2020年天津市部分区高考物理一模试卷解析版

高考物理一模试卷
题号一二三四五总分
得分
一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）
1.下列关于原子核的说法，正确的是（）
A. 原子核发生α衰变时放出氦核，说明原子核内有氦核
B. 原子核由质子和中子组成，其核子数越多，则结合能越大
C. 原子核的半衰期可以通过加压或者升温等方法进行改变
D. 裂变反应堆中，发生的不是链式反应
2.天津市新建了几个滑雪场，如图所示为某滑雪道示意图，四分
之一圆弧轨道率径为R质量为m的运动员（含滑板）从A点由
静止开始滑下，到达最低点B时，运动员对轨道的压力为2mg，
已知重力加速度为g，则在运动员（可视为质点）下滑的过程
中（）
A. 机械能守恒
B. 重力的功率一直变大
C. 先失重后超重
D. 阻力做功为mgR
3.如图所示的电场中，虚线a、b、c为三个等勢面，相
邻等勢面之间的电势差相等，即U ab=U bc，一带负电的
质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如
实线所示，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（）
A. a、b、c三个等势面中，a的电势最高
B. 带电质点在P点的动能比在Q点大
C. 带电质点在P点的电势能比在Q点小
D. 带电质点在P点时的加速度比在Q点小
4.如图所示，理想变压器MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R0
和两个小灯泡L1、L2，电表为理想电表。

最初电键S是断开的，现闭合电键S，则（）
A. 副线圈两端电压变大
B. 灯泡L1变亮
C. 电流表A1示数变大
D. 电阻R0中的电流变小
5.氢原子能级如图所示，有大量氢原子处于基态，现用光子能
量为E的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能
向外辐射出6种不同频率的光，已知普朗克常数为h，真空
中光速为c，在这6种光中（）
A. 最容易发生衍射现象的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
B. 所有光子的能量不可能大于E
C. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
D. 在真空中波长最大的光，波长是
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在坐标原点，
波速v=10m/s，己知在t=0时刻的波形如图所示，此时
波刚好传播到x=5m处。

下列说法中正确的是（）
A. 这列波的振幅为10cm
B. 这列波的周期为4s
C. 这列波的波长为4m
D. 0.2s后，质点a运动到质点b现在所处的位置
7.如图所示，一长方体放置于粗糙水平地面上，物块A由
跨过定滑轮的轻质细绳与物块B连接，系统处于静止状
态，现对B施加一水平力F使B缓慢地升起，使绳子偏
离竖直方向一个角度，在此过程中物块A和长方体始终
处于静止状态，则（）
A. 长方体对物块A的摩擦力一直减小
B. 地面对长方体的支持力保持不变
C. 地面对长方体的支持力一直增大
D. 地面对长方体的摩擦力一直增大
8.我市某中学组织学生进行天文观测，发现一行星绕某恒星做匀速圆周运动，行星运
行周期为T，线速度大小为v，引力常量为G．根据这些观测结果可求得（）
A. 恒星表面的重力加速度
B. 恒星的第一宇宙速度
C. 行星的轨道半径
D. 行星的向心加速度
三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）
9.如图所示，光滑水平面上有质量分别为m1=1kg、
m2=2kg的两个物体，其中m2左侧固定一轻质弹簧，
m1以v0=9m/s的速度向右运动，通过压缩弹簧与原
来静止的m2发生相互作用，则弹簧被压缩到最短时m2的速度为v=______m/s，此时弹簧存储的弹性势能为______J。

四、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
10.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

①关于该实验的操作，下列做法正确的是______（填字母代号）
A．调节滑轮，使细绳与长木板平行
B．平衡小车受到的滑动摩擦力时，必须把纸带穿过打点计时器并打点
C．实验时应先放开小车再接通打点计时器的电源
D．通过增减小车上的砝码改变质量时，必须重新平衡摩擦力
②如图所示为根据实验数据画出的图象，图象不过原点的原因是______。

11.在“测量电阻丝的电阻率”实验中，为了操作方便并多测几组实验数据，现有如下
器材可供选择：
待测电阻丝R X（阻值约为0.5Ω，最大允许电流为0.6A）
标准电阻R0（阻值5Ω）
滑动变阻器R1（5Ω，2A）
滑动变阻器R2（200Ω，1.5A）
电压表V（量程3V，内阻约为3kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻约为0.6Ω）
直流电源E（E=6V，内阻不计）
开关S、导线若干
①滑动变阻器应该选择______（选填“R1”或“R2”）；
②在答题卡上的方框中画出实验电路原理图；
③用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图所示，则该电阻丝的直径
D=______mm。

