2020届北京市顺义区高三第二次统练物理试题（解析版）

顺义区 2020 届高三第二次统练物理试卷解析 本试卷总分 100 分，考试用时 90 分钟； 本试卷共 8 页，分为选择题（42 分）和非选择题（58 分）两个部分。 第一部分（选择题共 42 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、关于分子动理论，下列说法正确的是 A．固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 【答案】B 【解析】固体扩散的快慢与温度也有关系，不是无关，温度越高，扩散也会越快，选项 A 错误；分子 间同时存在着引力和斥力，选项 B 正确；布朗运动不是液体分子的无规则运动，是悬浮在液体中的颗粒的 无规则的运动，但是它能够反映液体分子是运动的，选项 C 错误；分子间的引力总是随分子间距增大而减 小，斥力也是随分子间距离的增大而减小，选项 D 错误。 2、下列说法中正确的是 A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的 B．汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构 C．氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的 D．卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中 【答案】C 【解析】天然放射现象的发现，揭示了原子核是可分的，并没有说明原子核由质子和中子组成，选项 A 错误；汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了原子具有复杂的结构，从而提出的是原子的“蛋糕”模型，选 项 B 错误；氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的，选项 C 正确；卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，而原子只能处于一系列不连续的能量状态中是由玻尔提出的， 选项 D 错误。 3、如图 1 所示，P 是一束含有两种单色光的光线，沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心 0，折射后分 成 a、b 两束光线，则下列说法中正确的是 A．a 光频率小于 b 光频率B．在玻璃砖中传播的时间 a 光比 b 光长 C．玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D．若让玻璃砖在纸面内绕 O 点逆时针转动 180°，P 光线保持不变， 则 a、b 两束光线也保持不变 【答案】B 【解析】由图可知，光线从玻璃射入空气的入射角是相等的，而折射角不相等，由图可知，a 光在空 气中对应的角度较大，而折射率是空气中对应角度的正弦与在介质中对应角度正弦的比，所以 a 光的折射 率较大，它就好像七种色光中的紫光，折射率大，频率也大，故选项 AC 错误； 因为光在玻璃中的传播速度 v= ，而 a 光的折射率 n 大，所以它在玻璃中的传播速度 v 较小，所以同 样的距离，a 光传播的时间较长，选项 B 正确； 若让玻璃砖在纸面内绕 O 点逆时针转动 180°，P 光线保持不变， 则变成了光由空气斜射入玻璃的情形， 如图所示，a、b 两束光线不会保持不变，已经发生了变化，选项 D 错误。 4、如图 2 是某绳波形成过程的示意图，质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质 点 2、 3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，t=T/4 时，质点 5 刚要开始运动，下列说法 正确的是 A．t=T/4 时，质点 5 开始向下运动 B．t=T/4 时，质点 3 的加速度方向向上 C．从 t=T/2 开始的一小段时间内，质点 8 的加速度正在减小 D．从 t=T/2 开始的一小段时间内，质点 8 的速度正在减小 【答案】D 【解析】由于波向右传播，根据 T/4 的波形，再由“同侧法”可知，质点 5 的振动方向是向上的，故选 项 A 错误；质点 3 在平衡位置的上方，故它受到的回复力是向下的，所以它的加速度方向也是向下的，选 项 B 错误； 当 t=T/2 时，波形又会在 T/4 的基础上向右传播四分之一个波长，图形变为如下图所示的样子，则质 点 8 正处于平衡位置的上方，根据同侧法可以判断出质点 8 在向上运动，回复力在增大，故加速度正在增 大，选项 C 错误；而它正在向上运动，远离平衡位置的过程中，速度会逐渐减小，选项 D 正确。 