北京市西城區(qū)高三物理一模試題(含解析

1、2s。某時刻波形如圖所示。下列15 .如圖所示為兩個等量異號點電荷所形成電場的一部分電場線， 下列說法正確的是A. P點場強比Q點場強大B. P點電勢比Q點電勢低C. 電子在P點的電勢能比在 Q點的電勢能小D. 電子從P沿直線到Q的過程中所受電場力恒定不變16.如圖所示，有一個電熱器 R接在電壓為u = 311sin100 器工作時的電阻為100A. 電壓表的示數(shù)為 311VB. 電流表的示數(shù)為 2.2AC. 電熱器的發(fā)熱功率為 967WD. 交流電的頻率為 100HzP、Q是電場中的兩點。+qt (V)的交流電源上。電熱17.如圖所示，質(zhì)量為M的人在遠離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對靜

2、止。由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對靜止的狀態(tài)。這個人手中拿著一個質(zhì)量為 m的小物體，他以相對飛船為v的速度把小物體拋出，在拋出物體后他相對飛船的速度大小為Av B.Mc M +m CvD.北京市西城區(qū)高三一模試卷理科綜合能力測試-物理13. 下列說法正確的是A. 液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動B. 物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加C. 物體溫度升高，其中每個分子熱運動的動能均增大D. 氣體壓強產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對器壁的持續(xù)頻繁的撞擊14. 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波的周期為說法正確的是A. 這列波的振幅為 4cmB. 這列波的波速為 6m/sC. x = 4m處的質(zhì)

3、點振動周期為 4sD. 此時x = 8m處的質(zhì)點沿y軸負方向運動1618應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。如圖所示，某同學(xué)坐在列車的車廂內(nèi)， 列車正在前進中，桌面上有一個小球相對桌面靜止。如果他發(fā)現(xiàn)小球突然運動，可以根據(jù)小球的運動，分析判斷列車的運動。下列判斷正確的是A. 小球相對桌面向后運動,B. 小球相對桌面向后運動,C. 小球相對桌面向前運動,D. 小球相對桌面向前運動,可知列車在勻速前進 可知列車在減速前進 可知列車在加速前進 可知列車在減速前進后19某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖1所示連接電路。先使開關(guān) S接1，電容器很快充電完畢。然

4、后將開關(guān)擲向2,電容器通過 R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖2所示。他進一步研究滑動變阻器的阻值變化對曲線的影響，斷開S,先將滑片P向右移動一段距離，再重復(fù)以上操作，又得到一條I-t曲線。關(guān)于這條曲線，下列判斷正確的是圖1A. 曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將增大B. 曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將減小C. 曲線與縱軸交點的位置將向上移動D. 曲線與縱軸交點的位置將向下移動20.光導(dǎo)纖維按沿徑向折射率的變化可分為階躍型和連續(xù)型兩種。階躍型的光導(dǎo)纖維分為內(nèi)芯和外套兩層，內(nèi)芯的折射率比外套的大。 連續(xù)型光導(dǎo)纖維的折射率中心最高， 沿徑向 逐漸減小，外表面附近的折射率最低

5、。關(guān)于光在連續(xù)型光導(dǎo)纖維中的傳播， 下列四個圖 中能正確表示傳播路徑的是ABCD非選擇題（共11題 共180 分）21. （18 分）（1 ）用游標(biāo)為10分度（測量值可準(zhǔn)確到0.1mm）的卡尺測量小球的直徑，測量的示數(shù)如圖1所示，讀出小球直徑 d的值為mmf子（2）如圖2所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止 開始自由下落，禾U用此裝置可“驗證機械能守恒定律”。 已準(zhǔn)備的器材有：打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還必需的器材是 （只有一個選項符合要求。填選項前的符號）。A.直流電源、天平及砝碼B 直流電源、刻度尺C.交流電源、天平及砝碼D 交

6、流電源、刻度尺 安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖3所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中0點為打出的起始點，且速度為零。 選取在紙帶上連續(xù)打出的點 A、BCD E、F、G作為計數(shù)點。其中測出 DE、F點距起始點0的距離如圖所示。已知打點計時器打點周期為T=0.02s。由此可計算出物體下落到 E點時的瞬時速度 Ve =m/s （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）O/ (ABCDEG!h h1-42.75cm ri2=48.64cm H113=54.9icm圖3 若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g,代入圖3中所測的數(shù)據(jù)進行計算， 并將丄vE2與進2行比較（用題中所給字母表示），即

