2019届天津市南开区高三下学期第二次模拟考试物理试卷（解析版）

2018-2019学年度第二学期南开区髙三年级模拟考试（二）物理第Ⅰ卷一、单项选择题（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.下列有关光现象的说法正确的是（   ）A. 在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的全反射现象B. 光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄D. 光的偏振现象说明光是一种纵波【答案】B【解析】【详解】A项：光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉，不同色光干涉条纹的间距不同，从而形成彩色花纹，所以这是光的干涉现象，故A错误；B项：光导纤维是利用光的全反射现象制成的，根据全反射的条件可知：光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B正确；C项：在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，入射光的波长变长，由公式可知，则条纹间距变完，故C错误；D项：偏振是横波的特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误。 2.已知氦离子（He+）的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知A. 氦离子（He+）从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子的频率低B. 大量处在n=3能级的氦离子（He+）向低能级跃迁，只能发出2种不同频率的光子C. 氦离子（He+）处于n=1能级时，能吸收45eV的能量跃迁到n=2能级D. 氦离子（He+）从n=4能级跃迁到n=3能级，需要吸收能量【答案】A【解析】试题分析：氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，而从低能级态向高能级跃迁的过程中吸收能量，且吸收（放出的能量）满足能级的差值，即ΔE=EM-EN（M）N）。故CD错；大量的氦离子从高能级向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类满足组合规律即CN2，故B错；考点：能级跃迁相关的知识点；  3.如图所示，质量均为ma、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，己知重力加速度为g，下列说法正确的是（   ）A. a物体对水平挡板的压力大小可能为B. a物体所受摩擦力的大小为FC. b物体所受摩擦力的大小为FD. 弹簧对b物体的弹力大小可能为mg【答案】C【解析】【详解】在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，则物体b受到接触面的静摩擦力，大小f=F； 因此它们之间一定存在弹力，则弹簧的弹力大于物体b的重力，由整体法可知，a物体对水平面的压力大小大于为2mg，故AD错误，C正确；根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的趋势，故没有摩擦力，故B错误。  4.2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射升空，运送两名宇航员前往在轨运行的“天宫二号”空间实验室进行科学实验。“神舟十一号”与‘天宫二号“的对接变轨过程如图所示，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴。“神舟十一号”从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的“天宫二号”实施对接。下列说法正确的是（   ）A. “神舟十一号”在变轨过程中机械能不变B. 可让“神舟十一号”先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶“天宫二号”实现对接C. “神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大D. “神舟十一号”在轨道Ⅱ上经过C点的速率比在轨道Ⅲ上经过C点的速率大【答案】C【解析】【详解】A项：神舟十一号”在变轨过程中需要向外喷出气体而加速，对飞船做功，所以机械能将发生变化，故A错误；B项：若“神舟十一号”与“天宫二号”同轨，加速会做离心运动，不会对接，故B错误；C项：结合牛顿第二定律和开普勒第三定律，可以将椭圆轨道的平均速率与半径等于 的圆轨道类比，根据 可知，“神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大，故C正确；D项：“神舟十一号”在轨道Ⅱ上经过C点要点火加速做离心运动到轨道Ⅲ上，所以“神舟十一号”在轨道Ⅱ上经过C点速率比在轨道Ⅲ上经过C点的速率小，故D错误。  5.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是　A. 液滴将向下加速运动B. M点电势升高,液滴在M点的电势能将增大C. M点的电场强度变小了D. 在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同【答案】D【解析】AC、极板始终与电源连接，电压不变，由可知d减小电场强度E增大，电场力增大，粒子向上加速运动，故AC错误；B、b点电势为零， ，场强增大，M点电势升高，液滴电场力方向向上，所以液滴带负电，液滴在M点电势能降低，故B错误；D、在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，由于电压相同，电场力做功qU相同，故D正确；故选D。【点睛】极板始终与电源连接，电压不变，由可知d减小电场强度E增大，电场力增大，粒子向上加速运动；判断某一点电势高低必须找一个参考点，就是接地点或零势点，明确电势差与电势的关系。  