届北京市昌平区高三 二模 物理试题解析版.docx
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届北京市昌平区高三二模物理试题解析版
昌平区2020年高三年级第二次统一练习
物理试卷
2020．6
第一部分 选择题（共42分）
本部分共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，全部选对得3分，选错或不答的得0分。
1.某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。
他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图所示。
则该图反映了（ ）
A.液体分子的运动轨迹
B.花粉微粒的运动轨迹
C.每隔一定时间花粉微粒
位置
D.每隔一定时间液体分子的位置
【答案】C
【解析】
【详解】AD．显微镜能看见的、悬浮的花粉微粒不是分子，AD错误；
BC．如图所示是小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，表现出无规律性，期间微粒不一定是沿直线运动，B错误，C正确。
故选C。
2.卢瑟福指导他的助手进行的
散射实验所用仪器的示意图如图所示。
放射源发射的
粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的
粒子。
实验发现，绝大多数
粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数
粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°。
于是，卢瑟福大胆猜想（ ）
A.原子核内存在中子
B.原子核内存在质子
C.电子围绕原子核运动
D.原子内部有体积很小、质量很大的核
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD．猜想原子内部很空旷，才能让绝大多数
粒子通行无阻；猜想被
撞击的原子部分的质量很大，才能让
粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°，综上分析即原子内部有体积很小、质量很大的核复合题意，ABC错误，D正确。
故选D。
3.太阳就是一个巨大的热核反应堆，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，不断地放出能量。
太阳的总输出功率约为3.8×1026W，太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。
已知光速为3×108m/s，估算太阳每秒失去质量的数量级为（ ）
A.106kgB.109kgC.1012kgD.1015kg
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD．由爱因斯坦质能方程
变形得
ACD错误，B正确。
故选B。
4.如图所示用压强传感器探究气体等温变化的规律，分别记录空气柱的压强P和均匀玻璃管内空气的体积V，实验数据如下表所示。
数据中P和V的乘积越来越小，造成这一现象的原因可能是（ ）
序号
V/ml
P/105Pa
P•V/105Pa·ml
1
20．0
1．001
20．020
2
18．0
1．095
19．710
3
16．0
1．231
19．696
4
14．0
1．403
19．642
5
12．0
1．635
19．620
A.实验环境温度升高
B.外界大气压强变小
C.注射器内的气体向外发生了泄漏
D.注射器活塞与筒壁间的摩擦力变大
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD．根据理想气态方程式
其中n为一定质量的气体的物质的量，R为常量。
因为探究过程为等温变化，实验数据中P和V的乘积越来越小，由等式可知n在减小，造成这一现象的原因可能是注射器内的气体向外发生了泄漏，ABD错误，C正确。
故选C。
5.如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。
以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。
小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达A点。
则小球在第一个周期内的振动图像为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球经过B点时开始计时，即t=0时小球的位移为正向最大，经过0.5s首次到达A点，位移为负向最大，且周期为T=1s。
故选A。
6.一根细线上端固定，下端系着一个质量为m的小球。
给小球施加拉力F，使小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为θ，如图所示。
则拉力F（ ）
A.方向可能在图中Ⅰ区内B.方向可能在图中Ⅱ区内
C.最小值为mgcosθD.最小值为mgtanθ
【答案】B
【解析】
【详解】小球受竖直向下的重力mg和沿细绳斜向上的拉力T以及拉力F，三力平衡，则力F必在mg和T夹角的对角范围内，即在图中的Ⅱ区域，当力F与T垂直时，F最小，最小值为Fmni=mgsinθ。
故选B。
7.我们可以采用不同方法“称量”地球。
例如，卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间的作用力，推算出引力常量G，就可以“称量”地球。
已知引力常量G，利用下列数据可以“称量”地球质量的是（ ）
