2020北京平谷區(qū)高三二模物理試題(解析版)

#/16【解析】當時間從0到T/4時，圓環(huán)內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里在減小，由楞次定律可知，圓環(huán)的感應電流的磁場的方向會阻礙它的減小，即方向與原磁場的方向相同，也是向里的，再由右手定則可判斷出圓環(huán)中的感應電流是沿順時針方向，即P極板帶正電，Q極板帶負電，電場方向是由P板指向Q板，為正方向，由于原磁場是均勻變化的，再根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，產(chǎn)生的感應電動勢是不變的，即PQ兩極板間的電壓不變，即電場強度的大小也是不變的，所以選項ABC錯誤，D正確；我們再驗證當時間從T/4到T/2的過程中，原磁場是向外增大的，故感應電流的磁場是向里的，所以P極板仍然是高電勢，電場強度的方向仍然是向下的，由于原磁場的變化與前T/4是相等的，故PQ兩極板間的電壓也是相同的，電場強度也相等，所發(fā)就再次證明了選項D是正確的。如圖a所示是一個電磁阻尼現(xiàn)象演示裝置，鋼鋸條上端固定在支架上，下端固定有強磁鐵，將磁鐵推開一個角度釋放，它會在豎直面內(nèi)擺動較長時間；若在其正下方固定一銅塊（不與磁鐵接觸），如圖b所示，則擺動迅速停止。關(guān)于實驗以下分析與結(jié)論正確的是如果將磁鐵的磁極調(diào)換，重復實驗將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象用閉合的銅制線圈替代銅塊，重復試驗將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象在圖b情況中，下擺和上擺過程中磁鐵和鋸條組成的系統(tǒng)機械能均減少在擺動過程中銅塊不受磁鐵的作用力【答案】C【解析】強磁鐵在鋼鋸條的帶動下運動起來，如果下面放一個銅塊，當磁鐵靠近銅塊時穿過銅塊的磁通量在增大，把銅塊看成好多的閉合回路，則銅塊中的閉合回路會產(chǎn)生感應電流，而這個電流在磁鐵的磁場中又會受到安培力的作用，即宏觀上看是磁鐵對銅塊有個力的作用，而由于力的作用是相互的，則銅塊也會對磁鐵有個力的作用，這就是電磁阻尼現(xiàn)象，所以放上銅塊后，磁鐵很快就停了下來；如果將磁鐵的磁極調(diào)換，則重復實驗，銅塊是也會有電流產(chǎn)生，仍然會有這種電磁阻尼的現(xiàn)象，選項A錯誤；用閉合的銅制線圈替代銅塊，重復試驗仍然可以觀察到電磁阻尼現(xiàn)象，選項B錯誤；在圖b情況中，下擺和上擺過程中，由于磁鐵和鋸條間的作用力要做功，使得磁鐵與鋸條組成的系統(tǒng)機械能均減少，選項C正確；這個過程也可以從能量守恒的角度去理解，即磁鐵與鋸條組成系統(tǒng)的機械能要轉(zhuǎn)化為銅塊的內(nèi)能，故磁鐵與鋸條的機械能會減少；在擺動過程中磁鐵對銅塊有力的作用，而銅塊對磁鐵也有力的作用，故選項D錯誤。如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一重物（可視為質(zhì)點），重物靜止時處于B位置。現(xiàn)用手托重物使之緩慢上升至4位置，此時彈簧長度恢復至原長。之后放手，使重物從靜止開始下落，沿豎直方向在4位置和C位置（圖中未畫出）之間做往復運動。重物運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。關(guān)于上述過程（不計空氣阻力），下列說法中正確的是重物在C位置時，其加速度的數(shù)值大于當?shù)刂亓铀俣鹊闹翟谥匚飶?位置下落到C位置的過程中，重力的沖量大于彈簧彈力的沖量在手托重物從B位置緩慢上升到4位置的過程中，手對重物所做的功等于重物往復運動過程中所具有的最大動能在重物從4位置到B位置和從B位置到C位置的兩個過程中，彈簧彈力對重物所做的功相同【答案】C【解析】松開手后，重物會在以B為平衡位置做上下的簡諧振動，因為在某一個位置，其受到的合外力與位移的大小是成正比的，方向與位移的方向相反，所以滿足簡諧運動的條件，那么根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，物體在正的最大位移處與負的最大位移處時的加速度大小相等，方向相反，而在最高點A時，由于彈簧是原長，故物體只受重力的作用，此時的加速度大小是當?shù)氐闹亓铀俣?