2019届天津市十二重点中学高三下学期毕业班联考（二）物理试卷（解析版）

2019年天津市十二区县重点学校高三毕业班联考（二）理科综合能力测试物理部分理科综合能力测试分为物理、化学、生物三部分，共300分，考试用时150分钟.本部分为物理试卷，本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共120分.第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至7页.答卷前，请考生务必将自己的考场、座位号、姓名、班级、准考证号涂写在答题卡上.答卷时，考生务必将Ⅰ卷答案用2B铅笔涂在答题卡相应位置上，将II卷答案用黑色钢笔或签字笔写在答题纸相应位置上，答在试卷上无效.第Ⅰ卷注意事项：1．每小题选出答案后，把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案.2．本卷共8题，每题6分，共48分.一、选择题（每小题6分，共30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. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等B. 铀核裂变的一种核反应方程C. 原子在a、b两个能量级的能量分别为Ea、Eb，且Ea＞Eb，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长（其中h为普朗克常量）D. 设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2【答案】D【解析】【详解】A项：根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的波长相等，则动量p也相等，但是质子质量比电子质量大得多，因此动能不相等，故A    错误；B项：铀核裂变有多种裂变的方式，但是每一种都要有慢中子的参与，即反应方程的前面也要有中子。故核反应：，故B错误；C项：原子在a、b两个能量级的能量为、 ，且，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的能量为：，所以光子的波长为：，故C错误；D项：、根据爱因斯坦质能方程可知，设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是，故D正确。 2.如图所示，在光滑的水平面上，在水平拉力F的作用下小车向右加速运动时，物块M与车厢壁相对静止，当作用在小车上的水平拉力F增大时，则A. 物块M受的摩擦力不变B. 物块M受的合外力不变C. 物块M可能相对于车厢滑动D. 物块M与车厢壁的最大静摩擦力不变【答案】A【解析】【详解】以物块为研究对象，分析受力，作出力图如图，当作用在小车上的水平拉力F增大时，小车的加速度增加，M在竖直方向保持静止，故摩擦力，保持不变，故A正确；由牛顿第二定律得：所以合外力增大，故B错误；小车的加速度增大时，弹力 增大，物块受到的最大静摩擦力增大，物块不可能沿壁下滑，故CD错误。  3.如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则以下说法中正确的是A. a光频率比b光频率大B. 水对a光的折射率比b光大C. 在真空中，a光的传播速度比b光大D. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹间距a光的比b光的宽【答案】D【解析】【详解】A、B项：a光照射的面积较大，知a光的临界角较大，根据，知a光的折射率较小，折射率小，频率也小，所以a光的频率小于b光，故AB错误；C项：在真空中，两光的传播速度相等，故C错误；D项：a光在水中传播的速度较大则a光的波长较长，条件间距公式，所以a光波长则条纹间距较宽，故D正确。 4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点；当t＝0.6s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点。下列说法正确的是A. 这列波的周期T＝0.4sB. 质点d在这段时间内通过的路程为20cmC. 当t＝0.6s时，质点e将要沿x轴正方向运动D. 当t＝0.6s时，质点a速度沿y轴负方向【答案】B【解析】【详解】A项：该波向右传播，介质中各质点的起振方向向上，波长是，0.6s的时间内传播的距离是，所以有，则得该波的周期 T=0.8s，故A错误；B项：波从c传到d的时间为，所以质点d在这段时间内振动了，通过的路程为 S=2A=2×10cm=20cm，故B正确；C项：简谐横波沿x轴正方向传播，质点e只上下振动，不沿x轴方向移动，故C错误；D项：t＝0.6s时，由图象中的虚线可知，质点a处于“下坡路段”，所以速度方向沿y轴正方向，故D错误。 5.如图所示，三个质量相等的小球A、B、C从图示位置分别以相同的速度v0水平向左抛出，最终都能到达坐标原点O.不计空气阻力，x轴所在处为地面，则可判断A、B、C三个小球A. 在空中运动过程中，动量变化率之比为1∶2∶3B. 在空中运动过程中，重力做功之比为1∶2∶3C. 初始时刻纵坐标之比为1∶4∶9D. 到达O点时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1∶4∶9【答案】C【解析】【详解】A项：由于三个小球做平抛运动，由动量定理得：，所以，所以在空中运动过程中，动量变化率之比为1∶1∶1，故A错误；B、C项：根据，水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1：2：3，所以它们在空中运动的时间之比为1：2：3，初始时刻纵坐标之比既该过程小球的下落高度之比，根据，初始时刻纵坐标之比为1：4：9，重力做功为，在空中运动过程中，重力做功之比为1：4：9，故B错误，C正确；D项：到达O点时，速度方向与水平方向夹角的正切值分别为：，，，所以速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1∶2∶3，故D错误。  