A.月球绕地球做圆周运动的周期和速度
B.月球绕地球做圆周运动的周期和月球的半径
C.地球绕太阳做圆周运动的周期和速度
D.地球绕太阳做圆周运动的周期和地球与太阳的距离
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据月球绕地球做圆周运动的周期和速度由
可求解月球到地球的距离r，根据
可求解地球的质量，选项A正确；
B．根据
，则已知月球绕地球做圆周运动的周期T和月球的半径R不能求解地球的质量，选项B错误；
C．已知地球绕太阳做圆周运动的周期和速度由
可求解地球到太阳的距离r，根据
可求解太阳的质量，选项C错误；
D．根据
，已知地球绕太阳做圆周运动的周期和地球与太阳的距离，可求解太阳的质量，选项D错误。
故选A。
8.用长导线以如图（甲）所示方式缠绕螺线管，当电流为I时，测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。
若将导线对折缠绕螺线管，两种绕法螺线管上的线圈匝数相同，如图（乙）所示，通过相同电流I时，则在螺线管内A点的磁感应强度大小为（ ）
A.0B.0.5BC.BD.2B
【答案】A
【解析】
【详解】在图乙中，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在乙中螺线管内中部的磁感应强度大小为零，故BCD错误，A正确。
故选A。
9.如图所示，MN是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。
以下过程中，abcd中有感应电流产生且感应电流的方向为abcda的是（ ）
A.将abcd向左平移
B.将abcd垂直纸面向外平移
C.将abcd以MN为轴转动30°
D.将abcd以ab
轴转动30°
【答案】C
【解析】
【详解】A．将abcd向左平移，则穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流方向是adcba，选项A错误；
B．将abcd垂直纸面向外平移，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项B错误；
C．将abcd以MN为轴转动30°，则穿过线圈
磁通量向外减小，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流方向是abcda，选项C正确；
D．将abcd以ab为轴转动30°，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项D错误。
故选C。
10.某电容器的外壳上标有“1.5μF 9V”的字样。
该参数表明（ ）
A.该电容器只有在电压为9V时电容才为1.5μF
B.当两端电压为4.5V时，该电容器的电容为0.75μF
C.该电容器正常工作时所带电荷量不超过1.5
10-6C
D.给该电容器充电时，电压每升高1V，单个极板的电荷量增加1.5
10-6C
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电容器的电容与电容器两端的电压无关，无论两端电压为多大，电容总是1.5μF，选项AB错误；
C．该电容器正常工作时所带电荷量不超过
选项C错误；
D．根据Q=CU可得∆Q=C∆U，则给该电容器充电时，电压每升高1V，单个极板的电荷量增加1.5
10-6C，选项D正确。
故选D。
11.如图所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上O点，当弹簧处于自由状态时，弹簧另一端在A点。
用一个金属小球挤压弹簧至B点，由静止释放小球，随即小球被弹簧竖直弹出，已知C点为AB的中点，则（ ）
A.从B到A过程中，小球的机械能守恒
B.从B到A过程中，小球的动能一直在增大
C.从B到A过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小
D.从B到C过程弹簧弹力对小球做功大于从C到A过程
【答案】D
【解析】
【详解】A.从B到A过程中，弹簧的弹力对小球做正功，则小球的机械能增加，选项A错误；
B.从B到A过程中，开始时弹力大于重力，小球加速上升，当弹力等于重力时小球速度最大，动能最大；以后弹力小于重力，小球的速度减小，动能减小，则小球的动能先增大后减小，选项B错误；
C.从B到A过程中，弹簧的压缩量一直减小，则弹性势能一直减小，选项C错误；
D.从B到C过程弹簧弹力的平均值大于从C到A过程中弹力的平均值，可知从B到C过程弹簧弹力对小球做功大于从C到A过程，选项D正确。
故选D。
12.如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。
R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。
若将滑动变阻器的滑动片向下移动，则（ ）
A.A1示数不变B.A2示数变大
C.V1示数变大D.V2示数变小
【答案】B
【解析】
【详解】CD．V1示数等于变压器输入电压，不变；V2示数等于变压器次级电压，由初级电压和匝数比决定，则V2示数也不变，选项CD错误；
AB．滑动变阻器的滑片向下滑动时，接入电阻减小，则次级电流增大，A2示数变大，根据
可知，输入端电流变大，即A1示数变大；故B正确；ACD错误。
故选B。
13.从固定斜面上的O点每隔0.1s由静止释放一个同样的小球。
释放后小球做匀加速直线运动。
某一时刻，拍下小球在斜面滚动的照片，如图所示。
测得小球相邻位置间的距离xAB=4cm，xBC=8cm。
已知O点距离斜面底端的长度为l=35cm。
由以上数据可以得出（ ）
