山西省大同市堡子灣中學2019-2020學年高三物理模擬試題含解析

山西省大同市堡子灣中學2019-2020學年高三物理模擬試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）圖2中a、b為兩根與紙面垂直的長直導線，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從兩導線連線中點O沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是A．向右

B．向左

C．向上

D．向下參考答案：A2.如圖，一個邊長為l的正方形虛線框內有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直，虛線框的對角線ba與導線框的一條邊垂直，ab的延長線平分導線框．在t=0時，使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導線框離開磁場區(qū)域．以i表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正．下列表示i﹣t關系的圖示中，可能正確的是（）A． B． C． D．參考答案：C【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；閉合電路的歐姆定律．【專題】壓軸題；電磁感應與電路結合．【分析】根據右手定則判斷感應電流的方向，根據切割磁感線的有效切割長度的變化得出電流的大小變化．【解答】解：A、從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應電流也逐漸拉增大，故A錯誤；B、從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時，切割磁感線有效長度不變，故感應電流不變，故B錯誤；C、當正方形線框下邊離開磁場，上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個過程中感應電動勢不相等，感應電流也不相等，故D錯誤，C正確．故選：C．3.圖所示，在光滑的水平面上寬度為L的區(qū)域內，有一豎直向下的勻強磁場?，F(xiàn)有一個邊長為a(a＜L)的正方形閉合線固以垂直于磁場邊界的初速度v0向右滑動，穿過磁場后速度剛好減為0，那么當線圈完全進入磁場時，其速度大小A.大于 B.等于C.小于 D.以上均有可能參考答案：B【詳解】通過導線的電荷量：，由于線框進入和穿出磁場過程，線圈磁通量的變化量相等，則進入和穿出磁場的兩個過程通過導線框橫截面積的電量q相等，由動量定理得，線框進入磁場過程：，線框離開磁場過程：，由于：則：，，解得：，A.大于，與計算結果不符，故A錯誤；B.等于，與計算結果結果一致，故B正確；C.小于，與計算結果不符，故C錯誤；

D.以上均有可能，不符合題意，故D錯誤。4.（多選題）暗物質是二十一世紀物理學之謎，對該問題的研究可能帶來一場物理學的革命．為了探測暗物質，我國在2015年12月17日成功發(fā)射了一顆被命名為“悟空”的暗物質探測衛(wèi)星．已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運動，經過時間t（t小于其運動周期），運動的弧長為s，與地球中心連線掃過的角度為β（弧度），引力常量為G，則下列說法中正確的是（）A．“悟空”的線速度小于第一宇宙速度B．“悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度C．“悟空”的環(huán)繞周期為D．“悟空”的質量為參考答案：ABC【考點】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系；萬有引力定律及其應用．【分析】已知該太空電站經過時間t（t小于太空電站運行的周期），它運動的弧長為s，它與地球中心連線掃過的角度為β（弧度），根據線速度和角速度定義可求得太空站的線速度和角速度，然后根據v=ωr可求得軌道半徑；根據萬有引力提供向心力求求得地球的質量．【解答】解：A、該太空電站經過時間t（t小于太空電站運行的周期），它運動的弧長為s，它與地球中心連線掃過的角度為β（弧度），則太空站運行的線速度為v=角速度為：ω=根據v=ωr得軌道半徑為：r==人類第一臺太空電站在地球的同步軌道上繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，則有：G=m，得v=，可知衛(wèi)星的軌道半徑越大，速率越小，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故“悟空”在軌道上運行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正確；B、由G=m得：加速度a=，則知“悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度．故B正確．C、“悟空”的環(huán)繞周期為T==，故C正確；D、“悟空”繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，即：G=mrω2，ω=聯(lián)立解得：地球的質量為M=，不能求出“悟空”的質量．故D錯誤；故選：ABC5.氫的同位素氕、氘、氚的原子核以同樣的速度垂直磁場方向在同一磁場中做勻速圓周運動，則

