西 城 区 高 三 统 一 测试
物 理 2020.4
本试卷共 10 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作
答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合
题目要求的一项。
1．下列说法正确的是
A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．物体对外界做功，其内能一定减少
C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
2．图 1 是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏 P 上观察到的图样如图 2 所示。为了增大
条纹间的距离，下列做法正确的是
A．增大
单 色 光
的 频 率
B．增大双缝屏上的双缝间距
C．增大双缝屏到光屏的距离 D．增大单缝屏到双缝屏的距离
3．太阳释放的巨大能量来源于核聚变。一个氘核与一个氚核聚变成一个氦核的同时释放出一
个中子，若氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为 m1、m2、m3 和 m4，真空中的光速为 c，那
么一个氘核和一个氚核发生核聚变时，释放的能量是
A．(m1＋m2－m3 ) c2 B．(m1＋m2－m3－m4 ) c2
C．(m1＋m2－m3 ) c D．(m1＋m2－m3－m4 ) c
4．如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为 0.20 m ，P、Q 两质点的平衡位置相距 0.35
m。当 P 运动到上方最大位移处时，Q 的运动情况是
A．运动到上方最大位移处
B．运动到下方最大位移处
C．运动到平衡位置，且速度方向下
D．运动到平衡位置，且速度方向上
5．将一定值电阻分别接到如图 1 和图 2 所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为 Q1 和 Q2，则 Q1∶Q2 等
于
A．2∶1
B．1∶2
C．2∶1
D．1∶2
6．2019 年 10 月 11 日，中国火星探测器首次公开亮相，暂命名为“火星一号”，计划于 2020
年发射，并实现火星的着陆巡视。已知火星的直径约为地球的 53%，质量约为地球的 11%，
请通过估算判断以下说法正确的是
A．火星表面的重力加速度小于 9.8 m/s2
B．探测器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力
C．探测器在火星表面附近的环绕速度等于 7.9 km/s
D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
7．如图 1 所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一钢球，把钢球从平衡位置向
下拉下一段距离 A，由静止释放。以钢球平衡位置为坐标原点，竖直向上为
正方向建立 x 轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢
球运动的位移—时间图像如图 2 所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则
A．t1 时刻钢球处于超重状态
B．t2 时刻钢球的速度方向向上
C．t1~t2 时间内钢球的动能逐渐增大
D．t1~t2 时间内钢球的机械能逐渐减小
8．由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是
抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中
虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，
O、a、b、c、d 为弹道曲线上的五点，其中 O 点为发射点，d 点为落地点，b 点为轨迹的最高
点，a、c 为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。
下列说法正确的是
A．到达 b 点时，炮弹的速度为零
B．到达 b 点时，炮弹的加速度为零
C．炮弹经过 a 点时的速度大于经过 c 点时的速度
D．炮弹由 O 点运动到 b 点的时间大于由 b 点运动到 d
点的时间
9．阴雨天里积雨云会产生电荷，云层底面产生负电荷，在地面感应出正电荷，电场强度达到
一定值时大气将被击穿，发生闪电。若将云层底面和地面看作平行板电容器的两个极板，板
间距离记为 300m，电压为 2×107 V，积雨云底面面积约为 1×108 m2。若已知静电力常量与空
气的介电常数，由以上条件是否能估算出以下物理量：
①云层底面与地面间的电场强度；
②云层底面与地面构成的电容器的电容；
③云层底面所带电量
A．只能估算出① B．只能估算出①和②
C．只能估算出②和③ D．①②③均能估算出10．如图 1 所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图 2 所示。在充电开始后的一
段时间 t 内，充电宝的输出电压 U、输出电流 I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 r，
则时间 t 内
A．充电宝输出的电功率为 UI＋I2r
B．充电宝产生的热功率为 I2r
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为 UIt－I2rt
11．如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在
斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端
连接一电阻。t＝0 时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程
中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下
滑过程导体棒的位移 x、速度 v、流过电阻的电流 i、导体棒受到的安
培力 F 随时间 t 变化的关系图中，可能正确的是
12．在探究影响感应电流方向的因素实验中，用灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插
入”和“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流，记录实验过程中的相关信息，就可以分析得
出感应电流方向遵循的规律。下图为某同学的部分实验记录，在图 1 中，电流计指针向左偏
转。以下说法正确的是
A．在图 2 所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转
B．在图 3 所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转
C．这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与线圈的绕向有关
D．这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向有关
2U tr13．如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流 I0，R 为定值电阻，电流表、电压表均
可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。改变变阻器 RL 接入电路的阻值，记录电流
表、电压表的示数并依次填写在下表中。由数据可以判定以下说法正确的是
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
U（V） 14.
0
12.
0
10.
