天津市南开区2018届高三下学期二模理综物理试题解析

天津市南开区2018届高三下学期二模
理综物理试题
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. 在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）
A. 古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，牛顿在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入困境
B. 德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律
C. 英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了静电力常量
D. 法拉第认为电磁相互作用是通过介质来传递的，并把这种介质叫做“场”，他以惊人的想象力创造性地用“力线”形象地描述“场”
【答案】D
学
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故选D
2. 太阳内部保持不断地发生着热核反应，质量减少。

核反应方程是，这个核反应释放出大量核能。

已知质子、氦核、的质量分别为，真空中的光速为。

下列说法中正确的是（）
A. 方程中的表示中子
B. 方程中的表示电子
C. 这个核反应中质量亏损
D. 这个核反应中释放的核能
【答案】D
【解析】AB、根据核电荷数和质量数守恒可以知道, X是，故AB错；
C、核反应过程中的质量亏损,故C错误;
D、这个核反应中释放的核能，故D正确；
故选D
点睛：根据核反应过程中质量数与核电荷数守恒,求出X的核电荷数,确定其种类;先求出核反应的质量亏损,然后由质能方程求出释放的核能.
3. 有四颗地球卫星，还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，是处于地面附近轨道的近地卫星，是地球同步卫星，是高空探测卫星，已知地球自转周期为24h，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（）
A.
的向心加速度等于重力加速度g
B. 在相同时间内b转过的弧长最长
C. c在4h内转过的圆心角是
D. d的运动周期可能是23h
【答案】B
【解析】A项，地球表面的重力加速度为g，此时有，但对于a来说，由于地球自转的作用，万有引力的一部分提供了圆周运动的向心力，所以a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；
B项，由可得，根据可知，所以线速度b的最大，则在相同时间内转过的弧长也就最长，故B正确；
C项，c是同步卫星，所以c的周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故C项错误。

D项，由可知，半径越大，周期越长，则d的运动周期一定大于c的运动周期，即大于24h，故D项错误。

故选B
点睛：利用万有引力提供向心力找到线速度、角速度、周期之间的关系。

4. 如图所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长。

若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则此过程中，地面对B的摩擦力和对的摩擦力的变化情况是（）
A. 先变大后不变
B. 先变小后变大再不变
C. 先变大后不变
D. 始终变大
【答案】B
【解析】刚开始弹簧处于伸长状态,对A的作用力向右,对B的作用力向左,而AB均静止,所以刚开始的方
向水平向右, 方向水平向左,当用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B时,刚开始,未拉动B,弹簧
弹力不变, 不变, 减小;当F等于弹簧弹力时, 等于零,F继续增大, 反向增大,当增大到最大静摩擦力时,B物体开始运动,此后变为滑动摩擦力,不发生变化,而弹簧被拉伸,弹力变大,A仍静止,所以变大,所以对A 的摩擦力先不变,后变大，对B的摩擦力先变小后变大再不变，故B正确；
故选B
点睛：先分析刚开始弹簧所处状态,根据平衡条件判断刚开始摩擦力的方向,若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B,再对AB进行受力分析,即可判断.
5. 如图所示，在同一种均匀介质中的一条直线上，两个振源A、B相距8m。

在时刻A、B同时开始振动，它们的振幅相等，且都只振动了一个周期，A、B的振动图象分别如图甲、乙所示。

若A振动形成的横波向右传播，B振动形成的横波向左传播，波速均为10m/s，则（）
A. 时刻，两列波相遇
B. 两列波在传播过程中，若遇到大于1m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
C. 在两列波相遇过程中，AB连线中点C处的质点的振动速度始终为零
D. 时刻，B处质点经过平衡位置且振动方向向下
【答案】C
【解析】A项，两列波相遇的时间，故A项错误。

B 项，波长，所以若遇到大于1m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故B项错误。

C项，由于两列波的叠加，C点不会振动，AB连线中点C处的质点的振动速度始终为零，故C项正确。

D项，时刻，A振动形成的横波向右传播到B点，所以B处质点经过平衡位置且振动方向向上，故D项错误。

故选C
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. 如图所示，在远距离输电时，发电厂发电机的输送电功率为，输出电压为，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线损失的电功率为，输电线末端的电压为，用户得到的电功率为。

则下列关系式正确的是（）
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】ABC、根据公式,故A错；BC对；
D、根据总功率相等可以知道,故D正确；
故选BCD
7. 一玻璃砖横截面如图所示，其中构成直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，；ADC 为一圆弧，其圆心在BC边的中点。

