北京市东城区2020届高三二模考试 物理试题（含答案）

第 1 页 共 11 页 东城区 2019-2020 学年度第二学期高三综合练习（二） 物 理 第一部分（选择题 共 42 分） 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．下列关于能量的单位（焦耳）与基本单位千克、米、秒之间关系正确的是 A． B． C． D． 2．核反应方程 中的 X 表示 A．中子 B．电子 C．α 粒子 D．质子 3．已知 的半衰期为 24 天。 经过 72 天还剩下 A．0.5 g B．1 g C． 2g D．3.5 g 4．下列说法正确的是 A．分子间的引力总是大于斥力 B．分子间同时存在引力和斥力 C．布朗运动就是液体分子的无规则运动 D．液体中悬浮微粒越大，布朗运动越显著 5．如图所示，一定质量的理想气体由状态 a 经过等压变化到达状态 b，再从状态 b 经过等容变化到达状态 c。状态 a 与状态 c 温度相 等。下列说法正确的是 A．气体在状态 a 的温度大于在状态 b 的温度 B．气体在状态 a 的内能等于在状态 c 的内能 C．从状态 a 到状态 b 的过程中，外界对气体做正功 D．从状态 b 到状态 c 的过程中，气体的内能增加 6．2020 年 4 月 24 日第五个中国航天日启动仪式上，国家航天局正式发布备受瞩目的中国 首次火星探测任务被命名为“天问一号”。火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与 地球最为类似的行星之一，一直以来都是人类深空探测的热点。如果将地球和火星绕太 阳的公转视为匀速圆周运动，并忽略行星自转的影响。根据表中数据，结合所学知识可 以判断 　 A．火星的公转周期小于一年 B．火星的公转速度比地球公转速度大 C．火星的第一宇宙速度小于 7.9km/s D．太阳对地球的引力比对火星的引力小 行星 天体质量/kg 天体半径/m 公转轨道半径/m 地球 6.0×1024 6.4×106 1.5×1011 火星 6.4×1023 3.4×106 2.3×1011 -11J=1kg m s⋅ ⋅ -21J=1kg m s⋅ ⋅ 2 -11J=1kg m s⋅ ⋅ 2 -21J=1kg m s⋅ ⋅ 9 4 12 4 2 6Be+ He C+X→ 234 90Th 4 g 234 90Th p VO a c b第 2 页 共 11 页 7．如图甲所示，两小球 a、b 在足够长的光滑水平面上发 生正碰。小球 a、b 质量分别为 m1 和 m2，且 m1=200g。取水平向右为正方向，两小球碰撞前后位 移随时间变化的 x-t 图像如图乙所示。下列说法正确的 是 A. 碰撞前球 a 做加速运动，球 b 做匀速运动 B. 碰撞后球 a 做减速运动，球 b 做加速运动 C. 碰撞前后两小球的机械能总量减小 D. 碰撞前后两小球的机械能总量不变 8．图甲所示为一列简谐横波在 t=0 时的波的图像，图乙所 示为该波中 x=4m 处质点 P 的振动图像。下列说法正确 的是 A．此波的波速为 2m/s B．此波沿 x 轴正方向传播 C．t=0.5s 时质点 P 的速度最大 D．t=1.0s 时质点 P 的加速度最大 9． 在同一匀强磁场中，质子和电子各自在垂直于磁场的平面内做半径相同的匀速圆周运动。 质子的质量为 mp，电子的质量为 me。则质子与电子 A．速率之比等于 B．周期之比等于 C．动能之比等于 D．动量大小之比等于 10．如图所示为某交变电流随时间变化的图象。则此交变 电流的有效值为 A． B． C． D． 11．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板 P、Q 之间有一个很强的磁场。一束等离子体（高温下电离的气 体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入磁 场。将 P、Q 与电阻 R 相连接。下列说法正确的是 A．P 板的电势低于 Q 板的电势 B．通过 R 的电流方向由 b 指向 a C．若只改变磁场强弱，通过 R 的电流保持不变 D．若只增大粒子入射速度，通过 R 的电流增大 1:1 1:1 e p m m e p m m 10 2 5 2 3 2 4 3 2 NS P b a R 等离子体 Q 球 b球 a 左 右 图甲 x/m 16 8 b b a a O t/s 2 6 图乙 i/A t/s 2 1 O -1 -2 21 3 4 P 图甲 x/m1 2 3 4 y/cm 0 0.2 -0.2 图乙 t/s0.5 1.0 y/cm 0 0.2 -0.2第 3 页 共 11 页 12．绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当条形磁 铁沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为 m，桌面对它的支持力为 FN。在此过程中 A．FN 小于 mg，圆环有向右的运动趋势 B．FN 小于 mg，圆环有向左的运动趋势 C．FN 大于 mg，圆环有向右的运动趋势 D．FN 大于 mg，圆环有向左的运动趋势 13．将质量为 1kg 的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程 中物体所受空气阻力大小不变，其动能 Ek 随距离地面高度 h 的变化关系如图所示。取重力加速度 g=10 m/s2。下列说法正 确的是 A．物体能上升的最大高度为3m B．物体受到的空气阻力大小为2N C．上升过程中物体加速度大小为10 m/s2 D．下落过程中物体克服阻力做功为24J 14．如图所示，在利用 v-t 图象研究匀变速直线运动的位移时，我们可 以把运动过程按横轴 t 划分为很多 Δt 足够小的小段，用细长矩形的 面积之和代表物体的位移。应用上述的方法我们可以分析其他问 题。下列说法正确的是 A．若横轴表示速度 v，纵轴表示外力 F，可以求得外力的瞬时功 率 B．若横轴表示时间 t，纵轴表示合外力 F，可以求得物体的动量 C．若横轴表示时间 t，纵轴表示磁通量 Φ，可以求得感应电动势 D．若横轴表示路程 x，纵轴表示速率的倒数 1/v，可以求得运动时间 10 Ek/J h/m 2 3 24 48 72 上升 下落第 4 页 共 11 页 第Ⅱ卷（非选择题 共 58 分） 15．（8 分） 某同学用如图甲所示的实验装置，通过重物自由下落运动验证 机械能守恒定律。 ⑴ 实验过程中他进行了如下操作，其中操作不当的步骤是_____。 A．将打点计时器接到直流电源上 B．先释放纸带，后接通电源 C．在纸带上选取适当的数据点，并测量数据点间的距离 D．根据测量结果计算重物下落过程中减少的重力势能及增加的动 能 ⑵ 图乙是正确操作后得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 A、B、C， 测得它们到起始点 O 的距离分别为 sA、sB、sC。已知重物质量为 m，当地重力加速 度为 g，打点计时器的打点周期为 T。从打下 O 点到打下 B 点的过程中，重物重力 势能的减少量 =________，动能的增加量 =________。 ⑶利用同一条纸带上的多个数据点进行计算并将计算结果填入下表（为便于比较，表中 数据均保留一位小数）。分析数据后他发现表中的 与 之间存在差异，认为 这是由于阻力的影响造成的。他的观点是否正确？请说明你的观点及判断依据。 1 2 3 4 5 (×10-2J) 4.9 9.8 14.7 19.6 29.4 (×10-2J) 5.0 10.1 15.1 20.0 29.8 PE∆ kE∆ PE∆ kE∆ PE∆ kE∆ A 图乙 B CO sA sB sC 图甲第 5 页 共 11 页 16．（10 分） 同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源（灯泡） 正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。 ⑴ 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是__________。 A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 ⑵ 若双缝的间距为 d，屏与双缝间的距离为 l，测得第 1 条亮纹中央到第 n 条亮纹中央 间距离为 x，则单色光的波长 λ=_________。 ⑶ 若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_________。 A．屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹 B．屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹 D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹 ⑷ 随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。