（）

A．它們的軌道半徑相等，運動周期相同

B．它們在磁場中受到的洛侖茲力相等，運動周期相等

C．氕核的軌道半徑最小，氚核的運動周期最大

D．氕核的軌道半徑最大，氘核的運動周期最大參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，在光滑水平面上，一絕緣細桿長為，兩端各固定著一個帶電小球，處于水平方向、場強為E的勻強電場中，兩小球帶電量分別為＋q和－q，輕桿可繞中點O自由轉動。在輕桿與電場線夾角為α時，忽略兩電荷間的相互作用，兩電荷受到的電場力對O點的力矩大小為___________，兩電荷具有的電勢能為___________。參考答案：qEdsinα；-qEdcosα解析：由力矩定義可得兩電荷受到的電場力對O點的力矩大小為qEdsinα；兩電荷具有的電勢能為-qEdcosα。7.根據玻爾原子結構理論，氦離子（）的能級圖如題12C-1圖所示。電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離___▲____（選填“近”或“遠”）。當大量處在n=4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有___▲____條。參考答案：近

6量子數(shù)越大，軌道越遠，電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離要近；處在n=4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有=6條。8.（6分）如果乘客在地鐵列車中能忍受的最大加速度是1.4m/s2，兩相鄰車站相距560m，則地鐵列車在這兩站行駛時間最少為_________s，這種情況下最大行駛速度為_________m/s。參考答案：40s，28m/s9.自行車的設計蘊含了許多物理知識，利用所學知識完成下表自行車的設計目的（從物理知識角度）車架用鋁合金、鈦合金代替鋼架減輕車重車胎變寬

自行車后輪外胎上的花紋

參考答案：減小壓強（提高穩(wěn)定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：車胎變寬能夠增大輪胎與地面的接觸面積，提高穩(wěn)定性，減小壓強，有利于行車安全；自行車后輪外胎上的花紋，增大摩擦，防止打滑。10.光電門傳感器也是一種研究物體運動情況的計時儀器，現(xiàn)利用圖甲所示裝置設計一個“驗證物體產生的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NO是水平桌面，PO是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門。小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門連接數(shù)據采集器，并把數(shù)據采集器和計算機連接，打開軟件。①已知窄片的寬度為d（L遠大于d），計算機顯示的光電門1、2的擋光時間分別為t1、t2。②用米尺測量光電門間距為L，則小車的加速度表達式a=

(各量均用①②里的字母表示)。

③該實驗把砂和砂桶m拉車的力當作小車的合力。由于所用導軌摩擦力較大，必須平衡摩擦力，方法是

。④該實驗中，讓小車質量M不變時，探究a與F關系，使用的探究方法是______________。有位同學通過測量，作出a—F圖線,如圖乙中的實線所示。試分析：乙圖線不通過坐標原點的原因是

；乙圖線上部彎曲的原因是

；參考答案：．a=(d2/t22-d2/t12)/2L；調出一個合適的斜面；控制變量法；木板夾角過大；m<<M的條件未能很好滿足；11.在光電效應試驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h。參考答案：12.(5分)平衡下列核反應方程式：（1）______________，_________________。（2）______________參考答案：答案：（1）5，10

（2）13.（選修3-5）（4分）有關熱輻射和光的本性，請完成下列填空題黑體輻射的規(guī)律不能用經典電磁學理論來解釋，1900年德國物理學家普朗克認為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為_________.1905年愛因斯坦從此得到啟發(fā)，提出了光子的觀點，認為光子是組成光的最小能量單位，光子的能量表達式為_________，并成功解釋了__________________現(xiàn)象中有關極限頻率、最大初動能等規(guī)律，寫出了著名的______________方程，并因此獲得諾貝爾物理學獎。參考答案：

