2017-2018年北京市海淀區(qū)高三物理一模試題

1 10 2018 海淀一模 13 關(guān)于熱現(xiàn)象 下列說(shuō)法正確的是 A 物體溫度不變 其內(nèi)能一定不變 B 物體溫度升高 其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大 C 外界對(duì)物體做功 物體的內(nèi)能一定增加 D 物體放出熱量 物體的內(nèi)能一定減小 14 一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核同時(shí)放出中子 釋放 17 6 MeV 的能量 已知氘核 氚核 氦核 和中子的質(zhì)量分別為用 m1 m2 m3和 m4 下列說(shuō)法正確的是 A 該核反應(yīng)方程是 2341 1120 HHH2 n B 該核反應(yīng)中的核燃料是當(dāng)前核電站采用的核燃料 C m1 m2 m3 m4 D 該核反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行 15 圖 1 甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在 t 0 時(shí)刻的波形圖 圖 1 乙為 x 2 m 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像 下列判斷正確的是 甲 乙 A 波沿 x 軸負(fù)方向傳播 B 傳播速度為 20 m s C t 0 1 s 時(shí) x 2 m 處質(zhì)點(diǎn)的加速度最大 D 波源在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程為 4 m 16 2017 年 11 月 5 日 19 時(shí) 45 分 中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭 以 一箭雙星 方式 成功發(fā)射第二十四 二十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) BDS 是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng) 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由 35 顆衛(wèi)星組成 其中 5 顆是地球同步衛(wèi)星 關(guān)于同步衛(wèi)星繞地球運(yùn) 動(dòng)的相關(guān)物理量下列說(shuō)法正確的是 A 角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度 B 向心加速度大于地球表面的重力加速度 C 線速度大于第一宇宙速度 D 運(yùn)行周期一定大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期 2 10 17 用圖 2 甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱 光的顏色 頻率 等物理量 間的關(guān)系 電流計(jì) G 測(cè)得的光電流 隨光電管兩端電壓 U 的變化如 2 乙所示 則 A 通過(guò)電流計(jì) G 的電流方向由 d 到 c B 電壓 U 增大 光電流 I 一定增大 C 用同頻率的光照射 K 極 光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān) D 光電管兩端電壓 U 為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng) 18 電容器充電后就儲(chǔ)存了能量 某同學(xué)研究電容器儲(chǔ)存的能量 E 與電容器的電容 C 電荷量 Q 及電容 器兩極間電壓 U 之間的關(guān)系 他從等效的思想出發(fā) 認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn) 到另一個(gè)極板過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功 為此他做出電容器兩極間的電壓 u 隨電荷量 q 變化的圖像 按照他的想法 下列說(shuō)法正確的是 A u q 圖線的斜率越大 電容 C 越大 B 搬運(yùn) q 的電量 克服電場(chǎng)力所做的功近似等于 q 上方小矩形的面積 C 對(duì)同一電容器 電容器儲(chǔ)存的能量 E 與兩極間電壓 U 成正比 D 若電容器電荷量為 Q 時(shí)儲(chǔ)存的能量為 E 則電容器電荷量為時(shí)儲(chǔ)存的能量為 2 Q 2 E 19 如圖 4 所示 讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上 在這個(gè)邊與空氣的界面上會(huì)發(fā)生 反射和折射 逐漸增大入射角 觀察反射光線和折射光線的變化 關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 下列說(shuō)法正確的是 A 反射光線和折射光線都沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) B 反射光線和折射光線轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同 C 在還未發(fā)生全反射過(guò)程中 反射光越來(lái)越強(qiáng) D 最終反射光完全消失 3 10 20 常用的溫差發(fā)電裝置的主要結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體熱電偶 如圖 5 所示 熱電偶由 N 型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體 串聯(lián)而成 N 型半導(dǎo)體的載流子 形成電流的自由電荷 是電子 P 型半導(dǎo)體的載流子是空穴 空穴帶正 電且電荷量等于元電荷 e 若兩種半導(dǎo)體相連一端和高溫?zé)嵩唇佑| 而另一端 A B 與低溫?zé)嵩唇佑| 兩 種半導(dǎo)體中的載流子都會(huì)從高溫端向低溫端擴(kuò)散 最終在 A B 兩端形成穩(wěn)定的電勢(shì)差 且電勢(shì)差的大小 與高溫?zé)嵩?