北京市人大附中2020届高三物理3月质量检测试题（Word版附解析）

人大附中 2020 届高三物理三月质量检测试题 第一部分 本部分共 14 题，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.下列说法正确的是（　　） A. 分子间同时存在着引力和斥力 B. 分子间距增大时分子引力减小而分子斥力增大 C. 对于一定量的理想气体，当温度升高时其内能可能保持不变 D. 对于一定量的理想气体，当体积增大时其内能一定减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据分子动理论可知，分子间同时存在引力和斥力，而分子力是引力和斥力的合 力的表现，故 A 正确； B．分子引力和分子斥力都是随着分子距离的增大而减小，故 B 错误； C．一定质量的理想气体，其内能仅与温度有关，当温度升高时，内能一定增大，故 C 错误； D．对于一定量的理想气体，当体积增大时不能确定其温度如何变化，则其内能的变化无法判 断，故 D 错误。 故选 A。 2.下列说法正确的是（　　） A. 射线是高速运动的电子流 B. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C. 天然放射现象的发现揭示了原子可再分 D. 的半衰期是 5 天，100 克 经过 10 天会全部发生衰变 【答案】B 【解析】 【详解】A．γ 射线是高频的电磁波，β 射线是高速运动的电子流，故 A 错误； B．氢原子辐射光子后，电子绕核运动的轨道半径减小，由 γ 210 83 Bi 210 83 Bi 2 2 2 ke vm rr =可知电子动能增大，故 B 正确； C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故 C 错误； D．设原来 的质量为 m0，衰变后剩余质量为 m，则有 即可知剩余质量为 25g，衰变的质量为 75g，故 D 错误。 故选 B。 3.如图所示，直线 与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于 N 点。a、b 为两束不 同频率的单色光，以 45°的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点 A、B 到 N 点的距离相等，经 折射后两束光相交于图中的 P 点。下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 B. 在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 C. 同时增大入射角（始终小于 90°），则 a 光在下表面先发生全反射 D. 对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比 b 光的干涉条纹宽 【答案】D 【解析】 【详解】A．在真空中所有色光的传播速度相等，都是 c，故 A 错误； B．由图看出 a 的折射角大，入射角相等，由折射定律 知，玻璃对 a 光的折射率小，由 分析可知 a 光在玻璃中传播速度大，故 B 错误； 210 83 Bi 10 5 0 1 1( ) 100 ( ) g 25g2 2 t Tm m= = × = OO′ sin sin in r = cv n =C．a 光射到下表面时，入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性原理得知，光线一定从 下表面射出，不可能发生全反射，故 C 错误； D．a 光的折射率小，频率小，波长较长，由公式 知，干涉条纹的间距与波长成正比，故 a 光的干涉条纹比 b 光的干涉条纹宽，故 D 正确。 故选 D 4.如图所示，沿波的传播方向上间距均为 1.0m 的六个质点 a、b、c、d、e、f 均静止在各自的 平衡位置．一列简谐横波以 2.0m/s 的速度水平向左传播，t＝0 时到达质点 a，质点 a 开始由平 衡位置向上运动，t＝1.0s 时，质点 a 第一次到达最高点，则在 4.0s＜t＜5.0s 这段时间内（　　） A. 质点 c 保持静止 B. 质点 f 向下运动 C. 质点 b 的速度逐渐增大 D. 质点 d 的加速度逐渐增大 【答案】B 【解析】 【详解】由题意，周期 T=4s，则波长 A．t=4s 内波传播的距离为 波由 a 传到 c 的时间为 1s，则质点 c 在 时间内已经开始振动，故 A 错误； B．在 t=4s 时，f 点波峰，t=5s 时 f 平衡位置，则在 时间内，f 向下运动，故 B 正确； C． 这段时间内，b 点可能向上向平衡位置运动，速度逐渐增大；也可能向上 向波峰运动，速度逐渐减小，故 C 错误； D．在 这段时间内，d 点可能向下向波谷运动，加速度逐渐增大；也可能由波谷 向平衡位置运动，加速度逐渐减小，故 D 错误。 故选 B。 。 在 Lx d λ∆ = 2 4m 8mvTλ = = × = 8mx vt= = 4.0s< 5.0st < 4.0s< 5.0st < 4.0s< 5.0st < 4.0s< 5.0st A B PE q ϕ = A B ϕ ϕ>8.A、B 是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出 α 粒子，另 一个放出 β 粒子，运动方向都与磁场方向垂直．图中 a、b 与 c、d 分别表示各粒子的运动轨迹， 下列说法中正确的是 A. 磁场方向一定垂直纸面向里 B. A 放出的是 α 粒子，B 放出的是 β 粒子 C. a 为 α 粒子运动轨迹，d 为 β 粒子运动轨迹 D. a 轨迹中粒子比 b 轨迹中的粒子动量大 【答案】B 【解析】 【详解】A、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由于 α 粒子和 β 粒子的速度方向未知，不能判断 磁场的方向．