2020届北京市通州区高三一模考试物理试题（解析版）

通州区 2020 年高三年级模拟考试 物理试卷 第一部分 一、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.关于分子的热运动，下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象说明分子间存在斥力 B. 物体对外做功，其内能一定减少 C. 温度升高，物体的每一个分子的动能都增大 D. 气体密封在容积不变的容器内，若温度升高，则气体的压强增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．扩散现象表明了一切物体的分子都在不停地做无规则运动且分子间有间隙，不能说明分子之间 存在着斥力，故 A 错误； B．物体对外做功，如同时从外界吸收更多的热量，根据热力学第一定律 可知若吸收的热量大 于对外做的功，则内能增加，故 B 错误； C．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，不是第一个分子的动能都增大，故 C 错误； D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则分子热运动的平均动能增加，而分子数密度不变，故 气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，则气体的压强增大，故 D 正确； 故选 D。 2.关于泊松亮斑，下列说法正确的是（　　） A. 是光的衍射现象，显著表现出光的波动性 B. 是光的衍射现象，显著表现出光的粒子性 C. 是光的干涉现象，显著表现出光的波动性 D. 是光的干涉现象，显著表现出光的粒子性 U Q W∆ = +【答案】A 【解析】 【详解】当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑 的周围是明暗相间的环状条纹，这就是泊松亮斑。说明光线偏离原来的直线方向传播，是激光绕过不透光 的圆盘发生衍射形成的，泊松最初做本实验的目的是推翻光的波动性，而实验结果却证明了光的波动性， 故 A 正确，B、C、D 错误； 故选 A。 3.关于核反应方程 ，下列说法正确的是（　　） A. 此核反应方程中的 X 代表的粒子为氢原子核 B. 通过降低温度的方法，一定能缩短 的半衰期 C. 此核反应释放能量 D. 此核反应方程属于 β 衰变，β 粒子是 核外的电子电离形成的 【答案】C 【解析】 【详解】A．由电荷数守恒与质量数守恒可知 X 的质量数为 4，电荷数为 2，核反应方程为 所以此核反应方程中的 X 代表的粒子为 粒子，故 A 错误； B．半衰期与外界的温度等条件无关，故 B 错误； CD．此反应是 衰变，由于发生质量亏损释放能量，故 C 正确，D 错误； 故选 C。 4.如图所示，理想变压器的原线圈接入 的交变电压，副线圈对“220V880W”的 用电器 RL 供电，该用电器正常工作。由此可知（　　） A. 原、副线圈的匝数比为 B. 交变电压的频率为 100Hz C. 原线圈中电流的有效值为 4A D. 变压器的输入功率为 880W 238 234 92 90U Th+X→ 238 92 U 238 92 U 238 234 4 92 90 2U Th+ He→ α α 8800 2 sin100 (V)u tπ= 40 2 :1【答案】D 【解析】 【详解】A．输入电压的有效值为 ，“220V，880W”的电器正常工作，故原、副线圈的匝数 比为 故 A 错误； B．由表达式知交变电压的频率 故 B 错误； C．副线圈电流 故原线圈中电流的有效值为 故 C 错误； D．输入功率等于输出功率，故输入功率为 故 D 正确； 故选 D。 5.一弹簧振子做简谐振动，在 t=0 时位移为零，它的能量 E 随时间 t 的变化关系示意图如图所示，其中正确 的是（　　） A. B. C. D. 1 8800VU = 1 1 2 2 8800 40:1220 n U n U = = = 100 Hz 50Hz2f π π= = 2 2 2 880 A 4A220 PI U = = = 2 1 2 1 1 4A 0.1A40 nI In = = × = 880WP =【答案】A 【解析】 【详解】弹簧振子在振动中只有动能和弹性势能的转化，由于没有外力做功，总能量保持不变，故 A 正确， B、C、D 错误； 故选 A。 6.如图所示为氢原子能级图，现有大量处于 n=3 能级的氢原子，向 n=1 能级跃迁时，会辐射一些不同频率的 光，分别标记为①、②、③，让这些光照射一个逸出功为 2.29eV 的金属板。