，方向豎直向下，所以根據(jù)對稱性可知，在最低點C位置時，其加速度的數(shù)值也等于當?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮。较蜇Q直向上，選項A錯誤；在重物從A到C的過程中，利用動時定理得，合外力的沖量等于其動量的變化量，由于A和C位置重物的速度為0，故動量變化量為0，重物受重力和彈簧的彈力，所以合外力的沖量為0，即重力的沖量與彈簧彈力的沖量大小相等、方向相反，故選項B錯誤；在手托重物從B位置緩慢上升到4位置的過程中，手對重物所做的功等于物體在A位置的機械能，在此理解時可以設(shè)B位置的重力勢能為0由于重物在上下運動的過程中，只受重力和彈簧的彈力作用，所以重物的機械能守恒，即重物在A位置的機械能等于重物往復運動過程中B位置所具有的機械能，而此時的機械能就是最大動能，所以選項C正確；在重物從4位置到B位置的過程中，彈簧彈力對重物做正功，重物再從B位置到C位置的兩個過程中，彈簧彈力對重物做負功，所以二次所做的功大小相等，但是并不相同，因為一個是正功一個是負功，選項D錯誤。恒流源是一種特殊的電源，其輸出的電流能始終保持不變。如圖所示的電路中電源是恒流源，當滑動變阻器滑動觸頭P從最右端向最左端移動時，下列說法中正確的是心R\&匝晟補1R0上的電壓變小B.R2上的電壓變大C.恒流源輸出功率保持不變D.R］的電功率增大【答案】B【解析】當變阻器滑動觸頭P從最右端向最左端移動時，變阻器的阻值增大，則它與R1串的總電阻也會增大，那么它再與電阻R2并聯(lián)的總電阻也會增大，而恒流源流出的電流是不變的，故整個電路的兩端電壓在增大，所以通過電阻R2的電流在增大，所以通過R1支路的電流在減小；對于R0上的電壓而言，U0=U-I1R1，因為總電壓U在增大，而I］的減小，R1不變，故U0會增大，選項A錯誤；由于總電壓在增大，即R2上的電壓增大，選項B正確；恒流源輸出功率卩=少，因為總電壓U在增大，I不變，故功率P在增大，選項C錯誤；因為I］在減小，故R］的電功率P1=I12R］也在減小，選項D錯誤。13?如圖所示為某同學設(shè)計的多用電表的原理示意圖。虛線框中S為一個單刀多擲開關(guān)，通過操作開關(guān)，接線柱B可以分別與觸點1、2、3接通，從而實現(xiàn)使用多用電表測量不同物理量的不同功能。關(guān)于此多用電表，下列說法中正確的是當S接觸點1時，多用電表處于測量電流的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆當S接觸點2時，多用電表處于測量電壓的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆當S接觸點2時，多用電表處于測量電阻的擋位，其中接線柱B接的是紅表筆當S接觸點3時，多用電表處于測量電壓的擋位，其中接線柱B接的是紅表筆【答案】A【解析】當S接觸點1時，表頭與電阻R1并聯(lián)，并聯(lián)分流，故多用電表處于測量電流的擋位，而B是什么顏色的表筆，這就要看當S接2時的情況了，當S接2時，接上外電阻后，通過表頭的電流是向向右的，故表頭的左端是正接線柱，右端是負接線柱，而接線棚接的表頭的右端，故是負接線柱，負接線柱是黑表筆，選項A正確；當S接觸點2時，電路中有一個電源，故此時多用電表處于測量電阻的擋位，選項B錯誤；當S接觸點2時，多用電表處于測量電阻的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆，選項C錯誤；當S接觸點3時，多用電表處于測量電壓的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆，選項D錯誤。14.2017年10月10日，中國科學院國家天文臺宣布，科學家利用被譽為“天眼”的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)探測到數(shù)十個優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，其中兩顆已通過國際認證。這是中國人首次利用自己獨立研制的射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星。脈沖星是中子星的一種，是會發(fā)出周期性脈沖信號的星體。與地球相似，脈沖星也在自轉(zhuǎn)著，并且有磁場，其周圍的磁感線分布如圖所示。脈沖是由于脈沖星的高速自轉(zhuǎn)形成，只能沿著磁軸方向從兩個磁極區(qū)輻射出來；脈沖星每自轉(zhuǎn)一周，地球就接收到一次它輻射的脈沖。