二、不定项选择题（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3分，选错或不答的得0分。）6.2008年冬天的冻雨使我国部分地区高压输电线因结冰而损毁严重。为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了利用电流的热效应除冰的融冰思路：若在正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（    ）A. 输电电流为3I B. 输电电流为9I C. 输电电压为3U D. 输电电压为【答案】AD【解析】【详解】高压线上的热耗功率：，若热耗功率变为9P，则，解得：，又输送功率不变，由，解得：，故AD正确。 7.如图所示，A、B和O位于同一条直线上，波源O产生的横波沿该直线向左、右两侧传播，波速均为v。当波源起振后经过时间，A点起振，再经过时间，B点起振，此后A、B两点的振动方向始终相反，则下列说法中正确的是（   ）A. A，B两点的起振方向相同B. 波源周期的最大值为C. 该列横波的波长为（）D. A，B两点到O点的距离之差一定为半波长的奇数倍【答案】AC【解析】质点的起振方向与振源相同，A正确；A、B两点的振动方向始终相反，则波源周期的最大值为2∆t2，B错误；，可得该列横波的波长为（n=0,1,2,……），C正确；A、B两点的振动方向始终相反，是OB、OA间的距离差为半波长的奇数倍，但A、B两点之间的距离可以为半波长的整数倍，D错误。  8.飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机翼所在平面向上，当飞机在空中盘旋时机翼倾斜（如图所示），以保证重力和机翼升力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成角，飞行周期为T。则下列说法正确的是（   ）A. 若飞行速率v不变，增大，则半径R增大B. 若飞行速率v不变，增大，则周期T增大C. 若不变，飞行速率v增大，则半径R增大D. 若飞行速率v增大，增大，则周期T可能不变【答案】CD【解析】【详解】对飞机进行受力分析，如图所示，根据重力和机翼升力的合力提供向心力，得，解得：，。A项：若飞行速率v不变，θ增大，由知，R减小，故A错误；B项：若飞行速率v不变，θ增大，由知T减小，故B错误；C项：若θ不变，飞行速率v增大，由知，R增大，故C正确；D项：若θ不变，飞行速率v增大，R的变化不能确定，则周期T可能不变，故D正确。  第Ⅱ卷9.高空作业须系安全带。如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带刚对人产生作用力前人下落的距离为h（可视为自由落体运动），重力加速度为g，设竖直向上为正方向，则此过程人的动量变化量为______。此后经历时间t安全带达到最大伸长量，若在此过程中安全带作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为_____。【答案】    (1).     (2). 【解析】【详解】下落距离时的速度为：，所以动量变化为：；对自由落体运动，有：，解得：，规定向下为正方向，对运动的全程，根据动量定理，有：，解得：。 10.①在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_____A．须选用密度和直径都较小的摆球B．须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．计时起、终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间②某同学在野外做“用单摆测定重力加速度”的实验时，由于没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的石块代替摆球，如上图所示。操作时，他用刻度尺测量摆线OM的长度L作为摆长，测出n次全振动的总时间由到周期T，求出重力加速度，这样得到的重力加速度的测量值比真实值_____（填“大”或“小”）。为了克服摆长无法准确测量的困难，该同学将摆线长度缩短为，重复上面的实验，得出周期，由此他得到了较精确的重力加速度值g=_____。【答案】    (1). BC    (2). 小    (3). 【解析】【详解】(1) A、为减小空气阻力对实验的影响，从而减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径都较小的摆球，故A错误；B、为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故B正确；C、实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故C正确；D、测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为最低位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差，引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误；(2) 根据单摆的周期公式得：，该同学用OM的长L作为摆长，摆长偏小，根据上述表达式得知，g的测量值偏小，设摆线的结点到大理石质心的距离为r，则根据单摆的周期公式得：，而，联立解得：。 11.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“2.5V，0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材：直流电源（电动势3.0V，内阻不计）电流表（量程3A，内阻约0.1Ω）电流表（量程600mA，内阻约5Ω）电压表（量程3V，内阻约3Ω）电压表（量程15V，内阻约15kΩ）滑动变阻器（阻值0～10Ω，额定电流1A）滑动变阻器（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）①在该实验中，电流表应选择_____，电压表应选择_____，滑动变阻器应选择_____。②为了减小实验误差，应选择以下哪个实验电路进行实验______。            ③下表是某同学在实验中测出的数据，该同学根据表格中的数据在方格纸上己画出除了第6组数据的对应点，请你在图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。（    ） 12345678910111213I（A）00.100.130.150.160.180.190.200.230.250.270.280.30U（V）00.100.200.300.400.600.801.001.401.802.002.202.50 ④实验中，如果把这个小灯泡和一个阻值为9Ω的定值电阻串联在电动势为3V、内阻为1Ω的直流电源上。则小灯泡消耗的实际功率约为_____W。【答案】① A2；V1；R1；② C； ③如图所示；④0．20±0．02W。【解析】试题分析：①由于该实验需要测量“2．5V，0．3A”的小灯泡的伏安特性曲线，故通过小灯光的电流约为0．3A，故需要用量程为600mA的电流表A2即可；电压表选用量程为3V的V1即可；该实验需要的电压要从0开始调起，故供电部分要用分压式电路，滑动变阻器选用阻值较小的R1即可；②由于小灯泡的电阻较小，故测量时采用电流表外接会减小误差，共电电路采用分压式连接，故采用C电路实验；③描出该点，并用平滑的曲互将各点连接起来即可；④小灯泡相当于与一个电动势为3V，内阻为10Ω的电阻连接，我们可以在小灯泡的伏安特性曲线的图中再做出该电源的伏安特性直线，如图所示，则两个图线相交的位置就是电路中的电压和电流，即灯泡的两端电压为1．0V，电流为为，0．2A，故小灯泡消耗的实际功率约为0．2W。考点：描绘小灯泡的伏安特性曲线。 12.质量的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力。当小车向右运动速度达到时，在小车的右端轻放一质量的小物块，物块与小车间的动摩擦因数，假定小车足够长，。求：（1）小物块从放在车上开始经过多长时间与小车具有相同的速度及此时的速度大小；（2）从小物块放在车上开始经过摩擦力对小物块所做的功。【答案】（1）2s；4m/s；（2）23.04J【解析】【详解】(1) 根据牛顿第二定律得：对物块：，解得：对小车：，解得：设经过t1时间物块与小车速度相等，则有：，代入数据解得：，共同的速度为：；(2) t1物块位移：，t1时刻物块速度：，t1后M，m有相同的加速度，对M，m 整体有：F=（M+m）a3，解得：，物体受到的摩擦力为：，此过程运动1s的位移为：，所以摩擦力做的功为：。  13.喷墨打印机的部分结构可简化为如图所示的装置。两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上，两板之间的右侧、长度为3d的区域还存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。喷墨打印机的喷口可在两板左侧上下自由移动，并且从喷口连续不断喷出质量均为m、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴。调节电源电压至U，使墨滴在两板之间左侧的电场区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动。重力加速度为g。（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；（2）要使墨滴不从两板间射出，求墨滴的入射速率应满足的条件。【答案】（1）墨滴带负电；；（2）【解析】【详解】(1) 墨滴在电场左侧区域做匀速直线运动，有： 解得：，由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知墨滴带负电荷；(2) 墨滴进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力： 从上极板边缘射进的墨滴最容易从两板间射出，只要这个墨滴没有射出，其他墨滴就都不会射出．若墨滴刚好由极板左侧射出，则有：，联立解得：，同理，墨滴刚好从极板右侧射出，有：，解得： 可见，要使墨滴不会从两极间射出，速率应该满足： 。  14.如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车厢的底板上，平行车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN。缓冲车的底部还装有电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设缓冲车以速度与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道间的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计。求：（1）缓冲车缓冲过程最大加速度的大小；（2）若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，则此过程线圈abcd中通过的电量q和产生的焦耳热Q；（3）若缓冲车以某一速度（未知）与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，缓冲车厢所受最大水平磁场力为。缓冲车在滑块K停下后，其速度v随位移x的变化规律满足：。要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障碍物C碰撞前，导轨右端QN与滑块K的cd边的距离至少多大。【答案】（1）；（2）；；（3）【解析】【详解】(1) 缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v0，线圈中产生的感应电动势最大，则有，电流为：安培力为： 加速度为： 联立解得：；(2) 由法拉第电磁感应定律得:，其中 由欧姆定律得：，又代入整理得：此过程线圈abcd中通过的电量，由功能关系得：线圈产生焦耳热为；(3) 若缓冲车以某一速度与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为，线圈中产生的感应电动势线圈中感应电流为 线圈ab边受到的安培力F=Nbil依题意有F=Fm．解得， 由题意知， 当时，解得：。