山西省大同市堡子湾中学2019-2020学年高三物理模拟试题含解析

山西省大同市堡子湾中学2019-2020学年高三物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）图2中a、b为两根与纸面垂直的长直导线，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从两导线连线中点O沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是A．向右

B．向左

C．向上

D．向下参考答案：A2.如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，虚线框的对角线ba与导线框的一条边垂直，ab的延长线平分导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i﹣t关系的图示中，可能正确的是（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．【专题】压轴题；电磁感应与电路结合．【分析】根据右手定则判断感应电流的方向，根据切割磁感线的有效切割长度的变化得出电流的大小变化．【解答】解：A、从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，故A错误；B、从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，故B错误；C、当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，故D错误，C正确．故选：C．3.图所示，在光滑的水平面上宽度为L的区域内，有一竖直向下的匀强磁场。现有一个边长为a(a＜L)的正方形闭合线固以垂直于磁场边界的初速度v0向右滑动，穿过磁场后速度刚好减为0，那么当线圈完全进入磁场时，其速度大小A.大于 B.等于C.小于 D.以上均有可能参考答案：B【详解】通过导线的电荷量：，由于线框进入和穿出磁场过程，线圈磁通量的变化量相等，则进入和穿出磁场的两个过程通过导线框横截面积的电量q相等，由动量定理得，线框进入磁场过程：，线框离开磁场过程：，由于：则：，，解得：，A.大于，与计算结果不符，故A错误；B.等于，与计算结果结果一致，故B正确；C.小于，与计算结果不符，故C错误；

D.以上均有可能，不符合题意，故D错误。4.（多选题）暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命．为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星．已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（）A．“悟空”的线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卫星的向心加速度C．“悟空”的环绕周期为D．“悟空”的质量为参考答案：ABC【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】已知该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），根据线速度和角速度定义可求得太空站的线速度和角速度，然后根据v=ωr可求得轨道半径；根据万有引力提供向心力求求得地球的质量．【解答】解：A、该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），则太空站运行的线速度为v=角速度为：ω=根据v=ωr得轨道半径为：r==人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：G=m，得v=，可知卫星的轨道半径越大，速率越小，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故“悟空”在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确；B、由G=m得：加速度a=，则知“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度．故B正确．C、“悟空”的环绕周期为T==，故C正确；D、“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：G=mrω2，ω=联立解得：地球的质量为M=，不能求出“悟空”的质量．故D错误；故选：ABC5.氢的同位素氕、氘、氚的原子核以同样的速度垂直磁场方向在同一磁场中做匀速圆周运动，则

（）

A．它们的轨道半径相等，运动周期相同

B．它们在磁场中受到的洛仑兹力相等，运动周期相等

C．氕核的轨道半径最小，氚核的运动周期最大

D．氕核的轨道半径最大，氘核的运动周期最大参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。参考答案：qEdsinα；-qEdcosα解析：由力矩定义可得两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为qEdsinα；两电荷具有的电势能为-qEdcosα。7.根据玻尔原子结构理论，氦离子（）的能级图如题12C-1图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离___▲____（选填“近”或“远”）。当大量处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有___▲____条。参考答案：近

6量子数越大，轨道越远，电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离要近；处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有=6条。8.（6分）如果乘客在地铁列车中能忍受的最大加速度是1.4m/s2，两相邻车站相距560m，则地铁列车在这两站行驶时间最少为_________s，这种情况下最大行驶速度为_________m/s。参考答案：40s，28m/s9.自行车的设计蕴含了许多物理知识，利用所学知识完成下表自行车的设计目的（从物理知识角度）车架用铝合金、钛合金代替钢架减轻车重车胎变宽

自行车后轮外胎上的花纹

参考答案：减小压强（提高稳定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：车胎变宽能够增大轮胎与地面的接触面积，提高稳定性，减小压强，有利于行车安全；自行车后轮外胎上的花纹，增大摩擦，防止打滑。10.光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器，现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NO是水平桌面，PO是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门。小车上固定着用于挡光的窄片，让小车从木板的顶端滑下，光电门连接数据采集器，并把数据采集器和计算机连接，打开软件。①已知窄片的宽度为d（L远大于d），计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2。②用米尺测量光电门间距为L，则小车的加速度表达式a=

(各量均用①②里的字母表示)。

③该实验把砂和砂桶m拉车的力当作小车的合力。由于所用导轨摩擦力较大，必须平衡摩擦力，方法是

。④该实验中，让小车质量M不变时，探究a与F关系，使用的探究方法是______________。有位同学通过测量，作出a—F图线,如图乙中的实线所示。试分析：乙图线不通过坐标原点的原因是

；乙图线上部弯曲的原因是

；参考答案：．a=(d2/t22-d2/t12)/2L；调出一个合适的斜面；控制变量法；木板夹角过大；m<<M的条件未能很好满足；11.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h。参考答案：12.(5分)平衡下列核反应方程式：（1）______________，_________________。（2）______________参考答案：答案：（1）5，10

（2）13.（选修3-5）（4分）有关热辐射和光的本性，请完成下列填空题黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为_________.1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为_________，并成功解释了__________________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的______________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖。参考答案：

答案：能量子

光电效应

光电效应方程（或）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针.他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验.如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射.（1）由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，正确的插针顺序应是（

）A.P1、P2、P3、P4

B.P4、P3、P2、P1C.P1、P3、P2、P4

D.P4、P2、P3、P1（2）若P1P2与MN垂直，用量角器量得图中的，，则玻璃的折射率约为（

）A.1.41

B.1.73

C.1.22

D.1.58（3）若激光器正常发光，该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线，则可能的原因是

.（4）若该同学在MP一侧没有找到出射光线，但在NP一侧找到了出射光线，并用“插针法”确定了激光在MN一侧的入射光线和NP一侧的出射光线，如果入射光线与MN相垂直，则测量后

他

计算出玻璃的折射率（填“能”或“不能”）.参考答案：（1）A；（2）C；（3）激光在MP界面上发生了全反射；（4）能15.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的_______（选填“＞”、“＝”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到如图乙所示图像，若、、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是_______和_______。参考答案：①

=；②滑块质量，两光电传感器间距离.①如果遮光条通过光电门的时间相等，则说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．②要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电传感器测量瞬时速度是实验中常用的方法，由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，进而可得滑块和砝码组成的系统动能的增加量，滑块和砝码组成的系统的重力势能的减小量△Ep=mgL，所以还应测出滑块质量M，两光电传感器间的距离L．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.最近一个阶段我国中东部一些地区空气污染严重，出现了持续的雾霾天气。一位同学受桶装纯净水的启发，提出用桶装的净化压缩空气供气，设每人1min呼吸16次，每次吸入1atm的净化空气500mL，而每个桶能装10atm的净化空气20L，假定这些空气可以全部被使用，设温度不变，估算一下每人每天需要多少桶净化空气。参考答案：58桶每人每天吸入1atm的净化空气的体积为

（4分）

由玻意耳定律可知，每桶10atm的净化空气转化为1atm的体积为

L

(4分）故每人每天需要净化空气的桶数为

（2分）17.节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h的速度匀速行驶，发动机的输出功率为P=50KW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻止尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能，假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求：

（1）轿车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，所受阻力的大小；

（2）轿车的速度从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能电；

（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L′。参考答案：18.在平面直角坐标系内有P1（）、P2（）、P3（）、P4（），其平面内x≤12.5m的区域有平行XOY平面的匀强电场，12.5m≤x≤12.5