此玻璃的折射率为1.5。

P为一贴近玻璃砖放置的，与AB边垂直的光屏。

若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则（）
A. 从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
【答案】BD
【解析】作光路图可知平行光从AB边射入后不发生折射，射到BC边上时，由临界角公式可得：sin C＝＝
＝，得C＝arcsin<45°，故全部光线发生全反射，选项A错误；BC边反射的光射向ADC弧形边后，由于弧ADC对平行光有会聚作用，可知B对C错；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以选项D也正确．
视频
8. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。

则下列说法正确的是（）
A. 若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有的电流，P点电势升高
B. 若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有的电流，P点电势不变
C. 若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中无电流，P点电势不变
D. 若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中无电流，P点电势降低
【答案】AB
【解析】油滴处于静止状态说明，且电场力方向竖直向上。

题中得知电场方向竖直向上，所以油滴带正电。

A. 保持S闭合，则U不变，若将A板向上平移一小段位移d增大，由,知电场力减小，所以粒子向下
加速，由,电容器放电，所以G中有的电流，由于板间电场强度减小，所以BP两点的电势差减小，所以P点电势升高，故A正确；
B、保持S闭合，则U不变，若将A板向左平移一小段位移，S减小，由知电场强度不变，则油滴仍然静止，由知电容器要放电，所以G中有的电流，由于电场强度不变，所以BP两点之间的电势差也就不变，所以P点电势不变，故B正确；
C、若将S断开，则Q不变，且将A板向左平移一小段位移，S减小，由知电场强度增大，则油滴向上加速，G中无电流，由于电场强度增大，所以BP两点之间的电势差增大，所以P点电势降低，故C错；
D、若将S断开，则Q不变，再将A板向下平移一小段位移，则d减小，由，所以场强不变，则油滴静止不动，G中无电流，P点电势不变，故D错误；
故选AB
点睛：电容器问题的处理首先要知道是那个保持电压不变的类型还是保持电量不变的类型，然后结合公式
、、来判断回路的变化。

9. 如图所示，质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕轻质定滑轮相连，开始时两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦。

现将两物体由静止释放，在A落地之前的运动过程中，绳子的拉力大小为_________________，若下落时间为t，A的机械能减少了
______________________。

【答案】(1). (2).
【解析】把AB作为一个整体，由牛顿第二定律得：
单独以A为对象，由牛顿第一定律得：
解得：，
若下落的时间为t，则下落的高度为
拉力F做的功为
按照机械能守恒的条件可知A机械能减少了
10. 甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。

甲组同学采用图甲所示的实验装置。

该组同学先测量出悬点到小球球心的距离L，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。

请写出重力加速度的表达式g=____________（用所测物理量表示）。

在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值_________。

（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。

将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v-t图线。

由图丙可知，该单摆的周期T=___________s。

在多次改变摆线长度测量后，根据实验数据，利用计算机作出（周期平方-摆长）图线，并根据图线拟合得到方程。

由此可以得出当地的重力加速度g=___________。

(取，结果保留3位有效数字)
【答案】(1). (2). 偏小(3). 2.0 (4). 9.76
【解析】根据得：
单摆完成n次全振动所用的时间t,所以周期为
则；由于松动导致测量的摆长变小，所以g的测量值也偏小。

结合图像可知单摆的周期为T=2s，
单摆的周期为
结合
可知：，即
故本题答案是：(1). (2). 偏小(3). 2.0 (4). 9.76
11. 用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关T和两个部件P、Q。

请根据下列步骤完成电阻测量：
（1）旋动部件________________，使指针对准电流的“0”刻线。

（2）将T旋转到电阻挡“×100”的位置
（3）将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件__________________，使指针对准电阻的
___________________（填“0刻线”或“刻线）。

（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角过小。

为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按____________的顺序进行操作，再完成读数测量。

A.将T旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将T旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两跟引线相接
D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
（5）某同学用该多用电表测量一个量程为3V的电压表的内阻，他选择了电阻挡“×100”并进行了正确的操作。

测量时指针位置如图所示，得出电压表内阻为，此时电压表的指针也偏转了。

已知多用电表欧姆表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为___________________V（结果保留两位有效数字）。

【答案】(1). P (2). Q (3). 0刻线(4). ADC (5). 1.0
【解析】（1）电表使用前要旋转机械调零旋钮P进行机械调零,使指针对准电流的0刻线;
（3）欧姆调零即旋转旋动部件Q使指针对准电阻的0刻线，
（4）将两表笔分别与待测电阻相接，若发现指针偏转角过小，说明测量的是一个大电阻应该换大档，换挡后一定要欧姆调零，故合理的步骤是ADC
（5）多用电表欧姆表盘中央刻度值为“15”，说明欧姆表的内阻值为，根据分压原理则
故本题答案是：(1). P (2). Q (3). 0刻线(4). ADC (5). 1.0
12. 如图所示，一倾角、长度的固定斜面，其底端与长木板B上表面等高，B静止在粗糙水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与木板B的上表面接触处圆滑。

