2019年北京市东城区高三二模物理试卷含答案.pdf

2019年北京东城区高三二模物理试卷 一 选择题 本大题共8小题 每小题6分 共48分 1 A B C D 氢原子的能级图如图所示 如果大量氢原子处在能级的激发态 则下列说法正确的是 这群氢原子能辐射出 种不同频率的光子 波长最长的辐射光是氢原子从能级跃迁到能级能级产生的 辐射光子的最小能量为 处于该能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离 2 A B C D 已知铜的摩尔质量为 密度为 阿伏加德罗常数为 下列说法中正确的是 个铜原子的质量为 个铜原子的质量为 一个铜原子所占的体积为 一个铜原子所含的体积为 3 研究光电效应的实验规律的电路如图所示 加正向电压时 图中光电管的极接电源正极 极 接电源负极时 加反向电压时 反之 当有光照射极时 下列说法正确的是 A B C D 极中有无光电子射出与入射光频率无关 光电子的最大初动能与入射光频率有关 只有光电管加正向电压时 才会有光电流 光电管加正向电压越大 光电流强度一定越大 4 A B C D 如图 细绳一端固定于悬挂点 另一端系一小球 在悬挂点正下方点处钉一个钉子 小球从 点由静止释放 摆到最低点的时间为 从点向右摆到最高点的时间为 摆动过程中 如果摆角始终小于 不计空气阻力 下列说法正确的是 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率变小 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率变小 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率不变 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率不变 5 A B C D 某行星外围有一圈厚度为 的光带 简化为如图所示模型 为该行星除光带以外的半径 现不 知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群 当光带上的点绕行星中心的运动速度 与它到行星中心的距离 满足下列哪个选项表示的图像关系时 才能确定该光带是卫星群 6 A B C D 霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的电学元件 其结构和原理如图 所示 在一个很小的矩形半导体薄片上 制作四个电极 它就成了一个霍尔元 件 在 间通入恒定的电流 同时外加与薄片垂直的磁场 则薄片中的载流子就在洛伦 兹力的作用下 向着与电流和磁场都垂直的方向漂移 使 间出现了电压 称为霍尔电压 当磁场方向和电流方向如图所示时 关于 极板电势的高低 下列说法正确的是 不管载流子带电性质如何 电极的电势一定高于电极 不管载流子带电性质如何 电极的电势一定低于电极 只有当载流子为负电荷时 电极的电势才高于电极 只有当载流子为正电荷时 电极的电势才高于电极 7 A B 图甲所示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图 其原理是用通电 线圈使物件内产生涡电流 借助探测线圈测定涡电流的改变 从而获得物件内部是否断裂及位置 的信息 如图乙所示的是一个带铁芯的线圈 开关和电源用导线连接起来的跳环实验装置 将一个套环置于线圈上且使铁芯穿过其中 闭合开关的瞬间 套环将立刻跳起 对以上两个 实例的理解正确的是 涡流探伤技术运用了电流的热效应 跳环实验演示了自感现象 能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 C D 以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是交流电源 以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源 8 A 摩擦力的大小逐渐减小B 摩擦力的大小逐渐增加 