2019届北京市丰台区高三第二次模拟考试物理试卷（解析版）

2019届北京市丰台区高三第二次模拟考试物理试卷（解析版）

1.下列现象中，光表现出粒子性的是

A. 偏振现象 B. 干涉现象 C. 多普勒效应 D. 光电效应

【答案】D

【解析】

【详解】光的偏振现象、干涉现象以及多普勒效应都表明光具有波动性；而光电效应则表明光有粒子性，故选D.

2.关于布朗运动，下列说法中正确的是

A. 布朗运动反映了花粉颗粒内部分子的无规则运动

B. 悬浮在水中的花粉颗粒越大，布朗运动就越明显

C. 温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈

D. 布朗运动是由于液体各个部分的温度不同引起的

【答案】C

【解析】

【详解】布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，表明了液体分子的无规则运动，选项A错误；悬浮在水中的花粉颗粒越小，布朗运动就越明显，选项B错误；温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈，选项C正确；布朗运动是由于液体分子对悬浮在液体表面的花粉颗粒的不平衡的撞击引起的，选项D错误.

3.中国大科学装置“东方超环”（EAST）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”。下列说法正确的是

A. “人造太阳”与目前核电站核反应原理相同

B. “人造太阳”释放的能量可以用计算

C. “人造太阳”的核反应方程可能是

D. “人造太阳”的核反应方程可能是

【答案】C

【解析】

【详解】“人造太阳”反应是核聚变反应，而目前核电站的核反应是核裂变反应，选项A错误；“人造太阳”释放的能量可以用E=mc2计算，选项B错误；“人造太阳”的核反应方程可能是，选项C正确；核反应是重核裂变的反应，故选项D错误.

4.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播。某时刻波上质点P正通过平衡位置，经过一段时间，波向前传播了距离d，P点第一次到达波谷，则该横波的波长为

A. 4d B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由波形图可知，t=0时刻P点在平衡位置向下振动，当P点第一次到达波谷时经过的时间为T/4，则波向前传播λ/4，即λ/4=d，解得λ=4d，故选A.

5.一带正电粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其速度虽时间变化的图像如图所示，、时刻粒子分别经过A点和B点，A、B两点的场强大小分别为、，电势分别为、，则可以判断

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】从图象中可以看出，从A点到B点，速度的变化率逐渐减小，即加速度逐渐减小，所以电场力就减小，电场强度就逐渐减小，即EA＞EB；正电荷的速度增大，说明了电场力做正功，电势能减小；粒子带正电，所以电势降低，φA＞φB．故B正确，ACD错误。

6.如图1所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方体的导体，边长之比为2∶1，通过导体电流方向如虚线所示；现将这两个电阻R1、R2串联接入正弦交流电路，电路图如图2所示；交流电源电压u随时间t变化的情况如图3所示。则下列说法中正确的是

A. 电阻R1和R2的阻值之比为1∶2 B. 流过电阻R1和R2是的电流之比为1∶2

C. 电阻R1两端的电压最大值为220 V D. 电阻R2两端的电压有效值为110 V

【答案】D

【解析】

【详解】根据电阻定律：，可知电阻R1和R2的阻值之比为1∶1，选项A错误；两电阻串联，则流过电阻R1和R2的电流之比为1∶1，选项B错误；两电阻阻值相等，则两端电压的最大值相等，均为110V，有效值也相等，均为110V，选项C错误，D正确.

7.用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择何种接法时，可采用试触的方法。如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表一端接在A点，另一端先后接在B点和C点。他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化。则下列说法正确的是

A. R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路

B. R与电压表阻值接近，应选择电流表外接电路

C. R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路

D. R与电流表阻值接近，应选择电流表内接电路

【答案】A

【解析】

【详解】由图示电路图可知，电压表的一端接A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，待测电阻阻值较大与电压表阻值接近；由于电压表分流较大，为减小实验误差，电流表应选择内接法，故选A．

8.两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点（质心）做圆周运动，构成稳定的双星系统。双星系统运动时，其轨道平面上存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（如人造卫星）可以相对两星体保持静止，这样的点被称为“拉格朗日点”。现将“地—月系统”看做双星系统，如图所示，O1位地球球心、O2位月球球心，它们绕着O1O2连线上的O点以角速度做圆周运动。P点到O1、O2距离相等且等于O1O2间距离，该点处小物体受地球引力和月球引力的合力F，方向恰好指向O，提供向心力，可使小物体也绕着O点以角速度做圆周运动。因此P点是一个拉格朗日点。现沿O1O2连线方向为x轴，过O1与O1O2垂直方向为y轴建立直角坐标系。A、B、C分别为P关于x轴、y轴和原点O1的对称点，D为x轴负半轴上一点，到O1的距离小于P点到O1的距离。根据以上信息可以判断

