2020届北京市东城区高三第二学期一模物理试题

北京市东城区北京市东城区 20192020 学年度第二学期高三综合练习学年度第二学期高三综合练习(一一) 物 理 物 理 2020.4 本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分，共 100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案 答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 第一部分(选择题，共 42 分) 本部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的 一项。 1.下列实验中能证实光具有粒子性的是 A.光电效应实验 B.光的色散实验 C.光的圆孔衍射实验 D.光的双缝干涉实验 2.关于分子动理论，下列说法正确的是 A.气体扩散的快慢与温度无关 B.分子间同时存在着引力和斥力 C.布朗运动是液体分子的无规则运动 D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大 3.根据玻尔的原子模型，当氢原子吸收一个光子后 A.氢原子的电势能增大 B.氢原子的总能量减小 C.电子绕核运动的动能增大 D.电子绕核运动的半径减小 4.下列说法正确的是 A.电磁波需要介质才能传播 B.机械波只能在空气中传播 C.在空气中传播的声波是横波 D.光在真空中的传播速度与光的频率无关 5.水平面上有质量均为 1kg 的两个小物块 a、b。物块 a 在水平恒力 F1=2N 的作用下由静止开始运动 4s，物 块 b 在水平恒力 F2=2N 作用下由静止开始运动 4m。两物块与水平面间的摩擦均可忽略不计。两物块在上 述运动过程中 A.物块 a 的加速度比物块 b 的加速度大 B.物块 a 的末速度比物块 b 的末速度小 C.力 F1做的功比力 F2做的功多 D.力 F1的冲量比力 F2的冲量小 6.用如图所示的装置探究影响感应电流方向的因素。实验时将线圈放在水平桌面上，使磁铁的 N 极进入线 圈或移出线圈。下列说法正确的是 A.感应电流的方向与 N 极进入线圈的快慢有关 B.N 极从线圈中匀速移出的过程中有感应电流产生 C.N 极进人线圈与移出线圈过程中感应电流方向相同 D.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向始终相同 7.如图所示，电容器上标有“80V 1000F”字样。下列说法正确的是 A.电容器两端电压为 0 时其电容为零 B.电容器两端电压为 80V 时才能存储电荷 C.电容器两端电压为 80V 时储存的电荷量为 0.08C D.电容器两端电压低于 80V 时其电容小于 1000F 8.2019 年 12 月 27 日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，将实践二号卫星送人预定 轨道。已知地球的质量为 M、半径为 R，卫星质量为 m，引力常量为 G。某阶段卫星围绕地球做半径为 r 的匀速圆周运动时 A.卫星的运行周期为? ? ? B.卫星具有的动能为? ? C.卫星运行的角速度为? ? D.卫星的向心加速度为? ? 9.如图甲所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与一个带孔小球连接，小球穿在水平固定的光滑杆 上。O 点为小球的平衡位置，并以其为坐标原点建立 x 轴。小球可在 a、b 两点之间做简谐运动。图乙为 小球的振动图像。下列说法正确的是 A.t1时刻小球运动到 b 点 B.t2时刻小球的速度为零 C.从 t1到 t2时间内小球的回复力变大 D.从 t3到 t4时间内小球的加速度变小 10.如图所示为密立根油滴实验示意图，两块水平放置的平行金属板分别与 电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板 中间的小孔喷入电场。 油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电。 油滴的大小、 质量、所带电荷量各不相同。油滴进入电场时的初速度及油滴间的相互作 用忽略不计。下列说法正确的是 A.若观察到某油滴悬浮不动，该油滴的质量一定比其他油滴小 B.若观察到某油滴悬浮不动，该油滴一定没有受到电场力作用 C.若观察到某油滴向下加速运动时，该油滴的电势能一定不断减小 D.若观察到某油滴向下加速运动时，该油滴所受电场力一定做负功 11.