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石景山区 2019—2020 学年第二学期高三统一测试试卷 物 理 第Ⅰ卷（ 共 42 分） 一、本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分 。 在 每 小 题 给 出 的 四 个 选 项 中 ， 只．有．一．个．选． 项．符合题目要求。 1．下列说法正确的是 A．物体放出热量，其内能一定减少 B．外界对物体做功，其内能一定增加 C．物体吸收热量同时对外做功，其内能一定减少 D．物体吸收热量且外界对物体做功，其内能一定增加 2．图甲和图乙所示的是 a、b 两束单色光分别用同一单缝装置进行实验，在距装置恒定 距离的屏上得到的图样，图甲是 a 光照射时形成的图样，图乙是 b 光照射时形成的图 样。下列说法正确的是 A．b 光光子的能量较小 B．在水中 a 光波长较长 甲 乙 C．甲、乙图样是 a、b 两单色光的干涉图样 图 1 D．若 b 光照射某金属有光电子逸出，则 a 光照射该金属也有光电子逸出 3．氢原子的能级图如图 2 所示。如果大量氢原子处于 n=3 能 级的激发态，则下列说法正确的是 A．这群氢原子只可能辐射 1 种频率的光子 B．氢原子从 n =3 能级跃迁到 n =1 能级，辐射光子的能量 最大 C．这群氢原子辐射光子的最小能量为 12.09 eV 图 2 D．处于 n=3 能级的氢原子至少需吸收 13.6eV 能量的光子才能电离 考 生 须 知 1．本试卷共 8 页，共三道大题，20 道小题，满分 100 分。考试时间 90 分钟。 2．在答题卡上准确填写学校名称、姓名和准考证号。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，选择题、作图题请用 2B 铅笔作答，其他 试题请用黑色字迹签字笔作答，在试卷上作答无效。 4．考试结束，请将本试卷和答题卡一并交回。B 1 2 3 x/m A 4．关于气体的压强，下列说法正确的是 A．单位体积内的分子数越多，分子的平均速率越大，气体的压强就越大 B．单位体积内的分子数越多，分子的平均速率越小，气体的压强就越大 C．一定质量的气体，体积越小，温度越高，气体的压强就越小 D．一定质量的气体，体积越小，温度越低，气体的压强就越小 5．如图 3 所示，一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以 50Hz 的频率监视前方的交通状况。当车速 v≤10m/s 且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距 离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启 动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。 在上述条件下，若该车在不同路况下的“全 力自动刹车”的加速度取 4~6m/s2 之间的某一 图 3 值，则该车应设计的最小安全距离最接近 A．5m B．12.5m C．20m D．30m 6．沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t1=0 时的波形图如图 4 所示，此时波传播到 x=2.0m 处的质点 B，质点 A 恰好位于波谷位置。当 t2=0.6s 时，质点 A 恰好第二次处于波峰 位置，则以下判断正确的是 A．t1=0 时刻，质点 B 沿 y 轴正方向运动 B．再经过一段时间，质点 A 会到达质点 B 处 C．这列波的周期为 0.4s D．这列波的波速为 10m/s y/cm 2 O -2 图 4 7．t =0 时刻，A、B 两质点从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的平均速度 v 与时间 t 的关系分别为图 5 中的直线 A、B。下列判断正确的是 A．质点 A 的加速度大小为 1m/s2 B．质点 B 的加速度大小为 1m/s2 C．t=2s 时，质点 A 和 B 的速度大小相等 D．t=4s 时，质点 A 和 B 相遇 图 5θ O A B 8．如图 6 所示，单摆摆球的质量为 m，摆球从最大位移 A 处由静止释放，摆球运动到最 低点 B 时的速度大小为 v，重力加速度为 g，不计空气阻力。则摆球从 A 运动到 B 的 过程中 A．摆线拉力所做的功为 1 mv2 2 B．重力的最大瞬时功率为 mgv C．重力的冲量为 0 D．合力的冲量大小为 mv 图 6 9．如图 7 所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a、b、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且 a 与 c 关于 MN 对称，b、d 两点位于 MN 上。 以下判断正确的是 M A．b 点场强大于 d 点场强 B．