2019届北京市房山区高三下学期二模考试理科综合物理试卷（解析版）

房山区2019年高考第二次模拟测试试卷

理科综合

第一部分（选择题  共120分）

1.下列有关原子结构和原子核的认识，正确的是

A. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小

B. 衰变说明原子核内有电子

C. 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应方程为

D. 卢瑟福α粒子散射实验说明原子核由质子和中子组成

【答案】C

【解析】

【详解】A、氢原子辐射光子后，轨道变小，动能变大，势能变小，总能量变小，故A错误；

B、β衰变不能说明原子核内有电子，是中子转变成质子，而放出电子的，故B错误；

C、卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，其核反应方程为，故C正确；

D、卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子核式结构模型，故D错误。

2.下列说法正确的是

A. 布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动

B. 气体温度不变，运动速度越大，其内能越大

C. 温度降低物体内每个分子动能一定减小

D. 用活塞压缩气缸里空气，对空气做功4.5×105J，空气内能增加了3.5×105J，则空气向外界放出热量1×105J

【答案】D

【解析】

【详解】A、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，故A错误；

B、气体温度不变，则内能不变，运动速度增大说明宏观的机械能增大，与内能无关，故B错误；

C、温度是分子热运动平均动能的标志，故温度降低了，物体内分子热运动的平均动能降低，不是每个分子的动能都减小，故C错误；

D、根据热力学第一定律公式 ，由题意知，，，解得：，故空气向外界放出热量，故D正确。

3.如图所示，让一束光AO沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直边上，在这个玻璃与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。下列说法正确的是

A. 反射角增大，折射角减小

B. OC光线越来越弱，最终消失

C. OB光线越来越弱，但不会消失

D. 反射光线和折射光线始终保持垂直

【答案】B

【解析】

【详解】A、逐渐增大入射角，反射角增大，由折射定律知折射角也逐渐增大，故A错误；

BC、在还未发生全反射过程中，入射角增大，反射光线OB越来越强，折射光线OC越来越弱，最终发生全反射，折射光线OC完全消失，故B正确，C错误。

D、设光入射角为i时，反射光线跟折射光线恰好垂直，则有，解得：，故反射光线不能与折射光线始终保持垂直，故D错误。

4. 简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（ ）

【答案】D

【解析】

由图A知，波长，周期，由图知质点a向上振动，经3T/4第一次到达波谷，用时，B图对应波长，周期，由图知质点a向下振动，经T/4第一次到达波谷，用时，C图对应波长，周期，由图知质点a向上振动，经3T/4第一次到达波谷，用时，D图对应波长，由图知质点a向下振动，经T/4第一次到达波谷，用时，所以D正确。

【考点定位】机械波

【此处有视频，请去附件查看】

5.某空间区域有竖直方向的电场（图中只画出了一条电场线）。一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动。不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x的关系图象如图所示，由此可以判断

A. 小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上

B. 小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下

C. 小球可能先做加速运动，后做匀速运动

D. 小球一定先做加速运动，达到最大速度后做减速运动，最后静止

【答案】A

【解析】

【详解】AB、物体的机械能不断减小，由功能关系知电场力做负功，故电场强度方向向上，根据功能关系得：△E＝qE△x，知图象的斜率等于电场力，斜率不断减小，故电场强度不断减小，因此电场是非匀强电场。故A正确、B错误；

CD、在运动过程中，物体受重力与电场力；物体由静止开始下落，故刚开始时重力大于电场力，下落过程中，电场力越来越小，故加速度越来越大，当电场力减小到0时，加速度达到最大值g，故物体做加速度越来越大的加速运动，最后做匀加速直线运动，故CD错误。

6.一次物理课上老师拿了一只微安表，用手左右晃动表壳，让同学们观察表针相对表盘摆动的情况。然后用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次以同样的方式晃动表壳，让同学们再次观察表针相对表盘摆动的情况，对比两次实验。下列判断和解释正确的是

A. 不连接接线柱时，晃动电表，由于表内没有电流，指针摆动幅度较小

B. 连接接线柱后，晃动电表，微安表内会形成闭合回路，造成指针打偏、降低灵敏度、失灵等

C. 连接接线柱后，晃动电表，由于电磁阻尼表针晃动幅度会变小，并能较快停下

D. 两次实验指针相对于表盘摆动的情况是一样的

【答案】C

【解析】

【详解】A、不连接接线柱时，晃动电表，指针随着晃动不断摆动，晃动幅度大，摆动的幅度就大，故A错误；

BCD、连接接线柱后，形成闭合回路，闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流，从而出现安培阻力，表针晃动幅度很小，且会很快停下，这是物理中的电磁阻尼现象，故BD错误，C正确。

