北京市東城區(qū)高三4月綜合練習(xí)（一模）物理試題

北京市東城區(qū)20172018學(xué)年高三下學(xué)期一模理綜考試物理試題一、單項(xiàng)選擇題（8小題）1.下列說(shuō)法正確的是A.氣體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減小B.氣體從外界吸熱，其內(nèi)能一定增大C.溫度越低，分子的平均動(dòng)能越大D.溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈【答案】D【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式，氣體對(duì)外界做功，其內(nèi)能不一定減少，因?yàn)橛锌赡軞怏w從外界吸收的熱量大于氣體對(duì)外界做功，故A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式，氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，因?yàn)榭赡軞怏w對(duì)外界做的功大于氣體從外界吸收的熱量，故B錯(cuò)誤；溫度是物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，故物體的溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，故C錯(cuò)誤；分子熱運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D正確；故選D.2.下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是A.陽(yáng)光照射到樹(shù)葉上，在地面上形成圓形亮斑B.光照射細(xì)金屬絲，在其后形成的陰影中有亮線C.在陽(yáng)光照射下，肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋D.光照射到凸透鏡上，在其后形成圓形亮斑【答案】B【解析】陽(yáng)光照射到樹(shù)葉上，在地面上形成圓形亮斑，屬于小孔成像現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤。光照到細(xì)金屬絲后，在其后面屏上的陰影中間亮線，是光傳播到了“陰影”區(qū)域，屬于光的衍射現(xiàn)象，故B正確。肥皂泡在陽(yáng)光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜內(nèi)外反射的光線，相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象，這是光的干涉造成的。故C錯(cuò)誤；太陽(yáng)光經(jīng)凸透鏡后形成的亮斑，是由于光發(fā)生折射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選B.【點(diǎn)睛】繞過(guò)阻礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象稱(chēng)為光的衍射；衍射條紋是明暗相同；陽(yáng)光下茂密樹(shù)蔭中地面上的圓形亮斑屬于光的直線傳播，而經(jīng)凸透鏡后形成的亮斑是光的折射現(xiàn)象．3.下列核反應(yīng)方程中，屬于核聚變的是A.B.C.D.【答案】C4.已知月球到地球的距離約為地球半徑的60倍，地球表面重力加速度為g，月球環(huán)繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的速度為向心加速度為a，則a約為g的A.B.C.3600倍D.60倍【答案】A【解析】設(shè)地球半徑為R，月球的向心加速度為a，由題意知月球向心力與月球在地面上的重力之比：，即，故選A.5.如圖所示，MDN為在豎直面內(nèi)由絕緣材料制成的光滑半圓形軌道，半徑為R，最高點(diǎn)為M和N，整個(gè)空間存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一電荷量為+q，質(zhì)量為m的小球自N點(diǎn)無(wú)初速度滑下（始終未脫離軌道），下列說(shuō)法中正確的是A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到的洛倫茲力大小不變B.小球滑到D點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大于mgC.小球滑到D點(diǎn)時(shí)，速度大小是D.