北京市昌平区2020届高三物理下学期二模试题（Word版含答案）

1 昌平区 2020 年高三年级第二次统一练习 物 理 试 卷 　　　　　　　　　　　2020．6 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。在每小题给出的四个选项中，只有一个 选项是符合题意的，全部选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。 1．某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微 粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图 1 所示。则该 图反映了 A．液体分子的运动轨迹 B．花粉微粒的运动轨迹 C．每隔一定时间花粉微粒的位置 D．每隔一定时间液体分子的位置 2．卢瑟福指导他的助手进行的 α 散射实验所 用仪器的示意图如图 2 所示。放射源发射的 α 粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的 α 粒子。实验发现，绝大多数 α 粒子穿过金 箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数 α 粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至 大于 90°。于是，卢瑟福大胆猜想 A．原子核内存在中子 B．原子核内存在质子 C．电子围绕原子核运动 D．原子内部有体积很小、质量很大的核 3．太阳就是一个巨大的热核反应堆，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，不断地放出能 量。太阳的总输出功率约为 3.8×1026W，太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。 已知光速为 3×108m/s，估算太阳每秒失去质量的数量级为 A．106kg B．109kg C．1012kg D．1015kg 4．如图 3 所示用压强传感器探究气体等温变化的规律，分别记录空气柱的压强 P 和均匀玻 璃管内空气的体积 V，实验数据如下表所示。数据中 P 和 V 的乘积越来越小，造成这一 现象的原因可能是 图 1 图 2 显微镜金箔 荧光屏放射源 α 粒子2 A．实验环境温度升高 B．外界大气压强变小 C．注射器内的气体向外发生了泄漏 D．注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大 5．如图 4 所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以 O 点为 平衡位置，在 A、B 两点之间做简谐运动。以 O 点为 原点，选择由 O 指向 B 为正方向，建立 Ox 坐标轴。 小球经过 B 点时开始计时，经过 0.5s 首次到达 A 点。 则小球在第一个周期内的振动图像为 6．一根细线上端固定，下端系着一个质量为 m 的小球。给小球施加 拉力 F，使小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为 θ，如图 5 所示。 则拉力 F A．方向可能在图中Ⅰ区内 B．方向可能在图中Ⅱ区内 C．最小值为 mgcosθ D．最小值为 mgtanθ 7．我们可以采用不同方法“称量”地球。例如，卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间 的作用力，推算出引力常量 G，就可以“称量”地球。已知引力常量 G，利用下列数 据可以“称量”地球质量的是 A．月球绕地球做圆周运动的周期和速度 B．月球绕地球做圆周运动的周期和月球的半径 C．地球绕太阳做圆周运动的周期和速度 D．地球绕太阳做圆周运动的周期和地球与太阳的距离 序号 V/ ml P/105Pa P•V/105Pa·ml 1 20.0 1.001 20.020 2 18.0 1.095 19.710 3 16.0 1.231 19.696 4 14.0 1.403 19.642 5 12.0 1.635 19.620 OA B x 图 4 1.00.5 t/s0 x/m A 2.01.0 t/s0 x/m B 1.00.5 t/s0 x/m C D 0.1 -0.1 1.00.5 t/s0 x/m 图 5 θ Ⅰ Ⅱ 图 3 压强传感器 空气柱 数据采集器 注射器3 8． 用长导线以如图 6（甲）所示方式缠绕螺 线管，当电流为 I 时，测得螺线管内轴 线中点 A 的磁感应强度大小为 B。若将导 线对折缠绕螺线管，两种绕法螺线管上的 线圈匝数相同，如图 6（乙）所示，通 过相同电流 I 时，则在螺线管内 A 点的磁感应强度大小为 A．0 B．0.5B C．B D．2B 9．如图 7 所示，MN 是矩形导线框 abcd 的对称轴，其左 方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程中，abcd 中有感应电流产生且感应电流的方向为 abcda 的是 A．将 abcd 向左平移 B．将 abcd 垂直纸面向外平移 C．将 abcd 以 MN 为轴转动 30° D．将 abcd 以 ab 为轴转动 30° 10．某电容器的外壳上标有“1.5μF　9V”的字样。该参数表明 A．该电容器只有在电压为 9V 时电容才为 1.5μF B．当两端电压为 4.5V 时，该电容器的电容为 0.75μF C．该电容器正常工作时所带电荷量不超过 1.5 10-6C D．给该电容器充电时，电压每升高 1V，单个极板的电荷量增加 1.5 10-6C 11．如图 8 所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上 O 点，当弹 簧处于自由状态时，弹簧另一端在 A 点。用一个金属小球挤压 弹簧至 B 点，由静止释放小球，随即小球被弹簧竖直弹出，已 知 C 点为 AB 的中点，则 A．从 B 到 A 过程中，小球的机械能守恒 B．从 B 到 A 过程中，小球的动能一直在增大 C．