下列说法正确的是（　　） A. ①比②的能量低 B. ③比②的波长小 C. ①、②、③都能发生光电效应 D. 让①和②通过同一双缝干涉装置，①的条纹间距小于②的 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．氢原子由 跃迁到 辐射的光子能量 氢原子由 跃迁到 辐射的光子能量 氢原子由 跃迁到 辐射的光子能量 由此可知①比②的能量高，结合 可知③比②的波长长，由于③的光子能量小于金属的逸出功，不 能使金属发生光电效应，故 A、B、C 错误； D．根据 可知①的波长小于②的波长，结合亮条纹中心间距公式 可知①的条纹间距小于② 的，故 D 正确； 故选 D。 7.在垂直纸面向外 匀强磁场 B 中，有不计重力的 a、b 两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方的 3n = 1n = 31 3 1 1.51eV ( 13.6eV) 12.09eVE E E= − = − − − = 2n = 1n = 21 2 1 3.4eV ( 13.6eV) 10.2eVE E E= − = − − − = 3n = 2n = 32 3 2 1.51eV ( 3.4eV) 1.89eVE E E= − = − − − = cE h λ= cE h λ= Lx d λ∆ =向和轨迹示意如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a、b 两粒子所带电性相同 B. a 粒子所带的电荷量较大 C. a 粒子运动的速率较大 D. a 粒子所做圆周运动的周期较长 【答案】A 【解析】 【详解】A．两粒子均逆时针运动，磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知粒子均带负电，故 A 正确； BC．根据洛伦兹力提供向心力，则有 可得 由图可确定粒子运动半径 关系，粒子的速率 与运动半径 、粒子的电量 、质量 有关，由于粒子的 速率、粒子的电量、粒子的质量都未知，所以无法确定 、 粒子的速率的大小关系和 、 粒子的所带的 电荷量关系，故 B、C 错误； D．根据 可知磁感应强度 相同，周期与比荷有关，比荷不确定，无法判定周期关系，故 D 错误； 故选 A。 8.如图所示，是一条形磁铁周围部分磁感线分布示意图，线 OO'是条形磁铁的中轴线。在磁场中取两个圆环 S1、S2 位置进行研究，圆环 S1、S2 面积相等，P、Q 两点位于圆环 S1 上下对称点上，P、P＇两点位于两圆环 S1、S2 相同位置的点上。下列说法正确的是（　　） 2vqvB m R = qBRv m = R v R q m a b a b 2 mT Bq π= BA. P 点场强的大小比 Q 点大 B. P 点场强的大小比 P＇点小 C. 穿过 S1 磁通量比穿过 S2 的大 D. 穿过 S1 的磁通量与穿过 S2 的一样大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知 、 两点疏密程度相同，故两点的磁感应强度的大小相等，故 A 错误； B．由图可知 点的磁感线比 点的磁感线密，故 点处的磁感应强度比 大，故 B 错误； CD．根据磁通量的定义 可知，穿过 的磁通量比穿过 的大，故 C 正确，D 错误； 故选 C。 9.如图所示，上、下表面平行的玻璃砖放在空气中，光以入射角 θ 从玻璃砖的上表面 A 点射入，从下表面的 B 点射出的光线相对于入射光线的侧移距离为 d，当 θ 增大一个小角度时，下列说法正确的是（　　） A. 侧移距离 d 增大 B. 在 A 点可能发生全反射 C. 在 B 点一定发生全反射 D. 光在玻璃中的传播时间变短 【答案】A 【解析】 详解】A．当入射角 增大时，折射角增大，由于出射光线与入射光线平行，侧移距离 增大，故 A 正确； B．在 A 点，光线从空气入射到玻璃砖，由光疏介质射到光密介质，所以在 点不会发生全反射，故 B 错 误； 的 【 P Q P P′ P P′ BSΦ = 1S 2S θ d AC．在上表面，入射角小于 度，折射角一定小于临界角，光到达下表面时的入射角与上表面的折射角相 等，则此入射角小于临界角，不可能发生全反射，故 C 错误； D．当 增大时，折射角增大，光在玻璃中的传播路程增大，时间变长，故 D 错误； 故选 A。 10.某同学在测量金属丝电阻 Rx 的实验时，采用试触的方法，电路如图所示，让电压表的一端接在 c 点，另 一端先后接到 a 点和 b 点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。