小球滑到軌道左側(cè)時(shí)，不會(huì)到達(dá)最高點(diǎn)M【答案】C【解析】小球受重力、支持力和洛倫茲力作用，重力做正功，支持力和洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，在下落過(guò)程，速度大小增大，根據(jù)f=qBv，可知洛倫茲力的大小在變化，故A錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，若受到的洛倫茲力的方向向上，在D點(diǎn)，由牛頓第二定律得：，解得：，小球?qū)壍赖膲毫Σ灰欢ù笥趍g，故B錯(cuò)誤；從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：，解得：，故C正確；小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，小球滑到軌道右側(cè)時(shí)，可以到達(dá)軌道最高點(diǎn)M，故D錯(cuò)誤；故選C.【點(diǎn)睛】洛倫茲力的方向指向圓心，不改變速度的大小，根據(jù)動(dòng)能定理求出到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度．根據(jù)牛頓第二定律，徑向的合力提供向心力，求出軌道對(duì)小球的支持力．6.某裝置的結(jié)構(gòu)如圖所示：在外殼的基板上固定一個(gè)螺栓，螺栓上有一頂端焊有鋼球的彈簧，螺栓、彈簧、鋼球及外殼都是電的良導(dǎo)體。在靜止?fàn)顟B(tài)下，鋼球和外殼呈斷開(kāi)狀態(tài)不會(huì)導(dǎo)通，當(dāng)受到?jīng)_擊，鋼球產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)與外殼接通，便可觸發(fā)執(zhí)行電路（未畫(huà)出），使報(bào)警器等元件開(kāi)始工作。若此裝置由靜止從高處墜落，重力加速度用g表示，以下說(shuō)法正確的是A.開(kāi)始下落的瞬間，鋼球的加速度為gB.開(kāi)始下落的瞬間，外殼的加速度為gC.在執(zhí)行電路被接通前，鋼球的加速度方向可能向上D.在執(zhí)行電路被接通前，外殼的加速度可能小于g【答案】D【解析】開(kāi)始時(shí)整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，故對(duì)鋼球分析可知，受向上彈簧的彈力和向下的重力作用，且互相平衡，故在開(kāi)始下落瞬間彈簧沒(méi)有發(fā)生變化，大小仍與重力的大小相等，故這一瞬間鋼球的加速度為零；對(duì)外殼分析可知，受向下彈簧的彈力和向下的重力作用，故在下落瞬間外殼的加速度大于g，故AB錯(cuò)誤；之后，小球向下做加速度不斷增大的加速運(yùn)動(dòng)，外殼做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧回到原長(zhǎng)之后，小球繼續(xù)向下做加速度不斷增大的加速運(yùn)動(dòng)，外殼向下做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧的彈力與外殼的重力相等時(shí)加速度為零，外殼達(dá)到最大速度，繼續(xù)向下彈簧的彈力大于外殼的重力，此時(shí)外殼的加速度向上，做減速運(yùn)動(dòng)，直到鋼球與外殼相撞，故在在執(zhí)行電路被接通前，鋼球的加速度方向一直向下，而外殼的加速度可能小球g，故C錯(cuò)誤，D正確；故選D.7.如圖所示，將兩端刮掉絕緣漆的導(dǎo)線繞在一把銼刀上，一端接上電池（電池另一極與銼刀接觸），手執(zhí)導(dǎo)線的另一端，在銼刀上來(lái)回劃動(dòng)，由于銼刀表面凹凸不平，就會(huì)產(chǎn)生電火花。下列說(shuō)法正確的是A.產(chǎn)生電火花的回路只由導(dǎo)線與電池組成B.如導(dǎo)線端只向一個(gè)方向劃動(dòng)也能產(chǎn)生電火花C.銼刀采用什么材料制成對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響D.導(dǎo)線端劃動(dòng)的方向決定了自感電動(dòng)勢(shì)的方向【答案】B【解析】當(dāng)導(dǎo)線頭在銼刀上滑動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線所連接的電路時(shí)通時(shí)斷，電流時(shí)有時(shí)無(wú)，產(chǎn)生變化的感應(yīng)磁場(chǎng)，故產(chǎn)生電火花的回路由導(dǎo)線、電池和銼刀組成，滑動(dòng)的方向?qū)Ξa(chǎn)生電火花沒(méi)有影響，因?yàn)橐c導(dǎo)線和電池組成一個(gè)回路，故銼刀應(yīng)選用金屬材料制成的，根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)導(dǎo)線中的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與原電流方向相反，當(dāng)導(dǎo)線中的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與原電流方向相同，故自感電動(dòng)勢(shì)的方向與導(dǎo)線中電流的增大與減小有關(guān)，與導(dǎo)線端劃動(dòng)方向無(wú)關(guān)，故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選B.8.