北京市东城区高三4月综合练习（一模）物理试题

北京市东城区20172018学年高三下学期一模理综考试物理试题一、单项选择题（8小题）1.下列说法正确的是A.气体对外界做功，其内能一定减小B.气体从外界吸热，其内能一定增大C.温度越低，分子的平均动能越大D.温度越高，分子热运动越剧烈【答案】D【解析】根据热力学第一定律公式，气体对外界做功，其内能不一定减少，因为有可能气体从外界吸收的热量大于气体对外界做功，故A错误；根据热力学第一定律公式，气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，因为可能气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量，故B错误；温度是物体内部分子热运动平均动能的标志，故物体的温度越高，分子的平均动能越大，故C错误；分子热运动和温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，故D正确；故选D.2.下列属于光的衍射现象的是A.阳光照射到树叶上，在地面上形成圆形亮斑B.光照射细金属丝，在其后形成的阴影中有亮线C.在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹D.光照射到凸透镜上，在其后形成圆形亮斑【答案】B【解析】阳光照射到树叶上，在地面上形成圆形亮斑，属于小孔成像现象，故A错误。光照到细金属丝后，在其后面屏上的阴影中间亮线，是光传播到了“阴影”区域，属于光的衍射现象，故B正确。肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的。故C错误；太阳光经凸透镜后形成的亮斑，是由于光发生折射现象，故D错误。故选B.【点睛】绕过阻碍物继续传播的现象称为光的衍射；衍射条纹是明暗相同；阳光下茂密树荫中地面上的圆形亮斑属于光的直线传播，而经凸透镜后形成的亮斑是光的折射现象．3.下列核反应方程中，属于核聚变的是A.B.C.D.【答案】C4.已知月球到地球的距离约为地球半径的60倍，地球表面重力加速度为g，月球环绕地球圆周运动的速度为向心加速度为a，则a约为g的A.B.C.3600倍D.60倍【答案】A【解析】设地球半径为R，月球的向心加速度为a，由题意知月球向心力与月球在地面上的重力之比：，即，故选A.5.如图所示，MDN为在竖直面内由绝缘材料制成的光滑半圆形轨道，半径为R，最高点为M和N，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一电荷量为+q，质量为m的小球自N点无初速度滑下（始终未脱离轨道），下列说法中正确的是A.运动过程中小球受到的洛伦兹力大小不变B.小球滑到D点时，对轨道的压力大于mgC.小球滑到D点时，速度大小是D.小球滑到轨道左侧时，不会到达最高点M【答案】C【解析】小球受重力、支持力和洛伦兹力作用，重力做正功，支持力和洛伦兹力不做功，根据动能定理可知，在下落过程，速度大小增大，根据f=qBv，可知洛伦兹力的大小在变化，故A错误；小球运动到D点时，若受到的洛伦兹力的方向向上，在D点，由牛顿第二定律得：，解得：，小球对轨道的压力不一定大于mg，故B错误；从N点运动到D点的过程中只有重力做功，根据动能定理得：，解得：，故C正确；小球在整个运动过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，小球滑到轨道右侧时，可以到达轨道最高点M，故D错误；故选C.【点睛】洛伦兹力的方向指向圆心，不改变速度的大小，根据动能定理求出到达D点时的速度．根据牛顿第二定律，径向的合力提供向心力，求出轨道对小球的支持力．6.某装置的结构如图所示：在外壳的基板上固定一个螺栓，螺栓上有一顶端焊有钢球的弹簧，螺栓、弹簧、钢球及外壳都是电的良导体。在静止状态下，钢球和外壳呈断开状态不会导通，当受到冲击，钢球产生运动与外壳接通，便可触发执行电路（未画出），使报警器等元件开始工作。若此装置由静止从高处坠落，重力加速度用g表示，以下说法正确的是A.开始下落的瞬间，钢球的加速度为gB.开始下落的瞬间，外壳的加速度为gC.在执行电路被接通前，钢球的加速度方向可能向上D.在执行电路被接通前，外壳的加速度可能小于g【答案】D【解析】开始时整个装置处于静止状态，故对钢球分析可知，受向上弹簧的弹力和向下的重力作用，且互相平衡，故在开始下落瞬间弹簧没有发生变化，大小仍与重力的大小相等，故这一瞬间钢球的加速度为零；对外壳分析可知，受向下弹簧的弹力和向下的重力作用，故在下落瞬间外壳的加速度大于g，故AB错误；之后，小球向下做加速度不断增大的加速运动，外壳做加速度不断减小的加速运动，当弹簧回到原长之后，小球继续向下做加速度不断增大的加速运动，外壳向下做加速度不断减小的加速运动，当弹簧的弹力与外壳的重力相等时加速度为零，外壳达到最大速度，继续向下弹簧的弹力大于外壳的重力，此时外壳的加速度向上，做减速运动，直到钢球与外壳相撞，故在在执行电路被接通前，钢球的加速度方向一直向下，而外壳的加速度可能小球g，故C错误，D正确；故选D.7.