2020年天津市部分区高考物理二模试卷 (含答案解析)

2020年天津市部分区高考物理二模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共25.0分）

1. 下列说法正确的是( )

A. 所有元素都可以发生衰变

B. 放射性原子核 92238𝑈衰变为原子核 88226𝑅𝑎，需要经2次𝛼衰变和3次𝛽衰变

C. 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加

D. 原子核的核子越多，它的结合能就越高，比结合能也越大

2. 如图所示的气缸中封闭着一定质量的理想气体，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，活塞和气缸都导热，活塞与气缸间无摩擦，原先重物和活塞均处于平衡状态，因温度下降使气缸中气体做等压变化，下列说法正确的是( )

A. 重物上升，气体放出热量 B. 重物上升，气体吸收热量

C. 重物下降，气体放出热量 D. 重物下降，气体吸收热量

3. 我国相继成功发射的“实践卫星二十号”和“通信技术试验卫星五号”都属于地球静止轨道卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动。则两颗卫星在轨运行的( )

A. 线速度等于第−宇宙速度 B. 动能一定相等

C. 向心力大小一定相等 D. 向心加速度大小一定相等

4. 两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为𝛼、𝛽，已知𝛼<𝛽，M、m均处于静止状态。则( )

A. 水平面一定是粗糙的

B. 水平面可能是光滑的

C. OA绳的拉力大于OB绳的拉力

D. OA绳的拉力等于OB绳的拉力

5. 如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为𝑃𝑅，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示．则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是( )

A. 𝑈2变大 B. 𝑃𝑅增大 C. 𝑈4变大 D. 𝐼1变小

二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）

6. 如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束𝑐.下列说法中正确的是( )

A. 从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角

B. 玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率

C. 经同一双缝所得干涉条纹，a光条纹宽度小于b光条纹宽度

D. 在玻璃中，a光的速度大于b光的速度

7. a、b是电场线上的两点，相距为d，如图所示，设a点场强为E，则( )

A. a的场强一定大于b的场强

B. a的电势一定大于b的电势

C. 正点电荷从a运动到b，电场力一定做正功

D. a、b两点间的电势差一定等于Ed

8. 一列简谐横波在𝑡=0时的波形图如图所示．介质屮原点O处的质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为𝑦=10𝑠𝑖𝑛(5𝜋𝑡)𝑐𝑚关于这列简谐波，下列说法正确的是( )

A. 周期为0.4𝑠

B. 振幅为20cm

C. 传播速度为0.25𝑚/𝑠

D. 传播方向沿x轴负方向

E. 𝑡=0.2𝑠时，𝑥=2𝑚处的质点速度最大，方向沿x轴正方向

三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

9. 在做“研究匀变速直线运动”的实验中，取下一段如图所示的纸带研究运动情况．设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，相邻两计数点间的时间间隔为0.1𝑠，若物体做理想的匀加速直线运动，则打计数点B时物体的瞬时速度为______𝑚/𝑠，物体的加速度为______𝑚/𝑠2，打计数点O时物体的瞬时速度为______𝑚/𝑠 (保留二位有效数字)．

10. 实验要求将一内阻未知的毫安表头改装成量程为3 𝑉的电压表。提供的器材有：待改装的毫安表头：满偏电流为3 𝑚𝐴，内阻约为300 𝛺；电阻箱𝑅0：最大可调电阻为999.9 𝛺；标准电压表：量程为2 𝑉；滑动变阻器R：0～10 𝛺；电源E：电动势为3 𝑉，内阻很小；开关S；导线若干。

(1)改装过程如下，请完善实验步骤：

①按实验要求完成图所示实物图的连线；

②将滑动变阻器的滑片调至________端(填“a”或“b”)，并将电阻箱𝑅0的阻值调至最大；

③合上开关；

④调节滑动变阻器的滑片，使标准电压表读数为2 𝑉；

⑤调节电阻箱𝑅0的阻值，使毫安表指针接近2 𝑚𝐴，此时标准电压表的读数会________(填“变大”、“变小”或“不变”)；

⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电压表的读数为________，同时毫安表指针指在________刻度处。 (2)完成全部实验步骤后，电阻箱的读数为700.5 𝛺，由此可知毫安表头的内阻为________。

四、计算题（本大题共3小题，共48.0分）

11. 如图所示，质量为m的小球自由下落d后，沿竖直面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的14光滑圆弧，BC是直径为d的粗糙半圆弧(𝐵是轨道的最低点).小球恰好能运动到C点，重力加速度为𝑔.求：

(1)小球在AB圆弧上运动到B处时对轨道的压力大小；

(2)小球在BC圆弧上运动过程中，摩擦力对小球做的功．

12. 在电子技术中，科研人员经常通过在适当的区域施加磁场或电场束控制带电粒子的运动。如图所示，位于M板处的粒子源不断产生质量为m、电荷量为q的粒子，粒子经小孔𝑆1不断飘入电压为U的加速电场，其初速度可视为零；然后经过小孔𝑆2射出后沿x轴方向从坐标原点O垂直于磁场方向进入x轴上方(含x轴正半轴)的有界匀强磁场控制区，磁场的磁感应强度为𝐵.，粒子发生270°偏转后离开磁场竖直向下打在水平放置的荧光屏上，已知N板到y轴、荧光屏到x轴的距离均为L，不考虑粒子重力及粒子间的相互作用。