下列说法正确的 是（　　） A. 电压表的另一端应接 a 点，Rx 的测量值大于真实值 B. 电压表的另一端应接 b 点，Rx 的测量值小于真实值 C. 电压表的另一端应接 a 点，Rx 的测量值小于真实值 D. 电压表的另一端应接 b 点，Rx 的测量值大于真实值 【答案】B 【解析】 【详解】因为电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化，所以电压表分流不明显，说明电压表 内阻远大于金属丝电阻的阻值，故应采用电流表外接法，故电压表的另一端接 端，由于电压表的分流使 电流表示数偏大，由欧姆定律可知 的测量值小于真实值，故 B 正确，A、C、D 错误； 故选 B 11.如图 1 所示，把一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流 随时间变化的图线。利用该装置可探究条形磁铁在穿过铜线圈的过程中，产生的电磁感应现象。两次实验 中分别得到了如图 2、3 所示的电流—时间图线（两次用同一条形磁铁，在距铜线圈上端不同高度处，由静 止沿铜线圈轴线竖直下落，始终保特直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计），下列说法正确的是（　　） 。 90° θ b xRA. 条形磁铁的磁性越强，产生的感应电流峰值越大 B. 条形磁铁距铜线圈上端的高度越小，产生的感应电流峰值越大 C. 条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能越大，产生的感应电流峰值越大 D. 两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量变化的越快产生的电流越大，则可知感应电流的大小 应取决于磁铁下落的高度和磁铁的磁性强弱两方面因素，磁性越强、距线圈上端高度越大，产生的电流峰 值越大，故 A、B 错误； C．根据能量关系可知，减小的机械能全部转化为电能，故条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能越大， 产生的感应电流峰值越大，故 C 正确； D．根据楞次定律的应用的“来拒去留”可知，两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是向 上的，故 D 错误； 故选 C。 12.真空中有一半径为 r0 的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势 分布如图，r 表示该直线上 某点到球心的距离，r1、r2 分别是该直线上 A、B 两点离球心的距离。下列说法正确的是（　　） A. 该球壳带负电 B. A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 C. 若 r2－r1=r1－r0，则 D. 将一个正电荷沿直线从 A 移到 B 的过程中，电场力做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A． 、 分别是该直线上 、 两点离球心的距离，由图可知 点的电势高于 点的电势，则 说明离球壳越远电势越低，所以电场线向外，球壳带正电，故 A 错误； BC．由于图象斜率大小等于场强，从金属球壳到 再到 ，电场强度逐渐减小， 点的电场强度大于 点 ϕ 0A B A ϕ ϕ ϕ ϕ− < − 1r 2r A B A B A B A B的电场强度，若 ，根据 可知 即有 故 B 错误，C 正确； D．正电荷沿直线从 移到 的过程中，电场力方向由 指向 ，所以电场力做正功，故 D 错误； 故选 C。 13.用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板 B 到转轴的距离是挡板 A 的 2 倍， 长槽横臂的挡板 A 和短槽横臂的挡板 C 到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀 速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横 臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的 相对大小。表中给出了 6 次实验的结果。 