C 摩擦力的方向是变化的D 摩擦力的方向始终不变 如图所示 生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙 甲的速率为 乙的速率为 两者方向互相垂直 小工件 看作质点 离开甲前与甲的速度相同 并平稳地传到乙上 工件与甲 乙之间的动摩擦因数相同 乙的宽度足够大 工件与乙有相对运动的过程中 下列说 法正确的是 二 非选择题 本大题共4小题 共72分 9 A 分压式连接B 限流式连接 1 A 安培表内接法B 安培表外接法 2 3 为了描绘小灯泡的伏安特性曲线 提供以下实验器材 小灯泡 额定电压 额定电流 电压表 量程 内阻 电流表 量程 内阻约 电阻箱 滑动变阻器 阻值 滑动变阻器 阻值 学生电源 电动势 内阻不计 开关及导线若干 关于控制电路中滑动变阻器的连接方法 应选择 为了减小系统误差 关于测量电路中电压表和电流表的连接方式 应选择 实验提供的电压表量程小于小灯泡的额定电压 需要把电压表的量程扩大到 伏 改装电 压表时 应将电阻箱阻值调至 并与题中所给电压表 选填 串联 或 并联 4 5 6 7 请在方框中画出该实验的电路图 为操作方便 实验中滑动变阻器应选择 选填 或 你的选择理 由是 实验中得到小灯泡的伏安特性曲线曲线如下图 a 所示 由实验曲线可知 随着电压的 增加小灯泡的电阻 填 增大 不变 减小 现将与题中完全相同的两个小灯泡与另一电源 电动势 内阻 和一阻值为 的定值电阻连接成如图 b 所示电路 此电路中每个小灯泡的两端的实际电压 为 结果保留两位有效数字 10 1 我国自行研制 具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机首飞成功后 拉开了全面 试验试飞的新征程 飞机在水平跑道上的滑跑可视作初速度为零的匀加速直线运动 当位移 时才能达到起飞所要求的速度 已知飞机质量 滑跑时受到的阻力为自身重力的倍 重力加速度 取 求飞机滑跑过程中 飞机的加速度 的大小 2 3 飞机受到平均牵引力的大小 飞机受到牵引力的平均功率 11 1 2 3 直流电动机是常见的用电器 其原理可简化为如图所示的情景 在竖直向下的磁感应强度为的 匀强磁场中 直流电源与间距为的两根足够长的光滑平行金属轨道 连接 整个装置 固定在水平面内 导轨电阻不计 质量为的金属导体棒垂直放在轨道上 且与轨道接触良 好 电源电动势为 内阻为 导体棒电阻为 闭合开关 导体棒从静止开始向右运 动 并通过光滑定滑轮提升质量为的重物 求闭合开关的瞬间 导体棒受到的安培力 导体棒切割磁感线运动时会产生感应电动势 该电动势总是削弱电源电动势的作用 因 此称为反电动势 其大小可以表示为 请选取匀速提升重物的过程 结合能量转化与守恒定律证明 电路中的电流 重物从静止开始向上提升 当重物提升高度为时 导体棒速率为 计算此过程安培力 做的总功 12 1 2 3 能量守恒定律和动量守恒定律是自然界最普遍 最基本的规律 它为我们解决许多实际问题提供 了依据 如图所示 在光滑的水平面上 静止放置质量为的滑块 其左侧面固定一轻质弹簧 现有 一质量为的滑块 以初速正对向右运动 在此后的运动过程中 始终在同一直线上 运动 求 弹簧压缩量最大时的速率 求 滑块的最大速率 若在滑块的右侧某处固定一弹性挡板 挡板的位置不同 与相碰时的速度不同 已知滑块与碰撞时间极短 与碰后速度立刻等大反向 与碰撞的过程中 可 认为的速度保持不变 与挡板相碰后立即撤去挡板 此后运动过程中 系统的 弹性势能的最大值为 挡板位置不同 的数值不同 求的最小值 一 选择题 本大题共8小题 每小题6分 共48分 1 A B C D 答案 A 选项 B 选项 C 选项 D 选项 解析 氢原子的能级图如图所示 如果大量氢原子处在能级的激发态 则下列说法正确的是 这群氢原子能辐射出 种不同频率的光子 波长最长的辐射光是氢原子从能级跃迁到能级能级产生的 辐射光子的最小能量为 处于该能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离 A 