2020届高三年级学业水平等级性考试练习二（二模） 物理试题 答案与评分标准

北京市朝阳区高三年级学业水平等级性考试练习二 物理 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 2.已知某种光的频率为 ，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 c B.这种光子的动量为 hc/ 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 h -W 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 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 ν ν ν ν 1 4 0 1 2 14 2H He e−→ + D.质点 M 与 N 的速率总相同 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 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1 2 1 1000 n n > D.穿过原、副线圈的磁通量之比为 1:1 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 A.两者相遇后的总动量小于相遇前的总动量 B.两者相遇后的总动能一定等于相遇前的总动能 C.两者相遇过程中受到的冲量大小一定相等 D.女运动员相遇前后的动量大小之比为 14:1 8.磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。 线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。 如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法确的是 A.俯视看线圈中通有逆时针方向的电流 B.穿过铝框的磁通量减少 C.俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流 D.使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处 9.如图所示，一根橡皮绳一端固定于天花板上，另一端连接一质量为 m 的小球（可视为质点），小球静止时 位于 O 点。现给小球一竖直向下的瞬时速度 v0，小球到达的最低点 A 与 O 点之间的距离为 x。已知橡皮绳中 弹力的大小与其伸长量的关系遵从胡克定律。不计橡皮绳的重力及空气阻力。小球运动过程中不会与地板 或天花板碰撞。则 A.小球由 O 点运动至 A 点的过程中，天花板对橡皮绳所做的功为 B.小球由 O 点运动至 A 点的过程中克服橡皮绳的弹力做功为 mgx+ C.小球由 O 点运动至 A 点的过程中动能先增大后减小 D.小球此后上升至最高点的位置与 A 点的间距一定等于 2x 10.如图甲所示，点电荷 A、B 相距 ，电荷量均为+Q，AB 连线中点为 O 现将另一个电荷量为+q 的点电荷放 置在 AB 连线的中垂线上距 O 点为 x 的 C 点处，此时+q 所受的静电力大小为 F1。如图乙所示，若 A 的电荷量 变为-Q，其他条件均不变，此时+q 所受的静电力大小为 F2。下列说法正确的是 A.若 =x，则 F1=F2 B.若 =2x，则 F1＞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 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 2 0 1 2 mv 2 0 1 2 mv l l l 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 v 和θ都适当增大 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 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 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 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 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史高的分辨率，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坏 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，两圆坏的电势 ，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 N M ϕ ϕ> A.电子比可见光的波动性强，衍射为明显 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 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△Ep=_______， 计算动能增加量的表达式为△Ek=_______。 （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△Ek= ，然后计算此过 程中重物减小的重力势能△Ep，则结果应当是△Ep_______（选填“＞”、“＜”或“=”）△Ek。 16.（10 分）某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。 （1）甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流 50mA 2c cv gh= 21 2 cmv 挡，则示数为_______mA；若所选挡位为×10Ω挡，则示数为_______Ω。 （2）乙同学用该表正确测量了一个约 150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约 20Ω的电阻。在测量这个 电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是_______（填字母代号）。 A.将红表笔和黑表笔短接 B.把选择开关旋转到×100Ω挡 C.把选择开关旋转到×1Ω挡 D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 （3）丙同学在图乙所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合， 用多用电表 2.5V 直流电压挡进行检测。下列说法正确的是_______。 A.将多用电表红、黑表笔分别接触 A、B，若电压表几乎没有读数，说明灯泡可能出现短路故障 B.将多用电表红、黑表笔分别接触 C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关出现断路故障 C.将多用电表红、黑表笔分别接触 E、F，若电压表读数接近 1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 （4）丁同学想测定×1Ω挡欧姆表的内阻 Rg。他将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零 点，然后将红、黑表笔连接阻值约 20Ω左右的电阻，从表盘上读出该电阻的阻值为 R，并记下指针所指的 电流挡的格数 n 以及电流挡的总格数 N。请分析说明丁同学是否能利用这些数据得出欧姆表的内阻 Rg。 17.（8 分） 如图所示，质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，以初速度ν沿垂直磁场方向射入磁感应强度为 B 的匀强磁场， 在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。 （1）求粒子做匀速圆周运动的半径 R 和周期 T； （2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度 E 的大小。 18.（10 分） 图示为某商场的室内模拟滑雪机，该机主要山前后两个传动轴及传送带上粘合的雪毯构成，雪毯不断向上 运动，使滑雪者产生身临其境的滑雪体验。 已知坡道长 L=6m，倾角θ=37°，雪毯始终以速度 v=5m/s 向上运动。一质量 m=70kg（含装备）的滑雪者从 坡道顶端由静止滑下，滑雪者没有做任何助力动作，滑雪板与雪毯间的动 摩擦因数 。重力加速度 g=10m/s2。sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计空气阻力。在滑雪者滑到坡道 底端的过程中，求: （1）滑雪者的加速度大小 a 以及经历的时间 t； （2）滑雪者克服摩擦力所做的功 W； （3）滑雪板与雪毯间的摩擦生热 Q 19.（10 分） 我国将于 2020 年首次探测火星。火星与地球的环境非常相近，很有可能成为人类的第二个家园。 已知火星的质量为 m，火星的半径为 R，太阳质量为 M，且 M?m，万有引力常量为 G。太阳、火星均可视为质 量分布均匀的球体不考虑火星自转。 （1）设想在火星表面以初速度 v0 竖直上抛一小球，求小球从抛出至落回抛出点所经历的时间 t。 （2）为简化问题，研究太阳与火星系统时可忽略其他星体的作用，只考虑两者之间的引力作用。 a.通常我们认为太阳静止不动，火星绕太阳做匀速圆周运动。已知火星绕太阳运动的道半径为 r，请据此模 型求火星的运行周期 T1。 b.事实上太阳因火星的吸引不可能静止，但二者并没有因为引力相互靠近，而是保持间距 r 不变。请由此 构建一个太阳与火星系统的运动模型，据此模型求火星的运行周期 T2 与 T1 的比值 ；并说明通常认为太 阳静止不动的合理性。 20.（12 分） 生活中经常会看到流体（如空气、水等）的旋涡现象。例如风由于旗杆的阻碍而产生旋涡，旋涡又引起空 气、旗帜、旗杆在垂直于风速方向上的振动，风速越大这种振动就越快。 （1）利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图甲示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条 件下，由于旋涡现象，液体的振动频率 f 与旋涡发生体的宽度 D、液体的流速 v 有简单的正比或反比的关系。 