c n5、2020 年 3 月 19 时 55 分，我国在西昌卫星发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星，北 斗三号 GEO-2 是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是 A．地球同步轨道卫星的运行周期为定值 B．地球同步轨道卫星所受引力保持不变 C．地球同步轨道卫星绕地运行中处于平衡状态 D．地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度 【答案】A 【解析】地球同步轨道卫星的运行周期与地球的自转周期相等，为 24 小时，是定值，选项 A 正确； 地球同步轨道卫星所受引力就是地球对卫星的万有引力，其大小是保持不变的，而方向却始终指向地球， 即圆心，所以其方向在时刻改变，所以其受到的引力在改变，选项 B 错误；地球同步轨道卫星绕地运行中， 在做圆周运动，其运动方向在改变，故其运动状态在改变，即它处于非平衡状态，选项 C 错误；地球同步 轨道卫星的在轨运行时离地面有一定的高度，而第一宇宙速度是近地表面卫星的速度，二者是不相等的， 同步卫星的速度要小于第一宇宙速度的大小，选项 D 错误。 6、平行板电容器 C 与三个可变电阻 R1、R2、R3 以及电源连成如图 3 所示的电路，闭合开关 S，待电 路稳定后，电容器 C 两极板带有一定的电荷，要使电容器所带电荷量减少，以下方 法中可行的是 A．只增大 R1，其他不变 B．只增大 R2，其他不变 C．只减小 R3，其他不变 D．只减小 a、b 两极板间的距离，其他不变 【答案】A 【解析】从电路看，这是一个电阻箱 R1 与 R2 串联的电路，电容器接在电阻箱 R2 两端，虽然 R3 与电容 器串联，但是它不起什么作用，因为电容器在稳定时是没有电流通过的，故 R3 两端也就没有电压，所以电 容器的两端电压也就是电阻箱 R2 的两端电压，现在要使电容器所带的电荷量减少，根据电容的公式可得 Q=CU，而电容 C 不变，所以需要使 U 减小，即让电阻笨 R2 的两端电压减小，再根据串联电路中的电压分 配规律可知，想让 R2 两端的电压减小，只需要减小电阻 R2 或者增大电阻 R1 的大小即可；故选项 A 正确， B、C 均错误； 若只减小 a、b 两极板间的距离，根据平行板电容的公式 C= 可知，电容 C 会变大，如果其他条 4 S kd ε π件不变，则电容器的两端电压会增大，选项 D 错误。 7、如图 4 所示，U 形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不 漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。外界大气压活塞紧压小挡板，现缓慢升高汽缸内气体的温度， 则图 5 能反映汽 缸内气体的压强 p 随热力学温度 T 变化的图象是 【答案】B 【解析】由图可知，活塞紧压着一个小档板，则汽缸内温度升高时，先进行的体积不变的等容变化， 在这个过程中， 是一个定值，即在这个过程中，p—T 图像应该是一条过原点的直线；当汽缸内的气体 压强产生的压力大于活塞的重力时，活塞会被向上顶起，这个过程是一个等压过程，即压强不变，根据 是不变的，故随着温度的升高，其体积变大，在 p—T 图像中是一条平行于 T 轴的直线，故选项 B 符合题 意。 8、当前，新型冠状病毒（COVID-19）正在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情 防控过 程中发挥了重要作用。红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间 短、测温效率高、操作方 便、防交叉感染（不用接触被测物体）的特点。下列关于红外测温 枪的说法中正确的是 A．红外测温枪工作原理和水银体温计测量原理一样都是利用热胀冷缩原理 B．红外测温枪能接收到的是身体的热量通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温 C．红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有 关，温度越高 发射红外线强度就越大 D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长 【答案】C 【解析】红外测温枪工作原理是一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关， 温度越高发射红外线强度就越大，所以测量红外线的强度就可以知道物体的表面温度；而水银体温计测量 原理是利用液体的热胀冷缩原理，温度升高，液体的体积膨胀，温度降低时，液体的体积减小，故选项 A 错误，C 正确； 红外测温枪能接收到的是身体的热量通过辐射的方式到达红外测温枪进而显示出体温的，而不是通过 热传导，空气是热的不良导体，选项 B 错误； 红外线也属于电磁波，它的波长比红光还要长，而红光的波长比紫光在少，故红外线的波长要大于紫 外线的波长，选项 D 错误。 