北京市平谷区2020届高三物理下学期二模试题（Word版含答案）

平谷区 2019—2020 学年度第二学期高三阶段性测试 物 理 试 卷 2020.5 注 意 事 项 1．本试卷共 8 页，包括两部分，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、班级、姓名和考号。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 4．在答题上，选择题用 2B 铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。 5．考试结束，请将各答题卡交回。 第一部分 选择题（共 42 分） 一、单项选择题（本题共 14 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。每 小题 3 分，共 42 分） 1．根据 粒子散射实验提出的模型是 （ ） A．核式结构模型 B．“枣糕”模型 C．道尔顿模型 D．玻尔模型 2．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在气缸中，气缸的内壁 光滑。现用水平外力 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持气缸内气体温度不变，则对于封闭 气体 （ ） A．外界对气体做功 B．气体分子平均动能不变 C．气体压强保持不变 D．单位体积内气体分子个数不变 3．如图所示，一束由 两种单色光组成的复色光照射到横截面为三角形的玻璃砖上，经玻璃砖折射后 照到右侧光屏上。光屏足够大，下列说法正确的是 （ ） A．玻璃砖对 光的折射率比 光大 B．在真空中 光的传播速度比 光大 C．若两种单色光分别照射某金属板时均发生光电效应，a 光照射时光 电子的最大初动能比 光大 D．减小复色光的入射角，两种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是 光 4．某弹簧振子振动的位移—时间图像如图所示，下列说法中正确的是 （ ） A．振子振动周期为 ，振幅为 B． 时振子的速度为零，加速度为正向的最大值 C．从 到 过程中振子做加速运动D． 时振子的速度为负向的最大值 5．从同一高度水平抛出的物体，在空中运动一段时间，落到同一水平地面上。在不计空气阻力的条件下， 由平抛运动规律可知 （ ） A．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越长 B．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越短 C．质量越大，物体在空中运动的时间越短 D．水平初速度越大，物体落地时的速度越大 6．如图所示，用轻绳 把球挂在光滑的竖直墙壁上， 点为绳的固定点， 点为球与墙壁的接触点。现保 持固定点 不动，将轻绳 加长，使绳与墙壁的夹角 变小，则球静止后与绳 加长 之前相比 （ ） A．绳对球的拉力变大 B．球对墙壁的压力变小 C．球对墙壁的压力不变 D．球所受的合力变大 7．如图所示，甲图中 两点在两个等量同种点电荷的连线上，且与连线中点距离相等，乙图中 两点 在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且与连线中点距离相等， 四点的电场强度分别为 ，电势分别为 ，下列说法正确的是 （ ） A． 与 相同, 与 相同 B． 与 相同, 与 不同 C． 与 不同, 与 相同 D． 与 相同, 与 相同 8．两个完全相同的电热器分别通以如图 a、b 所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比 为（ ） A． B． C． D． 9．如图甲所示，带缺口的刚性金属圆环在纸面内固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两 块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板 连接。圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图 乙所示（规定磁场方向垂直于纸面向里为正方向）。下图中可能正确表示 两极板间电场强度 （规 定电场方向由 板指向 板为正方向）随时间 变化情况的是 （ ）10．如图 所示是一个电磁阻尼现象演示装置,钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开 一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），如图 所示，则摆动迅速停止。关于实验以下分析与结论正确的是 （ ） A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象 B．用闭合的铜制线圈替代铜块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象 C．在图 情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少 D．在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力 11．如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于 位 置。现用手托重物使之缓慢上升至 位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手， 使重物从静止开始下落，沿竖直方向在 位置和 位置（图中未画出）之间做往复 运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程（不计空气阻 力），下列说法中正确的是 （ ） A．重物在 位置时，其加速度的数值大于当地重力加速度的值 B．在重物从 位置下落到 位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量 C．在手托重物从 位置缓慢上升到 位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过 程中所具有的最大动能 D．在重物从 位置到 位置和从 位置到 位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所 做的功相同12．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动 变阻器滑动触头 从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是 （ ） A． 上的电压变小 B． 上的电压变大 C．恒流源输出功率保持不变 D． 的电功率增大 13．如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中 为一个单刀多掷开关，通过操作开关， 接线柱 可以分别与触点 接通，从而实现使用多用电表测量 不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是 （ ） A．当 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线 柱 接的是黑表笔 B．