2020年高三 二中三模 物理试题.pdf

1 2020 年北京市第二中学选考科目等级性考试适应性测试 物 理 本试卷共 8 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上 作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( ) A．温度高的物体内能一定大 B．外界对物体做功，物体内能一定增加 C．当分子间的距离增大时，分子间的作用力就一直减小 D．悬浮微粒的布朗运动可以间接地反映液体分子运动的无规则性 2．关于固体、液体，下列说法正确的是 A．晶体没有确定的熔点，非晶体有确定的熔点 B．液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性 C．表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大 D．发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 3．下列核反应方程属于人工核转变的是( ) A． 24240 11121NaMge  B． 2351140941 92054380 2UnXeSrn C． 194221 92101FHeNeH D． 2341 1120HHHen 4．关于光的现象，下列说法正确的是( ) A．某单色光从真空射入普通玻璃，光线传播速度将增大 B．光导纤维传输信号，应用了全反射原理 C．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 D．在镜头前加装一个偏振片可以增强入射光的强度。 2 5．如图所示，一定质量的理想气体，从图示 A 状态开始，经历了 B、C 状态，最后到 D 状态，下列判断正确的是( ) A．A→B 过程温度升高，压强不变 B．B→C 过程体积不变，压强变大 C．C→D 过程体积变小，压强不变 D．C→D 过程温度不变，压强变小 6．北斗卫星导航系统为导航系统提供定位数据支持的卫星主要有三类：地球静止轨道卫星 （GEO），定点位置在赤道上空；倾斜地球同步卫星（IGSO）； 轨道半径小一些的中圆轨道 卫星（MEO）。 如图所示是一颗地球静止轨道卫星 A、一颗倾斜地球同步卫星 B 和一颗中圆地球轨道 卫星 C 的轨道立体对比示意图，其中卫星 B、C 的轨道共面，它们都绕地球做匀速圆周运 动。下列判断正确的是（ ） A．卫星 C 的线速度大于卫星 B 的线速度 B．卫星 A 和卫星 B 均相对赤道表面静止 C．中圆地球轨道卫星 C 比同步卫星 A 的周期比大 D．卫星 C 所受的向心力一定大于卫星 B 所受的向心力 7．将  2202 sin100Vut 的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝 数比为 n1∶n2＝55∶1，电阻 R＝10 Ω。下列说法正确的是( ) A．该交流电的频率为 100 Hz B．闭合开关 S 后，电流表的读数为 0.22 A C．闭合开关 S 后，电阻消耗的电功率为 1.6 W D．断开开关 S 后，变压器副线圈输出电压为零 8．如图中曲线 a、b、c、d 为气泡室中某放射性物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡 室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是( ) A．a、b 为 β 粒子的径迹 B．a、b 为 γ 粒子的径迹 C．c、d 为 α 粒子的径迹 D．c、d 为 β 粒子的径迹 9． 一列沿着 x 轴正方向传播的横波，在 t＝0 时刻的波形如图 1 所示，图 1 中某质点的振 动图像如图 2 所示。下列说法正确的是( ) 3 A．该波的波速为 4 m/s B．图 2 表示质点 S 的振动图像 C．质点 R 在 t＝6 s 时的位移最大 D．质点 Q 经过 1 s 沿 x 轴正方向移动 2 m 10．在倾角为 θ 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的物块 A、B，它们的质量分别为 m1 和 m2，弹簧劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的 拉力拉物块 A，使它以加速度 a 沿斜面向上做匀加速运动直到物块 B 刚要离开挡板 C。在此 过程中( ) A．物块 A 运动的距离为 1 s inmg k  B．拉力的最大值为(m1＋m2)gsin θ C．弹簧的弹性势能持续增大 D．拉力做功的功率一直增大 11. 如图，当电路中滑动变阻器 R2 的滑动触头 P 向下滑动时，下列判断正确的是( ) A．电压表的读数减小 B．R1 消耗的功率增大 C．电容器 C 两端的电压增大 D．电容器 C 两极板上的电量变小 12．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上 构成回路。