现在我们知道光既 具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 ①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_________（选填“可 以”或“不可以”）预测。 ②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外 线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。请说明你的观点及依据。第 6 页 共 11 页 17．（9 分） 为了比较两种细线所能承受的拉力，有同学设计了如下实验：取长度相同的细线 1、细线 2 系于同一小物体上，将细线 1 的另一端固定于水平杆上的 A 点，手握着细 线 2 的另一端沿水平杆缓慢向右移动。当手移动到位置 B 时，细线 1 恰好被拉断，此 时 AB 间距离 d=60cm。已知小物体质量 m=400g，两细线长度均为 50cm。取重力加速 度 g=10m/s2。求： ⑴细线 1 能承受的最大拉力 F1。 ⑵细线 1 被拉断后，小物体摆动到最低点。在此过程中 细线 2 的上端固定在 B 点不动。求小物体在最低点时 细线 2 所受拉力大小 F2。 18．（9 分） 如图所示，真空中一对平行金属板水平正对放置，板长为 L， 极板面积为 S，两板间距离为 d。 ⑴ 图中装置可视为平行板电容器，充电后与电源断开，板间存在 匀强电场。已知电容器所带电荷量为 Q。请你证明：两板间的电 场强度 E 只与 Q 及 S 有关，与 d 无关。 ⑵ 若保持图中两金属板间的电势差为 U，现有一带电粒子从上极板边缘以某一初速度 垂直于电场方向射入两极板之间，到达下极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子 的质量为 m，电荷量为 q，板间电场可视为匀强电场，忽略重力和空气阻力的影 响。求：带电粒子在极板间运动的加速度 a 和初速度 v0。 细线 2细线 1 A B第 7 页 共 11 页 19．（10 分） 温度有时能明显地影响导体的导电性能。 ⑴在实际应用中，常用纵坐标表示电流 I、横坐标表示电压 U，画出导体的伏安特性曲 线。如图甲所示为某导体的伏安特性曲线。 ① 由图甲可知，随着电压升高，该导体的电阻逐渐____（选填“变大”或“变小”）。 ② 若将该导体与电动势 E=3V，内阻 r=1Ω 的电源、阻值 R=9Ω 的定值电阻连接成图乙 所示电路，电路闭合后导体的实际功率为________________。 ⑵ 如图丙所示为一个简单恒温箱的温控装置的原理电路 图，电磁铁与热敏电阻 R、滑动变阻器 R＇串联接在电源 E 两端。当通过电磁铁的电流大于或等于 15 mA 时，吸引 衔铁，使触点断开，加热器停止工作。已知电磁铁的电阻 R0=20 Ω，热敏电阻在不同温度下的阻值如下表所示 t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R/Ω 208 145 108 82 62 49 ① 现有下列实验器材可供选择：电源 E1（电动势为 3 V，内阻 1Ω）、电源 E2（电动势 6 V，内阻 2Ω）、滑动变阻器 R1（0~500Ω）、滑动变阻器 R2（0~2000Ω）。 为使该装置实现对 30~80℃之间任意温度的控制且便于调节，电源 E 应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器 R＇应选用 （选填“R1”或“R2”）。 ② 如果要使恒温箱内的温度保持在 50 °C，滑动变阻器连入电路的阻值为多少？ 第 8 页 共 11 页 20．（12 分） 物理学中有一个非常有趣的现象：研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇 宙的理论竟然相互沟通，相互支撑。目前地球上消耗的能量，追根溯源，绝大部分还是 来自太阳内部核聚变时释放的核能。 ⑴ 已知太阳向各个方向辐射能量的情况是相同的。如果太阳光的传播速度为 c，到达 地球需要的时间为 t，在地球大气层表面每秒钟每平方米垂直接收到的太阳辐射能 量为 E0。请你求出太阳辐射的总功率 P 的表达式。 ⑵ 根据量子理论可知，光子既有能量也有动量，光子的动量 ，其中h为普朗克 常量，λ为光的波长。太阳光照射到地球表面时，如同大量气体分子频繁碰撞器壁 一样，会产生持续均匀的“光压力”。