結(jié)合上述材料，下列說法正確的是脈沖信號屬于機械波脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸重合脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期若脈沖星是質(zhì)量分布均勻的球體，那么它表面各處重力加速度的大小都相等【答案】C【解析】脈沖信號能在真空中傳播，而機械波的傳播需要介質(zhì)，機械波是不能在真空中傳播的，故脈沖信號不屬于機械波，選項A正確；如果脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸重合，則脈沖星每自轉(zhuǎn)一周，地球就不會接收到一次它輻射的脈沖了，選項B錯誤；由于脈沖是由于脈沖星的高速自轉(zhuǎn)形成，只能沿著磁軸方向從兩個磁極區(qū)輻射出來,脈沖星每自轉(zhuǎn)一周，地球就接收到一次它輻射的脈沖，故脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期，選項C正確；若脈沖星是質(zhì)量分布均勻的球體，而脈沖星與地球又很相似，那么由于它的自轉(zhuǎn)會使得它表面各處重力加速度有差異，在赤道附近處重力加速度較小，而在兩極處的重力加速度會較大，并不大小相等，選項錯誤。第二部分非選擇題（共58分）二、填空題（本題共2小題，共18分）（10分）在“測定金屬的電阻率”實驗中，小強同學先用多用電表粗測了一段粗細均勻的電阻絲的阻值（約為50），隨后將其固定在帶有刻度尺的木板上，準備進一步精確測量其電阻?，F(xiàn)有電源電動勢E為3.0U,內(nèi)阻不計）、開關(guān)和導線若干，以及下列器材：電流表（量程0?34，內(nèi)阻約0.0250）電流表（量程0?0.64，內(nèi)阻約0.1250）電壓表（量程0?3U，內(nèi)阻約3M）滑動變阻器（0?202額定電流24）滑動變阻器（0?1000.，額定電流14）（1）為減小誤差，且便于操作，在實驗中電流表應，滑動變阻器應（選填器材前的字母）。（2）如圖所示，是測量該電阻絲電阻的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，還有兩根導線沒有連接，請補充完成。（3）在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應當調(diào)到（選填“左”或“右”）端；閉合開關(guān)后，實驗中電壓表讀數(shù)的最小值（選填“大于零”或“等于零”）。（4）若不計實驗中的偶然誤差，則下列說法正確的是。測量值偏大，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電流表分壓測量值偏小，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流若已知電壓表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值若已知電流表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值【答案】（1）B；D；（2）補充的導線如圖所示；（3）左；（4）大于零；（4）BC。3V【解析】（1）由于電源的電動勢為3V，電阻絲的電阻約為5Q,故電路中的最大電流約為1=5=0.6A，故電流表選擇量程為0.6A的B；由于電阻絲的電阻為5Q,故所選的變阻器的最大阻值為20Q的D,如棵變阻器的阻值太大，則操作起來是不方便的；（2）由于電阻絲的電阻約為5Q,屬于小電阻，故我們需要用電流表外接的方法測其電阻的大小，所以電壓表直接并聯(lián)在電阻絲上，而讓電流表接在干路上即可；（3）在開關(guān)閉合前，為了保持電路，滑動變阻器的滑片應當調(diào)到阻值最大的位置，即最左端；閉合開關(guān)后，實驗中電壓表讀數(shù)的最小值時就是變阻器的電阻最大的時候，所以此時電流中仍然有少量的電流，所以電壓表的讀數(shù)大于零。（4）由于采用的是電流表的外接法測量，則電壓的測量是準確的，電流表不但測量了電阻絲的電流，同時也測量了電壓表中的電流，所以產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流，而所測得的電流偏大，所以計算得出的電阻絲的測量值偏小，選項B正確，A錯誤；如果若已知電壓表的內(nèi)阻，可計算出電壓表中所分得的電流的大小，從而能夠精確地得出通過電阻絲的電流大小，盡而得出待測電阻的真實值，選項C正確，D錯誤。