故 A 错误； B、放射性元素放出 α 粒子时，α 粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的 洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出 β 粒子时，β 粒子与反冲 核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内 切圆．故 A 放出的是 α 粒子，B 放出的是 β 粒子，故 B 正确． CD、放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，故 a 轨迹中粒子比 b 轨迹中的粒子动 量大小相等，方向相反．由半径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而 α 粒子 和 β 粒子的电量比反冲核的电量小，则 α 粒子和 β 粒子的半径比反冲核的半径都大，故 b 为 α 粒子的运动轨迹，c 为 β 粒子的运动轨迹，故 CD 错误； 9.在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精 溶液中所含纯油酸的体积为 V，之后又进行了下列操作，其中错误的是（　　） A. 向浅水盘中倒入约 2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 B. 将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C. 将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 D. 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 S，再根据 估算出油 酸分子的直径 【答案】B Vd S =【解析】 【详解】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出 1 滴此溶液的体积，然后将 1 滴此溶液滴 在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸 膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一 个，统计出油酸薄膜的面积，则用 1 滴此溶液中油酸的体积除以 1 滴此溶液散开后形成油膜 的面积，恰好就是油酸分子的直径，故四个选项关于步骤的描述中，应将一滴油酸酒精溶液 滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，并不是纯油酸，故 B 错误，符合题意；ACD 正确，不符题意。 本题选错误的，故选 B。 10.电磁感应现象在生产生活中有着广泛的应用．图甲为工业上探测物件表面层内部是否存在 缺陷的涡流探伤技术原理图．其原理是将线圈中通入电流，使被测物件内产生涡流，借助探 测线圈内电流变化测定涡流的改变，从而获得被测物件内部是否断裂及位置的信息．图乙为 一个带铁芯的线圈 L、开关 S 和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈 L 上且使铁芯穿过其中，闭合开关 S 的瞬间，套环将立刻跳起．关于对以上两个应用实例理解 正确的是 A. 能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 B. 涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象 C. 以上两个应用实例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源 D. 以上两个应用实例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源 【答案】A 【解析】 涡流探伤技术其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变； 所以能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料，选项 A 正确；跳环实验演示线圈接 在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流， 会跳动，属于演示楞次定律．故 B 错误．金属探伤时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该金属中会感应出涡流；演示楞次定律的实验中，线圈接 在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流， 会跳动．故 C D 错误．故选 A. 11.如图所示，粗糙斜面固定在地面上，斜面上一质量为 m 的物块受到竖直向下的力 F 的作用， 沿斜面向下以加速度 a 做匀加速运动。则（　　） A. 若撤去 F，则物块可能沿斜面减速下滑 B. 若撤去 F，则物块可能沿斜面匀速下滑 C. 若增大 F，则物块加速下滑且加速度将增大 D. 若增大 F，则物块加速下滑且加速度将不变 【答案】C 【解析】 【详解】有力 F 时对物体受力分析，如图所示 根据共点力平衡条件及牛顿第二定律可知 ① ② f=μN ③ 解得 ( )sinmg F f maθ+ − = ( )cos 0N mg F θ− + = ④ AB．当推力 F 减为零时，加速度 a 减小，但不可能减为零，加速度方向与速度方向相同，加 速运动，故 AB 错误； CD．当推力增加时，根据④式，物体的加速度一定增加，故 C 正确， D 错误。 故选 C。 12.