7、可在誤差范圍內(nèi)驗證，從 0點到E點的過程中機 械能是否守恒。 某同學(xué)進行數(shù)據(jù)處理時不慎將紙帶前半部分損壞，找不到打出的起始點0了，如圖4所示。于是他利用剩余的紙帶進行如下的測量：以A點為起點，測量各點到 A點的距離h,計算出物體下落到各點的速度 v,并作出v2-h圖像。圖5中給出了 a、b、c三 條直線，他作出的圖像應(yīng)該是直線 ;由圖像得出，A點到起始點O的距離為cm （結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 某同學(xué)在家里做“驗證機械能守恒定律”的實驗，他設(shè)計的實驗裝置如圖6所示，用細線的一端系住一個較重的小鐵鎖（可看成質(zhì)點），另一端纏系在一支筆上，將筆放在水平桌面的邊上，用較重的書壓住。將鐵鎖拉至與桌面等高

8、處（細線拉直），然后自由釋放。在筆的正下方某合適位置放一小刀，鐵鎖經(jīng)過時，細線立即被割斷，鐵鎖繼續(xù)向前運動，落在水平地面上。測得水平桌面高度為h,筆到鐵鎖的距離為I，筆到鐵鎖落地的水平距離為 s。若滿足s2= （用I、h表示），即可驗證鐵鎖從釋放至運動到筆的正下方的過程中機械能守恒。22. （16 分）1質(zhì)譜儀是一種精密儀器，是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同 位素的重要工具。圖中所示的質(zhì)譜儀是由加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場 組成。帶電粒子從容器A下方的小孔S飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過 S沿著與磁場垂直的方向D上。進入磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中，最后打到照相底片不計粒子重力。(1

9、)若由容器 A進入電場的是質(zhì)量為 m電荷量為q的粒子，求:a.粒子進入磁場時的速度大小 v;b粒子在磁場中運動的軌道半徑Ft(2 )若由容器 A進入電場的是互為同位素的兩種原子核P1、P2,由底片上獲知 P1、P2在磁場中運動軌跡的直徑之比是,2:1。求Pi、F2的質(zhì)量之比m : m。23. （18 分）LIGO)團隊向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了2016年2月11日，美國“激光干涉引力波天文臺”引力波，這個引力波來自于距離地球13億光年之外一個雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為c,太陽的質(zhì)量為 M,萬有引力常量為 G(1)兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的26倍和39倍，合并后為太陽質(zhì)量的 62倍

10、。利用所學(xué)知識，求此次合并所釋放的能量。(2)黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測直接確定黑洞的存在。假定黑洞為一個質(zhì)量分布均勻的球形天體。a.因為黑洞對其他天體具有強大的引力影響,我們可以通過其他天體的運動來推測黑T,半徑洞的存在。天文學(xué)家觀測到，有一質(zhì)量很小的恒星獨自在宇宙中做周期為 為ro的勻速圓周運動。由此推測，圓周軌道的中心可能有個黑洞。利用所學(xué)知識 求此黑洞的質(zhì)量Mb.嚴(yán)格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識，但早在相對論提出之前就有人利用m、牛頓力學(xué)體系預(yù)言過黑洞的存在。我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個質(zhì)量分別為m的質(zhì)點相

11、距為r時也會具有勢能，稱之為引力勢能，其大小為E =g 叫(規(guī)定pr無窮遠處勢能為零)。請你利用所學(xué)知識，推測質(zhì)量為 M的黑洞，之所以能夠成為“黑”洞，其半徑 R最大不能超過多少?24. （20 分）（1）如圖1所示，固定于水平面的 U形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為 I ,左端接一電動勢為 呂、內(nèi)阻不計的電源。一質(zhì)量為m電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好。閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒從靜止開始運動。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻，平行軌道足夠長。請分析說明導(dǎo)體棒 MN的運動情況，在圖2中畫出速度v隨時間t變化的示意圖；并推導(dǎo)證明導(dǎo)體棒達到的最大速度VVm

12、 （2 ）直流電動機是一種使用直流電流的動力裝置，是根據(jù)通電線圈在磁場中受到安培力的 原理制成的。如圖 3所示是一臺最簡單的直流電動機模型示意圖，固定部分（定子） 裝了一對磁極，旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）裝設(shè)圓柱形鐵芯，將abed矩形導(dǎo)線框固定在轉(zhuǎn)子鐵 芯上，能與轉(zhuǎn)子一起繞軸 OO轉(zhuǎn)動。線框與鐵芯是絕緣的，線框通過換向器與直流電 源連接。定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙很小，可認(rèn)為磁場沿徑向分布，線框無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，如圖4所示（側(cè)面圖）。已知ab、ed桿的質(zhì)量均為 M長度均為L,其它部分質(zhì)量不計，線框總電阻為 艮電源電動勢為 E,內(nèi)阻不計。當(dāng)閉 合開關(guān)S,線框由靜止開始在磁場中轉(zhuǎn)動，線框所

