2020年6月北京朝阳区高三二模 物理试题（解析版）

1 北京市朝阳区高三年级学业水平等级性考试练习二物理解析 2020．6 （考试时间 90 分钟 满分 100 分） 第一部分 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．下列说法正确的是 A．气体分子热运动的平均动能减小时，则气体压强也一定减小 B．分子力随分子间距离的减小可能会增大 C．破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明分子间有斥力 D．一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热但内能保持不变 【答案】B 【解析】气体分子热运动的平均动能减小，相当于气体的温度降低，而气体的温度降低时，气体压强 并一定减小，因为由理想气体状态方程 =C 可知，还可能使其体积减小，而压强不变，选项 A 错误； 根据分子力的作用规律可知，这里的分子力应该指的是分子间作用力的合力，因为它没有说是分子斥 力或分子引力，只说分子力，应该是合力，由下图可知，分子力随分子间距离的减小有时会增大，有时会 减小，选项 B 正确； 破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明玻璃硬度大，对齐后达到分子间作用力的分子个数很少，故不能 产生较大的引力，所以不能“粘”在一起，不是因为分子间有斥力，选项 C 错误； 一定质量的理想气体等温膨胀时由于温度不变，故其内能不变，膨胀时对外做功，而风能又不变，故 它会吸收热量，选项 D 错误。 2．已知某种光的频率为 v，光速为 c，普朗克常量为 h。下列说法正确的是 A．这种光子的波长为 cv B．这种光子的动量为 hc/v C．该光与另一束强度相同、频率为 2v 的光相遇时可以产生光的干涉现象 D．用该光照射逸出功为 W 的金属有电子逸出，则电子的最大初动能为 hv-W 【答案】D pV T2 【解析】根据 c=λν 可知，这种光子的波长为 λ= ，而不是 cv，选项 A 错误； 这种光子的动量为 p=mc= ，而不是 hc/v，选项 B 错误； 该光与另一束强度相同、频率为 2v 的光相遇时不可以产生光的干涉现象，因为光的干涉的条件必须 是频率相同，选项 C 错误； 用该光照射逸出功为 W 的金属有电子逸出，则根据爱因斯坦的光电效应方程可知，电子的最大初动能 为 hv-W，选项 D 正确。 3．太阳能源于其内部的聚变反应，太阳质量也随之不断减少。设每次聚变反应可看作 4 个氢核结合 成 1 个氦核，太阳每秒钟辐射的能量约为 4.0×1026J。下列说法正确的是 A．该聚变反应在常温下也容易发生 B．太阳每秒钟减少的质量约 4.4×109kg C．该聚变的核反应方程是 D．目前核电站采用的核燃料主要是氢核 【答案】B 【解析】该聚变反应的条件很高，需要在高温、高压下才可以进行，故不能在常温下发生，选项 A 错 误；根据爱因斯坦的质能方程可得，减少的质量△m= ≈4.4×109kg，选项 B 正确； 该聚变的核反应方程不是 ，因为方程的荷电荷数不相等，选项 C 错误； 目前核电站采用的核燃料主要是铀核，是裂变反应的原理，选项 D 错误。 4．一列横波在 t=0 时刻的波形如图甲所示，M、N 是介质中的两个质点，图乙是质点 M 的振动图像， 则 A．该波沿 x 轴正方向传播 B．该波的波速为 0.2m/s C．质点 M 与 N 的位移总相同 D．质点 M 与 N 的速率总相同 【答案】D 【解析】由图乙可知，质点 M 在 t=0 时向上振动，故波沿 x 轴负方向传播，选项 aA 错误；波的波长 c v 2mc E hv c c c = = 1 4 0 1 2 -14 H He+2 e→ 26 2 8 2 4.0 10 3 10 / ) E J c m s ×= ×（ 1 4 0 1 2 -14 H He+2 e→ M x/m y/m O 0.4 4 -0.4 2 4 甲 t/s y/m O 0.4 -0.4 1 2 乙 N3 是 4m，周期是 2s，故波的波速是 v= =2m/s，选项 B 正确；因为波向 x 轴负方向传播，故质点 N 向下振动，M 点向上振动，所以质点 M 与 N 的位移总是大小相等，方向相反的，所以并不相同，选项 C 错误；而它们的速度大小总是相等的，即速率相等，选项 D 正确。 5．如图所示，储油桶的底面直径与高均为 d。当桶内没有油时，从某点 A 恰能看到桶底边缘的点 B。 当桶内装满油时，仍沿 AB 方向看去，恰好看到桶底上的点 C，C、B 两点相距 d/3。光在空气中的传播速 度可视为真空中的光速 c。则 A．仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率 B．仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率 C．仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长 D．