北京市平谷区2019届高三上学期高考一模物理试题

2019北京平谷区高三质量监控理综物理

1.下列说法正确的是

A. 物体吸收热量，其内能一定增加

B. 物体对外做功，其内能一定减小

C. 物体温度升高，分子平均动能一定增大

D. 物体温度升高，分子平均动能可能减小

【答案】C

【解析】

【详解】A项：由热力学第一定律知，仅知道吸收热量而不知道做功情况，无法判断物体内能的变化情况，故A错误；

B项：物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；

C、D项：温度是分子平均动能的标志，所以温度升高时分子平均动能增大，故C正确，D错误．

故选C．

2.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，n的数值为(   )

A. 18 B. 17 C. 16 D. 8

【答案】B

【解析】

【详解】根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知，解得：；故选B.

3.一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为2m/s．某时刻波形如图所示，下列说法正确的是

A. 这列波的周期为4s B. 这列波的振幅为6cm

C. 此时x=4m处的质点速度为零 D. 此时x=8m处的质点沿y轴负方向运动

【答案】A

【解析】

【详解】A项：由图知，波长λ=8m，由波速公式，得周期，故A正确；

B项：振幅等于y的最大值，故这列波的振幅为A=3cm，故B错误；

C项：此时x=4m处质点沿处于平衡位置，加速度为零，速度最大，故C错误；

D项：简谐机械横波沿x轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x=8m处质点沿y轴正方向运动，故D错误．

故选A．

4.如图a所示，理想变压器原线圈通过理想电流表接在一交流电源两端，交流电源输出的电压u随时间t变化的图线如图b所示，副线圈中接有理想电压表及阻值R＝10Ω的负载电阻．已知原、副线圈匝数之比为10∶1，则下列说法中正确的是

A. 电压表的示数为20V

B. 电流表的示数为0.28 A

C. 电阻R消耗的电功率为80W

D. 通过电阻R的交变电流的频率为100 Hz

【答案】A

【解析】

【详解】A项：原线圈两端电压为，根据变压器的变压比可知，解得： ，故A正确；

B项：副线圈中的电流为根据变压器的变流比可知， ，所以电流表的示数为0.2A，故B错误；

C项：由公式，故C错误；

D项：由图乙可知，交变电流的频率为：，由于变压器不能改变交流电的频率，所以通过电阻R的交变电流的频率为50 Hz，故D错误．

故选A．

5.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，金属棒ab始终保持静止．下列说法正确的是

A. 当B均匀增大时，金属棒ab中的电流增大

B. 当B增大时，金属棒ab中的感应电流方向由a到b

C. 当B减小时，金属棒ab中的电流一定减小

D. 当B不变时，金属棒ab受到水平受向右的静摩擦力

【答案】B

【解析】

【详解】A项：由于磁感应强度均匀增大，不变，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故A错误；

B项：磁感应强度均匀增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，故B正确；

C项：若B均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知，电流不变，故C错误；

D项：当B不变时，穿过线框的磁通量不变，电路中无电流，金属棒不受安培力，也不受摩擦力作用，故D错误．

故选B．

6.如图所示，是一种清洗车辆用的手持式喷水枪．若已知水枪口的横截面积为S，水的密度为ρ．设水以恒定的速率v源源不断地从枪口喷出，关于水枪工作时功率的大小，下列判断正确的是

A. 与S成反比

B 与v成正比

C. 与v2成正比

D. 与v3成正比

【答案】D

【解析】

【详解】根据动能定理，水枪对水做功等于水获得的动能，则时间t内喷出水的质量为

m=ρV=ρSL=ρSvt

故选D．

7.某同学将一毫安表改装成双量程电流表．如图所示，已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为定值电阻，且R1=5Ω，R2=20Ω，则下列说法正确的是