大量的氢原子自发地从能级跃迁 可以辐射出种不同频率的 光子 即 选项A正确 由跃迁规律可知 辐射出的光子能量越小 频率越 低 波长越长 所以氢原子也是从能级跃迁到能级辐射出的光子对应的 波长最长 选项B错误 其中 氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子能量最小 即 所以C选项错误 处在能级的氢原子发生电离 就是从该能级跃迁到处 所以至 少需吸收的能量 所以D选项错误 故选 A 2 已知铜的摩尔质量为 密度为 阿伏加德罗常数为 下列说法中正确的是 2019年北京东城区高三二模物理试卷 答案及解析 A B C D 答案 解析 个铜原子的质量为 个铜原子的质量为 一个铜原子所占的体积为 一个铜原子所含的体积为 A 铜的摩尔质量的物理含义是 一摩尔铜的质量是克 密度 的物理含义是 一 立方厘米的铜质量是 克 阿伏加德罗常数的物理含义是 一摩尔铜含有个铜原 子 所以 个铜原子的质量为 选项A正确 选项B错误 一个铜原子所占的体 积为 选项C D均错误 故选A 3 A B C D 答案 解析 研究光电效应的实验规律的电路如图所示 加正向电压时 图中光电管的极接电源正极 极 接电源负极时 加反向电压时 反之 当有光照射极时 下列说法正确的是 极中有无光电子射出与入射光频率无关 光电子的最大初动能与入射光频率有关 只有光电管加正向电压时 才会有光电流 光电管加正向电压越大 光电流强度一定越大 B AB 极中有无光电子射出 即能否发生光电效应 这个事情自然与入射频率有 关 并且由爱因斯坦光电效应方程可知 入射光频率 光电子的 最大初动能越大 因此 选项A错误 选项B正确 C 光电管两端所加的反向电压只要小于遏止电压 光电子就能从极到达极 将电路接通 形成光电流 所以选项C错误 D 在能发生光电效应的前提下 光电流的大小与光强成正比 和光电管所加的正向 电压无关 因此选项D错误 故选B 4 A B C D 答案 解析 如图 细绳一端固定于悬挂点 另一端系一小球 在悬挂点正下方点处钉一个钉子 小球从 点由静止释放 摆到最低点的时间为 从点向右摆到最高点的时间为 摆动过程中 如果摆角始终小于 不计空气阻力 下列说法正确的是 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率变小 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率变小 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率不变 摆线碰钉子的瞬间 小球的速率不变 C 因为摆角始终小于 所以此单摆的运动可以看作是简谐运动 小球被钉子挡住前 后 可以看成是两个不同摆长的单摆 显然 和分别为对应单摆的四分之一周 期 钉子挡住前的摆长大于挡住后的摆长 由单摆的周期公式可知 摆线被钉子挡住的前后瞬间 虽然受到钉子的作用力 但该力对小球不做 功 因此小球的速率不变 故选C 5 A B 某行星外围有一圈厚度为 的光带 简化为如图所示模型 为该行星除光带以外的半径 现不 知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群 当光带上的点绕行星中心的运动速度 与它到行星中心的距离 满足下列哪个选项表示的图像关系时 才能确定该光带是卫星群 C D 答案 解析 D 设该光带中有一个质量为的小物体 行星质量为 如果该光带是环绕行星的 卫星群 则有 A 由该式得 这是幂函数中的情况 在第一象 限中是一条单调递增的曲线 因此选项A错误 B 由该式得 这是幂函数中的情况 在第一象限中 是一条单调递减的曲线 因此选项B错误 C 由该式得 这是幂函数中的一种特殊 反比例函数 但C选项的图像不一定是反比例函数图像 即二者不是充要条 件 因此选项C错误 D 由该式得 这是一个标准的正比例函数 所以D选项正确 故选D 6 霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的电学元件 