从 B 到 A 过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小 D．从 B 到 C 过程弹簧弹力对小球做功大于 从 C 到 A 过程 12．如图 9 所示，变压器为理想变压器，原线 圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变 B A O C 图 8 （甲） （乙） 图 6 AA R0 图 9 a ～ V1 A2 A1 b RV2 M N aa d cb 图 74 化时变压器输入电压不会有大的波动。R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器，A1 和 A2 为理想电流表，V1 和 V2 为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向 a 端移动，则 A．A1 示数不变 B．A2 示数变小 C．V1 示数变大 D．V2 示数变小 13．从固定斜面上的 O 点每隔 0.1s 由静止释放一 个同样的小球。释放后小球做匀加速直线运动。 某一时刻，拍下小球在斜面滚动的照片，如图 10 所示。测得小球相邻位置间的距离 xAB=4cm， xBC=8cm。已知 O 点距离斜面底端的长度为 l=35cm。由以上数据可以得出 A．小球的加速度大小为 12m/s2 B．小球在 A 点的速度为 0 C．斜面上最多有 5 个小球在滚动 D．该照片是距第一个小球释放后 0.3s 拍摄的 14．光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。为了简化问题，将 激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动；激光照射到物体上， 会对物体产生力的作用，光镊效应就是一个实例，如图 11（甲）所示。一相互平行、 越靠近光速中心光强越强的激光束，经凸透镜后会聚于 O 点。现有一透明介质小球， 球心 O＇偏离了 O 点，但 O＇仍于激光束的中心，如图 11（乙）所示。小球的折射率 大于周围介质的折射率，若不考虑光的反射和吸收，光对小球的作用力可通过光的折射 和动量守恒来分析。取 O 为坐标原点，向右为 x 轴正方向、向下为 y 轴正方向，小球 受到作用力的方向为 A．沿 x 正向 B．沿 y 正向 C．沿 x 负向 D．沿 y 负向 y O （甲） 图 11 激光束 （乙） O＇ O 凸透镜 x 图 10 OA C xAB xBC lB5 第二部分　非选择题（共 58 分） 本部分共 6 小题，共 58 分。 15 ． （ 8 分） 用 如 图 12 所 示 的 多 用 电 表 测 量 定值电阻。 （1）待测电阻的阻值约为 20Ω，测量步骤如下： ①调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准________（选填“直流电流、电压” 或“电阻”）“0”刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的___________（选填“×1”、“×10”或“×100”）的位 置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮， 使电表指针对准电阻的________（选填“0 刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。 （2）测量后需要继续测量一个阻值大约是 2kΩ 左右的电阻。在红黑表笔接触这个电阻 两端之前，请从下列选项中挑出必要的步骤，并按________的顺序进行操作，再完 成读数测量。 A．调节定位指针螺丝，使多用电表指针对准“0”刻线 B．将红黑表笔接触 C．把选择开关旋转到“×1k”位置 D．把选择开关旋转到“×100”位置 E．调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线 16．（10 分）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具 座上，如图 13 所示。已知双缝间的距离为 d，在离双缝 L 远的屏上，用测量头测量条 电阻的刻度线 直流电流、 电压的刻度线 指针定位螺丝 欧姆调零旋钮 选择开关 图 12 + _6 纹间宽度。 （1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手 轮上的示数如图 14（甲）所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，记下此时如图 14（乙）所示的手轮上的示数为________mm，求 得相邻亮纹的间距 Δx 为________mm； （2）波长的表达式 λ＝________（用 Δx、L、d 表示）； （3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不 变”或“变小”)； （4）图 15 为上述实验装置示意图。S 为单缝，S1、S2 为双缝，屏上 O 点处为一条亮条 纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到 O 点处的干涉条纹 _________ A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小 17．（9 分）如图 16 所示，半径 R=0.5m 的光滑半圆环轨道固定在竖直平面内，半圆环与光 滑水平地面相切于圆环最低端点 A。质量 m=1kg 的小球以初速度 v0=5m/s 从 A 点冲上 竖直圆环，沿轨道运动到 B 点飞出，最后落在水平地面上的 C 点，g 取 10m/s2，不计 空气阻力。 （1）求小球运动到轨道末端 B 点时的速度 vB； （2）求 A、C 两点间的距离 x； （3）若小球以不同的初速度冲上竖直圆环，并沿轨 道运动到 B 点飞出，落在水平地面上。求小 球落点与 A 点间的最小距离 xmin。 光源 凸透镜 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 测量头及目镜 图 13 B 图 16 C A R O S1 S2 S 图 15 （甲） （乙） 图 147 18．