場(chǎng)致發(fā)射顯微鏡的構(gòu)造如圖所示：一根尖端直徑約為100nm的針，位于真空玻璃球泡的中心，球的內(nèi)表面涂有熒光材料導(dǎo)電膜，在膜與針之間加上如圖所示的高電壓，使針尖附近的電場(chǎng)高達(dá)，電子就被從針尖表面拉出并加速到達(dá)涂層，引起熒光材料發(fā)光。這樣，在熒光屏上就看到了針尖的某種像（針尖表面的發(fā)射率圖像），如分辨率足夠高，還可以分辨出針尖端個(gè)別原子的位置。但由于電子波的衍射，會(huì)使像模糊影響分辨率。將電極方向互換，并在玻璃泡中充進(jìn)氦氣，則有氦離子產(chǎn)生打到熒光屏上，可使分辨率提高。以下判斷正確的是A.氦原子變成氦離子是在導(dǎo)電膜附近發(fā)生的B.電子從針尖到導(dǎo)電膜做勻加速運(yùn)動(dòng)C.電子或氦離子的撞擊使熒光材料的原子躍遷到了激發(fā)態(tài)D.分辨率提高是因?yàn)楹るx子的德布羅意波長(zhǎng)比電子的長(zhǎng)【答案】C【解析】當(dāng)無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的氦原子與針尖上的鎢原子碰撞時(shí)，由于氦原子失去電子成為正離子，故A錯(cuò)誤；由圖可知，該電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，故電子做的不是勻加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電子或氦離子以很大的速度撞擊熒光材料時(shí)，電子或氦離子把一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移給了熒光材料的原子，從而從使其躍遷到了激發(fā)態(tài)，故C正確；在電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理有：，根據(jù)動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系有:,根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)，聯(lián)立得：，變換電極前后，兩極的電壓不變，而氦離子的質(zhì)量、電量都大于電子的質(zhì)量、電量，故氦離子的德布羅意波長(zhǎng)比電子的小，故D錯(cuò)誤；故選C.二、實(shí)驗(yàn)題（2小題）9.在“利用沙擺描繪振動(dòng)圖象”的實(shí)驗(yàn)中，將細(xì)沙倒在漏斗中，當(dāng)細(xì)沙漏出的同時(shí)，讓沙擺擺動(dòng)起來(lái)，一段時(shí)間后，形成的長(zhǎng)條形沙堆如圖1所示：兩邊高且粗，中間低且細(xì)。①如果在沙擺擺動(dòng)的同時(shí)勻速拉動(dòng)下方紙板（紙板上的虛線位于沙漏靜止時(shí)的正下方），則一段時(shí)間后，形成如圖2所示的曲線沙堆。分析可知，曲線沙堆在與虛線垂直距離__________（選填“近”或“遠(yuǎn)”）的位置低且細(xì)。②圖3為圖2中紙板上曲線沙堆的俯視圖，沿沙擺振動(dòng)方向建立x軸，沿方向建立t軸，就利用沙堆曲線得到了沙擺的振動(dòng)圖象。請(qǐng)說(shuō)明為什么要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)下方紙板。____【答案】(1).近(2).當(dāng)拉動(dòng)木板的速度恒定時(shí)，木板的位移與時(shí)間成正比，這樣建立的t軸才可以代表時(shí)間【解析】（1）沙擺在擺動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)平衡位置速度最大，最大位移處速度為0，所以中間經(jīng)過(guò)的時(shí)間少，沙少，兩側(cè)經(jīng)歷的時(shí)間多，沙多，故曲線沙堆在與虛線垂直距離近的位置低且細(xì)。（2）當(dāng)拉動(dòng)木板的速度恒定時(shí)，木板的位移與時(shí)間成正比，這樣建立的t軸才可以代表時(shí)間.10.用如圖所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。①除了圖中所給器材以及交流電源和導(dǎo)線外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是____（選填正確選項(xiàng)的字母）。A.秒表B.天平（含砝碼）C.彈簧測(cè)力計(jì)D.刻度尺②實(shí)驗(yàn)前平衡小車(chē)與木板間摩擦力的做法是：把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，先不掛重物，將小車(chē)放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。