如图所示， 圆心角为 90的扇形区域 MON 内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场， P 点为半径 OM 的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子 a、b，以不同的速度先后 从 P 点沿 ON 方向射人磁场，并分别从 M、N 两点射出磁场。不计粒子所受重力及粒子 间相互作用。粒子 a、b 在磁场中运动过程，下列说法正确的是 A.粒子 a 带正电，粒子 b 带负电 B.粒子 a 在磁场中的运动时间短 C.粒子 a、b 的加速度大小之比为 1：5 D.粒子 a、b 的速度大小之比为 5：1 12.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能E?与重力势能E?之和。取地面为重力势能零点，该 物体的E总和E?随它离开地面的高度 h 的变化如图所示。取重力加速度 g=10m/s2。分析 图中数据可得 A.物体的质量为 1kg B.离开地面时物体的速度大小为 20m/s C.离开地面 2m 过程中物体克服阻力做功 40J D.离开地面 4m 过程中物体的动能减少 100J 13.一定质量理想气体从初始状态 A 经状态 B、C、D 再回到状态 A，其体积 V 与温度 T 的关系如图所示。 下列说法正确的是 A.从状态 A 到状态 B 的过程中，气体内能减小 B.从状态 B 到状态 C 的过程中，气体向外放热 C.从状态 C 到状态 D 的过程中，气体对外做功 D.从状态 D 到状态 A 的过程中，气体压强增大 14.关于宇宙的演化问题一直得到物理学家们的高度关注。2019 年的诺贝尔物理学奖得主之一詹姆斯皮布 尔斯对宇宙大爆炸理论的发展做出了巨大贡献。 宇宙大爆炸理论认为：宇宙起源于 137 亿年前的一次大爆炸。在演化至今的大部分时间内，宇宙是膨 胀的。宇宙是否会一直膨胀下去与宇宙物质平均密度有关。假如平均密度小于某个值，宇宙就将永远膨胀 下去。假如平均密度大于某个值，宇宙膨胀后可能又会收缩。这个值被称为宇宙的临界密度，临界密度的 计算公式为? = ? ?H ?，其中 G 为引力常量，H 为哈勃常数。根据所学知识可以判断 A.哈勃常数只是一个数值，没有单位 B.哈勃常数与质量有关，其国际单位是 kg C.哈勃常数与时间有关，其国际单位是s? D.哈勃常数与长度有关，其国际单位是 m 第二部分(非选择题，共 58 分) 本部分共 6 题，共 58 分。 15.(10 分) 实验小组的同学们在做 “探究加速度与物体受力、 物体质量关系” 的实验时， 采用如图甲所示的实验装置， 让重物(砝码和托盘)通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。 (1)为了减小误差，实验前需要做好以下两项准备： 调整垫片的位置，使小车在不受拉力作用时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除摩 擦力的影响，使小车所受合外力 F 等于 。 挑选合适的重物(砝码和托盘)，使小车质量 M 远大于重物(砝码和托盘)质量 m。这样做是为了使小车匀 加速运动时，小车所受拉力近似等于 。 (2)实验过程中，下列操作正确且必要的是 。 A.调节滑轮的高度，使牵引重物的细绳与长木板保持平行 B.先放开小车再接通打点计时器的电源 C.改变小车质量时，重新调节垫片的位置 (3)正确操作后，甲同学挑选出的一条纸带如图乙所示。图中 A、B、C、D、E 是按打点先后顺序依次选取的 计数点，两个相邻的计数点之间的时间间隔均为 0.10s。现测出 AB=2.20cm，AC=6.40cm，AD=12.58cm， AE=20.80cm，则打 C 点时小车的速度大小为 m/s。(结果保留两位有效数字) (4)甲、乙两同学各自保持小车质量 M 不变，改变重物质量 m，进行实验。他们根据各自测得的实验数据 画出了如图丙所示的加速度与物体所受合力关系的 一 F 图像。但他们得到了两条不同图线，其原因是他 们选取的 不同。他们可以得到的相同结论是： 。 16.(8 分) 实验室的多用电表可以用来测量直流电流、直流电压、交变电压以及电阻。 (1)某同学用表盘如图甲所示的多用电表测量电阻。 他调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度后，将选择开关调到电阻挡的“10”位置，将红、黑表笔分别 插人“+”、“”插孔，把两表笔尖相互接触，调节 (选填“S”或“T”)，使多用电表的指针指向电阻挡 的 (选填“0”或“”)刻线。 之后他将红、黑表笔的笔尖分别与待测电阻两端接触，发现指针偏转角度过大，他应将选择开关调到电 阻挡的 (选填“1”或“100”)位置。 