天津高三二模物理试题及答案

河西区2015-2016学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二）
理科综合试卷（物理部分）
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．（2015•广州校级三模）在下列四个方程中X1、X2、X3、X4各代表某种粒子，以下判断正确的是（）
（1）U+n→Sr+Xe+3X1
（2）H+X2→He+n
（3）U→Th+X3
（4）Mg+He→Al+X4．
A．X1是电子B．X2是质子C．X3是α粒子D．X4是氘核
2．A与B是两束平行的单色光，它们从空气射入水中的折射角分别为βA、βB，若βA>βB,则下列说法正确的是（）
A．在空气中A的波长大于B的波长
B．A光产生的干涉条纹间距小于B光产生的干涉条纹间距
C．A光的能量大于B光的能量
D．A光产生光电效应的可能性大于B光产生光电效应的可能性
3．（2006•广州模拟）一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示．在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）
A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小
B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大
C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越大
D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小
4．（2008秋•苍山县期末）如图所示，两根平行的长直导线a和b中通有大小相等、方向相反的电流，此时导线a受到的磁场力大小为F1，当再加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为F2，若把所加的匀强磁场反向，则此时导b受到的磁场力大小变为（）
A．F2 B．F1﹣F2C．F1+F2D．2F1﹣F2
5.（2015•广州一模）如图所示，点电荷Q形成的电场中有A，B两点，已知A的电势为﹣15V，B点的电势为﹣20V，则（）
A．点电荷Q带正电
B．A点的电场强度比B点的大
C．A、B两点的电势差U AB=5V
D．检验电荷+q在A点时具有的电势能比在B点时的小
二．选择题（每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。

全部选对得6分，选对但不全得3分，选错或不答的得0分。

）
6．（2001•江西）如图所示，在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波，波速为3.0m/s，频率为2.5HZ，振幅为4.0×10﹣2m．已知t=0时刻P点质元的位移为y=4.0×10﹣2m，Q点在P点右方0.9m处，速度沿y轴正向．下列判断准确的是（）
A．在t=0时，Q点的质元位移为y=﹣4.0×10﹣2m
B．在t=0时，Q点的质元处于平衡位置
C．该波传播的速度方向是沿x轴正方向
D．该波传播的速度方向是沿x轴负方向
7．（2013•蓟县校级模拟）如图轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成，一个小滑块从距轨道最低点B为h 的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦．则（）
A．若滑块能通过圆轨道最高点D，h最小为2.5R
B．若h=2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mg
C．若h=2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动
D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R
8．（2014•咸阳一模）如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式
电阻R=10Ω．图乙所示是R两端电压U随时间变连接，已知变压器的原副线圈的匝数之比为=
，
化的图象，U m=14.1 V，则下列说法中正确的是（）
A．通过R的电流i R随时间t变化的规律是i R=cos100πt（A）
B．电流表A的读数为0.1A
C．电压表V的读数为14.1V
D．变压器的输入功率为10W
第Ⅱ卷
9．（18分）（1）（4分）一质量为m，电量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I=
（2）（6分）（2015•广州一模）为了探究合外力对物体做的功与物体动能的变化的关系，设置了如图a
的实验装置，木板倾斜构成斜面，斜面B处装有图b所示的光电门
①如图c，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d=cm．
②装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t，则物块通过B处时的速度为（用字母表示）
③测得A、B两处的高度差为H，水平距离L；已知物块与斜面的动摩擦因数为μ，为了完成实验，还必须知道的物理量是
④如果实验结论得到验证，则以上各物理量之间的关系满足：H=（用字母表示）．
（3）（8分）（2014•东城区一模）为了测量某一未知电阻R x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表（0～3V，内阻约3kΩ）、电流表（0～0.6A，内阻约0.5Ω）、滑动变阻器（0～15Ω，2A）、电源（E=3V，内阻很小）、开关与导线，并采用如图甲所示的电路图做实验．
①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐；
②图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于端（选填“a”、“b”）．
③闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，请你完成U﹣I图线；
④根据U﹣I图可得，该未知电阻的阻值R x=．（保留两位有效数字）
⑤由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值R x的真实值（填“＞”、“＜”或“=”）．
⑥利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理
由．
10．（16分）（2014•宿州模拟）如图所示，两金属杆ab和cd长均为l=0.5m，
电阻均为R=8.0Ω，质量分别为M=0.2kg和m=0.1kg．用两根质量和电阻
均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧．两金属杆都处在水平位置，如图所示．整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感强度为B=2T．若整个装置从静止开始到金属杆ab下降高度h=5.0m时刚好匀速向下运动。