0
8.0 6.0 4.0 2.0 0
I（A） 0.3
0
0.4
0
0.5
0
0.6
0
0.7
0
0.8
0
0.9
0
1.0
0
A．实验过程中 RL 逐渐增大 B．实验过程中恒
流源输出功率逐渐减小
C．恒流源提供的电流 I0 大小为 2.00 A D．电路中定值电阻 R 的阻值为 10 Ω
14．自 2020 年初开始，我国发生了新冠肺炎疫情。面对疫情，中华儿女众志成城，科学战
“疫”，现在疫情已经得到了有效控制。2020 年 3 月 3 日，国家卫健委、国家中医药管理局
印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传
播途径：经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露
于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。
气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等。气溶胶中的粒子
具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、散射等。关于封闭环境中气溶
胶粒子，下列说法正确的是
A．在空气中会缓慢下沉到地面 B．在空气中会缓慢上升到空中
C．在空气中做无规则运动 D．受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的
重力
15．（6 分）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的__________。
A．用橡胶塞密封注射器的下端
B．用游标卡尺测量柱塞的直径
C．读取压力表上显示的气压值
D．读取刻度尺上显示的空气柱长度
（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并
且 在 实 验 中 要 缓 慢 推 动 活 塞 ， 这 些 要 求 的 目 的 是
_____________________________________。
（ 3 ） 下 列 图 像 中 ， 最 能 直 观 反 映 气 体 做 等 温 变 化 的 规 律 的 是
__________。16．（10 分）用如图 1 所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）在下表中选出适当的实验器材进行实验。
器材（型号） 规格
电压表（V1） 0~3 V，内阻约 3 kΩ
电压表（V2） 0~15 V，内阻约 15 kΩ
电流表（A1） 0~0.6 A，内阻约 0.125 Ω
电流表（A2） 0~3 A，内阻约 0.025 Ω
滑动变阻器（R1） 总阻值约 20 Ω
滑动变阻器（R2） 总阻值约 1000 Ω
待测干电池 电动势约为 1.5 V
开关（S）
导线若干
实验中电流表应选用_____；电压表应选用_____；
滑动变阻器应选用____（填器材代号）。
（2）完成图 2 中实物间的连线。
（3）甲同学在实验中记录了 6 组数据如下表所示，其中
5 组数据的对应点已经标在坐标纸上，请标出余下一组
数据对应的坐标点，并画出 U-I 图线。
序号 1 2 3 4 5 6
U（V） 1.4
5
1.4
0
1.3
0
1.2
5
1.2
0
1.1
0
I（A） 0.0
6
0.1
2
0.2
4
0.2
6
0.3
6
0.4
8根据所画图线，可得出干电池的电动势 E＝ V。
（4）甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数 U 与对应的电
流表的读数 I 的比值 就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表的读数变化量 与相对应的
电流表的读数变化量 的比值的绝对值 才等于电源的内阻。请判断哪位同学的观点是正
确的，并说明你的判断依据。
17．（9 分）2022 年第 24 届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最
具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO 为助滑道，OB 为着陆
坡。运动员从助滑道上的 A 点由静止滑下，然后从 O 点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着
陆。已知，A 点与 O 点的高度差为 h，着陆坡 OB 的倾角为 θ，运动员的质量为 m，重力加速
度为 g。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦
和空气阻力，求：
（1）运动员经过 O 点时的速度大小 v；
（2）运动员从飞出到着陆的时间 t；
（3）运动员的着陆点到 O 点的距离 s。
U
I U∆
I∆ U
I
∆
∆18．（9 分）电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对
它进行观察和研究。
如图所示，O 是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为+q、质量为 m 的试探小
球先后依次挂在图中 P1、P2、P3 三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置 A、
B、C 与带电球 O 的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为 θ1、θ2、
θ3，且 θ1＞θ2＞θ3。已知重力加速度为 g 。
（1）对带电小球静止于 A 位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的
大小 FA；
（2）根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在 A 位置处的场强大小 EA 的表达式，并
据此比较 A、B、C 三个位置的电场强度 EA、EB、EC 的大小关系。
19．（12 分）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产
生的静电场外，变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。
电子质量为 m，电荷量为 e。请分析以下问题。
（1）如图 1 所示，在金属丝和金属板之间加以电压 U，金属丝和金属板之间会产生静电场，
金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时
的速度，求电子穿出金属板时的速度大小 v。
（2）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图 2 所示。上图为侧视
图，S、N 为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁
线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。
a．如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为 R，电子轨迹所在处的
感生电场的场强大小恒为 E，方向沿轨迹切线方向。求初速为 0 的电子经时间 t 获得的动能 Ek
及此时电子所在位置的磁感应强度大小 B；
b．在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电
场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子
的感生电场是否可以引入电势概念。20．（12 分）二十世纪初，卢瑟福进行 α 粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认
识。
（1）如图 1 所示，有两个 α 粒子均以速度 v 射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金
原子核中心。请在图 1 中分别画出两个 α 粒子此后的运动轨迹示意图。
（2）如图 2 所示，一个 α 粒子以速度 v 射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由
于金原子受到周边其他金原子的作用，可将 α 粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止
的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明 α 粒子与金原子核作用后速度的大小和方
向。
（3）实验发现，绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数 α 粒
子发生了大角度偏转（超过 90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了
研究问题的方便，可作如下假设：
①将 α 粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；
②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；
③各层原子核前后不互相遮蔽；
④大角度偏转是 α 粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。
如果金箔厚度为 L，金原子直径为 D，大角度偏转的 α 粒子数占总 α 粒子的比例为 p，且
p
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