北京市平谷区2020届高三下学期二模考试物理试题

平谷区2019—2020学年度第二学期高三阶段性测试

              物 理 试 卷                    2020.5

第一部分   选择题（共42分）

一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题3分，共42分）

1．根据粒子散射实验提出的模型是 （       ）

A．核式结构模型    B．“枣糕”模型

C．道尔顿模型    D．玻尔模型

2．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，一个可自由移动的活塞把气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，保持气缸内气体温度不变，则对于封闭气体              （       ）

A．外界对气体做功

B．气体分子平均动能不变

C．气体压强保持不变

D．单位体积内气体分子个数不变

3．如图所示，一束由两种单色光组成的复色光照射到横截面为三角形的玻璃砖上，经玻璃砖折射后照到右侧光屏上。光屏足够大，下列说法正确的是                   （       ）

A．玻璃砖对光的折射率比光大

B．在真空中光的传播速度比光大

C．若两种单色光分别照射某金属板时均发生光电效应，a光照射时光电子的最大初动能比光大

D．减小复色光的入射角，两种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是光

4．某弹簧振子振动的位移—时间图像如图所示，下列说法中正确的是      （       ）

A．振子振动周期为，振幅为

B．时振子的速度为零，加速度为正向的最大值

C．从到过程中振子做加速运动

D．时振子的速度为负向的最大值 

5．从同一高度水平抛出的物体，在空中运动一段时间，落到同一水平地面上。在不计空气阻力的条件下，由平抛运动规律可知              （       ）

A．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越长

B．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越短

C．质量越大，物体在空中运动的时间越短

D．水平初速度越大，物体落地时的速度越大

6．如图所示，用轻绳把球挂在光滑的竖直墙壁上，点为绳的固定点，点为球与墙壁的接触点。现保持固定点不动，将轻绳加长，使绳与墙壁的夹角变小，则球静止后与绳加长之前相比              （       ）

A．绳对球的拉力变大

B．球对墙壁的压力变小

C．球对墙壁的压力不变

D．球所受的合力变大

7．如图所示，甲图中两点在两个等量同种点电荷的连线上，且与连线中点距离相等，乙图中两点在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且与连线中点距离相等，四点的电场强度分别为，电势分别为，下列说法正确的是              （       ）

A．与相同,与相同

B．与相同,与不同

C．与不同,与相同

D．与相同,与相同

8．两个完全相同的电热器分别通以如图a、b所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比为（  ）

A．   B．   C．   D．

9．如图甲所示，带缺口的刚性金属圆环在纸面内固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板连接。圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示（规定磁场方向垂直于纸面向里为正方向）。下图中可能正确表示两极板间电场强度（规定电场方向由板指向板为正方向）随时间变化情况的是              （       ）

10．如图所示是一个电磁阻尼现象演示装置,钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），如图所示，则摆动迅速停止。关于实验以下分析与结论正确的是              （       ）

A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象

B．用闭合的铜制线圈替代铜块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象

C．在图情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少

D．在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力

11．如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于位置。现用手托重物使之缓慢上升至位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在位置和位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是                    （       ）

A．重物在位置时，其加速度的数值大于当地重力加速度的值

B．在重物从位置下落到位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量

C．在手托重物从位置缓慢上升到位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能

D．在重物从位置到位置和从位置到位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做的功相同

12．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是              （       ）

A．上的电压变小

B．上的电压变大

C．恒流源输出功率保持不变

D．的电功率增大

13．如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱可以分别与触点接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是                  （       ）

A．当接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱接的是黑表笔

B．当接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱接的是黑表笔

C．当接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱接的是红表笔

D．当接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱接的是红表笔

14．2017年10月10日，中国科学院国家天文台宣布，科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（）探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗已通过国际认证。这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种，是会发出周期性脉冲信号的星体。与地球相似，脉冲星也在自转着，并且有磁场，其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是由于脉冲星的高速自转形成，只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来；脉冲星每自转一周，地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述材料，下列说法正确的是                   （       ）

A．脉冲信号属于机械波

B．脉冲星的磁轴与自转轴重合

C．脉冲的周期等于脉冲星的自转周期

D．若脉冲星是质量分布均匀的球体，那么它表面各处重力加速度的大小都相等

第二部分   非选择题（共58分）

二、填空题（本题共2小题，共18分）

15．（10分）在“测定金属的电阻率”实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值（约为），随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。现有电源（电动势为，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材:

A．电流表（量程，内阻约）

B．电流表（量程，内阻约）

C．电压表（量程，内阻约）

D．滑动变阻器（,额定电流）

E．滑动变阻器（.,额定电流）

（1）为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选    ，滑动变阻器应选            （选填器材前的字母）。