9、如图 6 所示的甲、乙两图中，M 为自耦变压器，R 是滑动变阻器，P1、P2 分别是它们的滑动键，将 p T V T它们的输入端 a、b 和 c、d 分别接到相同的正弦交流电源上，在它们的输出端 e、f 和 g、h 上各接一个灯 泡 L1 和 L2，两灯泡均发光。现将它们的滑动键 P1、P2 均向下滑动一小段距离，若在此过程中，灯泡不至 于烧坏，则 A. L1、L2 均变亮 B. L1 变亮，L2 变暗 C. L1 变暗，L2 变亮 D. L1、L2 均变暗 【答案】B 【解析】甲图是个自耦变压器，当滑片 P1 向下滑动时，原线圈的匝数 n1 在减少，而副线圈的匝数 n2 不变，根据变压器的电压规律 ，则 U2 增大，故灯泡 L1 变亮； 对乙图来说它是一个变阻器，相当于一个电压不变的电源接在 cd 间，变阻器被分成了两部分，如图所 示，变阻器的上端与灯泡串联的电压就是 cd 间的电压，不变，而当 P2 向下滑动时，上端的电阻增大，故 灯泡中通过的电流减小，即灯泡 L2 会变暗，选项 B 正确。 10、如图 7 甲所示，用传感器和计算机可 以方便地描出做平抛运动物体的轨 迹。它的设计原理如图 7 乙所示。 物体 A 在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动 的平面内安放着超声—红外接收装置 B，B 盒装有 B1、B2 两个超声—红外接收器，并与计算机相连，B1、B2 各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此 算出它们各自与物体 A 的距离，下列说法正确的是 A．该实验中应用了波的干涉规律 B．该实验中应用了波的反射规律 C．该实验中应用了波的直线传播规律 1 1 2 2 U n U n =D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波 【答案】C 【解析】根据题意可知，小球在运动的过程中会发出超声波脉冲和红外线脉冲，这两种信号分别会被 B1 和 B2 接收到，它是根据时间差感知物体存在的，由于超声波属于声波，而红外线脉冲属于电磁波，它 们不是一类的波，故不会发生干涉，选项 A 错误；也没有应用波的反射规律，选项 B 错误，而是根据波的 直线传播的规律，故选项 C 正确；超声波属于声波，不是无线电波，选项 D 错误。 11、某同学在测量电阻 Rx 实验时，按图 8 所示连接好实验电路。闭合开关后发现：电流表示数很小、 电压表示数接近于电源两端电压；移动滑动变阻器滑片时两电表示数几乎不变 化，仪表及其量程的选择均 无问题。请你分析造成上述结果的原因可能是 A．电流表断路 B．滑动变阻器滑片接触不良 C．开关接触部位由于氧化，使得接触电阻太大 D．待测电阻和接线柱接触位置由于氧化，使得接触电阻很大 【答案】D 【解析】由于闭合开关后发现：电流表示数很小、电压表示数接近于电源两端电压，而且移动滑动变 阻器滑片时两电表示数几乎不变化，说明与电压表并联的那部分电路发生了断路，致使电流不能通过电阻 Rx，而只能通过电压表，而电压表的电阻又很大，相当于电压表与变阻器联，故电压表身上分得了电源的 绝大多数的电压，所以电压表的示数接近电源电压，故选项 D 正确。 该题也可以用排除法来做，因为选项 ABC 中的电流表、变阻器和开关都处在总的干路上，若它们中 的一个断开或者接触不良了，则电流就过不去了，电压表根本就不会有示数了，所以选项 ABC 是错误的。 12、1897 年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量 电子的电荷量做了大量的探索。1907 ~ 1916 年密 立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值 e 的整数倍，于是称这一数值 e 为基本电荷， 如图 9 所示，两块完全相同的金属极板正对着水平放置，板间的距离为 d，当质量为 m 的微小带电油滴在 两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做 匀速运动，通过某一段距离所用时间为 t1；当两板间加电压 U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油 滴竖直向上做匀速运动，且在时间 t2 内运动的距离与在时间 t1 内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加 速度为 g，下列说法正确的是A．根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电 B．密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是 1.6×l0-19C C．