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- 2021-06-01 发布
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北京市平谷区2020届高三下学期二模考试
注意事项
1.本试卷共8页,包括两部分,满分100分。考试时间90分钟。
2.在答题卡上准确填写学校名称、班级、姓名和考号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题上,选择题用2B铅笔作答,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束,请将各答题卡交回。
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。
【参考答案】
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)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A
B
D
B
D
B
D
A
D
C
C
B
A
C
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】
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】
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
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
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
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