来自 C 点的光射向油面时一定会出现全反射现象 【答案】A 【解析】我们可以先画出有油时的光路图如下图，可知油的折射率 n= = ，所以仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率，选项 A 正确； 光在筒内油中传播的频率与入射光的频率有关，而入射光的频率是不知道的，故仅凭上述数据不可以 求出光在筒内油中传播的频率，选项 B 错误；由于频率不确定，则也不能求出光在筒内油中传播的波长， 选项 C 错误；由于光从 A 射向油面时能够到达 C 点，故来自 C 点的光射向油面时的最大入射角就是 i，它 4 2 m T s λ = 2 22( )sin 3 2sin 2 3 d dd i d d θ + = × 13 2 24 也不会大于临界角，一定小于临界角，故不会出现全反射现象，选项 D 错误。 6．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在 一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副 线圈电压的瞬时值大于 5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正 确的是 A．电压表的示数为 5V B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 C．若 则可以实现燃气灶点火 D．穿过原、副线圈的磁通量之比为 1:1 【答案】D 【解析】由于图乙中的交流电压的最大值是 5V，故其有效值为 ，即电压表的示数显示的就是交 流电的有效值，是 ，选项 A 错误； 若没有转换器，则变压器输入的是直流电，所以副线圈没有输出电压，因为变压器是针对交流电的应 用，选项 B 错误； 由于实现点火的条件是副线圈的输出电压大于 5000V，而输入的电压最大值是 5V，故线圈的匝数比 ，故选项 C 错误； 因为变压器为理想变压器，没有磁损失，故穿过原、副线圈的磁通量之比为 1:1，选项 D 正确。 7．男女双人滑冰是颇具艺术性的冰上运动项目。在某次比赛的一个小片段中，男女运动员在水平冰 面上沿同一直线相向滑行，且动能恰好相等，男运动员的质量为女运动员的 1.44 倍，某时刻两者相遇。为 简化问题，在此过程中两运动员均可视为质点，且冰面光滑。则 1 2 1 1000 n n > 5 2 V 5 2 V 1 1 2 2 5 5000 n U V n U V = F2 C．图甲中，若将+q 从 C 点移到 O 点，则电势能增大 D．图乙中，若将+q 从 C 点移到 O 点，则电势能减小 【答案】C 【解析】对于选项 A，我们可以将当 l=x 时的情景画出来，由于只是 A 处电荷的性质发生了改变，所 受 A 给它的电场力的方向发生了改变，由图可知，这二个合力大小不相等，F1 > F2，选项 A 错误； 2 0 1 2 mv 2 0 1+ 2mgx mv 甲 乙 + + + ++8 对于选项 B，同理也把这种情况画出来，则可以看出，这时这两个力的大小是相等的，选项 B 也错误； 甲图中，若将将+q 从 C 点移到 O 点，电荷受到的静电力方向向上，故静电力做负功，故电荷的电势 能增大，选项 C 正确； 乙图是异种等量的电荷间的电场，其中垂线的电场强度的方向都是水平向左的，即与中垂线垂直，而 与电场线垂直的面是等势面，所以中垂线是一个等势面，若将+q 从 C 点移到 O 点，则电势能不变，选项 D 错误。 11．如图所示，足够长的斜面静止在水平地面上。将质量为 m 的小球从斜面底端以初速度 v0 抛出， 初速度的方向与斜面间夹角为 θ，小球恰好沿水平方向撞到斜面上。不计空气阻力。若仍从斜面底端抛出， 改变以下条件仍能使小球水平撞到斜面上的是 A．仅增大速度 v0 B．仅适当增大 θ C．将 m 和 θ 都适当减小 D．将 v0 和 θ 都适当增大 【答案】A 【解析】如果想找不变的物理量，我们就需要列出一个等式来，由于斜面的倾角不变，我们要这里做 做文章；如果我们设斜面的夹角为 α，则抛出的竖直速度为 v0sin(θ+α)，水平速度为 v0cos(θ+α)， 因为小球在最高点变为水平方向，故竖直方向的速度变为 0，又因为竖直方向是竖直上抛运动， 所以 v0sin(θ+α)=gt，v0sin2(θ+α)=2gh，水平方向是匀速直线运动，则 x= v0cos(θ+α)t， 故解得 h= ，x= ， 所以 tanα= =tan(θ+α)， 因为 α 是不变的，则只要抛射角 θ 不变即可，故仅增大速度 v0 是可以的，选项 A 正确。 12．某同学设想了一个奇妙的静电实验。如图所示，在带电体 C 附近，把原来不带电的绝缘导体 A、B 相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动。接着再把 A、B 移到 C 附近，A、B 相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。重复上述步骤，小电动机便能不停地转动。下 列说法正确的是 2 2 0 sin ( ) 2 v g θ α+ 2 0 sin( )cos( )v g θ α θ α+ + sin( ) cos( ) h x θ α θ α += +9 A．小电动机一直转动下去，不会消耗 A、B、C 和小电动机系统以外的能量 B．A、B 相接触放在 C 附近时，A 的电势高于 B 的电势 C．A、B 相接触放在 C 附近时，A 内部中心点的场强等于 B 内部中心点的场强 D．