当 接触点 2 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线 柱 接的是黑表笔 C．当 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线 柱 接的是红表笔 D．当 接触点 3 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 接的是红表笔 14．2017 年 10 月 10 日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电 望远镜——500 米口径球面射电望远镜（ ）探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国 际认证。这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种，是会 发出周期性脉冲信号的星体。与地球相似，脉冲星也在自转着， 并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是由于脉冲星 的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来；脉 冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述 材料，下列说法正确的是 （ ） A．脉冲信号属于机械波 B．脉冲星的磁轴与自转轴重合 C．脉冲的周期等于脉冲星的自转周期 D．若脉冲星是质量分布均匀的球体，那么它表面各处重力加速度的大小都相等 第二部分 非选择题（共 58 分） 二、填空题（本题共 2 小题，共 18 分）15．（10 分）在“测定金属的电阻率”实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻 值（约为 ），随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。现有电源（电 动势 为 ，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材: A．电流表（量程 ，内阻约 ） B．电流表（量程 ，内阻约 ） C．电压表（量程 ，内阻约 ） D．滑动变阻器（ ,额定电流 ） E．滑动变阻器（ .,额定电流 ） （1）为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选 ，滑动变阻器应选 （选填 器材前的字母）。 （2）如图所示，是测量该电阻丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有 连接，请补充完成。 （3）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最 （选填“左”或“右”）端；闭合开关后， 实验中电压表读数的最小值 （选填“大于零”或“等于零”）。 （4）若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是 。 A．测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压 B．测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流 C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的克实值 D．若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值 16．（8 分）两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律。（1）实验中必须满足的条件是 。 A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平 C．入射球 每次必须从轨道的同一位置由静止滚下 D．两球的质量必须相等 （2）测量所得入射球 的质量为 ，被碰撞小球 的质量为 ，图甲中 点是小球 抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球 从斜轨上的起始位置由静止释放，找到 其平均落点的位置 ，测得平抛射程为 ；再将小球 B 放置在轨道末端，让入射球 从斜 轨上起始位置由静止释放，与小球 相撞，分别找到球 和球 相撞后的平均落点 ， 测得平抛射程分别为 和 。当所测物理量满足表达式 时，则说明两球的碰撞为弹 性碰撞。 （3）另一同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图乙所示，将白纸、复写纸固 定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球 球 与木条的撞击点。实验时，首先将木条 竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球 从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为 ； 然后将木条平移到图中所示位置，入射球 从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点 ； 再将入射球 从斜轨上起始位置由静止释放，与球 相撞，确定球 和球 相撞后的撞 击点分别为 和 。测得 与 各点的高度差分别为 若所 测物理量满足表达式 时，则说明球 和球 碰撞中动量守恒。三、计算题（本题共 4 小题，共 40 分） 17．（9 分）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊 会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图甲所示，图乙是其简 化模型。若紧急出口下沿距地面的高度 ，气囊所构成的斜面长度 。质量 的 某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与斜面间的动摩擦因数 ，不计空气阻力 及斜面的形变，旅客下滑过程中可视为质点，取重力加速度 。求: （1）旅客沿斜面下滑时的加速度大小； （2）旅客滑到斜面底端时的速度大小； （3）旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，斜面对旅客所施加的支持力的冲量大小。 18．（9 分）天宫二号在距地面 高度处绕地球做匀速圆周运动。2016 年 10 月 19 日，神舟十一号飞船发 射成功，与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”在同 一轨道围绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知地球质量为 ，半径为 ，引力常量为 。 （1）求天宫二号在轨运行线速度 的大小； （2）求天宫二号在轨运行周期 T； （3）若“神舟十一号”在图示位置，欲与前方的“天宫二号”对接， 只通过向后方喷气能否实现成功对接?请说明理由。 19．（10 分）为了测定 粒子放射源向外辐射出 粒子速度的大小，设计和安装了如图所示的装置。从带 有小孔的放射源 中均匀地向外辐射出平行于 y 轴的、速度一定的 粒子（质量为 m，电荷量为 ）。