A. A点一定是拉格朗日点 B. B点一定是拉格朗日点

C. C点可能拉格朗日点 D. D点可能是拉格朗日点

【答案】A

【解析】

【详解】由对称性可知，在A点的小物体受地球和月球的吸引力，合力方向一定指向O点，其受力情况与P点相同，可知A点一定是拉格朗日点，选项A正确；在B点的小物体，受地球的引力和月球的引力的合力不可能指向O点，则B点不可能是拉格朗日点；同理C点也不可能是拉格朗日点；选项BC错误；在D点时，小物体受到的地球的引力大于在P点时地球的引力，再加上月球的引力，则在D点的合力大于在P点时的合力，则角速度不可能与在P点时的角速度相等，即D点不可能是拉格朗日电，选项D错误.

9.在“验证动量守恒定律”实验中，甲、乙两位同学才用了不同的实验方案。

（1）如图1所示，甲同学利用“碰撞实验器”验证动量守恒定律。

①实验中，斜槽轨道末端_______________。（填选项前字母）

A．必须水平

B．要向上倾斜

C．要向下倾斜

②若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2。实验要求m1___________m2，r1

_________r2。（填“＞”“＜”或“＝”）

③图1中O点是小球抛出点在地面上垂直投影。实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点位置P，测量平抛射程OP。然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计，接下来要完成的必要步骤是_____________。（填选项前的字母）

A．测量两个小球的质量m1、m2        B．测量小球m1开始释放时的高度h

C．测量抛出点距地面的高度H         D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON             F．测量两个小球的半径r1、r2

④若两小球相碰前后的的动量守恒，其表达式可表示为_____________________________；若碰撞时弹性碰撞，则还可以写出表达式为________________________。（用③问中测量的量表示）

（2）如图2所示，乙同学利用此装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨（轨道与滑块间摩擦力忽略不计）上装有两个光电计时装置C和D，可记录遮光片的遮光时间。将滑块A、B静止放在导轨上，乙同学按照如下步骤进行试验：

a．测量滑块A的质量，测量滑块B的质量

b．测量滑块A的遮光片的宽度d1，滑块B的遮光片的宽度d2

c．给滑块A一个向右瞬时冲量，让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后，B、A依次通过光电计时装置D

d．待B、A完全通过广电计时装置D后用手分别按住

e．记录光电计时电装置C显示的时间t1和装置D显示的时间t2、t3

①完成上述实验步骤需要的实验器材有___________。

②按照乙同学的操作，若两滑块碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为________________________；两滑块碰撞过程中损失的机械能为________________________________。

（3）通过实验来“验证动量守恒定律”，不论采用何种方法，都要测得系统内物体作用前后的“速度”，请比较分析甲、乙同学的两个实验方案，分别说明在测得“速度”的方法上有何不同？___________

【答案】    (1). A    (2). >    (3). =    (4). ADE    (5).     (6).     (7). 天平、刻度尺    (8).     (9).     (10). 甲是利用平抛射程间接代替速度，乙是直接求出速度。

【解析】

【详解】（1）①实验中，斜槽轨道末端必须要水平，以保证小球能做平抛运动，故选A；

②为保证两球发生正碰，要求两球必须要等大，即r1=r2；为防止入射球反弹，则入射球的质量要大于被碰球的质量，即m1>m2；

③要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，因此需要完成的必要的操作步骤是 ADE．

④实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON ；若碰撞时弹性碰撞，则还可以写出表达式为 即即 ；

（2）①完成上述实验步骤需要的实验器材有天平和刻度尺；

②碰撞前后滑块A的速度分别为：；；碰撞后滑块B的速度为：；

则要验证关系是：，即 ；

两滑块碰撞过程中损失的机械能为：

（3）甲是利用平抛射程间接代替速度，乙是用遮光板通过光电门的平均速度代替瞬时速度。

10.如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度v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）请判断带电粒子的电性；

（2）球粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；

（3）为了使该粒子进入磁场时做匀速直线运动，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的大小和方向。

【答案】（1）正电   （2），   （3），方向水平向右

【解析】

【详解】（1）由左手定则可知，粒子带正电；

（2）粒子做圆周运动的向心力等于洛伦兹力，则：

解得 ，

周期

（3）为了使该粒子进入磁场时做匀速直线运动，则，

解得E=Bv，方向向右。

11.（1）地球表面附近的物体由于地球吸引而受到重力作用，准确测量重力加速度g值对于许多科学研究都有着重要意义。如图1所示实验装置，是利用单摆测定重力加速度。

①写出单摆的周期公式，并据此推导g的表达式___________；

②若分别测出一系列摆长L及其对应的周期T，以摆长L为横轴，以周期的平方T2为纵轴作出T2—L图像（题中未画出），通过图像斜率k，即可得到重力加速度g值。

a．请写出重力加速度g和k的关系式___________

b．若在实验中无法测出小球直径d，只能测出摆线长L0，请在图2中画出T2—L0图像，并写出与横、纵轴的交点坐标___________。

（2）地球对物体的万有引力可以认为是通过“场”来实现的。在电场中，电场强度定义为，根据定义式还可以得到点电荷形成的电场场强为，两个式子的物理意义有所不同。请你用类比的方法，写出地球“引力场强度”的表达式，并对其中的物理量做出说明___________。

