北京市昌平区2020届高三下学期统一练习物理试题

昌平区2020年高三年级第二次统一练习

物 理 试 卷

　　　　　　　　　　　2020．6

第一部分　选择题（共42分）

本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，全部选对得3分，选错或不答的得0分。

1．某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图1所示。则该图反映了

A．液体分子的运动轨迹

B．花粉微粒的运动轨迹

C．每隔一定时间花粉微粒的位置

D．每隔一定时间液体分子的位置

2．卢瑟福指导他的助手进行的α散射实验所用仪器的示意图如图2所示。放射源发射的α粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的α粒子。实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°。于是，卢瑟福大胆猜想

A．原子核内存在中子             B．原子核内存在质子

C．电子围绕原子核运动 D．原子内部有体积很小、质量很大的核

3．太阳就是一个巨大的热核反应堆，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，不断地放出能量。太阳的总输出功率约为3.8×1026W，太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。已知光速为3×108m/s，估算太阳每秒失去质量的数量级为

A．106kg   B．109kg  C．1012kg  D．1015kg

4．如图3所示用压强传感器探究气体等温变化的规律，分别记录空气柱的压强P和均匀玻璃管内空气的体积V，实验数据如下表所示。数据中P和V的乘积越来越小，造成这一现象的原因可能是

A．实验环境温度升高 B．外界大气压强变小

C．注射器内的气体向外发生了泄漏 D．注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大

5．如图4所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达A点。则小球在第一个周期内的振动图像为

6．一根细线上端固定，下端系着一个质量为m的小球。给小球施加拉力F，使小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为θ，如图5所示。则拉力F

A．方向可能在图中Ⅰ区内

B．方向可能在图中Ⅱ区内

C．最小值为mgcosθ

D．最小值为mgtanθ

7．我们可以采用不同方法“称量”地球。例如，卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间的作用力，推算出引力常量G，就可以“称量”地球。已知引力常量G，利用下列数据可以“称量”地球质量的是

A．月球绕地球做圆周运动的周期和速度

B．月球绕地球做圆周运动的周期和月球的半径

C．地球绕太阳做圆周运动的周期和速度

D．地球绕太阳做圆周运动的周期和地球与太阳的距离

8． 用长导线以如图6（甲）所示方式缠绕螺线管，当电流为I时，测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。若将导线对折缠绕螺线管，两种绕法螺线管上的线圈匝数相同，如图6（乙）所示，通过相同电流I时，则在螺线管内A点的磁感应强度大小为

A．0 B．0.5B C．B D．2B

9．如图7所示，MN是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程中，abcd中有感应电流产生且感应电流的方向为abcda的是

A．将abcd向左平移

B．将abcd垂直纸面向外平移

C．将abcd以MN为轴转动30°

D．将abcd以ab为轴转动30°

10．某电容器的外壳上标有“1.5μF　9V”的字样。该参数表明

A．该电容器只有在电压为9V时电容才为1.5μF

B．当两端电压为4.5V时，该电容器的电容为0.75μF

C．该电容器正常工作时所带电荷量不超过1.510-6C

D．给该电容器充电时，电压每升高1V，单个极板的电荷量增加1.510-6C

11．如图8所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上O点，当弹簧处于自由状态时，弹簧另一端在A点。用一个金属小球挤压弹簧至B点，由静止释放小球，随即小球被弹簧竖直弹出，已知C点为AB的中点，则

A．从B到A过程中，小球的机械能守恒

B．从B到A过程中，小球的动能一直在增大

C．从B到A过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小

D．从B到C过程弹簧弹力对小球做功大于从C到A过程

12．如图9所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则

A．A1示数不变  B．A2示数变小 

C．V1示数变大  D．V2示数变小

13．从固定斜面上的O点每隔0.1s由静止释放一个同样的小球。释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻，拍下小球在斜面滚动的照片，如图10所示。测得小球相邻位置间的距离xAB=4cm，xBC=8cm。已知O点距离斜面底端的长度为l=35cm。由以上数据可以得出

A．小球的加速度大小为12m/s2

B．小球在A点的速度为0

C．斜面上最多有5个小球在滚动

D．该照片是距第一个小球释放后0.3s拍摄的

14．光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。为了简化问题，将激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动；激光照射到物体上，会对物体产生力的作用，光镊效应就是一个实例，如图11（甲）所示。一相互平行、越靠近光速中心光强越强的激光束，经凸透镜后会聚于O点。现有一透明介质小球，球心O＇偏离了O点，但O＇仍于激光束的中心，如图11（乙）所示。小球的折射率大于周围介质的折射率，若不考虑光的反射和吸收，光对小球的作用力可通过光的折射和动量守恒来分析。取O为坐标原点，向右为x轴正方向、向下为y轴正方向，小球受到作用力的方向为

A．沿x正向       B．沿y正向

C．沿x负向       D．沿y负向

第二部分　非选择题（共58分）

本部分共6小题，共58分。

15．（8分）用如图12所示的多用电表测量定值电阻。

（1）待测电阻的阻值约为20Ω，测量步骤如下：

①调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准________（选填“直流电流、电压”或“电阻”）“0”刻线。