（8分）兩位同學用如圖甲所示裝置，通過半徑相同的A,B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。實驗中必須滿足的條件斜槽軌道盡量光滑以減小誤差斜槽軌道末端的切線必須水平入射球4每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下兩球的質(zhì)量必須相等(2)測量所得入射球4的質(zhì)量為叫，被碰撞小球B的質(zhì)量為^b，圖甲中0點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球4從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點的位置P,測得平拋射程為0P;再將小球B放置在軌道末端，讓入射球4從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球B相撞，分別找到球4和球B相撞后的平均落點M、N,測得平拋射程分別為0M和ON。當所測物理量滿足表達］時，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。(3)另一同學也用上述兩球進行實驗，但將實驗裝置進行了改裝：如圖乙所示，將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實驗中球4、球B與木條的撞擊點。實驗時，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球4從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點為B'；然后將木條平移到圖中所示位置，入射球4從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點P;再將入射球4從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球B相撞，確定球4和球B相撞后的撞擊點分別為M'和N'。測得與各點的高度差分別為心、心、倫若所測物理量滿足表達時，則說明球4和球B碰撞中動量守恒。aNbyA；fyjTtf/sTTrtV圖&【答案】aNbyA；fyjTtf/sTTrtV圖&【答案】（1）BC；（2）mAOP=mAOM+mBON,mAOP2=mAOM2+mBON2；（或者OP+OM=ON）；mmm(3)去—A+B<h2譏譏【解析】(1)斜槽軌道盡量光滑不必要,只要每次都從同一位置釋放,即使不光滑,有摩擦阻力但是每次的摩擦阻力都是相等的，也可以保證每次小球測出時速度相等，選項A錯誤；斜槽軌道末端的切線必須水平，以保證它做平拋運動，故選項B是必要的；入射球4每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下，也是為了保證小球滑出時的速度大小相等，選項C也是必要的；兩球的質(zhì)量不必須相等，而是讓mA>mB，故選項D錯誤。我們可以把小球平拋出的速度用它平拋的水平距離來表示，即A球未與B球相碰時的速度為OPOMONI，A球與B球相碰后，A球的速度為v「，B球的速度為v2「，如果兩球的碰撞為彈性111碰撞，則動量與動能均守恒，即mAOP=mAOM+mBON，mAOP2=mAOM2+mBON2，即滿足以上兩式AAB2A2A2B時，兩球為彈性碰撞，也可以化簡為：mAOP=mAOM+mBON，mAOP2=mAOM2+mBON2；OP-OMON如果我們再化簡一下，兩式均把mA都移到等式的左邊，然后再相除得：=，進AOP2-OM2ON2步整理得：OP+OM=ON；所以填入：OP+OM=ON也是可以的；1(3)若水平的距離都相等，設(shè)為x,豎直的距離為h,則小球平拋的時間為t,則x=v0t，h=-gt2,故整理得v=v0，而這幾次的x、g故整理得v=v0，而這幾次的x、g均不變，看來平拋的速度大小與成正比，故這三個速度111可以表示為v0==，V1=，v2=，所以當滿足h=2…2mmm+—fB時說明球4和球B碰撞中動量守恒。三、計算題(本題共4小題，共40分)(9分)民航客機一般都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，形成一個連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地上，如圖甲所示，圖乙是其簡化