(1)求粒子在磁场中运动半径的大小；

(2)求粒子从N板射出到打在荧光屏上所需的时间；

13. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距为L，与水平面的夹角为𝜃，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向垂直于导轨平面上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向垂直于导轨平面向下，当导体棒EF以初速度𝑣0沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上。若已知两导体棒质量均为m、电阻均为R，导体棒EF上滑的最大位移为S，导轨电阻不计，空气阻力不计，重力加速度为g，试求在导体棒EF上滑的整个过程中：

(1)导体棒MN受到的最大摩擦力；

(2)通过导体棒MN的电量；

(3)导体棒MN产生的焦耳热。

-------- 答案与解析 --------

1.答案：C

解析：

根据电荷数守恒、质量数守恒确𝛼衰变和𝛽衰变的次数；比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。用于表示原子核结合松紧程度；结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量。自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能。

解决本题的关键知道衰变的实质，知道在衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒，注意结合能与比结合能的区别。

A.并不是所有元素都可以发生衰变，原子序数越大越容易发生衰变，故A错误；

B.设92238𝑈经过x次𝛼衰变和y次𝛽衰变后变为88226𝑅𝑎，据核电荷数守恒和质量数守恒可得238=226+4𝑥、92=88+2𝑥−𝑦，解得𝑥=3、𝑦=2，即放射性原子核92238𝑈经过3次𝛼衰变和2次𝛽衰变后，变为原子核88226𝑅𝑎，故B错误；

C.原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加，吸收的能量为，故C正确；

D.结合能等于比结合能乘以核子数，所以结合能高的原子核，比结合能不一定大，故D错误。

故选C。

2.答案：A

解析：

气体压强不变，温度降低，因此体积将减小，然后根据热力学第一定律即可正确判断气体的吸放热情况．

考查了气态方程与热力学第一定律的综合应用，要会根据气体状态参量的变化判断气体吸放热情况．

气缸内气体压强不变，根据理想气体状态方程可知：温度降低，因此体积将减小，一定质量理想气体的内能由温度决定，温度降低，其内能减小，根据△𝑈=𝑊+𝑄可知，体积减小，外界对气体做功，因此将放出热量，故BCD错误，A正确．

故选A． 3.答案：D

解析：解：地球静止轨道卫星为地球同步卫星，同步卫星的周期与地球自转周期相等，具有相同的轨道半径，

根据万有引力提供向心力可知，𝐺𝑀𝑚𝑟2=𝑚𝑣2𝑟=𝑚𝑎，解得线速度：𝑣=√𝐺𝑀𝑟，加速度：𝑎=𝐺𝑀𝑟2，

A、第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，同步卫星的轨道半径比近地卫星的轨道半径大，则线速度比近地卫星的运行速度小，则同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；

B、两颗卫星的质量未知，动能无法比较，故B错误；

C、向心力：𝐹=𝐺𝑀𝑚𝑟2，同理，两颗卫星的质量未知，向心力无法比较，故C错误；

D、两颗卫星的轨道半径相同，向心加速度大小一定相等，故D正确。

故选：D。

地球静止轨道卫星即地球同步卫星，同步卫星具有相同的周期、角速度和轨道半径。

第一宇宙速度是卫星最大的运行速度。

两颗卫星的质量未知，无法比较动能和向心力。

两颗卫星轨道半径相等，向心加速度大小相等。

此题考查了人造卫星的相关知识，解题的关键是明确万有引力提供向心力，找出线速度、向心加速度与轨道半径的关系，了解地球静止轨道卫星为同步卫星。

4.答案：A

解析：解：C、D、对结点O受力分析如图：

把𝐹1和𝐹2分别分解到水平方向和竖直方向。 沿水平方向列方程：

𝐹1𝑐𝑜𝑠𝛼=𝐹2𝑐𝑜𝑠𝛽…①

沿竖直方向列方程：

𝐹1𝑠𝑖𝑛𝛼+𝐹2𝑠𝑖𝑛𝛽=𝑀𝑔…②

由于𝛼<𝛽，可得得：𝐹1<𝐹2

即绳子OA的拉力小于OB的拉力。故C错误，D错误；

A、B、对m受力分析：m受到重力。支持力和两边绳子的拉力，由于绳子OA的拉力小于OB的拉力，所以m要处于平衡状态，则必定受到向左的摩擦力，所以水平面一定是粗糙的，故A正确，B错误

故选：A。

对结点O受力分析，再沿水平方向对正交分解，然后利用平衡条件求出AO、BO绳的张力𝐹1和𝐹2.对m受力分析，两绳对m的拉力为水平向左的𝐹1，水平向右的𝐹2，有平衡条件知𝐹1和𝐹2的差就等于m受到的摩擦力的大小。

本题综合了受力分析、正交分解、平衡条件应用等内容。解题过程中要注意研究对象选取，正确选取研究对象是解决此类问题的关键，该题难度中等。

5.答案：B

解析：

解析：当用电器增多时，用户消耗的功率增大，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化．升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和．变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比．

解决本题的关键知道：

1、输送功率与输送电压、电流的关系；

2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；

3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；

4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系．

A、由于输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，故𝑈2不变，故A错误；