海淀区届高三二模物理考试试题.docx
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海淀区届高三二模物理考试试题
海淀区高三年级第二学期期末练习
理科综合能力测试2019.5
本试卷共14页,共300分。
考试时长150分钟。
考生务必将答案写在答题纸上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将本试卷和答题纸一并交回。
第一部分(选择题共120分)
13.关于花粉颗粒在液体中的布朗运动,下列说法正确的是
A.液体温度越低,布朗运动越显著
B.花粉颗粒越大,布朗运动越显著
C.布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的
D.布朗运动是由花粉颗粒内部分子无规则运动引起的
14.α粒子散射实验说明了
A.原子具有核式结构
B.原子内存在着带负电的电子
C.原子核由质子和中子组成
D.正电荷均匀分布在整个原子内
15.如图所示,把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上,当用某频率的紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转一定角度,下列说法正确的是
A.验电器带正电,锌板带负电
B.验电器带负电,锌板也带负电
C.若改用红光照射锌板,验电器的指针一定也会偏转
D.若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转
16.图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图象,图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图象,下列说法正确的是
A.该波的波速为2m/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.t=1.0s时,质点P的速度最小,加速度最大
D.在t=0到t=2.0s的时间内,质点P的速度和加速度方向均未发生改变
R
F
17.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,金属棒与两导轨始终保持垂直,并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在水平匀强磁场中,棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内,下列说法正确的是
A.通过电阻R的电流方向向左
B.棒受到的安培力方向向上
C.棒机械能的增加量等于恒力F做的功
D.棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量
18.如图所示,把石块从高处抛出,初速度方向与水平方向夹角为θ(0º≤θ<90º),石块最终落在水平地面上。
若空气阻力可忽略,仅改变以下一个因素,可以对石块在抛出到落地的过程中的“动能的变化量”和“动量的变化量”都产生影响,这个因素是
A.抛出石块的速率v0
B.抛出石块的高度h
C.抛出石块的角度θ
D.抛出石块用力的大小
19.某同学按如图1所示连接电路,利用电流传感器研究电容器的放电过程。
先使开关S接1,电容器充电完毕后将开关掷向2,可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线,如图2所示。
定值电阻R已知,且从图中可读出最大放电电流I0,以及图线与坐标轴围成的面积S,但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知,根据题目所给的信息,下列物理量不能求出的是
A.电容器放出的总电荷量B.电阻R两端的最大电压
C.电容器的电容D.电源的内电阻
20.“通过观测的结果,间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段,如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。
弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。
实验原理如图1所示,灯丝K发射出初速度不计的电子,K与栅极G间的电场使电子加速,GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速,电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。
在原来真空的容器中充入汞蒸汽后,发现KG间电压U每升高4.9V时,电流表的示数I就会显著下降,如图2所示。
科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关,玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。
仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是
A.汞原子的能量是连续变化的
B.存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能
C.相对于G极,在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁
D.电流上升,是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少
第二部分(非选择题共180分)
21.(18分)
(1)用多用电表测量一电阻的阻值。
①下列操作符合多用电表使用规范的是。
A.测量前无需进行机械调零
B.先将被测电阻与工作电路断开,再进行测量
C.更换不同倍率的欧姆挡测量,无需再进行欧姆调零
D.测量结束后,应将选择开关置于“OFF”挡
②当选择开关置于倍率为“×100”的欧姆挡时,表盘指针位置如图所示,则被测电阻的阻值为_________Ω。
O
MPN
m1
图1
m2
S
5556
单位:
cm
图2
(2)如图1所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛水平射程OP。
然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端,再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m2相撞,多次重复实验,找到两小球落地的平均位置M、N。
①图2是小球m2的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______cm。
②下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________。
A.可选用半径不同的两小球
B.选用两球的质量应满足m1>m2
C.小球m1每次必须从斜轨同一位置释放
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
③在某次实验中,测量出两小球的质量分别为m1、m2,三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。