二、选择题（每小题6分，共18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6分，选对但不全的得，有选错或不答的得0分.）6.如图是通过变压器降压给用户供电的示意图.负载变化时变压器输入电压保持不变.输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。变压器可视为理想变压器，则开关S闭合后，以下说法正确的是A. 变压器的输入功率减小B. 电表V1示数与V2示数的比值不变C. 输电线的电阻R0消耗的功率增大D. 流过电阻R1电流增大【答案】BC【解析】【详解】A项：因为负载增加，则副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，则副线圈电流增大，由P=UI知功率增加，故A错误；B项：电表V1示数与V2示数的比值等于原、副线圈的匝数比，所以电表V1示数与V2示数的比值不变，故B正确；C项：因为负载增加，则副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，则副线圈电流增大，所以输电线的电阻R0消耗的功率增大，故C正确；D项：因为负载增加，则副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，则副线圈电流增大，上损失的电压增大，所以两端的电压减小，所以流过的电流减小，故D错误。 7.我国在2018年12月8日发射的“嫦娥四号”可以更深层次、更加全面地探测月球地貌、资源等信息。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”绕月球做圆周运动时，离月球中心的距离为r，根据以上信息可知下列结果正确的是A. “嫦娥四号”绕月球运行的周期为B. “嫦娥四号”绕月球运行的线速度大小为C. 月球平均密度为D. “嫦娥四号”所在轨道处的重力加速度大小为g【答案】AB【解析】【详解】A项：根据万有引力提供向心力有：，万有引力等于重力，联立解得：，故A正确；B项：根据万有引力提供向心力有：，万有引力等于重力，联立解得：，故B正确；C项：万有引力等于重力：，密度：，体积：，联立解得：，故C错误；D项：根据万有引力提供向心力有：，万有引力等于重力：，解得：，故D错误。 8.如图所示，一个带电荷量为-Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。另一个带电荷量为+q、质量为的点电荷乙，从A点以初速度沿它们的连线向甲运动，运动到B点时速度为，且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为，A、B间距离为L0，静电力常量为，则下列说法正确的是A. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中，加速度先减小再增大B. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中，其电势能先增大再减小C. OB间的距离为D. 在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差【答案】AC【解析】【详解】A项：点电荷乙从A点向甲运动的过程中，受向左的静电力和向右的摩擦力，两球靠近过程中库仑力逐渐增大，点电荷乙先减速后加速，所以加速度先减小后增大，故A正确；B项：点电荷乙向左运动过程中电场力一直做正功，因此电势能一直减小，故B错误；C项：当速度最小时有：，解得：，故C正确；D项：点电荷从A运动B过程中，根据动能定理有：，解得：，故D错误。 第Ⅱ卷注意事项：1．请用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上.2．本卷共4题，共7.9.汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5m，A车向前滑动了2.0m，已知A和B的质量相等，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小.则碰撞后的瞬间，A车速度的大小为________m/s，碰撞前的瞬间，A车速度的大小为________m/s.【答案】    (1). 2    (2). 5【解析】【详解】以A车为研究对象，根据动能定理可得： 代入数据解得：；设碰后A车速度大小为vA，碰前A车速度大小为v0，以B车为研究对象，根据动能定理可得：，代入数据解得：两车碰撞过程中，取向右为正、根据动量守恒定律可得：，代入数据得：。 10.图甲是某同学验证动能定理实验装置。其步骤如下:A.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,小车连接纸带。合理调整木板倾角,让小车沿木板匀速下滑.B.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m1及小车质量m2.C.取下细绳和易拉罐换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出),O为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f,重力加速度为g.（1）步骤C中小车所受的合外力大小为______;（2）为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为x0,OC间距离为x1,则C点速度大小为_____，需要验证的关系式为_____(用所测物理量的符号表示).