如图所示，某同学不慎将圆柱形木塞(木塞的中心有一小孔)卡于圆柱形金属筒的靠近封闭端 底部的位置，为了拿出木塞，该同学将金属筒倒立过来(开口端向下)，使其由静止开始沿竖直 方向向下做加速运动(加速度值大于重力加速度值)，此过程中木塞始终相对金属筒静止，当金 属筒速度达到一定值时，金属筒的开口端撞击到桌面，且其速度立即减为零．此后木塞沿金 属筒壁继续竖直向下运动，木塞运动到金属筒口边缘时速度恰好减为零．若木塞与金属筒壁 的摩擦因数处处相等，则关于金属筒从静止开始运动至木塞运动到金属筒口边缘速度减为零 的运动过程，下列说法中正确的是(　　) A. 木塞相对金属筒静止的运动过程中，金属筒对木塞的作用力方向可能竖直向上 B. 金属筒速度减为零的瞬间，木塞的动能达到最大 C. 金属筒对木塞的作用力始终做负功 D. 金属筒撞击桌面后，木塞与金属筒壁摩擦产生的热量等于其重力势能的减少量 【答案】B 【解析】 木塞相对金属筒静止的运动过程中，加速度值大于重力加速度值，由牛顿第二定律知，木塞 的合力大于其重力，所以金属筒对木塞的作用力方向应竖直向下，对木塞做正功，故 AC 错误； 据题知：金属筒速度减为零之后，木塞运动到金属筒口边缘时速度恰好减为零，说明木塞一 直做减速运动，则金属筒速度减为零的瞬间，木塞的速度最大，B 正确；金属筒撞击桌面后， 木塞与金属筒壁摩擦产生的热量等于其重力势能的减少量和动能减少量之和，D 错误． 13.如图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝， 在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下， ( )(sin cos )Fa g m θ µ θ= + −可以（　　） A. 将光屏移近双缝 B. 增大双缝的间距 C. 更换滤光片，改用频率更小的单色光 D. 将光源向双缝移动一小段距离 【答案】C 【解析】 【详解】实验中用激光通过双缝，双缝的作用是形成相干光源；由干涉条纹间距 知为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使得双缝间距离 d 缩小，或者增大 L 与 λ； A．将光屏移近双缝，则 L 减小，不符合要求，故 A 错误； B．增大双缝的间距 d，导致条纹间距变小，故 B 错误； C．换滤光片，改用频率更小即波长更长的单色光，符合要求，故 C 正确； D．光源向双缝移动一小段距离，不会影响条纹间距，故 D 错误。 故选 C。 14.宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子 等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着科学家的关注。宇宙线粒子 的能量范围非常大，有的可以高达 5×1019eV。宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时， 会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生。利用空间探测器可 以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如∶铍 10 铍 9 比（ ），其中的铍 9 是宇宙 线中原有的铍 10 在传播过程中衰变产生的。据此材料，以下叙述正确的是（　　） A. 宇宙线粒子的能量可以高达 8×1038J B. 宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响 Lx d λ∆ = Be10 Be9C. 根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息 D. 根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题可知，宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达 5×1019eV=8J，而不是 8×1038J，故 A 错误； B．由题可知，宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以会受到星际磁场的 影响，故 B 错误； C．由于铍 9 是宇宙线中原有的铍 10 在传播过程中衰变产生的，所以结合半衰期的特点可知， 根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息，故 C 正确； D．由于宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以传播的方向会发生一些变 化，所以根据宇宙线到达探测器时的方向不能得到宇宙线源方位的相关信息，故 D 错误。 故选 C。 第二部分 15.在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用了如图所示的“碰撞实验器”验证动量守 恒定律。 (1)实验中，斜槽轨道末端______。（填选项前 字母） A．必须水平 B．要向上倾斜 C．要向下倾斜 (2)若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，半径为 r2。实验要求 m1 与 m2、r1 与 r2 的大小关系怎么样______？并简要说明理由________________________。 的 Be10 Be9 Be10 Be9【答案】 (1). A (2). m1 大于 m2，r1 等于 r2 (3). 若质量 m1 小于 m2，碰撞后入射小 球会反向运动，由于摩擦的原因，小球之后再从仪器边缘平抛的速度和碰撞后的速度并不相 同。若半径 r1 与 r2 不等，则碰撞后半径较小的球速度方向不沿水平方向。 【解析】 【详解】(1)[1]小球离开斜槽轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，故 A 正确，BC 错 误。 