在外力 F 作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中 外力 F 做功 WF，磁场力对导体棒做功 W1，磁铁克服磁场力做功 W2，重力对磁铁做功 WG， 回路中产生的焦耳热为 Q，导体棒获得的动能为 Ek。则下列表达式错误．．的是( ) A．W1＝Ek B．W1＝Q C．W2－W1＝Q D．WF＋WG＝Ek＋Q 4 13． 1905 年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象， 提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是( ) A．图 1 中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验 电器带负电 B．图 2 中，从光电流与电压的关系图像中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流 越大，说明遏止电压和光的强度有关 C．图 3 中，若仅知道电子电量 e 和截止频率 νc，可求得普朗克常量 h D．图 4 中，由光电子最大初动能 Ek 与入射光频率 ν 的关系图像可知该金属的逸出功为 E 或 hνc 14. 2020 年 5 月 27 日，珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰。他们将在 峰顶竖立觇标，安装 GNSS 天线，开展各项峰顶测量工作。本次珠峰高程测量将采用多种方 法进行，其中一种重要的方法是重力测量，需要测定珠峰区域不同位置的重力加速度。 利用原子物质波干涉进行高精度重力加速度测量是当今众多测量手段的佼佼者，实验前 先采用激光制冷手段制备一团冷原子（热运动速率极小），然后让冷原子在真空系统中自由 下落，同时设法对冷原子的物质波进行干涉，通过对干涉条纹信息的分析和推演，可以获得 精确的重力加速度数值，一般而言，冷原子物质波的波长越长，测量的精度越高。 重力加速度的数值越精确，其实用价值越大，比如质量的自然基准确定，就需要数值精 确的重力加速度值， “国际千克原器”标准已于 2019 年 5 月 20 日起被废止，质量基准（1 千 克）改用普朗克常数重新定义。应用“机械功率和电功率相等”的思想设计出的瓦特天平可 以获得关于质量的更准确地数值。结合上述信息和所学习的知识，下列说法正确的是： A.珠穆朗玛峰顶重力加速度的数值应该大于珠峰山脚处的重力加速度值 B.激光制冷的目的是减小原子团的动量，使其物质波长变短 C.由于“国际千克原器”标准被废弃，国际基本单位制中的质量单位不再是“千克” D.应用瓦特天平测定质量的基本原理公式可能是 UIm g 5 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15．（ 6 分）如图 1 为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转方向 与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 （1）将条形磁铁按如图 1 方式 S 极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺 线管的绕线方向如图 2 所示。请在图 2 中标出螺线管中的感应电流方向。 （2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁 铁的磁场方向__________（填“相同”或“相反”）。 （3）接上面的（1）， 将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向 （填“左”或 “右”）偏转。 16．（ 12 分）某同学利用如图所示的实验装置，进行“研 究平抛运动的特点”实验。 （1）实验需要用到的测量工具有________ A．秒表 B．打点计时器 C．刻度尺 D．天平 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的 有 。 A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．调整木板，使之与小球下落的竖直面平行 C．每次小球应从同一位置由静止释放 D．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹 （3）通过描点画出平抛小球的运动轨迹，以平抛起点 O 为坐标 原点，沿水平方向、竖直方向分别建立坐标轴，如图所示。 经测量，点 P 的坐标为（30，45），小球从抛出点 O 运动 到点 P 所用的时间 t =___________ s，小球平抛运动的初速 度 v0 =＿＿＿＿m/s。（取重力加速度 g=10m/s2） x/cm 30 y/cm O P 45 A 图 2 A B 图 1 + A B S N 6 （4）该同学在轨迹上取若干个点，测量它们的水平坐标 x 和竖直坐标 y，作出 y-x2 图 象，下列四个图象中正确的是 。 请结合平抛运动运动的特点，说明判断依据：_______________________________ ______________________________________________________________________。 