组 次 小球 1 的质量 小球 2 的质量 小球 1 的位置 小球 2 的位置 左标尺/格 右标尺/格 1 m m A C 2 2 2 m 2m A C 2 4第一组 3 2m m A C 4 2 4 m m B C 4 2 5 m 2m B C 4 4第二组 6 2m m B C 8 2 由表中数据得出的论断中不正确的是（　　） 2 1 1 0r r r r− = − U Ed= OA ABU U> 0 A A B ϕ ϕ ϕ ϕ>− − A B A BA. 两组实验都显示了向心力大小与小球质量有关 B. 两组实验时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上 C. 若小球 1、2 质量同时都为 2m 时，它们分别放在 A、C 位置，左、右两个标尺露出的格数相同 D. 若小球 1、2 质量同时都为 2m 时，它们分别放在 B、C 位置，左、右两个标尺露出的格数之比应为 2：1 【答案】B 【解析】 【详解】A．由表中数据可知，两组数据中均有不同质量相同位置时的受力情况不同，故能说明向心力大小 与小球质量有关，故 A 正确； B．在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的 轮盘上，由表中数据可知，两组实验中均没有涉及向心力与角速度的关系，故实验中传动皮带应套在半径 相同的轮盘上，故 B 错误； C．若小球 1、2 质量同时都为 时，它们分别放在 、 位置，半径相同，则向心力相同，左、右两个 标尺露出的格数相同，故 C 正确； D．若小球 1、2 质量同时都为 时，它们分别放在 、 位置，左侧半径是右侧半径的 2 倍，则可知左 侧小球受到的向心力是右侧小球的 2 倍，故左、右两个标尺露出的格数之比应为 2：1，故 D 正确； 不正确的故选 B。 14.当温度从低到高变化时，通常物质会经历固体、液体和气体三种状态，当温度进一步升高，气体中的原 子、分子将出现电离，形成电子、离子组成的体系，这种由大量带电粒子（有时还有中性粒子）组成的体 系便是等离子体。等离子体在宏观上具有强烈保持电中性的趋势，如果由于某种原因引起局部的电荷分离， 就会产生等离子体振荡现象。其原理如图，考虑原来宏观电中性的、厚度为 l 的等离子体薄层，其中电子受 到扰动整体向上移动一小段距离（x l），这样在上、下表面就可分别形成厚度均为 x 的负、正电薄层，从 而在中间宏观电中性区域形成匀强电场 E，其方向已在图中示出。设电子电量为-e（e>0）、质量为 m、数密 度（即单位体积内的电子数目）为 n，等离子体上下底面积为 S。电荷运动及电场变化所激发的磁场及磁相 互作用均可忽略不计。（平行板电容器公式 ，其中 为真空介电常量，s 为电容器极板面积，d 为 极板间距）结合以上材料，下列说法正确的是（　　） 2m A C 2m B C  0 sC d ε= 0 εA. 上表面电荷宏观电量 B. 上表面电荷宏观电量为 C. 该匀强电场的大小为 D. 该匀强电场的大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由于单位体积内的电子数目为 ，上表面负电薄层的体积为 所以电荷宏观电量为 故 A 正确、B 错误； CD．根据题意可知平行板电容器公式 其中 解得 该匀强电场的大小为 故 C 错误，D 正确； 故选 AD。 第二部分 二、本部分共 6 题，共 58 分。 15.某同学利用如图 1 所示传感器装置做“探究气体等温变化的规律”实验中，按如下操作步骤进行实验： 为 Q nexS= Q ne= 0 2nexE ε= 0 nexE ε= n V Sx= Q neV nexS= = 0 SC l ε= QC U = 0 0 0 Ql nexSl nexlU S Sε ε ε= = = 0 U nexE l ε= =a．将注射器活塞移动到体积适中的 V0 位置，接上软管和压强传感器，通过 DIS 系统记录下此时的体积 V0 与压强 p0； b．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积； c．读出注射器刻度表示的气体体积 V，通过 DIS 系统记录下此时的 V 与压强 p； d．重复 b、c 两步操作，记录 6 组数据，作 p-V 图。 结合上述步骤，请你完成下列问题： (1)该同学对器材操作的错误是___________，因为该操作通常会影响气体的___________（选填“温度”“压强” 或“体积”）。 (2)我们在探究一定质量气体压强跟体积关系的实验中，一定质量气体等温变化的 p-V 图线如图 2 所示，图 线的形状为双曲线。一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的，如图 3 所示。请判断图 3 中的两条 等温线的温度 T1________T2（选填“>”“