（g=10m/s2）求
（1）ab杆匀速运动时杆上的电流方向和a、b两点电势谁高谁低
（2）ab杆匀速运动的速度v m
（3）ab杆到达匀速运动之前产生的热量
11．（18分）（2011•朝阳区一模）如图所示为某种质谱仪的结构示意图．它主要是由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。

加速电场的电压为U，静电分析器中处于圆心为O1、半径相同的各点等距各点，
其电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心O1．磁分析器中存在以O2为圆心的四分之一圆周的扇形匀强磁场，其方向垂直纸面。

磁场左边界与静电分析器的右边界平行．由离子源发出一个初速度为零的质量为m、电荷量为q的正离子（重力不计），经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从N点射出静电分析器．而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界，平行纸面进入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器．测量出Q点与圆心O2的距离为d．
（1）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
（2）求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向；
（3）通过分析和必要的数学推导，请你说明如果离子的质量为0.9m，电荷量仍为q，其他条件不变，这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化．
12.（20分）（2012春•隆化县校级期末）太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子的H、He
等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4H→He+释放的核能，
这些核能最后转化为辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和H核组成．
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R=6.4×106 m，地球质量m=6.0×1024 kg，日地中心的距离r=1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为3.2×107 s，试估算目前太阳的质量M．
（2）已知质量m p=1.6726×10﹣27 kg，He质量m a=6.6458×10﹣27 kg，电子质量m e=0.9×10﹣30 kg，光速c=3×108 m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103 J/m2．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）
河西区2015-2016学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二）
理科综合试卷（物理部分）
第I卷
二．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．C 2．A 3．B 4．A 5. C
二．选择题（每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。

全部选对得6分，选对但不全得3分，选错或不答的得0分。

） 6．BD 7．ACD 8．BD
第Ⅱ卷
9（1）m
B q π22
（2）①0.51；②t d ；③当地的重力加速度g ；④2
2222t g
L gt d μ+．
（3）
【解答】解：①根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；
②由图示电路图可知，闭合开关前，滑片应置于a 端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大； ③将偏离较远的点舍掉，连成直线如图：
④由图示U ﹣I 图象可知，待测电阻阻值Ω≈==
0.5k I
U
R x ；
⑤由电路图可知，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，所测电压偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值大于真实值． ⑥由于
51
5
==A R R ，60053000==
R R V ， A
V R R
R R >，电流表应采用外接法，电流表采用外接法可以减小实验误差． 故答案为：①实物图连线； ②a ；③连线如图；④Rx=5.0Ω； ⑤＞；⑥由于待测电阻相对较小，所以建议电流表外接．
10．解：(1)导体切割磁感线的过程中，整个装置处在一与回路平面相垂直向内的匀强磁场中，并且金属杆ab 向下运动，根据安培定则得到电流方向由a 流向b ，b 电是感应电动势正极，所以b 点电势高。

