎ ‎【答案】(i) （ii）‎ ‎【详解】(i)由波形图象知，波长：λ=4m 又波长、波速和周期关系为：‎ 联立以上两式并代入，得该波的周期为： ‎ ‎(ii)由已知条件知从t=0时刻起，质点M做简谐振动的位移表达式为：‎ ‎ ‎ 经时间t1（小于一个周期），M点的位移仍为0.02m，运动方向向下．可解得： ‎ 由于N点在M点右侧波长处，所以N点的振动滞后个周期，其振动方程为：‎ ‎ ‎ 当时，‎