平谷区高三物理质量监控试题和答案.docx
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平谷区高三物理质量监控试题和答案
平谷区2019—2020学年度第二学期高三年级质量监控
物理试卷
2020.3
注意事项:
1.本试卷共8页,包括两部分,满分100分,考试时间90分钟。
2.在答题卡上准确填写学校名称、班级、姓名和考号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题用2B铅笔作答,其他题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束后,请将答题卡交回。
第一部分选择题(共42分)
一、单项选择题(本题共14小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。
每小题3分,共42分)
1.核反应方程
+
→
+
+3
表示中子轰击
原子核可能发生的一种核反应,该核反应中质量亏损了Δm。
关于这个核反应,下列说法中正确的是
A.该反应属于核聚变B.
中的X为33
C.
中含有56个中子D.该核反应释放出的核能为Δmc2
2.下列说法中正确的是
A.布朗运动是指液体分子的无规则运动
B.物体对外做功,其内能一定减小
C.两分子间距离减小,分子间的引力和斥力都增大
D.用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力,说明气体分子间存在斥力
3.一束由a、b两种单色光组成的复色光射向玻璃制成的三棱镜,通过三棱镜的传播情况如图所示。
关于a、b两种单色光,下列说法正确的是
A.玻璃对a色光的折射率大于对b色光的折射率
B.a色光的光子能量小于b色光的光子能量
C.a色光在玻璃中的传播速度比b色光小
D.a色光发生全反射的临界角比b色光小
4.如图所示,一个钢球放在倾角为30°的固定斜面上,用一竖直的挡板挡住,处于静止状态。
各个接触面均光滑。
关于球的重力大小G、球对斜面的压力大小FN1、球对挡板的压力大小FN2间的关系,正确的是
A.FN1>G
B.FN2>G
C.FN2=G
D.FN1 图甲图乙 5.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图甲中质点Q运动到负向最大位移处时,质点P刚好经过平衡位置。 图乙为质点P从此时刻开始的振动图像。 下列判断正确的是 A.该波的波速为40m/s B.质点P的振幅为0 C.该波沿x轴负方向传播 D.Q质点在0.1s时的速度最大 6.2019年11月23日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第五十、五十一颗北斗导航卫星。 如图所示的a、b、c为中国北斗卫星导航系统中的三颗轨道为圆的卫星。 a是地球同步卫星,b是轨道半径与卫星a相同的卫星,c是轨道半径介于近地卫星和同步卫星之间的卫星。 下列关于这些北斗导航卫星的说法,正确的是 A.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 B.卫星a的向心加速度大于卫星c的向心加速度 C.卫星b可以长期“悬停”于北京正上空 D.卫星b的运行周期与地球的自转周期相同 7.在如图所示的理想变压器供电线路中,原线圈接在有效值恒定的交流电源上,副线圈接有两个灯泡,电流表、电压表均为理想电表。 开关S原来是断开的,现将开关S闭合,则 A.A1的示数增大,A2的示数增大 B.A1的示数不变,A2的示数增大 C.V1的示数减小,V2的示数减小 D.V1的示数不变,V2的示数减小 8.一定质量的理想气体由状态A沿平行T轴的直线变化到状态B,然后沿过原点的直线由状态B变化到状态C,P–T图像如图所示。 关于该理想气体在状态A、状态B和状态C时的体积VA、VB、VC的关系正确的是 A.VA=VB=VC B.VA C.VA>VB>VC D.VA 9.在如图所示电路中,电源内阻不可忽略。 开关S闭合后,在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中 A.电压表的示数增大,电流表的示数减小 B.电容器C所带电荷量减小 C.R1的电功率增大 D.电源的输出功率一定增大 10.木箱内的地板上放置一个5kg的物体,钢绳吊着木箱静止在某一高度处。 从计时时刻开始钢绳拉着木箱向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为4m/s2,至第3s末钢绳突然断裂,此后木箱先向上做匀减速运动,到达最高点后开始竖直下落,7s末落至地面。 木箱在空中运动的过程中地板始终保持水平,重力加速度取10m/s2。 下列说法正确的是 A.第2秒末物体的重力增大到70N B.第4秒末物体对木箱地板的压力为70N C.第4秒末物体对木箱地板的压力为50N D.第6秒末物体对木箱地板的压力为0 图甲图乙 11.如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。 一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的动能Ek随其坐标x变化的关系如图乙所示。 则下列说法中正确的是 A.A点的电场强度小于B点的电场强度 B.A点的电场强度等于B点的电场强度 C.A点的电势高于B点的电势 D.电子由A点运动到B点的过程中电势能的改变量ΔEp=EkB-EkA 12.2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布,有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家MichelMayor和DidierQueloz,以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。 