北京市海淀区2020届高三物理5月期末练习（二模）试题

北京市海淀区2020届高三物理5月期末练习（二模）试题

北京市海淀区2020届高三物理5月期末练习（二模）试题 ‎ 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 ‎0‎ ‎10‎ y/cm x/m ‎2‎ ‎4‎ 图1‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎-10‎ P ‎0‎ ‎10‎ y/cm t/s ‎2‎ ‎4‎ 图2‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎-10‎ ‎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q（0º ≤q ‎ <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q 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 图2‎ 图1‎ 电容 电源 ‎ ‎ 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 图1‎ 图2‎ 汞蒸汽 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_________W。‎ O M P N m1‎ 图1‎ m2‎ S ‎55 56 ‎ 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。‎ 滑块B 左侧光电门 右侧光电门 滑块A 遮光片 图3‎ 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＝0.10 m，导轨长s＝5.0 m，炮弹质量m＝0.030 kg。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＝2.0 T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v＝2.0×103 m/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。‎ v0‎ v 图1‎ ‎（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。‎ F x 图2‎ A ‎－kA O ‎（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。‎ A B 图1‎ v0‎ ‎（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。‎ 界面 φ1‎ φ2‎ 法线 θ1‎ 图2‎ v1‎ z 法线 O ‎（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 2020.5‎ 第一部分（共48分，每小题6分）‎ ‎13. C 14.A 15.D 16.C 17.D 18.B 19.D 20.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 m1Dv1 = - m2Dv2 （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＝4.0×105 m/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＝1.2×104 N （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＝6.0×104 A （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）‎ 界面 φ1‎ φ2‎ 法线 θ1‎ 答图1‎ v1‎ z 法线 O