五、计算题（本大题共3小题，共54.0分）
12.游乐场上有一小孩乘坐小电动车，静止于水平地面上
的A点，小孩与小车总质量为m=40kg，现用F=100N
的水平恒定牵引力使小车沿直线从A点运动到C点，
位移为x1，此后关闭发动机，小车继续滑动一段时间
t停在B点，A、B两点相距x=20m，如图所示。

小车与地面间的摩擦力恒为F f=80N，取g=10m/s2，求：
（1）小车从A到C的位移x1的大小；
（2）小车从C到B的滑动时间t。

13.质量为M的绝缘细管，．做成一圆形轨道，竖直固定在水平面上，
如图所示。

圆心与坐标原点重合，在Ⅰ、Ⅱ象限有垂直于轨道平
面向外的匀强磁场，在Ⅳ象线有竖直向下的匀强电场。

一个带正
电的小球，其电荷量为q、质量为m，从图中位置由静止释放，
第一次到达圆形轨道的最高点时刚好能通过。

不计一切摩擦，小
球的电荷量保持不变，圆形轨道的半径为R，绝缘细管的内径远小于R，小球直径略小于绝缘细管的内径，小球可看成质点。

求：
（1）电场强度E的大小
（2）若小球第四次到最高点时，刚好对轨道无压力，求磁感应强度B的大小。

14.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，竖直放置两根平行金属导轨电阻不
计，磁场方向垂直于导轨所在平面向里，导轨上端接一阻值为R的电阻。

两金属
棒a和b的电阻均为R，质量分别为和，它们与导
轨接触良好并可沿导轨无摩擦滑动。

闭合开关s，先固定b，用一恒力F向上拉a，稳定后a以的速度匀速运动，此时再释放b，b恰好保持静止，设导轨足够长，取，求：
拉力F的大小；
若将金属棒a固定，让金属棒b自由滑下开关仍闭合，求b滑行的最大速度；
若断开开关，将金属棒a和b都固定，使磁感应强度大小经由B随时间均匀增加到2B时，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求两金属棒间的距离h。

答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、原子核发生a衰变时放出氦核，是这个原子核不稳定，衰变成其它新的原子核，同时释放出一个氦核，并不能说原子核内含有氦核。

故A错误；
B、原子核由质子和中子组成，其核子数越多，核力做功越多，则结合能越大。

故B正确；
C、半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关。

故C错误；
D、裂变反应堆中，发生的是链式反应。

故D错误。

故选：B。

原子核发生a衰变时放出核，并不能说明原子核内有氮核；原子核由质子和中子组成，其核子数越多，则结合能越大；半衰期由核内部本身的因素决定；裂变反应堆中，发生的是链式反应。

本题考查了原子核衰变及半衰期、原子核的结合能、裂变反应和聚变反应等知识点。

对于原子物理部分知识很多是属于记忆部分的，因此需要注意平时的记忆与积累。

2.【答案】C
【解析】解：AD、在最低点B的速度为v B，根据牛顿第二定律可得：F-mg=m
解得：v B=，
从A到B根据动能定理可得：mgR+W f=，
解得阻力做功为：W f=-mgR，说明下滑过程中阻力做负功，机械能不守恒，故AD错误；
B、竖直方向的速度先增大、后减小，根据P=mgv y可知，重力的功率先增大、后减小，故B错误。

C、竖直方向的速度先增大、后减小，说明先加速下降后减速下降，所以运动员先失重后超重，故C正确；
故选：C。

根据牛顿第二定律求出B点的速度，再根据动能定理求解阻力做的功并判断机械能是否守恒；根据竖直方向速度的变化情况判断失重或超重、重力的功率变化情况。

本题主要是考查了机械能守恒定律的知识；要知道机械能守恒定律的守恒条件是系统除重力或弹力做功以外，其它力对系统做的功等于零；除重力或弹力做功以外，其它力对系统做多少功，系统的机械能就变化多少。

3.【答案】A
【解析】解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a等势线的电势最高，故A正确；BC、根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故BC错误；
D、等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D错误。

故选：A。

由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带负电，因此电场线方向也指向左上方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大。

解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化。

4.【答案】C
【解析】【分析】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可。

本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。

【解答】
A.由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输出的电压始终不变，故A错误；
B.当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，所以电阻R0上消耗的电压变大，由于输出的电压不变，所以灯泡L1的电压减小，故灯泡L1变暗，故B错误；
C.当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大，故C正确；
D.当S接通后，原线圈电路的总电阻减小，总电流变大，故D错误。

故选C。

5.【答案】B
【解析】解：用光子能量为E的一束单色光照射处于基态的一群氢原子，发出6种不同频率的光，知氢原子从基态跃迁到n=4的激发态，
A、波长越长的，越容易发生衍射现象，而由n=2能级跃迁到n=1能级，不是最低，则波长不是最长。