如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花。下列说法正确的是A.产生电火花的回路只由导线与电池组成B.如导线端只向一个方向划动也能产生电火花C.锉刀采用什么材料制成对实验没有影响D.导线端划动的方向决定了自感电动势的方向【答案】B【解析】当导线头在锉刀上滑动时，导线所连接的电路时通时断，电流时有时无，产生变化的感应磁场，故产生电火花的回路由导线、电池和锉刀组成，滑动的方向对产生电火花没有影响，因为要与导线和电池组成一个回路，故锉刀应选用金属材料制成的，根据楞次定律可知，当导线中的电流增大时，自感电动势的产生的感应电流方向与原电流方向相反，当导线中的电流减小时，自感电动势的产生的感应电流方向与原电流方向相同，故自感电动势的方向与导线中电流的增大与减小有关，与导线端划动方向无关，故ACD错误，B正确；故选B.8.场致发射显微镜的构造如图所示：一根尖端直径约为100nm的针，位于真空玻璃球泡的中心，球的内表面涂有荧光材料导电膜，在膜与针之间加上如图所示的高电压，使针尖附近的电场高达，电子就被从针尖表面拉出并加速到达涂层，引起荧光材料发光。这样，在荧光屏上就看到了针尖的某种像（针尖表面的发射率图像），如分辨率足够高，还可以分辨出针尖端个别原子的位置。但由于电子波的衍射，会使像模糊影响分辨率。将电极方向互换，并在玻璃泡中充进氦气，则有氦离子产生打到荧光屏上，可使分辨率提高。以下判断正确的是A.氦原子变成氦离子是在导电膜附近发生的B.电子从针尖到导电膜做匀加速运动C.电子或氦离子的撞击使荧光材料的原子跃迁到了激发态D.分辨率提高是因为氦离子的德布罗意波长比电子的长【答案】C【解析】当无规则运动的氦原子与针尖上的钨原子碰撞时，由于氦原子失去电子成为正离子，故A错误；由图可知，该电场是非匀强电场，故电子做的不是匀加速运动，故B错误；当电子或氦离子以很大的速度撞击荧光材料时，电子或氦离子把一部分动能转移给了荧光材料的原子，从而从使其跃迁到了激发态，故C正确；在电场加速，根据动能定理有：，根据动能与动量的关系有:,根据德布罗意波长，联立得：，变换电极前后，两极的电压不变，而氦离子的质量、电量都大于电子的质量、电量，故氦离子的德布罗意波长比电子的小，故D错误；故选C.二、实验题（2小题）9.在“利用沙摆描绘振动图象”的实验中，将细沙倒在漏斗中，当细沙漏出的同时，让沙摆摆动起来，一段时间后，形成的长条形沙堆如图1所示：两边高且粗，中间低且细。①如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板（纸板上的虚线位于沙漏静止时的正下方），则一段时间后，形成如图2所示的曲线沙堆。分析可知，曲线沙堆在与虚线垂直距离__________（选填“近”或“远”）的位置低且细。②图3为图2中纸板上曲线沙堆的俯视图，沿沙摆振动方向建立x轴，沿方向建立t轴，就利用沙堆曲线得到了沙摆的振动图象。请说明为什么要匀速拉动下方纸板。____【答案】(1).近(2).当拉动木板的速度恒定时，木板的位移与时间成正比，这样建立的t轴才可以代表时间【解析】（1）沙摆在摆动的过程中，经过平衡位置速度最大，最大位移处速度为0，所以中间经过的时间少，沙少，两侧经历的时间多，沙多，故曲线沙堆在与虚线垂直距离近的位置低且细。（2）当拉动木板的速度恒定时，木板的位移与时间成正比，这样建立的t轴才可以代表时间.10.用如图所示的装置验证牛顿第二定律。①除了图中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____（选填正确选项的字母）。A.秒表B.天平（含砝码）C.弹簧测力计D.刻度尺②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及砂的总质量小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)④实验中打出的一条纸带的一部分如图５所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度=__________m/s。多测几个点的速度做出vt图像，就可以算出小车的加速度。⑤为研究加速度和力的关系，要保证_______的总质量不变，改变砂桶内砂的质量，重复做几次实验，通过实验数据来研究加速度和力的关系。⑥在研究加速度与质量的关系时，要保证的砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足第③问中的条件，由实验数据作出a和的图线，则图线应如下图中的_____所示（选填正确选项的字母）。A.B.C.D.【答案】(1).BD(2).匀速(3).远小于(4).0.43—0.45(5).