7.A、B是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是

A. 磁场方向一定垂直纸面向里

B. A放出的是α粒子，B放出的是β粒子

C. a为α粒子运动轨迹，d为β粒子运动轨迹

D. a轨迹中粒子比b轨迹中的粒子动量大

【答案】B

【解析】

【详解】A、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向。故A错误；

B、放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。故A放出的是α粒子，B放出的是β粒子，故B正确。

CD、放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，故a轨迹中粒子比b轨迹中的粒子动量大小相等，方向相反。由半径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而α粒子和β粒子的电量比反冲核的电量小，则α粒子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故b为α粒子的运动轨迹，c为β粒子的运动轨迹，故CD错误；

8.2019年4月10日，人类史上首张黑洞照片发布，照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据。黑洞最初是一个衰老的巨大恒星，它的质量要达到太阳的数十倍以上，恒星不断的发光发热，随着恒星中心的“燃料”不断消耗，恒星内部能量不足，无法支撑外壳重压，恒星内核开始塌缩。最终，所有物质缩成一个体积接近无限小的点，这便是奇点。奇点会形成强大引力场，吸收周围物质，就连光也会被吸进去，至此黑洞诞生。拍摄黑洞用的是事件视界望远镜，该望远镜收集到的不是我们日常的可见光，而是一种波长比光波更长的亚毫米波，亚毫米波本身是没有颜色的区别，科学家们实际上只能感受到强弱的不同。发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞。周围环绕一个新月状光环，一侧亮一些，另一侧暗一些，是因为光环旋转，导致接收者接收到相位和频率变化造成的。根据以上信息下列说法正确是

A. 恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的

B. 环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的

C. 黑洞的第一宇宙速度是光速

D. 事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大

【答案】B

【解析】

【详解】A、恒星发光发热是恒星内部的核聚变造成的，故A错误；

B、光环旋转，光与接收者的距离在不断地发生变化，导致接收者接收到相位和频率与发出的光的相位和频率不同，这属于多普勒效应，故B正确；

 C、星体的逃逸速度是逃脱该星体引力束缚的最低速度，逃逸速度也称为第二宇宙速度；在黑洞中，光速无法逃逸，所以将黑洞逃逸速度临界点是光速c，故光速是黑洞的第二宇宙速度；故C错误；

D、亚毫米波的波长比光波更长，根据可知，亚毫米波比可见光的频率小，故D错误。

第二部分（非选择题  共180分）

9.在“测量金属电阻率”实验中，某同学为了选用合适的器材，先用多用电表粗测了一段粗细均匀的被测电阻丝的阻值。

（1）他用表盘如图所示的多用电表测量电阻丝的电阻。先将选择开关调到电阻挡的“×10”位置，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，把两笔尖相互接触，调节__________（选填“S”或“T”），使多用电表的指针指向电阻挡的__________刻线（选填“0”或“∞”）。

（2）将红、黑表笔的笔尖分别与电阻丝两端接触，发现指针偏转角度过大，为了测量准确，他应将选择开关调到电阻挡的__________位置（选填“×1”或“×100”）。

（3）经过初步测量和分析小明决定采取安培表外接法测量电阻丝的电阻。如图所示是实验室测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请补充完整______。

（4）用刻度尺测量连入电路部分的电阻丝长度为L，用螺旋测微器测  量电阻丝的外径d，示数如图所示，电阻丝外径d为________mm。

（5）用测得的I、U、L、d等物理量，写出电阻率表达式 ρ=_________ (用给定的物理量符号和已知常数示)。

（6）为了进一步研究滑动变阻器对实验的影响，某同学选择合适的电路后，分别用最大阻值是5Ω、50Ω、2000Ω的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别做出电压表读数U随滑片移动距离x的关系曲线a、b、c，如图所示。用最大阻值为2000Ω的滑动变阻器做实验得到的图线是图中的________（选填“a”、“b”、 “c”）；如果待测电阻两端电压需要有较大的调节范围，同时操作还要尽量方便，应选择图中的_______（选填“a”、“b”、“c”）所对应的滑动变阻器。

【答案】    (1). T    (2). 0    (3). ×1    (4).     (5). 0.725mm    (6).     (7). a    (8). b