模型。若緊急出口下沿距地面的高度h=3.0m，氣囊所構(gòu)成的斜面長度厶=5.0m。質(zhì)量m=60kg的某旅客從斜面頂端由靜止開始滑到斜面底端。已知旅客與斜面間的動摩擦因數(shù)i=0.55，不計空氣阻力及斜面的形變，旅客下滑過程中可視為質(zhì)點，取重力加速度9=10M/s2o求：（1）旅客沿斜面下滑時的加速度大??；（2）旅客滑到斜面底端時的速度大小；（3）旅客從斜面頂端滑到斜面底端的過程中，斜面對旅客所施加的支持力的沖量大小【答案】（1）1.6m/s2；（2）4.0m/s；（3）1200Ns?！窘馕觥浚?）對旅客下滑時受力分析得，旅客受到重力、支持力的摩擦力的作用；沿斜面方向建立坐標系，如圖所示；故在斜面方向上的合外力F^=mgsin9-Umgcos9，再由F=ma，合合h3m因為sin9=—=0.6，則cos9=0.8；L5m故沿斜面下滑時的加速度大小a=gsin9-Ugcos9=1.6m/s2；（2）由公式v2=2aL可得，旅客滑到斜面底端時的速度大小v=^2aL=x2xL6x5m/s=4m/s；v4m/s⑶旅客滑到底端的時間t=a二16m怎=2?5s；斜面對旅客所施加的支持力F支-mgcos9=60X10X0.8N=480N；支持力的沖量大小I=Ft=480NX2.5s=1200Ns。支支（9分）天宮二號在距地面h高度處繞地球做勻速圓周運動。2016年10月19日，神舟十一號飛船發(fā)射成功，與天宮二號空間站圓滿完成自動交會對接。假設(shè)對接前“天宮二號”與“神舟十一號”在同一軌道圍繞地球做勻速圓周運動，如圖所示。已知地球質(zhì)量為M,半徑為R,引力常量為G。

求天宮二號在軌運行線速度的大?。磺筇鞂m二號在軌運行周期T；若“神舟十一號”在圖示位置，欲與前方的“天宮二號”對接，只通過向后方噴氣能否實現(xiàn)成功對接?請說明理由。GM]R+h【答案】⑴fR+h(2)T=2n(R+h):gm；(3)不能；解釋見解析。GMmmv2【解析】⑴天宮二號繞地球飛行時’因為萬有引力提供向心力’故時二市’故線速度的大小為:GM\R+的大小為:GM\R+h(2)因為天宮二號的軌道半徑為R+h，故它在軌運行周期T=2n(R+h)=2n(R+h)不能；因為原來它們在同一軌道上，如果后者“神舟十一號”加速，則它的軌道半徑會增大，它會飛行到天宮二號的上方，不能使二者成功對接。(10分)為了測定。粒子放射源向外輻射出。粒子速度的大小，設(shè)計和安裝了如圖所示的裝置。從帶有小孔的放射源4中均勻地向外輻射出平行于y軸的、速度一定的a粒子(質(zhì)量為m,電荷量為+q)。現(xiàn)讓其先經(jīng)過一個磁感應強度為B、區(qū)域為半圓形的勻強磁場，經(jīng)該磁場偏轉(zhuǎn)后，a粒子恰好從一半圓形磁場區(qū)域的圓心0處射出磁場，沿%軸進入右側(cè)的平行板電容器M板上的狹縫，并打到置于N板上的熒光屏上，此時通過顯微鏡頭Q可以觀察到屏上出現(xiàn)了一個亮點。閉合電鍵S后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P當觸頭位于滑動變阻器的中央位置時，通過顯微鏡頭Q看到屏上的亮點恰好消失。已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r0r0，滑動變阻器的總阻值％=2r0。(1)求平行板電容器兩板間的電壓〃及a粒子從放射源4中射出時速度u0的大小；求該半圓形磁場區(qū)域的半徑R；若平行板電容器兩極板MN間的距離為d,求粒子在磁場中和電場中運動的總時間上。答案】E⑴U=I：2Eq答案】E⑴U=I：2EqVo=3m兀m6m(3)t=瓦+2dEq解析】(1)對電路來說，電路中的電流為I=E3r0故平行板電容器兩板間的電壓U=Ir0=彳：：2EqVo=3m1根據(jù)動能定理得：Uq=-mv2，故射出時的速度為VVmv2mv(2)由帶電粒子在磁場中的運動可知：Bqv0=0,r為粒子在偏轉(zhuǎn)半徑，則r=00rBq以由粒子在磁場中運動的軌跡為如圖所示，可知磁場的半徑R=\；2(3)粒子從粒子源出發(fā)，到N極板時的速度為0,這段的總時間為t'2n2nm因為粒子在磁場中的周期為T=BqT兀m故粒子在磁場中的時間為ti=7=2Bqv+0粒子在電場中做勻減速直線運動，故根據(jù)d=Tt，所以t2=d222兀m故總時間t'=t]