【答案】    (1). m1g；    (2). ；    (3). ；【解析】【详解】(1)小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去的拉力；(2)匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故：vC== 动能增量为：m1vc2=合力的功为：w=m1gx1需要验证的关系式为：m1gx1=； 11.某同学研究电子元件R1(3V，1.6W)的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材：A．直流电源（3V，内阻不计）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻r＝10Ω）C．电流表A（0～0.6A，内阻未知）D．滑动变阻器R(0～20Ω，5A)E．滑动变阻器R′(0～200Ω，1A)F．定值电阻R0（阻值为990Ω）G．定值电阻R0′（阻值为1990Ω）H．开关与导线若干（1）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，定值电阻应选用___________，滑动变阻器应选用___________（填写器材前面的字母序号）.（2）根据题目提供的实验器材，请在方框内设计出描绘电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）.（          ）【答案】    (1). F    (2). D    (3). 【解析】【详解】(1) 由题意可知，灯泡的额定电压为3V，由P=UI可知，电流约为0.5A，因此为了保证实验中的安全和准确，应采用3V的电压表和0.6A的电流，故电流表直接采用C，将电流表G改装为电压表使用；根据串联电路规律可知应选择阻值为990Ω的定值电阻F与电流表G串联，得出量程为3V的电压表；本实验要求多次测量，故滑动变阻器应选择总阻值较小的滑动变阻器D；(2) 根据以上分析可知，本实验采用滑动变阻器分压接法，同时因改装后电压表电阻已知，故应采用电流表外接法进行实验，故原理图如图所示 12.如图甲所示，倾角为37°的斜面上方有一半径R＝0.5m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于B处，圆弧轨道的最高点为C.现有质量为1.0kg的可视为质点的小物块在AB间沿斜面向上运动时的v­t图像如图乙中实线部分所示，若AB间的距离xAB=0.45m，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）小物块与斜面间动摩擦因数μ；（2）小物块到达C点时，对轨道压力.【答案】（1）0.5（2）8N，方向向上.【解析】【详解】（1）从题图乙可看出物块从A点到B点做匀减速直线运动，物块在B点的速度vB＝6m/s，从A到B过程中加速度大小等于v­t图像的斜率大小，即a＝＝10m/s2①根据牛顿第二定律得： mgsin37°＋μmgcos37°＝ma②解得μ＝0.5③（2）④物块从B到C过程中，根据动能定理得－mgR(1＋cos37°)＝mvC2－mvB2⑤根据牛顿第二定律得⑥解得FN＝8N⑦根据牛顿第三定律可知：物体对轨道的压力也为8N，方向向上。⑧ 13.如图所示，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小.质量、电阻R=的导体棒ab垂直放在框架上，与框架接触良好，从静止开始沿框架无摩擦地下滑.框架的质量、宽度，框架与斜面间的动摩擦因数，与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(，sin37°，cos37°)（1）若框架固定，导体棒从静止开始下滑6m时速度，求此过程回路中产生的热量Q；（2）若框架固定，当导体棒从静止释放到稳定状态的过程中流过导体棒的电量q=3.0C,求此过程导体棒的运动时间t；（3）若框架不固定，求当框架刚开始运动时导体棒的速度大小.【答案】（1）Q=5.6J（2）（3）【解析】【详解】（1）对导体棒由功能关系：解得：Q=5.6J②（2）当导体棒匀速时，由动量定理：解得：（3）解得： 14.科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的反物质.例如：正电子就是电子的反粒子，它跟电子相比较，质量相等、电量相等但电性相反.如图是反物质探测卫星的探测器截面示意图.MN上方区域的平行长金属板AB间电压大小可调，平行长金属板AB间距为d，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里.MN下方区域I、II为两相邻的方向相反的匀强磁场区，宽度均为3d，磁感应强度均为B，ef是两磁场区的分界线，PQ是粒子收集板，可以记录粒子打在收集板的位置.通过调节平行金属板AB间电压，经过较长时间探测器能接收到沿平行金属板射入的各种带电粒子.已知电子、正电子的比荷是b，不考虑相对论效应、粒子间的相互作用及电磁场的边缘效应.（1）要使速度为v的正电子匀速通过平行长金属极板AB，求此时金属板AB间所加电压U；（2）通过调节电压U可以改变正电子通过匀强磁场区域I和II的运动时间，求沿平行长金属板方向进入MN下方磁场区的正电子在匀强磁场区域I和II运动的最长时间tm；（3）假如有一定速度范围的大量电子、正电子沿平行长金属板方向匀速进入MN下方磁场区，它们既能被收集板接收又不重叠，求金属板AB间所加电压U的范围.【答案】（1）（2）（3）3B2d2b＜U＜【解析】【详解】（1）正电子匀速直线通过平行金属极板AB，需满足Bev=因为正电子的比荷是b，有E=联立解得：（2）当正电子越过分界线ef时恰好与分界线ef相切，正电子在匀强磁场区域I、II运动的时间最长。=2tT＝联立解得：（3）临界态1：正电子恰好越过分界线ef，需满足轨迹半径R1＝3d=m⑪联立解得：临界态2：沿A极板射入的正电子和沿B极板射入的电子恰好射到收集板同一点设正电子在磁场中运动的轨迹半径为R1有（R2﹣d）2+9d2＝=mBe=联立解得：解得：U的范围是：3B2d2b＜U＜