一可视为质点的小滑块A从斜面顶端处由静止开始下滑，最终A刚好未从木板B上滑下。

已知A、B的质量相等，A与斜面的动摩擦因数，A与B上表面间的动摩擦因数与地面间的动摩擦因数
，。

求：
（1）当A刚滑上B的上表面时的速度的大小；
（2）木板B的长度L；
【答案】(1) (2)
【解析】（1）设A物块从斜面下滑过程中加速度大小为，由牛顿第二定律和运动学公式得：
，
，
得；
（2）A物块滑上B后，A与B上表面间的摩擦力，B与地面间的最大静摩擦力，故A先做匀减速运动，B先做匀加速运动；当A、B共速后保持相对静止共同减速直至静止。

木板B的长度为A、B共速时二者的位移差。

设A、B共速时的速度为v，
，
，
，
，
，
，
得。

故本题答案是：(1) (2)
点睛：本题考查了板块模型，在处理此类问题时要时刻要对不同的研究对象受力分析，求出加速度并结合运动学定律求解。

13. 磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会。

如图所示为电磁驱动装置的简化示意图，间距的两根足够长的平行长直金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角，两导轨上端接有的电阻。

质量的导体棒垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数，导轨和导体棒的电阻均不计，导轨平面上的矩形区域（如图中虚线框所示）内存在着磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。

（）
（1）若磁场保持静止，导体棒从距离磁场区域处由静止下滑，恰好匀速穿过磁场区域，求的大小；（2）若导体棒处于磁场区域内，当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时，可以使导体棒以
的速度沿导轨匀速向上运动，导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内，求磁场运动的速度大小，以及为维持导体棒的运动此时系统提供的功率P。

【答案】(1) (2) ，
【解析】（1）磁场静止，设导体棒以速度匀速穿过磁场区域，
，，，
有，
，
得；
（2）磁场带动导体棒共同向上运动，受力如图所示：
，，，
有，
得，
导体棒中焦耳热功率，
摩擦生热功率，
克服重力做功的功率，
系统的总功率：
点睛：本题考查了导体棒切割磁感线产生电动势，要会正确求解电动势的大小，并结合受力找到要求解的物理量
14. 1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。

现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。

回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。

磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速器接一定频率的高频交流电源，保证粒子每次经过电场都被加速，加速电压为U。

A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为q，初速度不计，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

（1）求第1次被加速后粒子的速度大小为v；
（2）经多次加速后，粒子最终从出口处射出D形盒，求粒子射出时的动能和在回旋加速器中运动的总
时间t；
（3）近年来，大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合。

例如由直线加速器做为预加速器，获得中间能量，再注入回旋加速器获得最终能量。

个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图乙所示（图中只画出了六个圆筒，作为示意）。

各筒相间地连接到频率为、最大电压值为的正弦交流电源的两端。

整个装置放在高真空容器中。

圆筒的两底面中心开有小孔。

现有一电量为q、质量为m
的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间的缝隙的时间可以不计。

已知离子进入第一个圆筒左端的速度为，且此时第一、二两个圆筒间的电势差。

为使打到靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的最小长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量。

【答案】（1）（2），
（3），
【解析】（1）粒子第1次被加速后，，；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，当运动轨迹的半径时，粒子的速度最大，
动能最大，设最大速度为，有，
粒子获得的最大动能，
粒子在磁场中运动一个周期，被电场加速两次。

设粒子到出口处被加速了n次，，解得，带电粒子在磁场中运动的周期为，
粒子在磁场中运动的总时间；
（3）为使正离子获得最大能量，要求离子每次穿越缝隙时，前一个圆筒的电势比后一个圆筒的电势高U，这就要求离子穿过每个圆筒的时间都恰好等于交流电的半个周期。

由于圆筒内无电场，离子在筒内做匀速运动。

设离子在第n个圆筒内的速度为，第n个圆筒的长度为，则有
，，，
第n个圆筒的长度应满足的条件为，
打到靶上的离子的能量为。

点睛：回旋加速器中最大的速度不是由回旋次数决定而是由回旋加速器的半径决定，另外要知道电场变化
的周期恰好等于粒子在磁场中运动的周期，一个周期内加速两次。