2020届北京市东城区高考物理一模试题及答案

第 1 页（共 9 页） 2020 届北京市东城区高考物理一模试题 一、选择题（共 14 小题，每小题 3 分，满分 42 分） 1．（3 分）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．（3 分）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．（3 分）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．（3 分）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．（3 分）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．（3 分）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（　　）第 2 页（共 9 页） 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 极进入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．（3 分）如图所示，电容器上标有“80V 1000μF”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 1000μF 8．（3 分）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 号卫星送入预定轨道。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．（3 分）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象。下列说法正确的是（　　）第 3 页（共 9 页） 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．（3 分）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．（3 分）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第 4 页（共 9 页） 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．（3 分）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能 E 总等于动能 Ek 与重力势能 Ep 之和。取地面为 重力势能零点，该物体的 E 总和 Ep 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．（3 分）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．（3 分）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，临界密度的计算公第 5 页（共 9 页） 式为 ρ0＝ H2，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﹣1 D．哈勃常数与长度有关，其国际单位是 m 二、解答题（共 8 小题，满分 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： ①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　 　。 ②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 a﹣F 图象。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。第 6 页（共 9 页） （1）某同学用表盘如图甲所示的多用电表测量电阻。 ①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。 ②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。 ③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　 　Ω。 （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 Ig＝1mA、内阻 Rg＝120Ω ），两个定值电阻（R1＝1Ω，R2＝880Ω），按照如图丙所示电路将毫安表改装成多用途的电表。 ①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。 ②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 a＝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 I 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．（2 分）如图所示，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 ω 匀速第 7 页（共 9 页） 转动。在 KL 边与磁场方向夹角为 30°（图示位置）时： ①线框产生的瞬时电动势的大小为　 　。 ②导线框中的电流方向是　 　（选填“KNMLK”或“KLMNK”）。 19．（3 分）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＝100Ω 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。 20．（4 分）如图所示电路中，L 是标有“12V 12W”字样的小灯泡，R 是标有“10Ω 1A”字样的滑 动变阻器。交流电源的电压瞬时值表达式 u＝28sin100πt（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。 21．（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Ⅰ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）第 8 页（共 9 页） （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象如图丙所示。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。 22．（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。如图所示的太阳能路灯的额定功率为 P，光电池的光电转换效率 为 η．用 P0 表示太阳辐射的总功率，用 r 表示太阳与地球间的距离。太阳光传播到达地面的过程 中大约有 30%的能量损耗。某段时间内，电池板接收太阳垂直照射的等效面积为 S．求这段时间 内路灯正常工作时间 t 与日照时间 t0 之比。 （3）天文学家估测：太阳已有 50 亿年的历史了。有人认为：50 亿年来，因释放核能而带来的太 阳质量变化几乎可以忽略。请你通过计算说明这种观点的合理性。可能用到的数据：太阳的质量 约为 M0＝2×1030kg；太阳辐射的总功率为 P0＝4×1026W；1 年≈3×107 秒。 2020 届北京市东城区高考物理一模试题答案 一、选择题（共 14 小题，每小题 3 分，满分 42 分） 1．A； 2．B； 3．A； 4．D； 5．C； 6．B； 7．C； 8．A； 9．D； 10．D； 11．C； 12． D； 13．B； 14．C； 二、解答题（共 8 小题，满分 58 分） 15．绳对小车的拉力；重物重力 mg；A；0.52；小车质量；当小车质量一定时，小车的加速度与小 车所受的合外力成正比； 16．T；0；×1；15；1；1.001； 17．　　　； 18． BSω；KNMLK； 第 9 页（共 9 页） 19．　　　； 20．　　　； 21．　　　； 22．　　　；