由于行星自身不发光,所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星,天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星,视向速度法是目前为止发现最多系外行星的方法。 行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动,在地球上用望远镜就有可能看到行星引力对于恒星的影响。 在视线方向上,恒星受行星引力作用,时而远离时而靠近我们,这种细微的摇摆反应在光谱上,就会造成恒星光谱不断地红移和蓝移。 我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法。 结合以上信息,下列说法正确的是 A.在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中,恒星和行星做圆周运动的线速度大小一定相等 B.在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中,由于恒星质量大,转动半径小,所以恒星做圆周运动的周期比行星的周期小 C.若某恒星在靠近我们,该恒星发出光的频率将变高,因此接收到的频率就会变高,即恒星光谱会出现蓝移 D.若某恒星在远离我们,该恒星发出光的频率不变,但我们接收到的频率会比它发出时的频率低,即恒星光谱会出现红移 13.如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。 实验中分别用最大阻值是5Ω、50Ω、500Ω的三种滑动变阻器做限流电阻。 当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别作出电流表读数I随 ( 指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值)变化的关系曲线a、b、c,如图乙所示。 则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是 A.最大阻值为5Ω的滑动变阻器;图线a对应的滑动变阻器 B.最大阻值为50Ω的滑动变阻器;图线b对应的滑动变阻器 C.最大阻值为500Ω的滑动变阻器;图线b对应的滑动变阻器 D.最大阻值为500Ω的滑动变阻器;图线c对应的滑动变阻器 14.有人做过这样一个实验: 将一锡块和一个磁性很强的小永久磁铁叠放在一起,放入一个浅平的塑料容器中。 往塑料容器中倒入液态氮,降低温度,使锡出现超导性。 这时可以看到,小磁铁竟然离开锡块表面,飘然升起,与锡块保持一定距离后,便悬空不动了。 产生该现象的原因是: 磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外,即超导体内部没有磁通量(迈斯纳效应)。 如果外界有一个磁场要通过超导体内部,那么在磁场作用下,超导体表面就会产生一个无损耗感应电流。 这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等、方向相反,这就形成了一个斥力。 当磁铁受到的向上的斥力大小刚好等于它重力大小的时候,磁铁就可以悬浮在空中。 根据以上材料可知 A.超导体处在恒定的磁场中时它的表面不会产生感应电流 B.超导体处在均匀变化的磁场中时它的表面将产生恒定的感应电流 C.将磁铁靠近超导体,超导体表面的感应电流增大,超导体和磁铁间的斥力就会增大 D.将悬空在超导体上面的磁铁翻转180º,超导体和磁铁间的作用力将变成引力 第二部分非选择题(共58分) 二、填空题(本题共2小题,共18分) 图甲 (1)图甲 (2) 15.(8分)某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)首先按图甲 (1)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲 (2)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转。 进行上述实验的目的是________。 图乙 A.检查电流计测量电路的电流是否准确 B.检查干电池是否为新电池 C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。 (2)接下来用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。 某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向。 (3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,请帮助该小组的同学完成(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。 实验记录表(部分) 操作 N极朝下插入螺线管 从上往下看的平面图(B0表示原磁场,即磁铁产生的磁场) 原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加 感应电流的方向 沿逆时针方向 感应电流的磁场B′的方向 (4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识。 结合以上实验,有同学认为,理解楞次定律,关键在于抓住________(选填“B0”或“B′”)总是要阻碍________(选填“B0”或“B′”)磁通量的变化。 16.(10分)研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电门传感器。 (1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打点计时器使用交流电源的频率是50Hz,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。 ①打点计时器的打点周期是________s。 ②图甲为某次实验打出的一条纸带,其中1、2、3、4为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点迹)。 根据 图中标出的数据可知,打点计时器在打出计数点3时 小车的速度大小为________m/s,小车做匀加速直线运动的加速度大小为________m/s2。 图甲图乙 (2)另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。 滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。 滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015s,通过第二个光电门的时间为0.010s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250s。 则滑块的加速度大小为________m/s2,若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。 三、计算题(本题共4小题,共40分) 17.(8分) 如图所示,虚线MN的右侧空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场,一质量为m的带电粒子以速度v垂直电场和磁场方向从O点射入场中,恰好沿纸面做匀速直线运动。 已知匀强磁场的磁感应强度为B,粒子的电荷量为+q,不计粒子的重力。 (1)求匀强电场的电场强度E。 (2)当粒子运动到某点时撤去电场,如图乙所示,粒子将在磁场中做匀速圆周运动。 求: a.带电粒子在磁场中运动的轨道半径R; b.带电粒子在磁场中运动的周期T。 18.(10分) 如图所示,半径R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切,AB间的距离x=3.6m。 质量m2=0.15kg的小滑块2放在半圆形轨道的最低点B处,另一质量为m1=0.25kg的小滑块1,从A点以v0=10m/s的初速度在水平面上滑行,到达B处两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。 已知滑块1与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。 重力加速度g取10m/s²。 两滑块均可视为质点。 求: (1)滑块1与滑块2碰撞前瞬间的速度大小v1; (2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE; (3)在半圆形轨道的最高点C处,轨道对两滑块的作用力大小FN。 19.(10分) 研究比较复杂的运动时,可以把一个运动分解为两个或几个比较简单的运动,从而使问题变得容易解决。 图丙 (1)如图,一束质量为m,电荷量为q的粒子,以初速度v0沿垂直于电场方向射入两块水平放置的平行金属板中央,受到偏转电压U的作用后离开电场,已知平行板长为L,两板间距离为d,不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力.试求: a.粒子在电场中的运动时间t; b.粒子从偏转电场射出时的侧移量y。 (2)深刻理解运动的合成和分解的思想,可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题。 小船在流动的河水中行驶时,如图乙所示。 假设河水静止,小船在发动机的推动下沿OA方向运动,经时间t运动至对岸A处,位移为x1;若小船发动机关闭,小船在水流的冲击作用下从O点沿河岸运动,经相同时间t运动至下游B处,位移为x2。 小船在流动的河水中,从O点出发,船头朝向OA方向开动发动机行驶时,小船同时参与了上述两种运动,实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和,即此时小船将到达对岸C处。 请运用以上思想,分析下述问题: 弓箭手用弓箭射击斜上方某位置处的一个小球,如图丙所示。 弓箭手用箭瞄准小球后,以初速度v0将箭射出,同时将小球由静止释放。 箭射出时箭头与小球间的距离为L,空气阻力不计。 请分析说明箭能否射中小球,若能射中,求小球下落多高时被射中;若不能射中,求小球落地前与箭头的最近距离。 20.(12分) 在电磁感应现象中,感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。 产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”,在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。 (1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。 设匀强磁场的磁感应强度为B,金属棒ab的长度为L,在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。 此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。 设电子的电荷量为e,求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。 甲乙丙丁 (2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场,该电场为涡旋电场,其电场线是一系列同心圆,单个圆上的电场强度大小处处相等,如图乙所示。 在某均匀变化的磁场中,将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。 从圆环的两端点a、b引出两根导线,与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来,如图丙所示。 金属圆环的电阻为R0,圆环两端点a、b间的距离可忽略不计,除金属圆环外其他部分均在磁场外。 