17．（ 8 分）如图所示，轨道 ABC 被竖直地固定在水平桌面上，A 距水平地面高 H = 0.75 m， C 距水平地面高 h = 0.45 m。一质量 m = 0.10kg 的小物块 a 自 A 点从静止开始下滑，在 C 点 与质量同样为 m = 0.10kg 的小物块 b 发生碰撞并粘在一起以 vC=1.0m/s 的水平速度飞出后落 在地面上的 D 点。不计空气阻力，取 g = 10 m/s2。求 （1）C、D 两点的水平距离为 x。 （2 a、b 碰撞过程中相互作用力的冲量大小 I （3）小物块 a 从 A 点运动到 C 点的过程中克服摩擦力做的功 Wf。 18．（8 分）如图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 L = 0.5 m，一端连接 R =3 Ω 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B = 2 T。导体棒 MN 放在导轨 上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平 行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度 v = 6 m/s。求： （1）感应电动势 E 和感应电流 I； （2）在 0.1 s 时间内，拉力所做的功 WF； （3）若仅将 MN 换为电阻 r =1 Ω 的导体棒，仍使其在外力作 用下以 v = 6 m/s 的速度向右做匀速运动，求此时导体棒两端的电 压 U。 O y A x2 O O x2 y O B O x2 y O D O x2 y O C A B C D H h x 7 19.（10 分）如图所示为磁流体发电机的原理图。金属板 M、N 之间的距离为 d＝20 cm，磁 场的磁感应强度大小为 B＝5 T，方向垂直纸面向里。现将一束等离子体(即高温下电离的气 体，含有大量带正电和带负电的微粒，整体呈中性)从左侧喷射入磁场，发现在 M、N 两板间 接入的额定功率为 P＝100 W 的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为 R＝100Ω，不计离子重力 和发电机内阻，且认为离子均为一价离子 （1）判断 M、N 两金属板哪端电势高，并求该发电机的电动势大小 （2）试求等离子体从左侧喷入磁场时的速度大小 （3）为使灯泡正常放光，需要每秒钟有多少个离子打在金属板 N 上 20（12 分）火箭发动机是火箭系统的核心装备，传统的火箭发动机将燃料的化学能转 化为机械能，主要用于助推火箭升空。而在太空中各类航天器和卫星在校正位置、转移轨道 时，多数采用的是将电能转化为机械能的电推力火箭发动机。电推力火箭发动机工作原理与 工作细节非常复杂，高中阶段我们可以进行合理简化进行讨论。 （1）设某个以化学燃料提供动力的火箭飞行时在极短的时间∆t 内喷射燃气的质量是∆m， 喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小是 u，喷出燃气后火箭的质量是 m。请你计算在经 过该次喷气后火箭增加的速度∆v，并根据计算结果简述火箭本身质量对火箭加速性能的影 响。 （2）某种航天器采用静电式离子推力器作为动力，其原理可简化如下：如图所示，核 心装置左侧的电子枪发射出的高速电子将中性推进剂（如氙气原子）电离，电离后的正离子 被正、负极栅板间的强电场加速后与中和电子枪导出的电子重新中和成为高速粒子流并被喷 出，从而使航天器获得推进或姿态调整的反冲力。 已知单个正离子的质量为 m，电荷量为 q，正、负极栅板间加速电压为 U，从正、负栅 极加速后的正离子所形成的等效电流为 I。忽略离子间的相互作用力和电子能量的影响，且 认为粒子喷射时航天器质量不变。试求该发动机产生的平均推力的大小 8 （3）2020 年 1 月，我国首款 20 千瓦大功率电磁式霍尔推力器成功完成点火试验，实 现了我国霍尔电推力器推力从毫牛级向牛级的跨越。 下图是某霍尔推力器的基本原理图，霍尔推力器的电离区和加速区是合一的。其工作原 理简化如下：推力器的辅助装置将右侧阴极逸出（初速度极小）的一部分电子送入由轴向电 场和环形径向磁场构成的放电工作室中，电子在洛伦兹力和电场力的共同作用下向左螺旋加 速，与进入放电室的中性推进剂原子发生碰撞使其电离；正离子的质量较大，它在磁场中的 偏转角度很小，其运动可视为在轴向电场力的作用下向右加速，出放电室后高速正离子与阴 极导出的电子中和并被高速喷出，推进器由于反冲获得推进动力。 设单位时间内进入放电工作室的电子总数为 N，加速后每个电子获得的能量均为 E0， 与中性推进剂发生碰撞的电子数占总电子数的 80%，推进剂被电离后形成一价正离子，轴向 电场加速区的电压大小保持不变，且环形径向磁场的分布稳定，其余辅助装置消耗的电能占 总供电能量的 10% ，请根据以上情景提供的信息，求供电系统在单位时间内提供的电能 E。 （考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效）