故选 A。 (2)[2]为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即 m1＞m2，为使两球发 生对心正碰，两球半径应相等，即 r1=r2； [3]若质量 m1 小于 m2，碰撞后入射小球会反向运动，由于摩擦的原因，小球之后再从仪器边缘 平抛的速度和碰撞后的速度并不相同。若半径 r1 与 r2 不等，则碰撞后两球速度方向不沿水平 方向。 16.利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____________。 A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量与势能变化量 C.速度变化量与高度变化量 (2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中， 还必须使用的两种器材是___________。 A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码) (3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打 出的点 、 、 ，测得它们到起始点 的距离分别为 、 、 。已知当地重力加速度 为 ，打点计时器打点的周期为 。设重物的质量为 。从打 点到打 点的过程中，重物 的重力势能变化量 _________，动能变化量 _________。 A B C O Ah Bh Ch g T m O B pE∆ = kE∆ =(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。 A.利用公式 计算重物速度 B.利用公式 计算重物速度 C.空气阻力和摩擦力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法 (5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点 的距离 ，计算对应计数点的重物速度 ，描绘 图像，并做如下判断：若图像是一条过 原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确_____。 【答案】 (1). A (2). AB (3). (4). (5). C (6). 不正 确 【解析】 【详解】(1)[1]．为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量 和重力势能的变化量，故 A 正确，BCD 错误. (2)[2]．打点计时器需接交流电源；验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都 有质量，可以约去，不需要用天平测量质量，实验时需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而 得出下落的高度，以及计算出瞬时速度，故 AB 正确，C 错误. (3)[3][4]．从打 点到打 点的过程中，重物的重力势能减小量 点的瞬时速度 则动能的增加量 (4)[5]．实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦力的影响， 故 C 正确，ABD 错误. (5)[6]．该同学的判断依据不正确；在重物下落 的过程中，若阻力 恒定，根据 v gt= 2v gh= O h v 2v h− Bmgh 21 2 2 Ahc hm T −    O B p BE mgh∆ = B 2 C A B h hv T −= ( )2 2 2 1 2 8 C A k B m h hE mv T −∆ = = h f可得 则此时 图像就是过原点的一条直线，所以要想通过 图像的方法验证机械能是否 守恒，还必须看图像的斜率是否接近 。 17.某游乐设施如图所示，由半圆形 和直线形 细圆管组成的细圆管轨道固定在水平桌 面上（圆半径比细圆管内径大得多），轨道内壁光滑．已知 部分的半径 ， 段长 ．弹射装置将一质量 的小球（可视为质点）以水平初速度 从 点 弹入轨道，小球从 点离开轨道水平抛出，落地点 离 点的水平距离为 ，桌子的 高度 ，不计空气阻力，取 ．求： （ ）小球水平初速度 的大小． （ ）小球在半圆形轨道上运动的角速度 以及从 点运动到 点的时间 ． （ ）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力 的大小． 【答案】（ ） ． （ ） ． ． （ ） ． 【解析】 （ ）小球离开轨道后做平抛运动，则有：竖直方向： ，水平方向： 得： ； 21 2mgh fh mv− = 2 2 fv g hm  = −   2v h− 2v h− 2g APB BC APB 0.8mR = BC 1.6mL = 0.2kgm = 0v A C D C 1.6ms = 0.8mh = 210m/sg = 1 0v 2 ω A C t 3 F 1 4m/s 2 5rad/s 1.028s 3 2 5N 1 21 2h gt= 0s v t= 0 101.6 / 4m/s2 1.6 gv S m sh = = × =（ ）小球在半圆轨道上运动时的角速度为 ． 小球从 到 的时间为 ． 从 到 做匀速直线运动．时间为： ． 因此从 点运动到 C 点的时间为： ； （ ）根据牛顿第二定律得，圆管对小球的水平作用力大小为： ． 竖直作用力大小为： 故细圆管对小球的作用力为： ． 点睛：本题是匀速圆周运动、匀速直线运动和平抛运动的组合，记住匀速圆周运动的角速度、 向心力等等公式，就可以轻松解答． 18.如图，足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成 角（0<