13、處位置的磁感應(yīng)強度大小均為B。忽略一切阻力與摩擦。a 求：閉合開關(guān)后，線框由靜止開始到轉(zhuǎn)動速度達到穩(wěn)定的過程中，電動機產(chǎn)生的內(nèi)能Q內(nèi)；b.當(dāng)電動機接上負載后， 相當(dāng)于線框受到恒定的阻力，阻力不同電動機的轉(zhuǎn)動速度也不相同。求：ab、cd兩根桿的轉(zhuǎn)動速度 v多大時，電動機的輸出功率 P最大，并 求出最大功率Pn。北京市西城區(qū)2016年高三一模試卷參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)理科綜合能力測試-物理 2016.413. D 14. D 15. C 16. B 17. A 18. D 19. D 20. C21. （18分）（1） 4分，（2）-每空2分，4分）（1）17.6（ 2 D 3.04 gha a，10

14、.0 4 I （h-l）22.（16 分）（1） a.（5分）粒子在電場中加速根據(jù)動能定理qU =丄 mv22解得速度八2qU mb. （ 5分）粒子在磁場中做勻速圓周運動2 根據(jù)牛頓第二定律和洛侖力公式qvBmLR解得半徑2mUq（2）（6 分）由以上計算可知m畢2U23. （18 分）有mm2代入已知條件得（1） （6分）合并后的質(zhì)量虧損 ：m=（2639）M 0-62M0 =3M0根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程厶E二mc2得合并所釋放的能量.E =3M 0c2（2） a. （6分）小恒星繞黑洞做勻速圓周運動，設(shè)小恒星質(zhì)量為m根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律 G二m（）2 r0r。2T解得 M丄魚GT

15、2b. （6分）設(shè)質(zhì)量為 m的物體，從黑洞表面至無窮遠處根據(jù)能量守恒定律1mv2 .（-2_ 2GMIR2v因為連光都不能逃離，有 v =解得所以黑洞的半徑最大不能超過2GM24. （ 20 分）（1）（ 6分）閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒在安培力F ； a 二m開始做加速運動，加速度F=BII的作用下導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生反電動勢，電流I二E- B|v，當(dāng)速度v增r大，電流I減小，安培力F減小，加速度a減小， 導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運動；當(dāng)呂=BIVm時，電流為零，導(dǎo)體棒速度達到最大，最大速度Vm=E。；此后棒以最大速度 Vm做勻速運動；v-t示意圖如圖所示。Bol（2）a. （7分）設(shè)在這個過程中通

16、過桿橫截面的電量為Q,穩(wěn)定時兩桿的速度為根據(jù)能量守恒定律1 2EQ 匕 2MVm Q內(nèi)穩(wěn)定時有E = 2 BLw在很短的時間 t內(nèi)可認(rèn)為電流不變，以 ab為研究對象根據(jù)動量定理BIL t = Mv對整個過程求和有BLQ =Mv/聯(lián)立以上各式求得cME20內(nèi)224B2L22b. （7分）電動機的輸出功率P =EI - I R求出根據(jù)當(dāng)1 = E時，輸出功率P最大2RI-2BLvR求出當(dāng)v= E4BL時，輸出功率P最大解得最大功率Pm點4R答案解析:13- D【聲析】布期運動是指間體題免的無規(guī)則運動，反映了液*分子的無規(guī)以運動観人錯誤： 物體內(nèi)能變化由做功與熱傳遞共同決定.故B錯謨；物休溫度升高.

17、分子熱運動的平均動 能增大.不是所有分子的鶏運動動能均增大.敏C錯誤j氣體壓強本質(zhì)就是大盤氣休分子 持續(xù)撞擊器璧產(chǎn)生.牧D正確.14, D【解折】根據(jù)圏軸可知*振J = 2cm故A錯誤：IS據(jù)圖像x軸可知波長A = 8m t 由題口:虹周期丁 = 2名則波速v = -4m/s.故B錯誤；各處質(zhì)點的振動周期與機械波周 T期相同.均為T = 2s.故C錯課：機械波的貧播方向向右.根據(jù)下一時刻的機械波圏像町 知*此時x = Sm處質(zhì)點的運動方向是沿軸負方向*故D正確，15, C【解折】電場線的疏密表示場強大小，由題圖可知P點場強小于Q點場強故A鑄謀：沿 電場線方向電勢降低故P點電勢高于0點電勢.巳錯