故A错误。

B、用光子能量为E的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射出6种不同频率的光，那么所有光子的能量不可能大于E，故B正确；
C、频率最小，则辐射的光能量也最小，应该是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的。

故C错误。

D、由题意可知氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子能量最小，所以频率最小，那么波长最长，而氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子能量最大，所以频率最
大，那么波长=，即为最长波长。

故D错误。

故选：B。

用光子能量为E的一束单色光照射处于基态的一群氢原子，发出6种不同频率的光，知氢原子从基态跃迁到n=4的激发态，根据hγ=E m-E n去进行判断．
解决本题的关键知道能级间跃迁吸收或发出光子的能量满足hγ=E m-E n，并掌握跃迁光的波长最长与最短对应的辐射能量高低的关系．
6.【答案】AC
【解析】解：AC、由波形图可得：振幅A=10cm，波长λ=4m，故AC正确。

B、由波速、波长和周期的关系可知，周期为T==0.4s，故B错误。

D、图示横波上质点只在y方向上下振动，不会沿x轴运动，故质点a不能到达质点b 现在所处的位置，故D错误。

故选：AC。

由图得到振幅、波长，根据波速求得周期、频率；根据横波上质点只在平衡位置附近振动，不随波的传播而迁移判断质点能到达的位置。

质点只在平衡位置附近振动，不随波的传播而迁移，故横波在波的传播方向上的位移为零，纵波的最大位移为振幅A，和波速、波长等无关。

7.【答案】BD
【解析】解：取物体B为研究对象，分析其受力情况，设细绳与竖直方向夹角为a，则有：F=mg tanα；绳子拉力T=；
A、在物体B缓慢拉高的过程中，α增大，绳子拉力增大，物体A受力平衡，则长方体对物块A的摩擦力一直增大，故A错误；
BC、因为整体竖直方向并没有其他力，故长方体所受地面的支持力始终等于整体的重力，没有变化，故B正确、C错误；
D、则水平力F随之变大，对A、B两物体与长方体这个整体而言，由于长方体与物体A仍然保持静止，则地面对长方体的摩擦力一定变大；故D正确。

故选：BD。

以物体B受力分析，由共点力的平衡条件可求得拉力变化；再对整体受力分析可求得地面对长方体的摩擦力；
再对A物体受力分析可知A受到的摩擦力的变化。

本题要注意正确选择研究对象，正确进行受力分析，再根据共点力平衡中的动态平衡分析各力的变化情况。

8.【答案】CD
【解析】解：A、由G=mg′得g′=，又v=可解得g′=，可见应是行星所在轨道处的重力加速度，而不是恒星表面的重力加速度，故A错误。

B、根据第一宇宙速度的计算公式：v===，故B错误；
C、根据v=，得行星的轨道半径r=，故C正确；
D、行星的向心加速度a==，故D正确；
故选：CD。

根据圆周运动知识和已知物理量求出轨道半径。

根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量和加速度。

本题考查万有引力与圆周运动问题。

根据万有引力提供向心力，列出等式可求出中心体的质量，不能求出环绕体质量。

9.【答案】3 27
【解析】解：当两物体A、B的速度相同时，弹簧被压缩最短，弹簧的弹性势能最大。

设向右为正方向，由动量守恒定律有：
m1v0=（m1+m2）v，
代入数据解得：v=3m/s，
由能量守恒定律得：E pm=m1v02-（m1+m2）v2，
代入数据解得：E pm=27J；
故答案为：3；27。

当两物体A、B的速度相同时，间距最小，弹簧压缩量最大，弹簧的弹性势能最大，根
据动量守恒和能量守恒列方程求出速度与弹性势能。

解决本题首先要明确研究的过程，其次把握信隐含的条件：弹簧伸长最长时两木块的速度相同。

考查学生应用动量守恒定律和能量守恒定律解决物理问题的能力。

10.【答案】AD未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
【解析】解：①本题考察实验操作细节问题：A、只有细线与长木板平行，才使拉力等于合力，故选项A正确；
B、阻力当然包括纸带与限位孔音的阻力，所以平衡摩擦力时要带上纸带，故选项B正确；
C、凡涉打点计时器的均要先通电，后释放小车，选项C错误；
D、改变小车的质量时，由于阻力及重力的下滑分力均同比变化，所以不需要另外平衡阻力，选项D错误。

故选：AB
②从图象可以看出，当有拉力时但加速度却为零，说明未平衡摩擦力或平衡不足。

故答案为：①AB；②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
本实验采用控制变量法研究加速度与力的关系，实验时，若认为盘和砝码的重力等于绳子的拉力，需保证盘和砝码的质量远小于小车的质量，因为盘和砝码向下做加速运动，重力大于拉力。

