2020届北京市大兴区高三（下）一模物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

下列说法正确的是（　　）

A.是衰变方程 B.是衰变方程

C.是核聚变反应方程 D.是核裂变反应方程

2. 难度：中等

a、b两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如图所示。则关于a、b两束光，下列说法正确的是（　　）

A.介质对a光的折射率小于b光

B.a光在介质中的速度小于b光

C.a光在真空中的波长小于b光

D.光从介质射向空气时，a光的临界角小于b光

3. 难度：简单

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.3s时刻第一次出现图中虚线所示的波形，则

A．质点P的运动方向向右

B．这列波的周期为1.2s

C．这列波的波长为12m

D．这列波的传播速度为60m/s

4. 难度：中等

如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中把柱塞向下缓慢按压使气柱体积变小（保持空气柱质量和温度不变），若玻璃管中封闭的气体可视为理想气体，对于这个过程下列分析正确的是（　　）

A.对管壁单位面积的平均作用力增大 B.分子间平均距离增大

C.分子平均动能增大 D.气体从外界吸收热量，内能增大

5. 难度：简单

我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（　　）

A. 周期

B. 角速度

C. 线速度

D. 向心加速度

6. 难度：中等

1831年8月29日，法拉第经历近十年的研究终于在一次实验中发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于电磁感应现象的实验，并把它们总结成五类情况，请结合你学习电磁感应知识判断以下哪个选项不属于这五类现象（　　）

A.恒定的电流 B.变化的磁场

C.运动的磁铁 D.在磁场中运动的导体

7. 难度：中等

如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为，副线圈所在电路中接有电灯L、电阻R、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，电灯额定功率为44W，电阻阻值为22Ω，电灯以额定功率正常工作。则（　　）

A.电压表示数为62.5V B.电流表示数为2A

C.通过保险丝的电流为15A D.电阻消耗功率为88W

8. 难度：中等

雨滴在空气中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴运动的速度v随时间t的变化关系如图所示，经过时间t₁，速度达到v₁，经过时间t₂（t₂=2t₁），速度达到v_m，此后雨滴以速度v_m做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）

A.在0~t₁时间内，雨滴运动的加速度逐渐增大

B.在0~t₁时间内，雨滴受到的阻力逐渐增大

C.在0~t₁与t₁~t₂两段时间内重力对雨滴做的功相等

D.在0~t₁与t₁~t₂两段时间内雨滴所受重力的冲量不相等

9. 难度：中等

如图所示为伽利略斜面实验的频闪照片。小球沿左侧斜面从静止状态开始向下运动，将冲上右侧的斜面。减小右侧斜面的倾角，如图中1、2所示，球达到同一高度时就会运动的更远。右侧斜面放平，球的运动如图中3所示。若小球释放高度固定，在斜面上可视为匀变速直线运动，下列分析中正确的是（　　）

A.小球在右侧斜面1和2向上运动时所受合外力方向相同

B.小球在斜面1上运动的加速度小于在斜面2上运动的加速度

C.在斜面1合外力对小球做的功等于在斜面2上合外力对小球做的功

D.因为在水平面上小球只受到向前的冲力，所以小球在平面3上运动的更远

10. 难度：中等

在匀强磁场中有一带正电的粒子甲做匀速圆周运动，当它运动到M点时，突然向与原运动相反的方向放出一个不带电的粒子乙，形成一个新的粒子丙。如图所示，用实线表示粒子甲运动的轨迹，虚线表示粒子丙运动的轨迹。若不计粒子所受重力及空气阻力的影响，则粒子甲和粒子丙运动的轨迹可能是

A.     B.     C.     D.

11. 难度：中等

如图（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。下列说法正确的是（　　）

A.图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大

B.从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是

C.当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变

D.当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最大，ab边感应电流方向为a→b

12. 难度：中等

如图所示ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷Q₁固定在A点。先将一电荷量也为+q的点电荷Q₂从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为－W。再将Q₂从C点沿CB移到B点。下列说法正确的是（　　）

A.+q从无穷远处移到C点的过程中，电势能减少了W

B.+q在移到B点后的电势能为W

C.Q₂在C点的电势为

D.+q从C点移到B点的过程中，所受电场力做负功

13. 难度：中等

如图所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R（R视为质点）。现将玻璃管轴线与竖直方向y轴重合，在小圆柱体R上升刚好到达匀速时的起点位置记为坐标原点O，同时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动（不影响小柱体竖直方向的运动）。小圆柱体R依次经过平行横轴的三条水平线上的A、B、C位置，在OA、AB、BC 三个过程中沿y轴方向的高度均相等，则小柱体在OA、AB、BC三个过程中，则下面结论中正确的是（　　）