现让其先经过一个磁感应强度为 、区域为半圆形的匀强磁场，经该磁场偏转后， 粒子恰好从一半圆形磁场 区域的圆心 处射出磁场，沿 轴进入右侧的平行板电容器 板上的狭缝，并打到置于 板上的荧光屏上， 此时通过显微镜头 可以观察到屏上出现了一个亮点。闭合电键 后，调节滑动变阻器的滑动触头 当触头 位于滑动变阻器的中央位置时，通过显微镜头 看到屏上的亮点恰好消失。已知电源电动势为 ，内阻为 ，滑动变阻器的总阻值 。 （1）求平行板电容器两板间的电压 及 粒子从放射源 中射出时速度 的大小； （2）求该半圆形磁场区域的半径 ； （3）若平行板电容器两极板 间的距离为 ，求粒子在磁场中和电场中运动的总时间 。 20．（12 分）经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性 质与静电场相同。由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导 体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化。金属电阻反映 的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞 时间不计。某种金属中单位体积内的自由电子数量为 ，自由电子的质量为 ，带电量为 。现取由该 种金属制成的长为 ，横截面积为 的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压 ，自由电子连续两次与 不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为 。如图所示。 （1）求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小； （2）求金属导体中的电流 ；（3）电阻的定义式为 ，电阻定律 是由实验得出的。事实上，不同途径认识的物理 量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律，并分析影响电 阻率 的因素。 平谷区 2019—2020 学年度第二学期高三阶段性测试 物理试题答案 第一部分 选择题（共 42 分） 一、单项选择题（本题共 14 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题 3 分， 共 42 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A B D B D B D A D C C B A C 第二部分 非选择题（共 58 分） 二、填空题（本题共 2 小题，共 18 分） 15．（1）B 【2 分】； D 【2 分】 （2）如答图 1 所示 【2 分】 （3）左 【1 分】；大于零 【1 分】 +- 0.2 答图 1（4）BC【2 分】 15 题说明******************************************************************* 1．第（2）小问每根连线各 1 分； 2．第（4）小问全部选对的得 2 分，选不全的得 1 分，有选错或不答的得 0 分。 ************************************************************************** 16．（1）BC 【2 分】 （2）mA·OP= mA·OM+ mB·ON 【2 分】； OP+OM=ON（或 mA·OP 2 = mA·OM 2 + mB·ON 2 【2 分】 （3） = + 【2 分】 16 题说明******************************************************************* 1．第（1）小问全部选对的得 2 分，选不全的得 1 分，有选错或不答的得 0 分； 2．第（2）、（3）小问，未化简为最简式（如参考答案）或写成其他形式——①可以看出与参考答案是等 价的，给满分；②很难看出与参考答案是否等价的，不给分。 *************************************************************************** 三、计算题（本题共 4 小题，共 40 分） 17．（9 分） （1）设旅客沿斜面下滑的加速度大小为 a，设斜面倾角为θ 根据牛顿第二定律有 mgsinθ -μ mgcosθ =ma ------------------------------------3 分 解 得 a=1.6m/s2 ---------------------------------------------------------------------------1 分 （2）设旅客滑到斜面底端时的速度为 v，根据运动学公式 v2 =2aL -----------------1 分 解 得 v=4.0 m/s --------------------------------------------------------------------------1 分 2h mA 3h mA 1h mB 1．以下各道小题，除参考答案之外的其他正确解法也给分。 2．以下各道小题，计算结果的单位不正确或没写的，不扣分。 3．以下各道小题，各式中的字母符号与参考答案不一致，但不影响对规律和原理的理解，且不 会引起歧义，不扣分。（3）设旅客下滑过程所用时间为 t，则有 L= vt ---------------------------------------1 分 得 t=2.5 s 支持力 FN =mgcosθ，在整个下滑过程中支持力的冲量大小 I=mgtcosθ -----1 分 解 得 I=1.2 × 103 N · s -----------------------------------------------------------------------1 分 17 题说明******************************************************************* 1．第（1）小问分步写的 mgsinθ -f=ma -----------------------------------------------1 分 FN =mgcosθ --------------------------------------------------1 分 f=μ FN ---------------------------------------------------------1 分 第 2、3 式合并成 f=μ mgcosθ的，给 2 分。 2．第（2）小问写成下述形式的 L= at2 （得 t=2.5s），该式给 1 分，但这 1 分要加到第（3）小问上； v=at 和 v=4.0 m/s 各给 1 分，给到第（2）小问上。 3．第（3）小问 求解时间 t 的式子 1 分； I=mgtcosθ给 1 分； 结果 I=1.2×103 N·s 给 1 分。 *************************************************************************** 18．