（2）回路中产生的感应电动势为E=2Blv ， 感应电流R
Blv
R E I ==
2 每个杆受到的安培力大小R
v
l B BIl F 22==安
设两绳的拉力为F ，由平衡条件，得 对ab 杆：Mg=F+F 安 ① 对cd 杆：F=F 安+mg ② 由①②式得（M ﹣m ）g=2F 安 将安培力表达式代入得()2
22l B gR m M v -=
ab 杆运动的速度为()()s m s m l B gR m M v /4/5.0228101.02.022
222=⋅⋅⋅-=-=
．
（3）电磁感应中的能量转化，ab 杆减少的重力势能转化为cd 杆增加的重力势能、ab 杆和cd 杆的动能、ab 杆和cd 杆到达匀速运动之前产生的热量：
()()J
J v m M m gh Mgh Q 6.241.02.0215101.05102.02
1
22=⎪⎭
⎫
⎝⎛⋅+-⋅⋅-⋅⋅=+-
-=
由于ab 杆和cd 杆到达匀速运动之前产生的热量相等，ab 杆到达匀速运动之前产生的热量为：
J Q Q ab 3.12/==
11．解：（1）离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有R
v m qE 2
=①
设离子进入静电分析器时的速度为v ，离子在加速电场中加速的过程中，由动能定理有2
2
1mv qU =② 由①②解得R
U
E 2=
③ （2）离子在磁分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有r
v m qBv 2
=④
由题意可知，圆周运动的轨道半径 r=d ⑤ 由②④⑤式解得q
mU
d B 21=
⑥ 磁场方向为垂直纸面向外．
（3）设质量为2m 的离子经加速电场加速后，速度为v ′，由动能定理可得222
1
v m qU '⋅=⑦ 由②⑦式可得2mv'2=mv 2⑧
新离子进入电场时与O1的距离仍为R ，新离子如果在电场中做半径为R 的匀速圆周运动，所需要的向
心力R
v m F 2
2'=向⑨
由①⑧⑨式可得qE F =向;
即该离子所受电场力，恰好等于它若做匀速圆周运动的向心力，因此这个离子仍然在静电分析器中做半径为R 的匀速圆周运动，仍从N 点射出．
由②④式可知，离子在磁分析器中做匀速圆周运动的半径q
mU
B r 21=，与离子的质量有关，所以不
能沿原来的轨迹从Q 点射出磁场．
答：（1）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度R
U E 2=； （2）磁分析器中磁场的磁感应强度B 的大小是q
mU
d B 21=
，方向垂直纸面向外； （3）这个离子仍然在静电分析器中做半径为R 的匀速圆周运动，仍从N 点射出．
12.解：（1）设T 为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知
2
22⎪⎭
⎫
⎝⎛=T mr r Mm G π…① 地球表面处的重力加速度
2R
m
G
g =…②
由①、②式联立解得
2
3
2
2gR
r
T m M ⎪⎭⎫ ⎝⎛=π…③ 代入题给数值，得M=2×1030kg …④
（2）根据质量亏损和质能方程，该核反应每发生一次释放的核能为 △E=（4mp+2me ﹣m α）c 2…⑤ 代入数值，解得△E=4.2×10﹣12 J ⑥
（3）根据题给假定，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为
%104⨯=
p
m M
N …⑦ 因此，太阳总共辐射出的能量为 E=N •△E
设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为 ε=4πr 2W …⑧
所以太阳继续保持在主序星的时间为
ε
E
t =
…⑨
由以上各式，得：()W
r m c m m m M t p e p 2
2
44241.0πα⨯-+=
代入题给数据，并以年为单位，可得：t=1×1010年 答：（1）估算目前太阳的质量为2×1030kg ．
（2）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能为4.2×10﹣12 J ． （3）太阳继续保持在主序星阶段还有1×1010年的寿命．
试卷分析——朱景好
河西二模试题整体难度中等，个别题目偏冷门。

考点分布出现变动，力学综合与万有引力与航天题型的考查变动较大，其中力学综合改为选择题进行考查，万有引力与航天以20分的大题进行考查。

选择题难度适中，第四题考查磁场，读题方面需仔细。

填空题第一题考查较偏，平常练习不多，考查了粒子在磁场中的运动以及电流问题；两个实验中规中矩，难度适中。

第二题需注意要全部用字母表示，包括前面读出示数的d ；第三题电学实验主要为实物图连接、图像的理解、误差分析的考查，好多学生对于图像问题理解较差,，尤其是一些个奇葩图像（横纵坐标为非典型物理量），该方面还需多下功夫。

10题由常规的力学综合改为电磁感应题目，考查了双棒同时运动，该问题平常练习较少，大部分实际为单杆的运动，需要对E=BLV 及安培力的求法理解较深刻，两根导体棒同时运动，且注意理解受力的平衡条件以及整体隔离法，全部理解的话整体不难，第三问为常规的整体能量守恒。

11题主要考查带电粒子在电磁场中的运动、牛顿第二定律、动能定理的应用，关键在于第三问为分析证明题，换汤不换药，就是求半径r 与质量m 的关系。

12题，题型变动较大，改为万有引力与航天的题目，该题题目不难，考查了万有引力、爱因斯坦质能方程、能量守恒定律，关键在于计算以及爱因斯坦质能方程的运用。

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