3 8 µ = 2 1 T T 请结合物理量的单位关系写出频率 f 与 v/D 之间的关系式（比例系数可设为 k，k 是一个没有单位的常量）。 （2）液体的振动频率可利用电磁感应进行检测。如图乙所示，将横截面直径为 d 的圆柱形金属信号电极垂 直于流体流动方向固定于管道中，其所在区域有平行于信号电极、磁感应强度为 B 的匀强磁场，图丙为俯 视的截面图。流体振动时带动信号电极在垂直于流速的方向上振动，若信号电极上的感应电动势 e 时间 t 的变化规律如图丁所示，图中的 Em 和 T 均为已知量。求流体的振动频率 f 以及信号电极振动的最大速率 vm； （3）为了探测电极产生的信号，关于检测元件的设计，有人设想:选用电阻率为ρ的某导电材料制成横截 面积为 S、半径为 r 的闭合圆环，某时刻在圆环内产生一瞬时电流，由于自感该电流会持续一段短暂的时间， 以便仪器检测。已知电流在环内产生的磁场可视为均匀磁场，磁感应强度的大小与电流成正比，方向垂直 于圆环平面。若圆环内的瞬时电流恰好经 减为零（T 为流体的振动周期），且此过程中电流的平均值与初 始时刻的电流成正比。结合（1）问的结果，请推导 r 与 v、ρ、D 以及 S 之间的关系。 北京市朝阳区高三年级学业水平等级性考试练习二 物理参考答案与评分标准 2020.6 第一部分共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 B D B D A D C D B C A C A B 第二部分共 6 题共 58 分。 15.（8 分） （1）mghc； （4 分） 4 T 2 2( ) 8 D Bmf h h− （2）大于；重物和纸带克服摩擦力和空气阻力做功有一部分重力势能转化成了内能。（2 分） （3）=（2 分） 16.（10 分） （1）24.0；160 （2 分） （2）CAD（3 分） （3）AC（2 分） （4）利用这些数据能得出欧姆表的内阻 Rg。 设多用电表欧姆挡内部电源电动势为 E，红黑表笔短接时电流为 Ig， 根据闭合电路欧姆定律，有 E=IgRg ① ② 联立①②式可得 可见，利用这些数据能得出欧姆表的内阻 Rg。 （3 分） 17.（8 分） 解:（1）洛伦兹力提供向心力，有 qvB=m 可得带电粒子做匀速圆周运动的半径 R= 匀速圆周运动的周期 （5 分） （2）粒子受电场力 F=qE，洛伦兹力 f=qvB，粒子做匀速直线运动，则 qE=qvB 场强的大小 E=vB （3 分） 18.（10 分） 解:（1）设滑雪者受到雪毯的支持力为 N，摩擦力为 f， 由牛顿第二定律有 mgsinθ-f=ma ① N=mgcosθ ② f=μN ③ 联立①②③式并代入相关数据可得 a=3m/s2 由运动学公式有 L= ④ 代入相关数据可得 t=2s （6 分） ( )g g nE I R RN = + g nR RN n = − 2v R mv qB 2 2R mT v qB π π= = 21 2 at （2）滑雪者克服摩擦力所做的功 W=μmgLcosθ=1260J （2 分） （3）此过程雪毯运行的距离为 s=vt=10m 滑雪板与雪毯间的摩擦生热 Q=μmg（L+s）cosθ=3360J（2 分） 19.（10 分） 解:（1）设火星表面的重力加速度为 g，则 ① 火星表面质量为 m1 的物体所受重力与万有引力相等，有 ② 联立①②式可得 （3 分） （2）a.对火星，万有引力提供向心力，有 可得 ③ （3 分） b.太阳与火星构成“双星”模型，即二者都围绕它们连线上的某一定点 O 做周期相同的匀速圆周运动。设 火星的运行半径为 r1，太阳的运行半径为 r2。 对火星有 ④ 对太阳有 ⑤ ⑥ 联立③④⑤⑥式可得 ⑦ 联立④⑤⑥式可得 ⑧ 方面，因 M?m，由⑦式得 ≈1，可见运行周期几乎相等；另一方面，由③式得 r2≈0，即太阳几乎与定点 O 位置重合，所以通常认为太阳静止不动是合理的。（4 分） 20.（12 分） 解:（1）由各物理量的单位关系可得 f=k （3 分） （2）信号电极做受迫振动，因而其振动频率与流体的振动频率相等，即 02 vt g = 1 12 mmG m gR = 2 02 v Rt Gm = 2 2 2 1 4MmG mrr T π= 3 1 2 rT GM π= 2 12 2 2 4MmG mrr T π= 2 22 2 2 4MmG Mrr T π= 1 2r r r+ = 2 1 T M T M m = + 2 mr rM m = + 2 1 T T v D 由题意可得 Em=Bdvm 则 （4 分） （3）设圆环电阻为 R，圆环的初始电流为 I，在时间 内的平均电流为 ，则 ① 而 ② 且 ③ ④ 由题意可知 ，则有 ⑤ 由题意可知 ⑥ 联立①②③④⑤⑥式并代入 得 （5 分） 全卷评分说明:用其他方法解答正确，给相应分数。 1f T = m m Ev Bd = 4 T I = EI R 2 rR S πρ= E t ∆Φ= ∆ 1 4 4 Tt f ∆ = = 1B k l= 2 1=k I rπ∆Φ ⋅ 2=I k I vf k D = Dr vS ρ∝