（9 分）一台直流电动机所加电压 U=110V，通过的电流 I=5.0A。若该电机在 10s 内把 一个质量 M=50kg 的物体匀速提升了 9.0m，不计摩擦及空气阻力，取重力加速度 g=10m/s2。求： （1）电动机的输入功率 P； （2）在提升重物的 10s 内电动机线圈产生的热量 Q； （3）电动机线圈的电阻 R。 19．（10 分）冲击摆可以测量子弹的速度大小。如图 17 所示，长度为 l 的细绳悬挂质量为 M 的沙箱，质量为 m 的子弹沿水平方向射入沙箱并留在沙箱中。测出沙箱偏离平衡位置的 最大角度为 α。沙箱摆动过程中未发生转动。 （1）自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，忽略沙箱的微小偏离。求： ①子弹射入沙箱后的共同速度大小 v； ②子弹射入沙箱前的速度大小 v0； （2）自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，沙箱已经有微小偏离。子弹入射沙箱 的过程是否可以认为是水平方向动量守恒？并简要说明理由。 α 图 178 20．（12 分）宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，导 线中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则地热运动，它们朝任何方向运动的概率 是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为 0。宏观上不形成电流。如果导线中 加了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：自由电子在电场的驱动下开始定 向移动，然后与导线内不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导线方向的定向速度变为 0，然 后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。 （1）在一段长为 L、横截面积为 S 的长直导线两端加上电压 U。已知单位体积内的自 由电子数为 n，电子电荷量为 e，电子质量为 m，连续两次碰撞的时间间隔为 t。 仅在自由电子和金属离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用。 ①求自由电子定向移动时的加速度大小 a； ②求在时间间隔 t 内自由电子定向速度的平均值 ； ③推导电阻 R 的微观表达式。 （2）请根据电阻的微观机制猜想影响金属电阻率的因素有哪些，并说明理由。 v9 昌平区 2020 年高三年级第二次统一练习 物理试卷参考答案 　　　　　　　　　　　2020．6 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C D B C A B A A C D 11 12 13 14 D D C B 第二部分　非选择题（共 58 分） 本部分共 6 小题，共 58 分。 15．（8 分） （1）①直流电流、电压；② ×1；③0 刻线 （2）DBE 16．（10 分） （1）13.870（误差允许范围内均可）；2.310 （误差允许范围内均可） （2） ；（3）变小；（4）A 17．（9 分） （ 1 ） 由 机 械 能 守 恒 定 律 得 ： 　 　 （2 分） 解 得 ： （1 分） （ 2 ） 由 平 抛 规 律 得 ： ； x=v0t （2 分） 解 得 ： x=1m （1 分） d x L ∆ 2 21 1 (2 )2 2 = +A Bmv mv mg R m/s5=Bv 22 1 2R gt=10 （3）设小球运动到 B 点半圆环轨道对小球的压力为 FN。 圆周运动向心力： 得：当 FN=0 时，小球运动到轨道末端 B 点时的速度最小 （2 分） xmin=x=1m （1 分） 18．（9 分） （1）电动机的输入功率：　　　P=UI （2 分） 解得　　P=550W （1 分） （2）由能量守恒定律知：　　Q=Pt-Mgh， （2 分） 解得　　Q =1000J （1 分） （3）由焦耳定律　　　Q=I 2Rt， （2 分） 解得　　R=4Ω （1 分） 19．（10 分） （1）①在子弹与沙箱共速至沙箱偏离平衡位置的角度为 α 过程中，由机械能守恒 定律得： （2 分） 解 得 　 （2 分） ②由水平方向动量守恒得： （2 分） 2 N BmF mg R + = v min m/s5=Bv 21 ) ) (1 cos )2 m M m M gl α+ = + −（ （v 2 (1 cos )gl α= −v 0 )m M m= +(v v11 解得　 （2 分） （2）可以认为水平方向动量守恒； 自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，由于沙箱偏离平衡位置的距离很小， 受到细绳拉力在水平方向的分力远小于子弹与沙箱的内力，因此，子弹入射沙 箱 的 过 程 可 以 认 为 是 水 平 方 向 动 量 守 恒 。 （2 分） 20．（12 分） （1）①加速度： （3 分） ②自由电子在连续两次碰撞的时间间隔 t 内做匀变速直线运动，设第二次碰撞前 的速度为 v。则 v=at； （ 2 分） 解得　　 （1 分） ③t 时间内通过导线横截面积的电荷量为： ， 则电流： 　　（2 分） 电阻： （1 分） 解得： （1 分） （2）由 ， 电阻定律： 解得 猜想：电阻率与导体的温度有关； 理由：导体的温度变化会导致导体内自由电子的热运动速度变化，从而使自由 0 2 (1 co )sm M glm α+= −v F Ee eUa m m mL = = = 1= 2v v 2= eUt mLv q nV nsl neSvt= = =体 I neS= v =U IR 2 2m LR nte S = ⋅ 2 2m LR nte S = ⋅ LR S ρ= ⋅ 2 2m nte ρ =12 电子连续两次碰撞的时间间隔 t 发生变化，因此电阻率与导体的温度有关。 （ 其 他 合 理 猜 想 和 理 由 均 可 ， 例 如 电 阻 率 与 导 体 的 材 料 有 关 。） （ 2 分）