（2）如图所示，是测量该电阻丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。

（3）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最      （选填“左”或“右”）端；闭合开关后，实验中电压表读数的最小值                            （选填“大于零”或“等于零”）。

（4）若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是    。

A．测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压

B．测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流

C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的克实值

D．若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值

16．（8分）两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须满足的条件是    。

A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

D．两球的质量必须相等

（2）测量所得入射球的质量为，被碰撞小球的质量为，图甲中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置，测得平抛射程为；再将小球B放置在轨道末端，让入射球从斜轨上起始位置由静止释放，与小球相撞，分别找到球和球相撞后的平均落点，测得平抛射程分别为和。当所测物理量满足表达式                            时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。

 （3）另一同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球球与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为；然后将木条平移到图中所示位置，入射球从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点；再将入射球从斜轨上起始位置由静止释放，与球相撞，确定球和球相撞后的撞击点分别为和。测得与各点的高度差分别为若所测物理量满足表达式                            时，则说明球和球碰撞中动量守恒。

三、计算题（本题共4小题，共40分）

17．（9分）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图甲所示，图乙是其简化模型。若紧急出口下沿距地面的高度，气囊所构成的斜面长度。质量的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与斜面间的动摩擦因数，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑过程中可视为质点，取重力加速度。求:

（1）旅客沿斜面下滑时的加速度大小；

（2）旅客滑到斜面底端时的速度大小；

（3）旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，斜面对旅客所施加的支持力的冲量大小。

18．（9分）天宫二号在距地面高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日，神舟十一号飞船发射成功，与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”在同一轨道围绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知地球质量为，半径为，引力常量为。

（1）求天宫二号在轨运行线速度的大小；

（2）求天宫二号在轨运行周期T；

（3）若“神舟十一号”在图示位置，欲与前方的“天宫二号”对接，只通过向后方喷气能否实现成功对接?请说明理由。

19．（10分）为了测定粒子放射源向外辐射出粒子速度的大小，设计和安装了如图所示的装置。从带有小孔的放射源中均匀地向外辐射出平行于y轴的、速度一定的粒子（质量为m，电荷量为）。现让其先经过一个磁感应强度为、区域为半圆形的匀强磁场，经该磁场偏转后，粒子恰好从一半圆形磁场区域的圆心处射出磁场，沿轴进入右侧的平行板电容器板上的狭缝，并打到置于板上的荧光屏上，此时通过显微镜头可以观察到屏上出现了一个亮点。闭合电键后，调节滑动变阻器的滑动触头当触头位于滑动变阻器的中央位置时，通过显微镜头看到屏上的亮点恰好消失。已知电源电动势为，内阻为，滑动变阻器的总阻值。

（1）求平行板电容器两板间的电压及粒子从放射源中射出时速度的大小；

（2）求该半圆形磁场区域的半径；

（3）若平行板电容器两极板间的距离为，求粒子在磁场中和电场中运动的总时间。

20．（12分）经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化。金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计。某种金属中单位体积内的自由电子数量为，自由电子的质量为，带电量为。现取由该种金属制成的长为，横截面积为的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压，自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为。如图所示。

（1）求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小；

（2）求金属导体中的电流；

（3）电阻的定义式为，电阻定律是由实验得出的。事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律，并分析影响电阻率的因素。

平谷区2019—2020学年度第二学期高三阶段性测试

物理试题答案

第一部分   选择题（共42分）

一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题3分，共42分）

第二部分   非选择题（共58分）

二、填空题（本题共2小题，共18分）

15．（1）B  【2分】；      D   【2分】

（2）如答图1所示           【2分】

（3）左 【1分】；大于零 【1分】

（4）BC【2分】

15题说明*******************************************************************

1．第（2）小问每根连线各1分；

2．第（4）小问全部选对的得2分，选不全的得1分，有选错或不答的得0分。

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16．（1）BC 【2分】

（2）mA·OP= mA·OM+ mB·ON 【2分】；

OP+OM=ON（或mA·OP2= mA·OM2+ mB·ON2 【2分】

（3）=+      【2分】

16题说明*******************************************************************

1．第（1）小问全部选对的得2分，选不全的得1分，有选错或不答的得0分；

2．第（2）、（3）小问，未化简为最简式（如参考答案）或写成其他形式——①可以看出与参考答案是等价的，给满分；②很难看出与参考答案是否等价的，不给分。

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三、计算题（本题共4小题，共40分）

17．（9分）

（1）设旅客沿斜面下滑的加速度大小为a，设斜面倾角为θ

根据牛顿第二定律有  mgsinθ-μmgcosθ=ma  ------------------------------------3分

解得  a=1.6m/s2  ---------------------------------------------------------------------------1分