A. 若使用a和b两个接线柱，电表量程为24 mA

B. 若使用a和b两个接线柱，电表量程为25 mA

C. 若使用a和c两个接线柱，电表量程为4 mA

D. 若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA

【答案】B

【解析】

【详解】A、B项：若使用a和b两个接线柱，毫安表与R2串联再与R1并联，电表量程为：，故A错误，B正确；

C、D项：若使用a和c两个接线柱，R1与R2串联，再与毫安表并联，电表量程为：，故C、D错误．

故选B．

8.瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟•阿什金、法国科学家热拉尔•穆鲁以及加拿大科学家唐娜•斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献．阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体．穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾（zhōu jiū）脉冲放大”技术．“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫．“啁啾脉冲放大”技术其原理为：将一段短脉冲在时域上展宽，然后放大，再进行压缩．此项技术已经成为高强度激光的标准，应用于众多领域．则下列关于激光的说法合理的是

A. 某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s，能量为1.0J，则此激光超短脉冲的功率为5.0×1013W

B. 短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，测得在该时间段内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度．激光测速选取的时间间隔越长，测得物体移动的瞬时速度越准确

C. “啁啾”来源于鸟鸣，意即频率变化，“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化

D. 利用光学镊子捕获活体细菌时，红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌

【答案】C

【解析】

【详解】A项：由公式，故A错误；

B项：时间间隔越短，该段时间内的平均速度越接近物体的瞬时速度，所以激光测速选取的时间间隔越短，测得物体移动的瞬时速度越准确，故B错误；

C项：“啁啾”来源于鸟鸣，即鸟叫的频率变化，所以“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化，故C正确；

D项：由于红外线的能量比绿色光的能理更低，红外激光光镊比绿色激光光镊更难杀死活体细菌，故D错误．

故选C．

9.某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验．先将小球1从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把另一小球2放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止，让小球1仍从原固定点由静止开始滚下，且与小球2相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．A、B、C为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点．实验中空气阻力的影响很小，可以忽略不计．

（1）在本实验中斜槽轨道_____（填选项前的字母）

A．必须光滑            B．可以不光滑

（2）实验中应该选择两个合适的小球进行实验

①两个小球的半径____（填“相同”或“不同”）

②应该选择下列哪组小球_____（填选项前的字母）

A．两个钢球            B．一个钢球、一个玻璃球            C．两个玻璃球

（3）斜槽末端没有放置被碰小球2时，将小球1从固定点由静止释放．若仅降低斜槽上固定点的位置，那么小球的落地点到O点的距离将______（填“改变”或“不变”），若仅增大小球1的质量，小球仍以相同的速度从斜槽末端飞出，那么小球的落地点到O点的距离将______填（“改变”或“不变”）．

（4）在安装实验装置的过程中，使斜槽轨道末端的切线水平，小球碰撞前与碰撞后的速度就可以用小球飞出的水平距离来表示，其原因的是_______

A．小球都是从同一高度飞出，水平位移等于小球飞出时的速度

B．小球都是从同一高度飞出，水平位移与小球飞出时的速度成正比

C．小球在空中的运动都是匀变速曲线运动，而且运动的加速度都相同

（5）本实验必须测量的物理量是_____

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H

B．小球1和小球2的质量、

C．小球1的释放位置到斜槽轨道末端的高度h

D．记录纸上O点到A、B、C各点距离、、

（6）斜槽末端没有放置被碰小球2时，小球1的落点为B点，放置被碰小球2后，小球2的落点为C点．假设两小球发生的是弹性碰撞，试论证：当小球1碰后的速度方向未改变时，C点必在B点的前方．_____

【答案】    (1). B    (2). 相同    (3). B    (4). 改变    (5). 不变    (6). B    (7). BD    (8). 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]小球离开轨道后做平抛运动，只要保证入射球离开轨道的初始速度相等即可，斜槽轨道不需要光滑，A不符合题意，B符合题意；

故选B；

（2）[2]①两球要发生对心碰撞，故两球半径应相同；

②[3]为了防止入射球反弹，所以入射球的质量应大于被碰小球，所以应选一个钢球、一个玻璃球，AC不符合题意，B符合题意；

故选B；

（3）[4][5]若仅降低斜槽上固定点的位置，小球离开轨道做平抛运动的速度减小，由于平抛运动的高度不变，所以不平位移变小，即小球的落地点到O点的距离将改变，若仅增大小球1的质量，小球仍以相同的速度从斜槽末端飞出，由于平抛运动的高度不变，运动的时间不变，所以小球的落地点到O点的距离不变；