其结构和原理如图 所示 在一个很小的矩形半导体薄片上 制作四个电极 它就成了一个霍尔元 件 在 间通入恒定的电流 同时外加与薄片垂直的磁场 则薄片中的载流子就在洛伦 兹力的作用下 向着与电流和磁场都垂直的方向漂移 使 间出现了电压 称为霍尔电压 当磁场方向和电流方向如图所示时 关于 极板电势的高低 下列说法正确的是 A B C D 答案 解析 不管载流子带电性质如何 电极的电势一定高于电极 不管载流子带电性质如何 电极的电势一定低于电极 只有当载流子为负电荷时 电极的电势才高于电极 只有当载流子为正电荷时 电极的电势才高于电极 C 当载流子带电性质为正时 由左手定则可知 其所受的洛伦兹力方向为 于是 当载流子带电性质为负时 由左手定则可知 其所受的洛伦兹力方 向仍然是 但电势 所以选项ABD错误 C正确 故选C 7 A B C D 答案 解析 图甲所示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图 其原理是用通电 线圈使物件内产生涡电流 借助探测线圈测定涡电流的改变 从而获得物件内部是否断裂及位置 的信息 如图乙所示的是一个带铁芯的线圈 开关和电源用导线连接起来的跳环实验装置 将一个套环置于线圈上且使铁芯穿过其中 闭合开关的瞬间 套环将立刻跳起 对以上两个 实例的理解正确的是 涡流探伤技术运用了电流的热效应 跳环实验演示了自感现象 能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是交流电源 以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源 B A 涡流探伤技术运用了电磁感应中的互感原理 跳环实验演示了互感现象 所以A 选项错误 B 能被探测的物件必须是导电材料 如此才能在其中产生涡电流 跳环实验装置中 所用的套环也必须是导电材料 这样才能在闭合开关后 在其中形成感应电流 受到 安培力的作用 向上跳起 所以选项B正确 CD 涡流探伤技术中的线圈所连接的电源必须是交流电源 唯有如此 物件内的磁 通量才能发生变化产生涡电流 跳环实验中的线圈所连接的电源可以是稳恒电源 闭 合开关的瞬间 线圈中的磁通量增加 产生感应电流 受到安培力的作用向上跳 起 所以选项C D错误 故选B 8 A 摩擦力的大小逐渐减小B 摩擦力的大小逐渐增加 C 摩擦力的方向是变化的D 摩擦力的方向始终不变 答案 方法一 解析 如图所示 生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙 甲的速率为 乙的速率为 两者方向互相垂直 小工件 看作质点 离开甲前与甲的速度相同 并平稳地传到乙上 工件与甲 乙之间的动摩擦因数相同 乙的宽度足够大 工件与乙有相对运动的过程中 下列说 法正确的是 D 建立如图所示坐标系 以传送带乙为参考系 小工件平稳地从甲传到乙上时 有沿轴正向的速度和 轴负方向的速度 合 速度为 指向右下方 与 轴负方向夹角为 小工件受到的摩 擦力方向与合速度的方向相反 指向左上方 与 轴正方向夹角为 大小为 方法二 于是小工件便以为初速度 在大小始终为 方向与 轴正 方向夹角为 的摩擦力作用下 做匀减速直线运动 直到相对速度减为零 即小工件 与传送带乙相对静止 沿着 轴正方向 一同以对地的速率做匀速直线运动 因 此 选项A B C错误 选项D正确 故选D 摩擦力的大小不变 始终是 这个很好理解 不做解释 那么摩 擦力的方向为什么不变呢 如图 开始时 经过一小段 联立两式可推出 因此摩擦力的方向也不变 故选项A B C错误 选项D正确 故选D 二 非选择题 本大题共4小题 共72分 9 A 分压式连接B 限流式连接 1 A 安培表内接法B 安培表外接法 2 3 4 为了描绘小灯泡的伏安特性曲线 提供以下实验器材 小灯泡 额定电压 额定电流 电压表 量程 内阻 电流表 量程 内阻约 电阻箱 滑动变阻器 阻值 滑动变阻器 阻值 学生电源 电动势 内阻不计 开关及导线若干 关于控制电路中滑动变阻器的连接方法 应选择 