（2）设旅客滑到斜面底端时的速度为v，根据运动学公式v2=2aL  -----------------1分

解得  v=4.0 m/s  --------------------------------------------------------------------------1分

（3）设旅客下滑过程所用时间为t，则有L=vt  ---------------------------------------1分

得 t=2.5 s

支持力FN=mgcosθ，在整个下滑过程中支持力的冲量大小I=mgtcosθ  -----1分

解得 I=1.2×103N·s  -----------------------------------------------------------------------1分

17题说明*******************************************************************

1．第（1）小问分步写的

       mgsinθ-f=ma  -----------------------------------------------1分

       FN=mgcosθ  --------------------------------------------------1分

       f=μFN  ---------------------------------------------------------1分

       第2、3式合并成f=μmgcosθ的，给2分。

2．第（2）小问写成下述形式的

       L=at2 （得t=2.5s），该式给1分，但这1分要加到第（3）小问上；

       v=at和v=4.0 m/s各给1分，给到第（2）小问上。

3．第（3）小问

       求解时间t的式子1分；

       I=mgtcosθ给1分；

       结果I=1.2×103N·s给1分。

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18．（9分）

（1）设“天宫二号”的质量为m，万有引力提供圆周运动的向心力

------------------------------------------------------------------2分

得    -----------------------------------------------------------------------------1分

（2）根据周期公式  或 ------------------------2分

得      ----------------------------------------------------------------1分

（3）不能实现对接   ------------------------------------------------------------------------------1分

“神舟十一号”向后喷气，速度增大，所需的向心力也增大，此时的万有引力不足以提供“神舟十一号”所需的向心力，飞船将做离心运动，到离地球更远的轨道上运动

                     -------------------------------------------------------------2分

18题说明*******************************************************************

1．第（1）、（2）小问的结果正确但未写成最简式的，不扣分。

2．第（3）小问

       结论正确给1分；

       有关键字眼“向心力增大”、“万有引力不足”、“万有引力小于向心力”，有其中的1个或相同意思的即给1分；

       有关键字眼“离心运动”、“远离地球”、“到更远的轨道”，有其中的1个或相同意思的即给1分。

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19.（10分）

（1）由电路知识  --------------------------------------------------------1分

得  

电子恰好到达N板时，由动能定理   -------------------------1分

得     -------------------------------------------------------------------------1分

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律  ----------1分

粒子在磁场中运动的轨迹如图所示      

由图可知：R2=r2+r2  ----------------------------------------------------------------------1分

得    -------------------------------------------------------------------------1分

（3）粒子向上射入磁场偏转90º后从O点射出，后来又从O点返回磁场再偏转90º，最后向上射出磁场。

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，有     ---------------1分

粒子在磁场中运动的时间  t1=T×2  -------------------------------------------------1分

设粒子在电场中运动的时间为t2，有d=v0×t2  --------------------------------1分

得   t=t1+t2=+ -----------------------------------------------------------1分

19题说明*******************************************************************

1．第（1）小问写成，不扣分。各小问的结果正确但未写成最简式的，不扣分。

2．第（3）小问

       设粒子在电场中单程的运动时间为t2—— v0=at2 ，，这两个式子写全了给1分；或者写出d=v0×t2 ，也给1分；或者得到结果t2=，给1分。

       最后的结果正确给1分，只有t=t1+t2的不给分。

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20. （12分）

（1）恒定电场的场强       ----------------------------------------------------------1分

则自由电子所受电场力     -------------------------------------------1分

（2）设电子在恒定电场中经时间t0由静止加速至速度v，由动量定理：

Ft0=mv-0  -----------------------------------------------------------2分

得  

          电子定向移动的平均速率   ----------------------------------------1分

金属导体中产生的电流      ----------------------------------------------------1分

                            I   -------------------------------------1分

             得             I    ---------------------------------------------1分

（3）由电阻定义式      -------------------------------1分

为定值，此定值即为电阻率ρ，所以   ---------------------------1分

电阻率影响因素：单位体积内自由电子的数目n，电子在恒定电场中由静止加速的平均时间t0

--------------------------------------------------------------------------------------------------2分

20题说明*******************************************************************

1．第（2）小问：

       求速度v时：F=ma给1分；v=at0给1分。

       求电流I时：直接写出I的，给2分。

2．第（3）小问：

       写出R的，给1分。

       说出为定值的，给1分；或者写出的，也给1分。

       影响电阻率ρ的因素，写出1个给1分。