根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量 Q= D. 根据两板间加电压 U（上极板的电势高）时观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴 的电荷量 Q= 【答案】C 【解析】由图可知，上极板带正电，因为当两极板间加电压时，油滴匀速向上运动，说明电场力的方 向是向上的，故说明带电油滴带负电，选项 A 错误； 密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是 1.6×l0-19C 的整数倍，而 1.6×l0-19C 就是元电荷 的大小，选项 B 错误； 当两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，说明油滴此时受平衡力的作用，即 mg=f1，因为空气阻力的大小与速度大小成正比，故 f1=kv1= ；当两板间加电压 U（上极板的电势高）时， 可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，则根据受力平衡又可得：mg+f2= ，而 f2= ；联立以上两 式，解之得，油滴所带的电荷量 Q= ，选项 C 正确，D 错误。 13. 如图 10（甲）所示，质量 m = 2kg 的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径 R = 0.5m 的薄圆筒上。t=0 时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度 ω 随时间 t 的变化规律如图 10（乙） 所示，小物体和地面间的动摩擦因数为 0.1，重力加速度 g 取 l0m/s2，则下列判断正确的是 A．细线的拉力大小为 4N B．细线拉力的瞬时功率满足 P=4t 1 2 2 ( )mgd t t Ut + mgd U 1 ks t U Qd 2 ks t 1 2 2 ( )mgd t t Ut +C．小物体的速度随时间的变化关系满足 v=4t D．在 0~4s 内，小物体受合力的冲量为 4N·s 【答案】D 【解析】由乙图可知，角速度的大小与时间 t 的大小相等，我们记为 ω=t，故物块 m 向右运动时的速 度大小为 v=ωR=0.5tm/s，选项 C 错误； 看来物块做匀加速直线运动，其加速度的大小为 0.5m/s2，再对物块受力分析后，应用牛顿第二定律得： F-μmg=ma，故解之得细线拉，力的大小 F=3N，选项 A 错误； 细线拉力的瞬时功率满足 P=Fv=3N×0.5tm/s=1.5t，选项 B 错误； 因为 4s 末，小物体的速度大小为 v=2m/s，再根据动量定理得，在 0~4s 内，小物体受合力的冲量为 I=mv-0=2kg×2m/s=4N·s，选项 D 正确。 14、2019 年被称为 5G 元年，这一年全球很多国家开通了 5G 网络，开启了一个全新的通信时 代，即 万物互联的物联网时代，5G 网络使用的无线电波通信频率是在 3. 0GHz 以上的超高频段和极高频段（如图 11），比目前 4G 及通信频率在 0.3GHz〜3.0GHz 间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下 列说法正确的是 A．4G 信号是纵波，5G 信号是横波 B．4G 信号和 5G 信号相遇能产生干涉现象 C．4G 信号比 5G 信号更容易发生衍射现象 D．5G 信号比 4G 信号波长更长，相同时间传递的信息量更大 【答案】C 【解析】由于电磁波都是横波，故无论是 4G 信号还是 5G 信号，都是横波，选项 A 正确；因为发生 干涉的条件是频率相等的相干波源，而 4G 信号和 5G 信号的频率不相等，故它们相遇是不能产生干涉现象 的，选项 B 错误；因为发生衍射现象的条件是物体的尺度等于或者小于波长才可以，而生活中的物体的尺 度一般都大于电磁波的波长，故要想容易发生衍射现象，则电磁波的波长尽量大一些才好，而 4G 的频率 比 5G 小，根据 c=fλ 可知，4G 的波长比较大，所以 4G 比 5G 更容易发生衍射现象，选项 C 正确；因为 4G 的信号的波长更长一些，故选项 D 错误。 第二部分（非选择题共 58 分）本部分共 6 小题，共 58 分。 15.（6 分）某同学用图 12 中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属 导轨 ab 和 a1b1 固定在同一 水平面 内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的 N 极位于两导轨的正上方， S 极位于两导轨的正下方， 一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（不计金属导轨的电阻和摩擦） （1）在开关闭合后，金属棒向_________ （选填“左侧”或'右侧”）移动。 （2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A．适当增加两导轨间的距离 B．保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒 C．将滑动变阻器滑片向左移动 D．把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁 其中正确的是 （填入正确选项前的字母）。 （3）如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向 （选填“左侧”或 “右侧”）移动。 【答案】（6 分）（1）左侧（2 分）；（2）ACD（2 分）；（3）左侧（2 分）。 【解析】（1）因为磁铁的 N 极在上方，故磁感线的方向下，电流方向由电源的正极判断出是向里的， 根据左手定则可以判断出，金属棒受到向左的安培力，故棒向左侧运动； （2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，根据动能定理得，安培力做的功要增大，即安培力 增大或者通过的距离增大都可以，故适当增加两导轨间的距离可以增大 L，从而增大安培力，选项 A 正确； 保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒不能增大安培力，故选项 B 错误；将滑动变阻器滑片向左移 动可以使变阻器的电阻减小，电路中的电流增大，故安培力也可以增大，选项 C 正确；把磁铁换成磁性更 强的足够大的钕铁硼磁铁也可以增大安培力的大小，可以增大安培力做的功，故选项 D 也正确。 （3）如果将电路中的电流方向反向，磁场方向也反向，则金属棒受到的安培力的方向将不改变，仍 向左侧移动。 16. （12 分）（1）同学们通过查阅资料知道，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有 1V 多一 点。小明同学找来了一个土豆做实验，如图 13 所示，当用量程为 0〜3V、内阻约 50kΩ。的伏特表测其两 极电压时读数为 0. 96V，用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，测得内阻 r 的读数为 30Ω。小丽同学用灵敏 电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为 0.32mA，根据前面小明用伏特表测得的 0. 96V 电压，由全 电路欧姆定律得内阻 r=3kΩ。 小明认为土豆的内阻为 30Ω，小丽则认为其内阻为 3kΩ。以下关于两位同学 实验过程的 分析，正确的是 A. 小明的方法不正确，因水果电池本身有电动势，故不能用欧姆表直接测其内阻 B. 小明的方法正确，因水果电池本身也是一个导体，可以用欧姆表直接测其电阻 C. 小丽的测量结果十分准确，除了读数方面的偶然误差外，系统误差很小 D. 小丽的测量结果不准确，因为水果电池内阻很大，用伏特表测得的电动势误差很大， 因此计算出的 内阻误差也很大 （2）为尽可能准确地测定一个电动势和内阻未知的电源，实验室除了导线和开关外，还有以下一些 器材可供选择： A．电流表 A1（量程为 0〜0. 6A，内阻约为 1Ω） B．灵敏电流表 A2（量程为 0~0.6mA，内阻约为 800Ω） C．灵敏电流表 A3（量程为 0~30μA，内阻未知） D．滑动变阻器 R1（最大阻值约 10Ω） E．滑动变阻器 R2（最大阻值约 2kΩ） F．定值电阻（阻值为 2kΩ） G．电阻箱 R（0〜9999Ω） ①实验中应选择的器材是 （填器材前的字母代号）。 ②在方框中画出应采用的电路图。 ③实验时，改变电阻箱 R 的阻值，记录下电流表的示数 I，得到若干组 R、I 的数据， 根据实验数据绘出如图 14 所示的 R— 图线，由此得出其电源的电动势为 V（保 留两位有效数）。按照此实验方法，请分析内电阻的测量值与真实值大小关系，并给出必要的说明: 。 【答案】（12 分）（1）AD（2 分）；（2）① BG（2 分）；② 电路图如图所示（2 分）；3.0 （3 分）；偏大，内电阻的测量值包含电流表内阻，所以大于真实值。（3 分） 【解析】（1）土豆本身是一个电源，故用电压表测它的路端电压，再用电流表测其短路电流后，二 相除得到的是土豆的内电阻，而用欧姆表测量电阻时不能让外电路有电压，故小明的方法是不正确的，小 丽的方法正确，选项 A 正确，B 错误；但是小丽的方法也有缺点，就是水果电池的内阻较大，测水果电池 的电动势时，其实测量的是它的路端电压，而这个路端电压 U= ，看来当电池的内电阻很小时才 可以认为这个路端电压 U 与电动势相等，现在很明显 U