为了将问题简化，我们假设太阳光垂直照射 到地球上且全部被地球吸收，到达地球的所有光子能量均为4×10-19J，每秒钟照射 到地球的光子数为4.5×1035。已知真空中光速c=3×108m/s，太阳对地球的万有引力 大小约为3.5×1022 N。请你结合以上数据分析说明，我们在研究地球围绕太阳公转 时，是否需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。（结果保留一位有效数字） ⑶ 在长期演化过程中，太阳内部的核反应过程非常复杂，我们将其简化为氢转变为氦。 已知目前阶段太阳辐射的总功率 P0=4×1026W，太阳质量 M0=2×1030 kg（其中氢约占 70%），氢转变为氦的过程中质量亏损约为 1%。请你估算如果现有氢中的 10%发生 聚变大约需要多少年。（结果保留一位有效数字，1 年按 3×107 s 计算） λ hp =第 9 页 共 11 页 东城区 2019-2020 学年度第二学期高三综合练习（二） 物理参考答案 第一部分（选择题 共 42 分） 每题 3 分，共 42 分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D A A B B C D C C A D A B D 第Ⅱ卷（非选择题 共 58 分） 15．（8 分） ⑴ AB ⑵ mgsB ⑶ 不正确。如果是由于阻力造成的差异， 应该大于 。 16．（10 分） ⑴ B ⑵ ⑶ D ⑷ ①不可以 ②只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能。根据爱因斯坦的光电效 应方程 ，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光 的强度无关。因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度， 光电子的最大初动能不变。 17．（9 分） ⑴ 设恰好被拉断时，细线 1 与竖直方向夹角为 θ 根据平衡条件有 由题得 cosθ =0.8 解得细线 1 能承受的最大拉力 F1=2.5N ⑵ 小物体摆动到最低点过程中，根据动能定理有 小物体运动到最低点时，根据牛顿第二定律有 解得小物体所受拉力 F=5.6N 根据牛顿第三定律，小物体在最低点时细线 2 所受拉力大小 F2= 5.6N。 2 2 ( ) 8 C Am s s T − PE∆ kE∆ 1 x d n l ⋅ −（ ） kE h Wν= − 12 cosF mgθ = 21(1 cos )= 2mgL mvθ− 2vF mg m L − =第 10 页 共 11 页 18．（9 分） ⑴ 根据平行板电容器电容的决定式有 根据电容的定义式有 根据匀强电场中电场强度与电势差关系有 联立可得 由此可证两板间的电场强度 E 只与 Q 及 S 有关，与 d 无关。 ⑵ 金属板间匀强电场的场强 粒子在板间运动的加速度 在垂直于金属板的方向，带电粒子做初速度为零的匀加速直线运动 在平行于金属板的方向，带电粒子以速度 v0 做匀速直线运动 带电粒子的初速度 19．（10 分） ⑴ ① 变大 ② 0.2W ⑵ ① E2 R1 ② 由题知，50 °C 时热敏电阻的阻值 R=108Ω， 根据闭合电路欧姆定律 解得滑动变阻器连入电路的阻值为 270Ω 4 SC kd ε π= QC U = UE d = 4 kQE S π ε= UE d = qE qUa m md = = 21 2d at= 0 Lt = 2v 2 0 28 qULv md = 0 + EI R R R r = ′+ +第 11 页 共 11 页 20．（12 分） ⑴ 日地间距离 距太阳中心为 r 的球面面积 太阳辐射的总功率 ⑵ 每个光子能量 每个光子动量 光照射到地球表面被吸收时，由动量定理有 代入数据可得，太阳光照射到地球表面产生的光压力 F 光=6×108N 光压力与万有引力之比 由此可知，光压力远小于太阳对地球的万有引力，我们在研究地球围绕太阳公转 时，不需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。 ⑶ 根据 可知，每秒中太阳因核聚变亏损的质量 现有氢中的 10％发生聚变反应而亏损的质量为 需要的时间 （其他方法正确同样给分） r ct= 24S rπ= 2 2 2 0 04 =4P r E c t Eπ π= = cE h λ =h Ep λ c = F t Ntp=光 -142 10F F ≈ ×光 万 2E mc∆ = ∆ 0 2 Pm c ∆ = 0 70% 1% 10%M M= × × × 101 10Mt m = ≈ ×∆ 年