为了减小系统误差 关于测量电路中电压表和电流表的连接方式 应选择 实验提供的电压表量程小于小灯泡的额定电压 需要把电压表的量程扩大到 伏 改装电 压表时 应将电阻箱阻值调至 并与题中所给电压表 选填 串联 或 并联 请在方框中画出该实验的电路图 5 6 7 1 2 3 4 5 答案 为操作方便 实验中滑动变阻器应选择 选填 或 你的选择理 由是 实验中得到小灯泡的伏安特性曲线曲线如下图 a 所示 由实验曲线可知 随着电压的 增加小灯泡的电阻 填 增大 不变 减小 现将与题中完全相同的两个小灯泡与另一电源 电动势 内阻 和一阻值为 的定值电阻连接成如图 b 所示电路 此电路中每个小灯泡的两端的实际电压 为 结果保留两位有效数字 A B 串联 选择时 移动滑片 小灯泡两端的电压示数变化比较均匀 线性关系 较好 6 7 1 2 3 4 5 6 7 解析 增大 该实验中 小灯泡两端的电压和通过的电流均要从 开始 所以滑动变阻器要 选用分压接法 故选A 如果采用电流表内接法 实验误差来源于电流表的分压作用 如果采用电流表 外接法 实验误差来源于电压表的分流作用 因为本实验中 电压表的内阻是 小灯泡电阻的倍左右 小灯泡电阻是电流表内阻的倍左右 这说明电流 表的分压作用产生的误差要大于电压表的分流作用产生的误差 所以该实验要 采用电流表的外接法 故选B 改装电压表 应在原电压表上串联一个定值电阻 故应将电阻箱阻值调至 故答按为 串联 实验的电路图如答案图中所示 故答案为 分压接法 滑变应选用阻值小的 即 选用小滑变 小灯泡两端的电压示 数变化比较均匀 线性关系较好 如果选用大滑变 一开始小灯泡两端的电压 示数没什么明显变化 接近于滑变右端时 小灯泡两端的电压示数会有一个急 剧地变化 调节不便 因此要选用小滑变 故答案为 选择时 移动滑片 小灯泡两端的电压示数变化比较均匀 线性关系较好 图像的斜率表示小灯泡电阻倒数 即 的变化情况 从实 验曲线可以看出 图像的斜率越来越小 说明随着电压的增加 小灯泡的电阻 越来越大 故答案为 增大 方法一 此时 将定值电阻等效到电源内阻中 于是电源的内阻相当于 将两个小灯泡等效成一个小灯泡 等效后的灯泡和原来一个灯泡的情况比 较 相当于在原来每个状态时 电流不变 电压扩大为原来的两倍 把等效后 的新电源和等效后的灯泡所对应的伏安特性曲线再分别画到图像中 找到二者 的交点 读出交点纵坐标的值再除以 即可得到此电路中每个小灯泡两端的实 际电压 如右图所示 由图可知 故答案为 方法二 由闭合电路欧姆定律得 即 代入数据得 相当于将原来的小灯泡 与一个 的等效电源接在一起 所以只要将该电源的伏安特 性曲线画到图像中 找到二者的交点 读出交点纵坐标的值 即可得到答案 故答案为 10 1 2 我国自行研制 具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机首飞成功后 拉开了全面 试验试飞的新征程 飞机在水平跑道上的滑跑可视作初速度为零的匀加速直线运动 当位移 时才能达到起飞所要求的速度 已知飞机质量 滑跑时受到的阻力为自身重力的倍 重力加速度 取 求飞机滑跑过程中 飞机的加速度 的大小 飞机受到平均牵引力的大小 3 1 2 3 答案 1 2 3 解析 飞机受到牵引力的平均功率 飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动 有 解得 设飞机滑跑受到的阻力为 根据题意可得 设发动机的牵引力 为 根据牛顿第二定律有 解得 设飞机滑跑过程中的平均速度为 有 在滑跑阶段 牵引力的平均 功率 解得 11 1 2 3 1 2 答案 直流电动机是常见的用电器 其原理可简化为如图所示的情景 在竖直向下的磁感应强度为的 匀强磁场中 直流电源与间距为的两根足够长的光滑平行金属轨道 连接 整个装置 固定在水平面内 导轨电阻不计 质量为的金属导体棒垂直放在轨道上 且与轨道接触良 好 电源电动势为 内阻为 导体棒电阻为 闭合开关 导体棒从静止开始向右运 动 并通过光滑定滑轮提升质量为的重物 求闭合开关的瞬间 导体棒受到的安培力