（4）[6]小球做平抛运动由于高度相同，由公式

得：，可知高度h相同，则运动时间相同，水平位移

所以小球的水平位移与小球飞出的速度成正比，B符合题意，AC不符合题意；

故选B；

（5）[7]小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相同，两球碰撞过程动量守恒，以入射球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

两边同时乘以运动时间t得：

则有：

由上式可知，本实验应测量小球1和小球2的质量m1、m2和记录纸上O点到A、B、C各点的距离、、，BD符合题意，AC不符合题意。

故选BD。

（6）[8] 证明：设小球1碰撞前后瞬间的速度分别为v0、v1，小球2碰后的速度为v2，根据动量守恒有：

碰撞过程机械能守恒有：

整理可得：

当v1与v0同向时，v2大于v0，故C点必在B点的前方。

10.如图所示，BCD是半径R=0.4m的竖直圆形光滑轨道，D是轨道的最高点，光滑水平面AB与圆轨道在B点相切．一质量m=1kg可以看成质点的物体静止在水平面上的A点．现用F=8N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体沿BCD轨道运动．已知A与B之间的距离x=2m，取重力加速度g=10m/s²．求：

（1）恒力F做的功WF；

（2）物体运动到D点时的速度大小vD；

（3）在D点轨道对物体的压力大小FN．

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】(1)物体从A到B，根据功的定义式

解得：；

(2)物体从A到B，根据动能定理有：

物体从B到D，根据机械能守恒定律有：

解得：；

(3)在D点，物体受力如图所示

根据牛顿第二定律得：

解得：

11.如图甲所示，在与水平方向成θ角的倾斜光滑导轨上，水平放置一根质量为m的导体棒ab，导轨下端与一电源和定值电阻相连，电源的电动势和内阻、定值电阻的阻值均未知．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B的大小也未知．已知导轨宽度为L，重力加速度为g．

（1）若断开电键k，将导体棒由静止释放，经过时间t，导体棒沿斜面下滑的距离是多少？____

（2）若闭合电键k，导体棒b恰好在导轨上保持静止．由b向a方向看到的平面图如图乙所示，请在此图中画出此时导体棒的受力图，

（    ）

并求出导体棒所受的安培力的大小．____

（3）若闭合电键k，导体棒ab静止在导轨上，对导体棒ab的内部做进一步分析：设导体棒单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v，导体棒的粗细均匀，横截面积为S．

a．请结合第（2）问的结论和题目中所给的已知量，推理得出每个电子受到的磁场力是多大？____

b．将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，请利用电流的定义和电流密度的定义推导j的表达式．____

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】(1)断开电键后，根据牛顿第二定律，导体的加速度

由运动学公式，经过时间t导体棒下滑的距离

解得：；

(2)导体棒ab保持静止，受力如图所示

根据平衡条件得，安培力大小为；

(3)a．导体棒中做定向移动的自由电子数

每个电子受到的磁场力

解得：

B．在直导线内任选一个横截面S，在时间内从此截面通过的电荷量

导体棒中的电流强度

由电流密度的定义

解得： ．

12.牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为，其中m1、m2为两个物体的质量， r为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M，半径为R．

（1）该星球的第一宇宙速度是多少？

（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？

（3）该星球的第二宇宙速度是多少？

（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R，P为球外一点，与球心间的距离为r，静电力常量为k．现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】(1)设靠近该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速度大小为，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力

解得： ；

(2)电场强度定义式

设质量为m的质点距离星球中心的距离为r，质点受到该星球的万有引力

质点所在处的引力场强度

得

该星球表面处的引力场强度

(3)设该星球表面一物体以初速度向外抛出，恰好能飞到无穷远，根据能量守恒定律

解得： ；

(4)点电荷-q在带电实心球表面处的电势能

点电荷-q在P点的电势能

点电荷-q从球面附近移动到P点，电场力所做的功

解得： ．