答案：能量子

光電效應

光電效應方程（或）三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學在利用“插針法”測定一塊紅色直角三角形玻璃磚的折射率時發(fā)現(xiàn)，由于玻璃的顏色較深，在另一側很難觀測到對側所插的針.他想到可以用實驗室的紅色激光器來完成實驗.如圖所示，他在木板上固定好白紙，放好玻璃磚，正確作出了界面MN、MP、NP，然后讓很細的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射.（1）由于激光很強，不能用眼睛直接觀測，該同學通過在木板上插入被激光照亮的針來確定激光光路，正確的插針順序應是（

）A.P1、P2、P3、P4

B.P4、P3、P2、P1C.P1、P3、P2、P4

D.P4、P2、P3、P1（2）若P1P2與MN垂直，用量角器量得圖中的，，則玻璃的折射率約為（

）A.1.41

B.1.73

C.1.22

D.1.58（3）若激光器正常發(fā)光，該同學發(fā)現(xiàn)在MP一側始終找不到出射光線，則可能的原因是

.（4）若該同學在MP一側沒有找到出射光線，但在NP一側找到了出射光線，并用“插針法”確定了激光在MN一側的入射光線和NP一側的出射光線，如果入射光線與MN相垂直，則測量后

他

計算出玻璃的折射率（填“能”或“不能”）.參考答案：（1）A；（2）C；（3）激光在MP界面上發(fā)生了全反射；（4）能15.某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一寬度為d的遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據后與計算機相連。滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。①實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的_______（選填“＞”、“＝”或“＜”）時，說明氣墊導軌已經水平。②滑塊P用細線跨過定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到如圖乙所示圖像，若、、d和m已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出的物理量是_______和_______。參考答案：①

=；②滑塊質量，兩光電傳感器間距離.①如果遮光條通過光電門的時間相等，則說明遮光條做勻速運動，即說明氣墊導軌已經水平．②要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，就應該去求出動能的增加量和重力勢能的減小量，光電傳感器測量瞬時速度是實驗中常用的方法，由于光電門的寬度很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度，進而可得滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動能的增加量，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)的重力勢能的減小量△Ep=mgL，所以還應測出滑塊質量M，兩光電傳感器間的距離L．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.最近一個階段我國中東部一些地區(qū)空氣污染嚴重，出現(xiàn)了持續(xù)的霧霾天氣。一位同學受桶裝純凈水的啟發(fā)，提出用桶裝的凈化壓縮空氣供氣，設每人1min呼吸16次，每次吸入1atm的凈化空氣500mL，而每個桶能裝10atm的凈化空氣20L，假定這些空氣可以全部被使用，設溫度不變，估算一下每人每天需要多少桶凈化空氣。參考答案：58桶每人每天吸入1atm的凈化空氣的體積為

（4分）

由玻意耳定律可知，每桶10atm的凈化空氣轉化為1atm的體積為

L

(4分）故每人每天需要凈化空氣的桶數(shù)為

（2分）17.節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力來源的汽車。有一質量m=1000kg的混合動力轎車，在平直公路上以v1=90km/h的速度勻速行駛，發(fā)動機的輸出功率為P=50KW。當駕駛員看到前方有80km/h的限速標志時，保持發(fā)動機功率不變，立即啟動利用電磁阻止尼帶動的發(fā)電機工作給電池充電，使轎車做減速運動，運動L=72m后，速度變?yōu)関2=72km/h。此過程中發(fā)動機功率的用于轎車的牽引，用于供給發(fā)電機工作，發(fā)動機輸送給發(fā)電機的能量最后有50%轉化為電池的電能，假設轎車在上述運動過程中所受阻力保持不變。求：

（1）轎車以90km/h的速度在平直公路上勻速行駛時，所受阻力的大??；

（2）轎車的速度從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能電；

（3）轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運動的距離L′。參考答案：18.在平面直角坐標系內有P1（）、P2（）、P3（）、P4（），其平面內x≤12.5m的區(qū)域有平行XOY平面的勻強電場，12.5m≤x≤12.5