用墊塊把木板一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，讓小車(chē)以一定初速度沿木板向下運(yùn)動(dòng)，并不斷調(diào)節(jié)木板的傾斜度，直到小車(chē)拖動(dòng)紙帶沿木板做_______運(yùn)動(dòng)。③為使砂桶和砂的總重力在數(shù)值上近似等于小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，需滿足的條件是砂桶及砂的總質(zhì)量小車(chē)的總質(zhì)量。(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)④實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分如圖５所示。紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度=__________m/s。多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)的速度做出vt圖像，就可以算出小車(chē)的加速度。⑤為研究加速度和力的關(guān)系，要保證_______的總質(zhì)量不變，改變砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量，重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)研究加速度和力的關(guān)系。⑥在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要保證的砂和砂桶的質(zhì)量不變。若砂和砂桶的質(zhì)量m與小車(chē)的總質(zhì)量M間的關(guān)系不滿足第③問(wèn)中的條件，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a和的圖線，則圖線應(yīng)如下圖中的_____所示（選填正確選項(xiàng)的字母）。A.B.C.D.【答案】(1).BD(2).勻速(3).遠(yuǎn)小于(4).0.43—0.45(5).小車(chē)(6).C【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄考铀俣扰c力、質(zhì)量關(guān)系，用砂桶的重力代表小車(chē)受到的合外力，需要用天平測(cè)砂桶和小車(chē)的質(zhì)量，故B正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，周期為0.02s，可以計(jì)時(shí)，不需要秒表，故A錯(cuò)誤；托盤(pán)和砝碼的重力提供拉力，不需要彈簧測(cè)力計(jì)，故C錯(cuò)誤打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶，需用刻度尺測(cè)量距離，以求加速度和瞬時(shí)速度，故D正確，故選BD.（2）在驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)小車(chē)需平衡摩擦力，直到小車(chē)在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)；（3）砂桶和小車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砂桶：，對(duì)小車(chē)：，可得小車(chē)受到的拉力，本實(shí)驗(yàn)用砂桶的重力代表小車(chē)受到的拉力，由，可知；只有時(shí)，才有，所以滿足的條件為砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量.（4）因相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T(mén)=0.1s，根據(jù)平均速度的推論得，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則有：.（5）為研究加速度和力的關(guān)系，要保證小車(chē)的質(zhì)量不變；（6）砂桶和小車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砂桶：，對(duì)小車(chē)：，聯(lián)立得：，而砂和砂桶的質(zhì)量m不變，由此可知是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，故選C.三、計(jì)算題（3小題）11.如圖甲所示，一個(gè)面積為S，阻值為r的圓形金屬線圈與阻值為2r的電阻R組成閉合回路。在線圈中存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，圖中和已知，導(dǎo)線電阻不計(jì)。