在实验误差允许范围内,若满足关系式,即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。
(用测量的物理量表示)
④验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。
实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动,滑块运动过程所受的阻力可忽略,它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。
实验测得滑块A的总质量为m1、滑块B的总质量为m2,两滑块遮光片的宽度相同,光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
左侧光电门
右侧光电门
碰前
T1
T2
碰后
T3、T3
无
a.在实验误差允许范围内,若满足关系式,即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。
(用测量的物理量表示)
b.关于实验,也可以根据牛顿运动定律及加速的的定义,从理论上推导得出碰撞前后两滑块的动量变化量大小相等、方向相反。
请写出推导过程(推导过程中对我用的物理量做必要的说明)。
22.(16分)
电源
电磁炮弹
I
电磁轨道炮的加速原理如图所示。
金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间,并与轨道良好接触。
开始时炮弹在导轨的一端,通过电流后炮弹会被安培力加速,最后从导轨另一端的出口高速射出。
设两导轨之间的距离L=0.10m,导轨长s=5.0m,炮弹质量m=0.030kg。
导轨上电流I的方向如图中箭头所示。
可以认为,炮弹在轨道内匀加速运动,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里。
若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,忽略摩擦力与重力的影响。
求:
(1)炮弹在两导轨间的加速度大小a;
(2)炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小F;
(3)通过导轨的电流I。
23.(18分)
动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动,也适用于质点在变力作用下的运动,这时两个定理表达式中的力均指平均力,但两个定理中的平均力的含义不同,在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值,动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值。
(1)质量为1.0kg的物块,受变力作用下由静止开始沿直线运动,在2.0s的时间内运动了2.5m的位移,速度达到了2.0m/s。
分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1和F2的值。
(2)如图1所示,质量为m的物块,在外力作用下沿直线运动,速度由v0变化到v时,经历的时间为t,发生的位移为x。
分析说明物体的平均速度
与v0、v满足什么条件时,F1和F2是相等的。
(3)质量为m的物块,在如图2所示的合力作用下,以某一初速度沿x轴运动,当由位置x=0运动至x=A处时,速度恰好为0,此过程中经历的时间为
,求此过程中物块所受合力对时间t的平均值。
24.(20分)
利用电场可以控制电子的运动,这一技术在现代设备中有广泛的应用。
已知电子的质量为m,电荷量为-e,不计重力及电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。
(1)在宽度一定的空间中存在竖直向上的匀强电场,一束电子以相同的初速度v0沿水平方向射入电场,如图1所示,图中虚线为某一电子的轨迹,射入点A处电势为φA,射出点B处电势为φB。
①求该电子在由A运动到B的过程中,电场力做的功WAB;
②请判断该电子束穿过图1所示电场后,运动方向是否仍然彼此平行?
若平行,请求出速度方向偏转角θ的余弦值cosθ(速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角);若不平行,请说明是会聚还是发散。
(2)某电子枪除了加速电子外,同时还有使电子束会聚或发散作用,其原理可简化为图2所示。
一球形界面外部空间中各处电势均为φ1,内部各处电势均为φ2(φ2>φ1),球心位于z轴上O点。
一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度v1平行于z轴射入该界面,由于电子在界面处只受到法线方向的作用力,其运动方向将发生改变,改变前后能量守恒。
①请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图(画出电子束边缘处两条即可);
②某电子入射方向与法线的夹角为θ1,求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角θ2的正弦值sinθ2。
海淀区高三年级第二学期期末练习
物理参考答案2019.5
第一部分(共48分,每小题6分)
13.C14.A15.D16.C17.D18.B19.D20.B
第二部分(共72分)
21(18分)
(1)①BD(2分)②3200(2分)
(2)①55.50(55.40~55.60)(2分)②BC(3分)
③m1OP=m1OM+m2ON(3分)
④a.
(3分)
b.根据牛顿第三定律有F1=-F2
根据牛顿第二定律有m1a1=-m2a2
根据加速度定义a=
有m1
=-m2
有m1∆v1=-m2∆v2(3分)
22.(16分)
(1)炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而v2=2as
则a=
解得a=4.0×105m/s2(6分)
(2)忽略摩擦力与重力的影响,合外力则为安培力,所以
F=ma
解得F=1.2×104N(4分)
(3)炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F=ILB
解得I=6.0×104A(6分)
23.(18分)
(1)物块在加速运动过程中,应用动量定理有
解得
N=1.0N
物块在加速运动过程中,应用动能定理有
解得
N=0.8N(6分)
(2)物块在运动过程中,应用动量定理有
解得
物块在运动过程中,应用动量定理有
解得
当F1=F2时,由上两式得:
(6分)
(3)由图2可求得物块由x=0运动至x=A过程中,外力所做的功为
设物块的初速度为v′0,由动能定理得
解得:
设在t时间内物块所受平均力的大小为F,由动量定理得
由题已知条件
解得
(6分)
24.(20分)
(1)①A、B两点的电势差UAB=φA-φB
在电子由A运动到B的过程中电场力做的功WAB=-eUAB=e(φB-φA)(4分)
②平行。
设电子在B点处的速度大小为v,根据动能定理
由于
(2分)
可得
(6分)
(2)①见答图1。
(2分)
②设电子穿过界面后的速度为v2,由于电子只受法线方向的作用力,其沿界面方向速度不变。
则
电子穿过界面的过程中,能量守恒,则
可解得
则
(8分)