b 点电势小于 d 点电势 C．a、b 两点间的电势差等于 b、c 两点间的电势差 D．试探电荷+q 在 a 点的电势能小于在 c 点的电势能 N 图 7 10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电 源的两极相连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变 化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒处 于垂直于盒底的匀强磁场中，如图 8 所示。下列说法中正确的是 A．只增大金属盒的半径，带电粒子离开加速器时的动能不变 B．只增大磁场的磁感应强度，带电粒子离开加速器时的动能增大 图 8 C．只增大狭缝间的加速电压，带电粒子离开加速器时的动能增大 D．只增大狭缝间的加速电压，带电粒子在加速器中运动的时间增大 11．一直径为 20cm 的皮球，在温度为 27℃时，球内气体的压强为 2.0 ×105Pa，球壳处于 张紧状态。球壳中任意一个直径为 20cm 圆周两侧的球面之间存在彼此相拉的力，若 大气压强为 1.01 ×105Pa，试估算其每厘米长度上该力的大小 A．5N B．25 N C．50 N D．100 N + d - a b c12．速度和加速度等运动学概念，是伽利略首先建立起来的。伽利略相信，自然界的规 律简洁明了。他从这个信念出发，猜想落体一定是一种最简单的变速运动，它的速 度应该是均匀变化的。他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的， 定义加速度 a = vt − v0 ，其中 v0 和 vt 分别表示一段时间 t 内的初速度和末速度；另 t 一种是速度的变化对位移来说是均匀的，定义加速度 A = vx − v ，其中 v 和 vx 分别表 x 示一段位移 x 内的初速度和末速度。下列说法正确的是 A．若 A 不变，则 a 也不变 B．若 A>0 且保持不变，则 a 逐渐变大 C．若 A 不变，则物体在中间位置处的速度为 D．若 a 不变，则物体在中间位置处的速度为 vt + v0 2 13. 如图 9 所示，竖直放置的两根平行金属导轨间接有定值电阻 R，金属棒与两导轨始终 保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装 R 置放在水平匀强磁场中。棒从静止开始运动至达到最大速度的过程 中，下列说法正确的是 A．通过金属棒的电流方向向左 B．棒受到的安培力方向向下 C．棒重力势能的减少量等于其动能的增加量 图 9 D．棒机械能的减少量等于电路中产生的热量 14．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音 频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的 混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音 频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图 10 为音箱的简化电路图，高、低频 混合电流由 a、b 端输入，L1 和 L2 是线圈，C1 和 C2 是电容器，则下列说法正确的是 A．扬声器甲是高音扬声器 B．C2 的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C．L1 的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D．L2 的作用是增强通过乙扬声器的低频电流 图 10 x 2 v + v2 2 a L1 C1 b C2 L2 乙 扬 声 器 甲 扬 声 器U/V b a 0.60 1.20 1.80 I/A 第Ⅱ卷（共58分） 二、本题共 2 小题，共 18 分。 15．（8 分）某同学在探究加速度和力、质量的关系的实验中，保持小车的质量不变，测得其加 速度 a 和拉力 F 的数据如下表所示。 a/m·s-2 F / N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a / m·s-2 0.10 0.20 0.29 0.40 0.51 （1）根据表中的数据在坐标图 11 中作出 a-F 图像； （2）图线斜率的物理意义是 ； （3）图线（或延长线）与 F 轴的截距的物理意义是 ； （4）小车和砝码的总质量为 kg。 0 16．（10 分）在“测电池的电动势和内电阻”的实验中，具有如下器材：待测干电池 E一 节，电压表○V ，电流表○A ，滑动变阻器 R1（0~10Ω），滑动变阻器 R2（0 ~ 200Ω），开 关 S，导线若干。（结果均保留 2 位小数） P A R V E r S 甲 乙 图 12 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0 丙 （1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填 R1 或 R2）。 （2）实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图，要 求保证开关在闭合前滑动变阻器的滑片处于正确的位置。 （3）该同学由实验数据得到图丙中的图像 b，根据图像 b 求得电源电动势 E=＿＿V， 内电阻 r= Ω。 A 0.6 3 V 3 15 +（4）丙图中 a 图线是某电阻 R 的伏安特性曲线，则两条图线 a、b 的交点的横、纵坐 标分别表示 ，该同学将该电阻 R 与本实验中的所用的电池连成一 闭合电路，此时电阻 R 消耗的电功率是 W。 （5）假如本实验中所使用的电压表的内阻很大（可视为理想电压表），而电流表是具 有一定的内阻（ 不可忽略）， 则根据本实验原理图所测得的电源电动势值 将 ，内电阻值将 。（选填“偏大”、“偏小”、“不变”） 三、本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最 后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17．（8 分）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 a 的三 （1）已知引力常量为 G，太阳的质量为 M。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理， 请你推导太阳系中该常量 k 的表达式，并说明影响常量 k 的因素。 （2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地球-卫 星系统）都成立。经测定月球绕地球运行的轨道半径约为 3.8×108m，运行周期 约为 27 天，地球半径约为 6.4×106m。试估算地球同步卫星正常运行时到地球表 面的距离。N I/A t0 18．（8 分）如图 13 所示，参加某娱乐节目的 选手从较高的平台上以水平速度跃出后， 落在水平传送带上，由于传送带足够粗 糙，选手落到传送带上后瞬间相对传送带 静止，再经过反应时间Δt＝1.0s 后，立刻 以向右的加速度 a＝2m/s 2 跑至传送带最 右端。已知平台与传送带的高度差 H＝ 1.8m，水池宽度 x0＝1.2m，传送带左端 A 与右端 B 之间的距离 L0＝9.6m。 （1）若传送带静止，选手以水平速度 v0＝3m/s 从平台跃出。求： ①该选手落在传送带上的位置与 A 端之间的距离。 ②该选手从平台开始跃出到跑至传送带右端所经历的时间。 （2）若传送带以速度 v＝1m/s 逆时针转动，选手要能到达传送带右端 B，求选手从平 台上沿水平方向跃出的最小速度。 19．（12 分）如图甲所示，一边长为 L、质量为 m 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水 平面上，整个装置放在方向竖直向上、 磁感应强度为 B 的匀强磁场中，它的一 M 边与磁场的边界 MN 重合。线框在一水 B 平力作用下由静止开始向左运动，经过 一段时间 t0 被拉出磁场。测得金属线框 中的电流随时间变化的图像如图乙所 示，在金属线框被拉出的过程中，求： 甲 （1）通过线框导线截面的电荷量； （2）线框的电阻； （3）水平力 F 随时间变化的表达式。 I0 O 乙 图 14 t/s x0 H A B 图 13- - - - - - - - - - - - L - - - - v0 d + + + + + + 图乙 20．（12 分）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为 L、宽为 b、高为 d 的矩形通道，其 前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、 下两板与电压为 U0 的高压直流电源相连。质量为 m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃 以水平速度 v0 进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时 被收集。通过调整两板间距 d 可以改变收集效率η。当 d=d0 时η=64%（即离下板 0.64d0 范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。 接地线 - + 图甲 图 15 （1）求尘埃在电场中运动的加速度大小； （2）如图乙所示，假设左侧距下板 y 处的尘埃恰好能到达下板的右端边缘，请写出 收集效率的表达式，并推测收集效率为 100%时，上、下两板间距的最大值 dm； （3）若单位体积内的尘埃数为 n，求稳定工作时单位时间内下板收集的尘埃质量 ∆M ∆t 与两板间距 d 的函数关系，并绘出图线。 - - L - - - - v0 - - - d b高三物理试卷 第 9页共 8 页