（9 分） （1）设“天宫二号”的质量为 m，万有引力提供圆周运动的向心力 ------------------------------------------------------------------2 分 得 -----------------------------------------------------------------------------1 分 （2）根据周期公式 或 ------------------------2 分 得 ----------------------------------------------------------------1 分 2 1 2 1 ( ) hR vm hR MmG += + 2 2 hR GMv += v hRT )(2 += π 2 2 2 4 ( )( ) GMm m R hR h T π= ++ GM hRT 3)(2 += π（ 3 ） 不 能 实 现 对 接 ------------------------------------------------------------------------------1 分 “神舟十一号”向后喷气，速度增大，所需的向心力也增大，此时的万有引力不足以提供“神 舟十一号”所需的向心力，飞船将做离心运动，到离地球更远的轨道上运动 -------------------------------------------------------------2 分 18 题说明******************************************************************* 1．第（1）、（2）小问的结果正确但未写成最简式的，不扣分。 2．第（3）小问 结论正确给 1 分； 有关键字眼“向心力增大”、“万有引力不足”、“万有引力小于向心力”，有其中的 1 个或相同意思 的即给 1 分； 有关键字眼“离心运动”、“远离地球”、“到更远的轨道”，有其中的 1 个或相同意思的即给 1 分。 *************************************************************************** 19.（10 分） （1）由电路知识 --------------------------------------------------------1 分 得 电子恰好到达 N 板时，由动能定理 -------------------------1 分 得 -------------------------------------------------------------------------1 分 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律 ----------1 分 粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 由图可知：R2 =r2 +r2 0 00 2 1 RrR EU ×+= EU 3 1= 2 02 10 mvqU −=− m qEv 3 2 0 = r vmBqv 2 0 0 = ˊo v0 r r R----------------------------------------------------------------------1 分 得 -------------------------------------------------------------------------1 分 （3）粒子向上射入磁场偏转 90º后从 O 点射出，后来又从 O 点返回磁场再偏转 90º，最后向上射出磁场。 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 T，有 ---------------1 分 粒子在磁场中运动的时间 t1 = T× 2 -------------------------------------------------1 分 设粒子在电场中运动的时间为 t2，有 d= v0 × t2 --------------------------------1 分 得 t=t1 +t2 = + -----------------------------------------------------------1 分 19 题说明******************************************************************* 1．第（1）小问写成 ，不扣分。各小问的结果正确但未写成最简式的，不扣分。 2．第（3）小问 设粒子在电场中单程的运动时间为 t2 —— v0 =at2 ， ，这两个式子写全了给 1 分；或者写 出 d= v0 × t2 ，也给 1 分；或者得到结果 t2 = ，给 1 分。 最后的结果正确给 1 分，只有 t=t1 +t2 的不给分。 *************************************************************************** 20. （12 分） （1）恒定电场的场强 ----------------------------------------------------------1 分 则自由电子所受电场力 -------------------------------------------1 分 （2）设电子在恒定电场中经时间 t0 由静止加速至速度 v，由动量定理： Ft0 =mv-0 -----------------------------------------------------------2 分 q mE BR 3 2= 0 2 v rT ⋅= π 4 1 2 1 2 1 qB mπ qE md 62 2 02 1 mvqU = md qUa = 2 1 qE md 6 L UE = L UeEeF ==得 电子定向移动的平均速率 ----------------------------------------1 分 金属导体中产生的电流 ----------------------------------------------------1 分 I -------------------------------------1 分 得 I ---------------------------------------------1 分 （3）由电阻定义式 -------------------------------1 分 为定值，此定值即为电阻率ρ，所以 ---------------------------1 分 电阻率影响因素：单位体积内自由电子的数目 n，电子在恒定电场中由静止加速的平均时间 t0 ------------------------------------------------------------------------------------- -------------2 分 20 题说明******************************************************************* 1．第（2）小问： 求速度 v 时：F=ma 给 1 分；v=at0 给 1 分。 求电流 I 时：直接写出 I 的，给 2 分。 2．第（3）小问： 写出 R 的，给 1 分。 说出 为定值的，给 1 分；或者写出 的，也给 1 分。 影响电阻率ρ的因素，写出 1 个给 1 分。 mL Uetv 0= mL Uetvv 22 0 0=+= t qI = t tevnS= vneS= mL tnSUe 2 0 2 = I UR = mL tnSUe U 2 0 2 = Stne mL 0 2 2= 0 2 2 tne m S LR ρ= vneS= Stne mL 0 2 2= 0 2 2 tne m 0 2 2 tne m=ρ