【解析】

【详解】（1）将选择开关调到电阻挡的“×10”位置后，要进行欧姆调零，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，把两笔尖相互接触，调节T，使电表指针指向电阻挡的“0刻线”；

（2）发现指针偏转角度过大，则被测量电阻较小，所以要调小倍率，应将选择开关调到电阻挡的“×1”档，然后再进行欧姆调零；

（3）测电阻不要求电压从零开始，从节能的角度考虑，电路选择限流式电路以及安培表外接法来进行，实物连线图如下：

（4）螺旋测微器读数为：0.5mm+22.5×0.01mm=0.725mm；

（5）由伏安法测电阻可知电阻，有电阻定律得：，联立解得：；

（6）由题意可知，电压表测量的是被测电阻两端的电压U随着滑动变阻器滑片移动的距离x的变化关系，被测电阻与滑动变阻器是串联分压关系，从图中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电压变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应2000Ω滑动变阻器；同理分析，可知，c图线电压几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，分压效果不明显，所以对应是5Ω的图象；本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻两端的电压变化范围大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器。

10.质量m=0.60kg篮球从距地板H=0.80m高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h=0.45m，从释放到弹跳至h高处经历的时间t=1.1s，忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能ΔE；

（2）篮球对地板的平均撞击力的大小．

【答案】（1）（2），方向向下

【解析】

（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为：

（2）设篮球从H高处下落到地板所用时间为，刚接触地板时的速度为；

反弹离地时的速度为，上升的时间为，由动能定理和运动学公式
下落过程：，解得：，

上升过程：，解得：，

篮球与地板接触时间为：
设地板对篮球的平均撞击力为F，取向上为正方向，由动量定理得：

解得：
根据牛顿第三定律，篮球对地板的平均撞击力，方向向下。

点睛：本题主要考查了自由落体运动基本规律，在与地面接触的过程中，合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量，从而求出地板对篮球的作用力。

11.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。如图所示：一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有n个自由电子，每一个电子电量为e。该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。

（1）求导线中的电流I；

（2）有人说“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”。这种说法是否正确，通过计算说明。

（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为，导线的电阻率为，试证明： 。

【答案】（1）；（2）正确，说明见解析；（3）证明见解析

【解析】

【详解】（1）电流的定义式，在t时间内，流过横截面的电荷量

因此

（2）这种说法正确。

在电路中，导线中电流做功为：

在导线中，恒定电场场强，导体中全部自由电荷为，

导线中的恒定电场对自由电荷力做的功：

又因，则

故“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”是正确的。

（3）由欧姆定律：

由电阻定律：

则，则有：

电流密度的定义：

故

12.重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量，准确地确定它的量值，无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。

（1）如图所示是一种较精确测重力加速度g值的方法：将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置，玻璃管足够长，小球竖直向上被弹出，在O点与弹簧分离，然后返回。在O点正上方选取一点P，利用仪器精确测得OP间的距离为H，从O点出发至返回O点的时间间隔为T1，小球两次经过P点的时间间隔为T2。

（i）求重力加速度g；

（ii）若O点距玻璃管底部的距离为L0，求玻璃管最小长度。

（2）在用单摆测量重力加速度g时，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示．这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比，哪个大？试定量比较。

（3）精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的，下表列出了一些地点的重力加速度。请用你学过的知识解释，重力加速度为什么随纬度的增加而增大？

【答案】（1）， ；（2）求出的重力加速度比实际值大；（3）解析见详解。

【解析】

【详解】（1）（i）小球从O点上升到最大高度过程中：

小球从P点上升的最大高度：

依据题意：

联立解得：

（ii）真空管至少的长度：

故

（2）以l表示摆长，θ表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球作题图所示运动的周期，小球受力分析如图：

则有 Fsinθ＝mLsinθ（）2， Fcosθ＝mg

由以上式子得：T＝2π，而单摆周期公式为 T′＝2π，即使在单摆实验中，摆角很小，θ＜5°，但cosθ＜l，这表示对于同样的摆长L，摆球在水平面内作圆周运动的周期T小于单摆运动的周期T′，所以把较小的周期通过求出的重力加速度的数值将大于g的实际值。

（3）地球是自转，地球表面的所有物体都随着地球共同做匀速圆周运动，万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，另一个分力为重力，在赤道附近,物体做匀速圆周运动的半径最大,赤道上的自转半径为地球半径R，所以重力最小,重力加速度就最小。随着纬度升高,自转半径减小,自转的向心力减小,万有引力的另一个分力G增大；如图所示：

故重力加速度随着维度的增加而增大。