18、謀，由于P點電勢髙，則電子在P 點電勢能小，故C正確】從P點沿直線到0點討.不是匚壬己檢所以電場力變化，故D 錯吳16, B【解析】交流電表測量的是有效值.L=-=22l)VA|#i i=*= 3lsinlOOxZ(A).故B正確;電熱器的發(fā)熱功率是艱據(jù)電壓.電流的標(biāo)效蟲汁算.故C錯誤：由電壓曲0M巧可知，頻率U棄別叱故D1 了. A【屢折】人和小物體組成閆系統(tǒng)不受具也力的作用.所以系統(tǒng)動量守恆。由動量尹荀世律】乳D【解析】小球具有慣性，且桌面光滑，因此小球?qū)Φ乜偙３謩蛩僦本€運動.當(dāng)小球相對桌面 向疽運動時,丸車有向苗的加速度：小球相赴桌面向弟運動討,刃車有口后的切速嚏故選D19D【解折】棍據(jù)

19、O學(xué)可知兩次實驗中*電容舉所存儲的電荷量相同。糧振/三蚩可Sh曲 ut線與塑括軸所用対面積表示迪過電路中任意橫戴面豹總電荷址.等于電客器肝帶的電荷量. 因此朗次曲線所圍面積不變.A. 13送項錯誤.滑片P向右滑動便滑動變阻器電阻増大，初 始時電容器兩板間的電壓不變，因此田蕩中苗電覺減小.BHf=O時丿值減小斯以D正確.20. C【解析】光由空氣射入處導(dǎo)纖維吋、稅摑折射宦律，X#ft大于折射角.汶此光路應(yīng)向下偽 折.由題可知.連續(xù)型光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯向外表方向折射率逐漸降低.可以將光導(dǎo)纖維看成冬 層折肘率依次減小的材料.光由內(nèi)芯向外表面?zhèn)鬈S過程中.在每梅層介顧妁分界面上發(fā)生折 射時.入躬掘都小于折射

20、角，因此光酩繼續(xù)向下編折.妁下冬聽氏當(dāng)達到慕分界面對.發(fā) 生全巫射，N后的光路將與全臣時之前對環(huán).可去匚只有C選頂浣足耍求.2L答寓】17.6 |6104 1如討10.0：4“沖一廠1【解析】(U游標(biāo)甘尺讀數(shù)不估讀*主尺讀數(shù)為門時”游柘卡尺蘭6搟與主尺刻度對齊*讀數(shù)為 D.6mm則游標(biāo)卡尺讀St為I7mm i 打點汁時器是采閃交流電源供電的.紙羋需要刻度尺來測量點何距】本實驗不需要測 瑩中午ffiS.所以不罷耍天平打點汁時器實驗;兒計算某點旳除時速嘍.等于計鼻鐲郃蘭段時間同逐內(nèi)的平均速度. h - h訓(xùn) vf . = 5.04m s | 2T很抵嘰喊罷守也可知.重力薛能的減小雖等于動程和電加量

21、，從0點到&總兀阮哎 能守恒可知, =mv|-0則他；由于選段月點作為起點，則起點處速度不為(】即h = 0時i 0,披筆像為直線I 罷線口的橫粕截距表示沖點礙真實起點O的距戛.畝篷曦可知.月點到芒始點。點的 距離為10+0cm 1(U 第一段BI周運動.白動能定淫可知，mg/ = lfr-or第二段平拋運動.列運動學(xué) 公式可知.水平方向：耳=w*豎直方向；h -1 =片g*承得$ = 2屮側(cè)-0則 s2 4lh /）a.帶電粒子進入電場儘勻加遇直踐運動.電場力做功實現(xiàn)動能變化qC =扌解得:b.粒子在琨場中做圓周運動.涔倫茲力提供底心力 gp#二聊普解得：也計竽. 席子壊已互為同住素.所嘆電

22、荷量峪同，宙中b結(jié)論可知巴=/?；由題目條件可Si R : & - VT: 11 1S： m :叫=2:1 23.由題昌寂述可知，兩個身涸在合井時矣似于發(fā)生槪叢交反應(yīng)所祥枚的能魚來源于康量 Vffir 16據(jù)愛園斯坦質(zhì)能方程得A = Am r =（26 + 39-62） c: =乩由JB目條件可知虧量很小的恒星在英做圓周運動的軌道中心的黑洞吸引力下運動.則萬有引力提供恒星運動的向心力，設(shè)恒星質(zhì)量為州.則有G蟬竺殳爲(wèi)T解得=M =4兀燈=GT1氏 注至零耍閱讀汀商關(guān)于理DE勺解環(huán).黑況芒度大，噴雖母大.半繪很小“以磊快速廈 傳播的光都不卷逃珈它的引力物休想要逃離黑澗，至仏要達到St洞的第二宇宙速度, 泉據(jù)題目戴述可知，黑淚的第二宇宙速度大于等于光速=物你脫與靈洞是指在黑洞產(chǎn) 生的引力場中到達無窮遠時腔度依然大于等于（K對于臨界情說（黑匯庚二宇宙速度 等于光速.物體脫離照洞可速度恰好為0）由能呈守恒定律