A.水平位移的大小之比为1:4:9

B.动能增量之比为1:2:3

C.机械能的变化量1:1:1

D.合外力的冲量大小之比1:1:1

14. 难度：中等

根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO′以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　）

A.该“力”对水面上小水滴做功与路径有关

B.小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变

C.小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量

D.小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力大小不变

二、实验题

15. 难度：中等

张老师在“探究楞次定律”的实验中，如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中图甲是将一节旧电池和电流计通过开关连接，通过试触操作，其实验目的是__________；完成图甲实验操作后，把电流计与螺线管B连接，将图丙中的螺线管A插入图乙中的螺线管B中，闭合电键K的瞬间，图乙中电流计的指针向右偏转，保持电键闭合状态，再观察图乙中电流计指针_________（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后将图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，观察图乙中电流计指针____（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。

16. 难度：简单

（1）如下图所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象：

①图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_______________．

②下述现象中能够观察到的是：（  ）

A．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽

B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

D．去掉滤光片后，干涉现象消失

17. 难度：中等

某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”。实验中砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M。

(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是_______。

A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

(2)图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz。该同学计划利用v—t图像计算小车的加速度。首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为_____cm，依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为_______m/s，同理可计算出A、B、C、E、F各点小车的速度，描绘出小车的v—t图像，由图线可得出小车的加速度大小。

(3)利用控制变量法多次测量，总结得出：当物体质量相同时，加速度跟物体所受合外力成正比；当____________________。

(4)综合上述实验结论，如何得出牛顿第二定律？（简述得出过程）_______。

三、解答题

18. 难度：中等

汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B，两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5m，已知B车的质量为1.5×10³kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.1，在碰撞后车轮均没有滚动，可近似认为做匀变速直线运动，重力加速度大小g=10m/s²，求：

(1)碰撞后B车运动过程中加速度的大小和方向；

(2)碰撞后的瞬间B车速度的大小；

(3)经查阅车辆的碰撞时间约为0.03s，请以此数据可求出碰撞过程中B车所受的平均作用力。

19. 难度：困难

图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图。整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为4.0m，圆弧轨道BC的半径为1.8m，圆心O恰在水面处。一质量为60kg的游客（视为质点）可从轨道AB上任意位置滑下，不计空气阻力，重力加速度大小g=10m/s²。

(1)若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点，，求游客滑到B点时的速度大小及运动过程AB段轨道摩擦力对游客所做的功W_f；

(2)若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，后受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道，以水面为重力势能零点，证明：游客到达P点时的重力势能是其动能的2倍。

20. 难度：中等

物理学中将带电粒子的电荷量与其质量之比称为比荷，根据某带电粒子在电场和磁场中受力及运动情况，可以得出它的比荷。如图是阴极射线管，左端正负极接高压电源可从阴极K水平向右发射带电粒子束（也叫阴极射线），当图中金属板D₁、D₂之间未加电场时，粒子束不偏转，最终运动到屏上P₁点。按图示方向在D₁、D₂之间施加电场E之后，粒子束发生偏转并运动到屏上P₂点。

(1)判断该粒子束的电性，简要说明理由。

(2)为了抵消阴极射线的偏转，使它沿水平方向直接运动到P₁，需要在两块金属板D₁、D₂之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场。若已知金属板D₁、D₂间距离d，两板间的电压U，磁场的磁感应强度B。

①请判断磁场的方向并求出阴极射线速度v的表达式。

②去掉D₁、D₂间的电场，阴极射线经N点（图中未画出）离开磁场打到在屏上P₃点。若已知P₃到N点水平距离为D，竖直距离为h，金属板D₁、D₂的板长为L，请推导出阴极射线中粒子的比荷的表达式。

21. 难度：困难

经典理论认为，氢原子核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做圆周运动。已知电子电荷量的大小为e，质量为m，静电力常量为k，取无穷远为电势能零点，系统的电势能可表示为，其中r为电子与氢原子核之间的距离。

(1)设电子在半径为r₁的圆轨道上运动：

①推导电子动能表达式；

②若将电子的运动等效成环形电流，推导等效电流的表达式；

(2)在玻尔的氢原子理论中，他认为电子的轨道是量子化的，这些轨道满足如下的量子化条件，其中n=1，2，3……称为轨道量子数，r_n为相应的轨道半径，v_n为电子在该轨道上做圆周运动的速度大小，h为普朗克常量。求：

①氢原子中电子的轨道量子数为n时，推导轨道的半径及电子在该轨道上运动时氢原子能量的表达式。

②假设氢原子甲的核外电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=3的氢原子乙吸收并使其电离，不考虑跃迁或电离前后原子核所受到的反冲，推导氢原子乙电离出的电子动能表达式。