A.小球的加速度大小为12m/s2
B.小球在A点的速度为0
C.斜面上最多有5个小球在滚动
D.该照片是距第一个小球释放后0.3s拍摄的
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
可得小球的加速度大小为
选项A错误；
BD．小球在B点时的速度
小球在A点的速度为
则
即该照片是距第一个小球释放后0.05s拍摄的，选项BD错误；
C．若最高点的球刚释放时，则最高处2球之间的距离为
根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，各个球之间的距离之比为1：
3：
5：
7……，则各个球之间的距离分别为2cm，6cm，10cm，14cm，18cm…….，因为O点与斜面底端距离为35cm，而前5个球之间的距离之和为32cm，斜面上最多有5个球，选项C正确。
故选C。
14.光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。
为了简化问题，将激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动；激光照射到物体上，会对物体产生力的作用，光镊效应就是一个实例，如图（甲）所示。
一相互平行、越靠近光速中心光强越强的激光束，经凸透镜后会聚于O点。
现有一透明介质小球，球心O＇偏离了O点，但O＇仍于激光束的中心，如图（乙）所示。
小球的折射率大于周围介质的折射率，若不考虑光的反射和吸收，光对小球的作用力可通过光的折射和动量守恒来分析。
取O为坐标原点，向右为x轴正方向、向下为y轴正方向，小球受到作用力的方向为（ ）
A.沿x正向B.沿y正向C.沿x负向D.沿y负向
【答案】B
【解析】
【详解】小球的折射率大于周围介质的折射率，则光在小球中的速度v2小于在周围介质中的速度v1，入射光线和折射光线的方向如图，由动量定理可知：
△v的方向即为小球对光束作用力的方向；
对所有
光束而言，水平方向上的作用力合力为零，则竖直方向小球对光束的作用力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，小球受到光束的作用力方向竖直向下，沿y轴正向。
故选B。
第二部分 非选择题（共58分）
15.用如图所示的多用电表测量定值电阻。
（1）待测电阻的阻值约为20Ω，测量步骤如下：
①调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准________（选填“直流电流、电压”或“电阻”）“0”刻线。
②将选择开关转到电阻挡的___________（选填“×1”、“×10”或“×100”）的位置。
③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。
④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。
（2）测量后需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右
电阻。
在红黑表笔接触这个电阻两端之前，请从下列选项中挑出必要的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．调节定位指针螺丝，使多用电表指针对准“0”刻线
B．将红黑表笔接触
C．把选择开关旋转到“×1k”位置
D．把选择开关旋转到“×100”位置
E．调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0”刻线
【答案】
（1）.直流电流、电压
（2）.×1（3）.0刻线（4）.DBE
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]．调节指针定位螺丝，进行机械调零，使多用电表指针对准直流电流、电压“0”刻线。
②[2]．因待测电阻约为20Ω，则将选择开关转到电阻挡的“×1”的位置。
③[3]．将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的“0刻线”。
（2）[4]．测量后要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻，则需先将选择开关旋转到“×100”位置，然后两表笔短接调零，使电表指针对准电阻的“0”刻线。
故为DBE。
16.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。
已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图（甲）所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图（乙）所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm；
（2）波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示）；
（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”、“不变”或“变小”）；
（4）图为上述实验装置示意图。
S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。
若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹_________
A．向上移动B．向下移动C．间距变大D．间距变小
【答案】
（1）.13.870
（2）.2.310（3）.