在t=0至?xí)r間內(nèi)，求：（1）電阻R中電流的方向；（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；（3）a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差?！敬鸢浮浚?）電流方向由a到b（2）（3）【解析】（1）由乙圖可知，磁場(chǎng)向里增大，根據(jù)楞次定律，可知電流方向由a到b（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：，其中，代入得到：（3）根據(jù)閉合回路歐姆定律：，及，R=2r可得：12.兩根材料相同的均勻直導(dǎo)線a和b串聯(lián)在電路上，a長(zhǎng)為，b長(zhǎng)為。（1）若沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)隨位置的變化規(guī)律如圖所示，求：①a、b兩導(dǎo)線內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比；②a、b兩導(dǎo)線橫截面積之比。（2）以下對(duì)直導(dǎo)線內(nèi)部做進(jìn)一步分析：設(shè)導(dǎo)線單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v。現(xiàn)將導(dǎo)線中電流I與導(dǎo)線橫截面積S的比值定義為電流密度，其大小用j表示。①請(qǐng)建立微觀模型，利用電流的定義推導(dǎo)：；②從宏觀角度看，導(dǎo)體兩端有電壓，導(dǎo)體中就形成電流；從微觀角度看，若導(dǎo)體內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)，自由電子就不會(huì)定向移動(dòng)。設(shè)導(dǎo)體的電阻率為ρ，導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為E，試猜想j與E的關(guān)系并推導(dǎo)出j、ρ、E三者間滿足的關(guān)系式。（解題過(guò)程中需要用到的物理量要在解題時(shí)作必要的說(shuō)明）【答案】（1）①②（2）①見(jiàn)解析②見(jiàn)解析【解析】（1）①根據(jù)，由圖像知：，代入可得，同理根據(jù)，由已知代入可得：②因?yàn)閮蓪?dǎo)線串聯(lián)，所以電流，由歐姆定律，電阻定律將，長(zhǎng)度分別為和代入可得：（2）①在直導(dǎo)線內(nèi)任選一個(gè)橫截面S，在時(shí)間內(nèi)以S為底，為高的柱體內(nèi)的自由電子都將從此截面通過(guò)，由電流及電流密度的定義知：，其中代入可得：②（猜想：j與E成正比）設(shè)橫截面積為S，長(zhǎng)為l的導(dǎo)線兩端電壓為U，則電流密度的定義為，將代入，得導(dǎo)線的電阻聯(lián)立可得j、ρ、E三者間滿足的關(guān)系式為：13.如圖所示為雨滴從高空下落過(guò)程中空氣阻力f隨雨滴速度v變化的大致情況，其中圖線①、②分別對(duì)應(yīng)半徑不同的雨滴。（1）請(qǐng)利用圖線分析并說(shuō)明雨滴下落過(guò)程中加速度和速度隨時(shí)間變化的大致情況。（2）已知圖中直線的斜率值，其中，r為雨滴的半徑。（雨滴的密度?。┱?qǐng)比較①、②圖線所示的兩個(gè)雨滴下落的最終速度；請(qǐng)計(jì)算半徑r=5mm的雨滴下落的最終速度。（3）已知一滴雨珠的重力可達(dá)蚊子體重的50倍之多，但是下雨時(shí)蚊子卻可以在“雨中漫步”。為研究蚊子不會(huì)被雨滴砸死的訣竅，科學(xué)家用高速相機(jī)以每秒4000幀的速度拍攝，記錄雨滴擊中蚊子時(shí)二者相互作用的每一個(gè)動(dòng)作，歸納并計(jì)算出蚊子與雨滴遭遇瞬間的作用力及其隨雨滴向下移動(dòng)的距離。針對(duì)雨滴下落時(shí)正中蚊子的情況，研究發(fā)現(xiàn)蚊子被雨滴擊中時(shí)并不抵擋雨滴，而是與雨滴融為一體，順應(yīng)雨滴的趨勢(shì)落下，隨后迅速側(cè)向微調(diào)與雨滴分離?，F(xiàn)對(duì)比兩種情況：①蚊子在空中被雨滴砸中；②蚊子棲息于地面時(shí)被雨滴砸中，請(qǐng)建立理想模型，通過(guò)計(jì)算比較兩種情況下雨滴擊中時(shí)的沖擊對(duì)蚊子的傷害。（解題過(guò)程中需要用到的物理量，要在解題時(shí)作必要的說(shuō)明）【答案】（1）見(jiàn)解析（2）見(jiàn)解析（3）見(jiàn)解析【解析】（1）雨滴下落過(guò)程中受到重力mg和空氣阻力f的作用，加速度方向向下由牛頓第二定律知加速度大小題中給出的fv圖像表明，當(dāng)下落速度v增大時(shí)，阻力f隨之增大由上式可知加速度a隨之減小由于加速度與速度方向相同，所以速度是增大的，只是增加得越來(lái)越慢當(dāng)重力mg和空氣阻力f相等時(shí)，雨滴以最大速度做勻速運(yùn)動(dòng)。（2）當(dāng)mg=f時(shí)，雨滴達(dá)到最終速度，將雨滴的質(zhì)量，阻力代入可得①。a．①式說(shuō)明，雨滴的半徑r越大，最終速越大，由f