（3）对于g的两个单位：N/kg与m/s2，请简要写出两个单位对应的物理量g有何区别___________。

【答案】    (1). ，    (2).     (3). 图像略，与纵轴交点坐标（0，），与横轴交点坐标（，0）    (4). 重力场强度，其中F是质量为m的物体受到的地球的引力。若F可以认为等于重力，则重力场强度，其中g是重力加速度。若地球可认为是均匀球体，则F可以认为等于万有引力，进而重力场强度，其中G是引力常量，M是地球质量，r是距离地心的距离（r≥R，R为地球半径）。    (5). N/kg为单位的g表示1kg物体所受的重力；m/s2为单位的g表示做自由落体运动的物体1 s时间段内的速度变化量。

【解析】

【详解】（1）①根据 ，可得：  

② 由 可知，  即

③根据 可得：，

则T2-L0图像为：

与纵轴交点坐标（0，），与横轴交点坐标（，0）   

（2）重力场强度，其中F是质量为m的物体受到的地球的引力。若F可以认为等于重力，则重力场强度，其中g是重力加速度。若地球可认为是均匀球体，则F可以认为等于万有引力，进而重力场强度，其中G是引力常量，M是地球质量，r是距离地心的距离（r≥R，R为地球半径）。  

（3）N/kg为单位的g表示1kg物体所受的重力；m/s2为单位的g表示做自由落体运动的物体1 s时间段内的速度变化量。

12.在科幻电影《流浪地球》中，由于太阳极速衰老膨胀即将吞噬地球，所以人类要把地球“推”离太阳系，而要想实现这一步，首先要让地球停止自转。人类采用的办法是在赤道上假设若干台大功率“转向发动机”，利用核聚变反应中释放的能量将燃烧物质以极高的速度抛射到太空，利用“反冲力”使地球转动逐渐减慢。已知每台“转向发动机”在单位时间内能将质量为m0的物质以相对地球速度v抛出，地球质量为，半径为，自转角速度为。

（1）如图所示，大圆表示地球赤道，弯曲箭头表示地球自转方向，小圆圈表示转向发动机的位置。要想获得最大的转动力矩，使减速效果最好，请你用箭头在途中A点标出燃烧物质的抛射方向___________。

（2）若转向发动机都按照产生最大力矩方向抛射物质，求每台转向发动机获得的平均反冲力F的大小___________。（说明：地球减速是个漫长的过程，但在研究反冲力时，可认为地球自转速度不变）

（3）为了计算在赤道上要假设多少台“转向发动机”，需用到与刚体（理想化模型，即形状和大小完全不变的物体）转动相关的物理知识。虽然我们在高中阶段没有学习关于刚体的动力学知识，但是我们可以通过“类比”的方法来认识它。

a．我们学过质点平动的动力学方程：。相应地，在刚体转动中，有 ，其中，M表示力矩，表征外力对刚体的转动效果；I为刚体的“转动惯量”，与平动中的质量m相对应，表征刚体转动状态改变的难易程度。对于质量均匀分布的刚体而言，，m为球体质量，R为球体半径，地球可视为质量分布均匀的刚体。到目前为止，你可能还不知道所代表的物理含义，但它也可以表示为某个物理量变化率的形式，与平动中的加速度a对应。请你利用所学知识并结合题目信息，猜想“”所代表的物理量，简要写出猜想理由并说明所代表的物理量的含义___________。

b．若要求在T时间内停止自转，求赤道上至少要安装转向发动机的个数N___________。

【答案】    (1). 图中沿切线向下方向。    (2).     (3). 猜想“”代表的物理量是角速度，猜想理由是“利用等号两边单位制相同”。所代表的物理量的含义是：单位时间内角速度变化的变化量。（即角加速度）    (4).

【解析】

【详解】（1）燃烧物质在A点的抛射方向沿切线向下方向，如图；

（2）因为每台“转向发动机”在单位时间内能将质量为m0的物质以相对地球速度v抛出，则由动量定理：，

解得 ；

（3）a. 猜想“”代表的物理量是角速度，猜想理由是“利用等号两边单位制相同”。所代表的物理量的含义是：单位时间内角速度变化的变化量，（即角加速度）。 

b.根据 ，

其中；

；

；

联立解得