若不考虑小电动机内电阻的变化，则小电动机的电流与其两端的电压成正比 【答案】C 【解析】从整体的能量角度考虑，小电动机一直转动下去，是会消耗 A、B 被分开时的能量的，故选 项 A 错误； A、B 相接触放在 C 附近，静电平衡时，AB 是一个等势体，A 与 B 的内部的合场强为 0，故 A 的电 势等于 B 的电势，选项 B 错误；A 内部中心点的场强等于 B 内部中心点的场强，都等于 0，选项 C 正确； 若不考虑小电动机内电阻的变化，由于电动机工作时，属于非纯电阻电路，不满足欧姆定律，故小电动机 的电流与其两端的电压不成正比，选项 D 错误。 13．很多智能手机都有加速度传感器。小明把手机平放在手掌上，打开加速度传感器，记录手机在竖 直方向上加速度的变化情况。若手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机屏 幕上获得的图像如图甲所示。以下实验中手机均无翻转。下列说法正确的是 甲 乙 丙 丁 A．若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，所得图像可能如图乙所示 B．若保持手托着手机，小明做下蹲动作，整个下蹲过程所得图像可能如图丙所示 C．若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，所得图像可能如图丁所示 D．手机屏幕上的图像出现正最大值时，表明手机处于失重状态 【答案】A10 【解析】在甲图中，手机自由下落时，其加速度竖直向下，则加速度为负值，说明正值代表加速度向 上，负值代表加速度向下；对于 A 来说，若将手机竖直向上抛出时，加速度向上，然后再估自由落体运动， 加速度方向向下，再落回手掌中，手机减速向下，加速度又向上，为正值，故乙所示的图像是正确的，选 项 A 正确； 对于 B，若保持手托着手机，小明做下蹲动作，则加速度方向向下，图像应该是负的，而丙中的下蹲 对应的加速度方向是向上的，故是错误的，选项 B 错误； 对于 C，若手托着手机一起由静止竖直向上运动，则加速度方向向上，一段时间后停止，一定做减速 向上运动，加速度方向是向下的，故丁所示的图像不符合，选项 C 错误； 手机屏幕上的图像出现正最大值时，表明手机的加速度方向向上，且最大，故此时表明手机处于超重 状态，选项 D 错误。 14．2020 年 2 月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面 S 蛋白与人体细胞表面 ACE2 蛋白的 结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，它与光学显微镜相比具有更高的分辨率，其原因是电子的物质 波波长远小于可见光波长。在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现 会聚和发散作用。其中的一种电子透镜由两个金属圆环 M、N 组成，其结构如图甲所示，图乙为图甲的截 面示意图。显微镜工作时，两圆环的电势 φN>φM，图乙中虚线表示两圆环之间的等势面（相邻等势面间电 势差相等）。现有一束电子经电压 U 加速后，沿着平行于两金属圆环轴线的方向进入金属圆环 M。根据题 目信息和所学知识，下列推断正确的是 A．电子比可见光的波动性强，衍射更为明显 B．增大电子的加速电压 U，可提升该显微镜的分辨率 C．该电子透镜对入射的电子束能起到发散作用 D．电子在穿越电子透镜的过程中速度不断减小 【答案】B 乙 甲11 【解析】电子是实物粒子，它的粒子性较强，比可见光的波动性弱，衍射不明显，选项 A 错误； 增大电子的加速电压 U，可以增大电子的动量 p，由物质波理论可知，λ= ，则动量越大，则波长越 小，就可以看清更小的物体，或者说是更小的物体才可能有衍射现象，即不容易衍射，故可提升该显微镜 的分辨率，选项 B 正确； 因为两圆环的电势 φN>φM，而等势面又与电场线垂直，故我们可以画出电场线的大致样子，可见，电 子进入 MN 时，受到向中心和电场力的作用，所以该电子透镜对入射的电子束能起到会聚作用，选项 C 错 误； 由于电子在由 M 到 N 的过程中，N 点的电势高，故静电力做正功，故电子在穿越电子透镜的过程中 速度不断增大，选项 D 错误。 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15．（8 分）利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）已知打点计时器所用电源的频率为 f，重物的质量为 m，当地的重加速度为 g。实验中得到一条 点迹清晰的纸带如图乙所示，把打下的第一个点记作 O，在纸带上测量四个连续的点 A、B、C、D 到 O 点 的距离分别为 hA、hB、hC、hD。则重物由 O 点运动到 C 点的过程中，计算重力势能减少量的表达式为 ΔEp= ，计算动能增加量的表达式为 ΔEk= 。 （2）由实验数据得到的结果应当是重力势能的减少量 动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等 于”），原因是 。 （3）小红利用公式 计算重物的速度 vc，由此计算重物增加的动能 ，然后计算 h p 甲 O A B C D 乙 B CA c c2v gh= 2 k c 1 2E mv∆ =12 此过程中重物减小的重力势能 ，则结果应当是 （选填“>”、“