小车(6).C【解析】（1）本实验目的是探究加速度与力、质量关系，用砂桶的重力代表小车受到的合外力，需要用天平测砂桶和小车的质量，故B正确；打点计时器的工作频率为50Hz，周期为0.02s，可以计时，不需要秒表，故A错误；托盘和砝码的重力提供拉力，不需要弹簧测力计，故C错误打点计时器打下纸带，需用刻度尺测量距离，以求加速度和瞬时速度，故D正确，故选BD.（2）在验证牛顿第二定律时小车需平衡摩擦力，直到小车在木板上做匀速运动；（3）砂桶和小车一起运动，根据牛顿第二定律，对砂桶：，对小车：，可得小车受到的拉力，本实验用砂桶的重力代表小车受到的拉力，由，可知；只有时，才有，所以满足的条件为砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量.（4）因相邻计数点之间还有4个点没有标出，故相邻计数点的时间为T=0.1s，根据平均速度的推论得，B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则有：.（5）为研究加速度和力的关系，要保证小车的质量不变；（6）砂桶和小车一起运动，根据牛顿第二定律，对砂桶：，对小车：，联立得：，而砂和砂桶的质量m不变，由此可知是一条通过原点的直线，故选C.三、计算题（3小题）11.如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在t=0至时间内，求：（1）电阻R中电流的方向；（2）感应电动势的大小E；（3）a、b两点间的电势差。【答案】（1）电流方向由a到b（2）（3）【解析】（1）由乙图可知，磁场向里增大，根据楞次定律，可知电流方向由a到b（2）根据法拉第电磁感应定律：，其中，代入得到：（3）根据闭合回路欧姆定律：，及，R=2r可得：12.两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上，a长为，b长为。（1）若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，求：①a、b两导线内电场强度大小之比；②a、b两导线横截面积之比。（2）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示。①请建立微观模型，利用电流的定义推导：；②从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式。（解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明）【答案】（1）①②（2）①见解析②见解析【解析】（1）①根据，由图像知：，代入可得，同理根据，由已知代入可得：②因为两导线串联，所以电流，由欧姆定律，电阻定律将，长度分别为和代入可得：（2）①在直导线内任选一个横截面S，在时间内以S为底，为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知：，其中代入可得：②（猜想：j与E成正比）设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则电流密度的定义为，将代入，得导线的电阻联立可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：13.如图所示为雨滴从高空下落过程中空气阻力f随雨滴速度v变化的大致情况，其中图线①、②分别对应半径不同的雨滴。（1）请利用图线分析并说明雨滴下落过程中加速度和速度随时间变化的大致情况。（2）已知图中直线的斜率值，其中，r为雨滴的半径。（雨滴的密度取）请比较①、②图线所示的两个雨滴下落的最终速度；请计算半径r=5mm的雨滴下落的最终速度。（3）已知一滴雨珠的重力可达蚊子体重的50倍之多，但是下雨时蚊子却可以在“雨中漫步”。为研究蚊子不会被雨滴砸死的诀窍，科学家用高速相机以每秒4000帧的速度拍摄，记录雨滴击中蚊子时二者相互作用的每一个动作，归纳并计算出蚊子与雨滴遭遇瞬间的作用力及其随雨滴向下移动的距离。针对雨滴下落时正中蚊子的情况，研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是与雨滴融为一体，顺应雨滴的趋势落下，随后迅速侧向微调与雨滴分离。现对比两种情况：①蚊子在空中被雨滴砸中；②蚊子栖息于地面时被雨滴砸中，请建立理想模型，通过计算比较两种情况下雨滴击中时的冲击对蚊子的伤害。（解题过程中需要用到的物理量，要在解题时作必要的说明）【答案】（1）见解析（2）见解析（3）见解析【解析】（1）雨滴下落过程中受到重力mg和空气阻力f的作用，加速度方向向下由牛顿第二定律知加速度大小题中给出的fv图像表明，当下落速度v增大时，阻力f随之增大由上式可知加速度a随之减小由于加速度与速度方向相同，所以速度是增大的，只是增加得越来越慢当重力mg和空气阻力f相等时，雨滴以最大速度做匀速运动。（2）当mg=f时，雨滴达到最终速度，将雨滴的质量，阻力代入可得①。a．①式说明，雨滴的半径r越大，最终速越大，由f