（4）.变小（5）.A
【解析】
【详解】
（1）[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm×32.0=2.320mm；
图乙读数13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm；
则条纹间距
（2）[3]．根据
可得波长的表达式
（3）[4]．若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由
可知，得到的干涉条纹间距将变小；
（4）[5]．若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，由
可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误。
故选A。
17.如图所示，半径R=0.5m的光滑半圆环轨道固定在竖直平面内，半圆环与光滑水平地面相切于圆环最低端点A．质量m=1kg的小球以初速度v0=5m/s从A点冲上竖直圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点，g取10m/s2，不计空气阻力。
（1）求小球运动到轨道末端B点时的速度vB；
（2）求A、C两点间的距离x；
（3）若小球以不同的初速度冲上竖直圆环，并沿轨道运动到B点飞出，落在水平地面上。
求小球落点与A点间的最小距离xmin。
【答案】
（1）
；
（2）x=1m；（3）1m
【解析】
【详解】
（1）由机械能守恒定律得
解得
（2）由平抛规律得
x=v0t
解得
x=1m
（3）设小球运动到B点半圆环轨道对小球的压力为FN。
圆周运动向心力
得当FN=0时，小球运动到轨道末端B点时的速度最小
由
（2）的计算可知，最小距离
xmin=x=1m
18.一台直流电动机所加电压U=110V，通过的电流I=5.0A。
若该电机在10s内把一个质量M=50kg的物体匀速提升了9.0m，不计摩擦及空气阻力，取重力加速度g=10m/s2求：
（1）电动机的输入功率P；
（2）在提升重物的10s内电动机线圈产生的热量Q；
（3）电动机线圈的电阻R。
【答案】
（1）550W；
（2）1000J；（3）4Ω
【解析】
【详解】
（1）电动机的输入功率
P=UI
解得
P=550W
（2）由能量守恒定律知
Q=Pt-Mgh
解得
Q=1000J
（3）由焦耳定律
Q=I2Rt
解得
R=4Ω
19.冲击摆可以测量子弹的速度大小。
如图所示，长度为l的细绳悬挂质量为M的沙箱，质量为m的子弹沿水平方向射入沙箱并留在沙箱中。
测出沙箱偏离平衡位置的最大角度为α。
沙箱摆动过程中未发生转动。
（1）自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，忽略沙箱的微小偏离。
求：
①子弹射入沙箱后的共同速度大小v；
②子弹射入沙箱前的速度大小v0；
（2）自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，沙箱已经有微小偏离。
子弹入射沙箱的过程是否可以认为是水平方向动量守恒？
并简要说明理由。
【答案】
（1）①
；②
；
（2）守恒，理由见解析
【解析】
【详解】
（1）①在子弹与沙箱共速至沙箱偏离平衡位置的角度为α过程中，由机械能守恒定律得：
解得
②由水平方向动量守恒得：
解得
（2）可以认为水平方向动量守恒；
自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，由于沙箱偏离平衡位置的距离很小，受到细绳拉力在水平方向的分力远小于子弹与沙箱的内力，因此子弹入射沙箱的过程可以认为是水平方向动量守恒。
20.宏观规律是由微观机制所决定的。
从微观角度看，在没有外电场的作用下，导线中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则地热运动，它们朝任何方向运动的概率是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为0，宏观上不形成电流。
如果导线中加了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：
自由电子在电场的驱动下开始定向移动，然后与导线内不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导线方向的定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。
（1）在一段长为L、横截面积为S的长直导线两端加上电压U。
已知单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，电子质量为m，连续两次碰撞的时间间隔为t。
仅在自由电子和金属离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用。
①求自由电子定向移动时的加速度大小a；
②求在时间间隔t内自由电子定向速度的平均值
；
③推导电阻R的微观表达式。
（2）请根据电阻的微观机制猜想影响金属电阻率的因素有哪些，并说明理由。
【答案】
（1）①
；②
；③
；
（2）温度，热运动速度变化，材料有关等，理由见解析
【解析】
【详解】
（1）①自由电子定向移动时的加速度大小
②自由电子在连续两次碰撞的时间间隔t内做匀变速直线运动，设第二次碰撞前的速度为v，则
，
解得
③t时间内通过导线横截面积的电荷量为
则电流
电阻
解得
（2）由电阻定律得
解得
猜想：
电阻率与导体的温度有关；
理由：
导体的温度变化会导致导体内自由电子的热运动速度变化，从而使自由电子连续两次碰撞的时间间隔t发生变化，因此电阻率与导体的温度有关。
（其他合理猜想和理由均可，例如电阻率与导体的材料有关。
）
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