解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，探究加速度a与力F及质量m的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量小车的质量m不变，讨论加速度a
与力F的关系，再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量m，讨论加速度a与m的关系。

11.【答案】R10.398
【解析】解：（1）滑动变阻器采用分压接法时，为方便操作和示
数稳定变化，一般选择阻值较小的，所以滑动变阻器选R1。

（2）为了使电压表的示数精确，在电路里串联一个定值电阻，滑
动变阻器采用分压接法，按此思路的电路图如图所示。

（3）螺旋测微器的读数为固定刻度和可动刻度之和，所以金属丝
直径d=0mm+39.8×0.01mm=0.398mm。

故答案为：①R1，②如图所示
③0.398（0.396～0.399均可）
（1）滑动变阻器的选择要考虑电表的安全、准确度、及操作要求进行，但安全第一准确第二，对分压接法的滑动变阻器一般选择阻值较小的；
（2）约为5Ω左右的金属丝的电阻属于小电阻，要使用电流表外接法；
（3）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；注意判断0.5毫米刻度线是否出现的方法：若可动刻度的“0”在固定刻度上方，则没有露出，若在下方则以及露出；
考虑电流表和电压表内阻时，要注意电表的接法，内接法：电压表测电流表和R的总电压，测量值偏大，电流表测R的实际电流，测量值偏大；外接法：电压表测R的实际电压，电流表测R与电压表的总电流，测量的电流值偏大，测量值偏小。

12.【答案】解：（1）整个运动过程，根据动能定理得：
Fx1-F f x=0
解得：x1=16m
（2）A到C，由动能定理得：
根据平均速度公式，有：
解得：
代入数据得：t=2s
答：（1）小车从A到C的位移x1的大小是16m；
（2）小车从C到B的滑动时间是2s。

【解析】（1）对全程应用动能定理可求得从A到C的位移；
（2）A到C，由动能定理可求得到C的速度，再根据平均速度公式可求得运动时间。

本题考查了动能定理的应用，注意选择合适的过程列动能定理表达式即可，本题也可由牛顿第二定律结合运动学公式求解。

13.【答案】解：（1）第一次小球恰能达到最高点，到最高点速度为零，
从释放位置到最高点的过程中，由动能定理可得：qER-mgR=0-0，
解得：；
（2）小球第四次到达最高点时，对轨道无压力，此时：，
小球从开始到第四次到达最高点的过程，由动能定理得：，
解得：；
答：（1）电场强度E的大小为；
（2）若小球第四次到最高点时，刚好对轨道无压力，磁感应强度B的大小为。

【解析】（1）因为小球刚好能绕圆管做圆周运动，则在最高点的速度为零，根据动能定理求出匀强电场的电场强度。

（2）根据动能定理求出第四次到达最高点的速度，抓住重力和洛伦兹力的合力提供向心力求出磁感应强度的大小。

本题考查了带电小球在磁场与电场中的应用，综合考查了动能定理、牛顿第二定律，综合性较强，分析清楚小球运动过程、知道在最高点小球对轨道压力为零时向心力的来源是解题的关键，应用动能定理、牛顿第二定律可以解题。

14.【答案】解：（1）a棒匀速运动，根据平衡条件得：F=m a g+BI a L，
b棒静止，根据平衡条件得：m b g=BI b L，
且：，
代入数据解得：F=0.8N；
（2）当a棒以v1的速度匀速运动时，a棒的电流：，
b棒恰好保持静止，有：m b g=BI b L，
又：，
当a棒静止b棒下滑至匀速时，有：，
由平衡条件得：m b g=BI′b L，
代入数据解得：；
（3）由法拉第电磁感应定律得：=，
感应电流：，
由题意可知：，
联立解得：，
代入数据解得：h=m；
答：（1）拉力F的大小为0.8N；
（2）b滑行的最大速度v2为10m/s；
（3）两金属棒间的距离h为m。

【解析】（1）固定b时，恒力F使a做加速度减小的加速运动，当重力等于安培力时a的速度达到稳定，而此进b又能自然静止。

对两棒来说均有一个平衡方程，联立方程就能求得拉力F的大小。

（2）a固定，让b自由下滑，同样b做加速度减小的加速运动，当其重力等于安培力时，速度达到最大。

由平衡方程以及第一问的代换关系就能求出b的最大速度。

（3）两棒均固定，让磁感应强度在一定时间内加倍，且a的重力等于安培力，由法拉第电磁感应定律表示感应电流、安培力式子代入上述等量关系，就能求出两者距离。

本题有三个不同的过程，但均有一个平衡方程，用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、并联电路电流关系表示出安培力式子，代入平衡方程就能求得结果。

但要说明的是虽然题目中没告诉磁感应强度B和导轨宽度L，但两者的积当作一个量，最后可以消去。