此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。 若电路中电流表显示的示数为I,电子的电荷量为e,求: a.金属环中感应电动势E感大小; b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。 (3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。 在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。 电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。 轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。 杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块,最初细绳处于伸直状态(细绳足够长)。 闭合电键S后,杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。 由于杆ab切割磁感线,因而产生感应电动势E′,且E′同电路中的电流方向相反,称为反电动势,这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E′之差。 a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化,并求杆的最终速度vm; b.当电路中的电流为I时,请证明电源的电能转化为机械能的功率为E′I。 平谷区2019—2020学年度第二学期高三年级质量监控 物理试题答案 第一部分选择题(共42分) 一、单项选择题(本题共14小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。 每小题3分,共42分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D C B A C D A B A D B D C C 第二部分非选择题(共58分) 二、填空题(本题共2小题,共18分) 15. (1)C【2分】 (2)顺时针【2分】(3)垂直纸面向外【2分】 (4)B′,B0【2分,每空1分】 16. (1)①0.02【2分】②0.53,1.4【4分,每空2分】 (2)4.0,偏小【4分,每空2分】 三、计算题(本题共4小题,共40分,以下各道小题,除参考答案之外的其他正确解法也给分) 17.(8分) (1)粒子的受力示意图如图所示 根据物体的平衡条件qvB=qE【2分】 得E=vB【1分】 (2)粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力, 由牛顿运动定律 【2分】 得 【1分】 (3)粒子在磁场中运动的周期 【1分】 得 【1分】 18.(10分) (1)滑块1从A运动到B, 根据动能定理-μm1gx= 【2分】 得v1=8m/s【1分】 (2)设两滑块碰后的共同速度为v, 根据动量守恒定律m1v1=(m1+m2)v【1分】 得v=5m/s 根据能量守恒定律 【1分】 得ΔE=3J【1分】 (3)设两滑块到达最高点C处时的速度为vC, 根据机械能守恒定律 (m1+m2)v2= (m1+m2) +(m1+m2)g×2R【2分】 得vC=3m/s 两滑块在C点的受力示意图如图所示 根据牛顿第二定律FN+(m1+m2)g=(m1+m2) 【1分】 得 FN=5N【1分】 19.(10分) (1)a.沿垂直电场方向粒子不受外力,做匀速直线运动 【1分】 b.粒子在偏转电场中运动的加速度 【1分】 根据运动学公式 【1分】 得 【1分】 (2)箭能够射中小球【1分】。 答图1 如答图1所示。 箭射出后,若不受重力,将沿初速度方向做匀速直线运动,经时间t从P运动至小球初始位置D处,位移为x1=L;脱离弓后,若箭的初速度为零,将沿竖直方向做自由落体运动,经相同时间t从P运动至E,位移为x2;箭射出后的实际运动,同时参与了上述两种运动,实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和(遵循平行四边形定则),即此时箭将到达F处。 小球由静止释放后做自由落体运动,经相同时间t运动的位移与箭在竖直方向的分位移x2相同,即小球与箭同时到达F处,能够射中小球。 【2分】 若不受重力,箭从P运动至小球初始位置D处的时间 【1分】 射中时小球下落的高度h= gt2【1分】 解得h= 【1分】 20.(12分) (1)金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1=evB【1分】 棒方向的分力f1做的功W1=f1L【1分】 得W1=evBL【1分】 (2)a.金属环中感应电动势E感=I(R0+R)【1分】 b.金属环中的电子从a沿环运动到b的过程中,感生电场力F做的功 WF=F•2πr【1分】 由电动势的定义式 【1分】 得 【1分】 (3)a.杆ab在加速的过程中,杆切割磁感线的速度v增大。 杆切割磁感线产生的感应电动势E′=BLv,故E′增大, 由 可知,电路中的电流I减小, 杆所受安培力F=BIL故F减小。 【1分】 设细绳的拉力为T,杆的质量为m0,根据牛顿第二定律F-T=m0a 物块以相同的加速度大小向上做加速运动,根据牛顿第二定律T-mg=ma 得F-mg=(m+m0)a F减小,杆的加速度a减小,当F=mg时,a为零,此时,杆达到最终速度vm。 此时杆上产生的感应电动势E′=BLvm【1分】 得 【1分】 b.由 得IR=E-E′ 两边同乘以I,经整理得EI=I2R+E′I【1分】 由上式可以看出,电源提供的电能(功率为EI),一部分转化为了电路中产生的焦耳热(热功率为I2R),另一部分即为克服反电动势做功(功率为E′I)消耗的电能,这部分能量通过电磁感应转化为了杆和物块的机械能。 【1分】
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