正确操作后，多用电表的指针位置如图乙所示。则该电阻的测量值为 。 (2)他进一步了解了多用电表的原理后，找来了一块毫安表(满偏电流I?=1mA、内阻 R?=120)，两个定值电阻(R1=1，R2=880)，按照如图丙所示电路将毫安表改装成多 用途的电表。 开关 S 断开时，改装后的毫安表可以作为量程是 V 的电压表使用。 若开关 S 闭合，毫安表指针达到满偏时，通过两表笔的电流为 A。 17.(9 分) 2022 年冬季奥林匹克运动会将在我国举办。跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。比赛所用的跳台由助 滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示。 我们将助滑道简化为图乙所示轨道，长直滑道 AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔 接，滑道 BC 高 h=10m，C 是半径 R=20m 圆弧的最低点。质量 m=50kg 的运动 员从A处由静止开始匀加速下滑， 加速度=4.5m/s2， 到达B点时速度vB=30m/s。 取重力加速度 g=10m/s2。 (1)求长直滑道 AB 的长度 L； (2)求运动员在 AB 段所受合外力的冲量的大小； (3)若不计 BC 段的阻力，画出运动员经过 C 点时的受力图，并求其所受支持力 FN的大小。 18.(9 分) 我们的生产和生活中离不开交变电流。 (1) 如图甲所示， KLMN 是一个单匝竖直的矩形导线框， KL 边水平，线框面积为 S，全 部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角 速度 匀速转动。在 KL 边与磁场方向夹角为 30(图示位置)时： 线框产生的瞬时电动势的大小为 。 导线框中的电流方向是 (选填“KNMLK”或“KLMNK”) 。 (2)交变电流可以从发电站输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损 失一部分功率。某发电厂利用总电阻 R=100 的线路向外输送电能，输送功率 P= 300kW，输电电压 U=10kV，请你求出导线上损失的功率。 (3)如图乙所示电路中，L 是标有“12V 12W”字样的小灯泡，R 是标有“10 1A”字样 的滑动变阻器。 交流电源的电压瞬时值表达式 u = 28sin100t(V) 。 请你通过计算说明， 能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。 19.(10 分) 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都 垂直的方向上出现电势差，这个现象被称为霍尔效应，所产生的电势差被称为霍尔电势差或霍尔电压。 (1)如图甲所示， 将厚度为 d 的矩形薄片垂直置于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。 薄片上有四个电极 E、 F、 M、N，在 E、F 间通以电流强度为的恒定电流。已知薄片中自由电荷的电荷量为 q，单位体积内自由电 荷的数量为 n。请你推导出 M、N 间霍尔电压的表达式 UH。(推导过程中需要用到、但题目中没有的物理 量，要做必要证明) (2)霍尔元件一般采用半导体材料制成。 目前广泛应用的半导体材料分为两大类： 一类是“空穴”(相当于带正 电的粒子)导电的 P 型半导体，另一类是电子导电的 N 型半导体。若图甲中所示为半导体薄片，请你简要 说明如何判断薄片是哪类半导体? (3)利用霍尔效应可以制成多种测量器件。图乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘 的周边等距离地嵌装着 N1个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆 盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图丙所示。若在时间 t 内，霍尔元件输出的脉冲电压 数目为 N2，请你导出圆盘转速 N 的表达式。 20.(12 分) 目前地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能。 (1)如果将太阳聚变时的核反应简化为4个氢核( H ? ? )聚变生成1个氦核( He ? ? )和2个正 电子。请你写出此核反应方程。 (2)目前太阳能已被广泛利用。如图所示的太阳