②将选择开关转到电阻挡的___________（选填“×1”、“×10”或“×100”）的位置。

③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。

④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。

（2）测量后需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻。在红黑表笔接触这个电阻两端之前，请从下列选项中挑出必要的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量。

A．调节定位指针螺丝，使多用电表指针对准“0”刻线

B．将红黑表笔接触

C．把选择开关旋转到“×1k”位置

D．把选择开关旋转到“×100”位置

E．调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线

16．（10分）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图13所示。已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。

（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图14（甲）所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图14（乙）所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm；

（2）波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示）；

（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”)；

（4）图15为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹_________

A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小

17．（9分）如图16所示，半径R=0.5m的光滑半圆环轨道固定在竖直平面内，半圆环与光滑水平地面相切于圆环最低端点A。质量m=1kg的小球以初速度v0=5m/s从A点冲上竖直圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点，g取10m/s2，不计空气阻力。

（1）求小球运动到轨道末端B点时的速度vB；

（2）求A、C两点间的距离x；

（3）若小球以不同的初速度冲上竖直圆环，并沿轨道运动到B点飞出，落在水平地面上。求小球落点与A点间的最小距离xmin。

18．（9分）一台直流电动机所加电压U=110V，通过的电流I=5.0A。若该电机在10s内把一个质量M=50kg的物体匀速提升了9.0m，不计摩擦及空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）电动机的输入功率P；

（2）在提升重物的10s内电动机线圈产生的热量Q；

（3）电动机线圈的电阻R。

19．（10分）冲击摆可以测量子弹的速度大小。如图17所示，长度为l的细绳悬挂质量为M的沙箱，质量为m的子弹沿水平方向射入沙箱并留在沙箱中。测出沙箱偏离平衡位置的最大角度为α。沙箱摆动过程中未发生转动。

（1）自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，忽略沙箱的微小偏离。求：

①子弹射入沙箱后的共同速度大小v；

②子弹射入沙箱前的速度大小v0；

（2）自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，沙箱已经有微小偏离。子弹入射沙箱的过程是否可以认为是水平方向动量守恒？并简要说明理由。

20．（12分）宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，导线中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则地热运动，它们朝任何方向运动的概率是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为0。宏观上不形成电流。如果导线中加了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：自由电子在电场的驱动下开始定向移动，然后与导线内不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导线方向的定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。

（1）在一段长为L、横截面积为S的长直导线两端加上电压U。已知单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，电子质量为m，连续两次碰撞的时间间隔为t。仅在自由电子和金属离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用。

①求自由电子定向移动时的加速度大小a；

②求在时间间隔t内自由电子定向速度的平均值；

③推导电阻R的微观表达式。

（2）请根据电阻的微观机制猜想影响金属电阻率的因素有哪些，并说明理由。

昌平区2020年高三年级第二次统一练习

物理试卷参考答案

　　　　　　　　　　　2020．6

第一部分　选择题（共42分）

本部分共14小题，每小题3分，共42分。

第二部分　非选择题（共58分）

本部分共6小题，共58分。

15．（8分）

（1）①直流电流、电压；② ×1；③0刻线

（2）DBE

16．（10分）

（1）13.870（误差允许范围内均可）；2.310 （误差允许范围内均可）

（2）；（3）变小；（4）A

17．（9分）

（1）由机械能守恒定律得：　　 （2分）

 解得： （1分）

（2）由平抛规律得：；x=v0t （2分）

解得：x=1m （1分）

（3）设小球运动到B点半圆环轨道对小球的压力为FN。

圆周运动向心力：

得：当FN=0时，小球运动到轨道末端B点时的速度最小 

 （2分）

xmin=x=1m （1分）

18．（9分）

（1）电动机的输入功率：　　　P=UI （2分）

解得　　P=550W （1分）

（2）由能量守恒定律知：　　Q=Pt-Mgh， （2分）

解得　　Q =1000J （1分）

（3）由焦耳定律　　　Q=I2Rt， （2分）

解得　　R=4Ω （1分）

19．（10分）

（1）①在子弹与沙箱共速至沙箱偏离平衡位置的角度为α过程中，由机械能守恒定律得：

 （2分）

解得　 （2分）

②由水平方向动量守恒得：

 （2分）

解得　 （2分）

（2）可以认为水平方向动量守恒；

自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，由于沙箱偏离平衡位置的距离很小，受到细绳拉力在水平方向的分力远小于子弹与沙箱的内力，因此，子弹入射沙箱的过程可以认为是水平方向动量守恒。              （2分）

20．（12分）

（1）①加速度： （3分）

②自由电子在连续两次碰撞的时间间隔t内做匀变速直线运动，设第二次碰撞前的速度为v。则

v=at； （2分）

解得　　 （1分）

③t时间内通过导线横截面积的电荷量为：，

则电流：　　（2分）

电阻： （1分）

解得：  （1分）

（2）由，

电阻定律：

解得 

猜想：电阻率与导体的温度有关；

理由：导体的温度变化会导致导体内自由电子的热运动速度变化，从而使自由电子连续两次碰撞的时间间隔t发生变化，因此电阻率与导体的温度有关。

（其他合理猜想和理由均可，例如电阻率与导体的材料有关。） （2分）