低溫?zé)嵩撮g的溫度差有確定的函數(shù)關(guān)系 下列說(shuō)法正確的是 A B 端是溫差發(fā)電裝置的正極 B 熱電偶內(nèi)部非靜電力方向和載流子擴(kuò)散方向相反 C 溫差發(fā)電裝置供電時(shí)不需要消耗能量 D 可以利用熱電偶設(shè)計(jì)一種測(cè)量高溫?zé)嵩礈囟鹊膫鞲衅?21 18 分 1 某同學(xué)用圖 6 所示的 碰撞實(shí)驗(yàn)裝置 研究直徑相同的兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系 在實(shí)驗(yàn)中小球速度不易測(cè)量 可通過(guò)僅測(cè)量 解決這一問(wèn)題 A 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離 C 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初始高度 D 小球釋放時(shí)的高度 圖 6 中 PQ 是斜槽 QR 為水平槽 R 為水平末端 利用鉛垂線在記錄紙上確定 R 的投影點(diǎn) O 實(shí)驗(yàn)時(shí) 先使 A 球從斜槽上 G 處由靜止開(kāi)始滾下 落到位于水平地面的記錄紙上 留下痕跡 此后 再把 B 球放 在 R 處 將 A 球再?gòu)?G 處由靜止釋放 與 B 球碰撞后在記錄紙上分別留下 A B 兩球落點(diǎn)痕跡 由測(cè)量 可知 碰撞前 A 球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為 x0 碰撞后 A B 兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離分別為 x1 x2 用天平稱量 A B 兩球的質(zhì)量分別為 mA mB 若兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒 其表達(dá)式可表示為 用題目給出的物理量符號(hào)表示 2 在 定金屬的電阻率 的實(shí)驗(yàn)中 金屬絲的阻值約為 5 某同學(xué)先用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度 l 50 00cm 用螺旋測(cè)微器量金屬絲直徑時(shí)刻度位置如圖 7 所示 再用伏安 法測(cè)出金屬絲的電阻 然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率 金屬絲直徑的測(cè)量值 d mm 實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有 A 電壓表 V1 量程 0 3 V 內(nèi)阻的 3 k 4 10 B 電壓表 V2 量程 0 15 V 內(nèi)阻約 15 k C 電流表 A1 量程 0 3A 內(nèi)阻約 0 01 D 電流表 A2 量程 0 0 6A 內(nèi)阻約 0 1 E 滑動(dòng)變阻器 R1 0 20 F 滑動(dòng)變阻器 R2 0 500 G 電源 E 電動(dòng)勢(shì)為 3 0 V 及開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干 該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進(jìn)行測(cè)量 則電壓表應(yīng)選擇 電流表應(yīng)選擇 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇 選填各器材前的字母 要求在流過(guò)金屬絲的電 流相同情況下 電源消耗功率最小 并能較準(zhǔn)確地測(cè)出金屬絲的阻值 實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖 該同學(xué)建立 U I 坐標(biāo)系 如圖 9 所示 圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的五個(gè)坐標(biāo)點(diǎn) 還有一次測(cè)量的電 壓表和電流表示數(shù)如圖 10 所示 請(qǐng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)將坐標(biāo)點(diǎn)補(bǔ)全 并描繪出 U I 圖線 由圖線數(shù)據(jù)可計(jì)算 出該金屬絲的電阻為 保留兩位有效數(shù)字 設(shè)被測(cè)金屬絲電阻為 R 則該金屬材料電阻率的表 達(dá)式是 用題目給出的物理量符號(hào)表示 實(shí)驗(yàn)中使用的電流表內(nèi)阻為 RA 電壓表內(nèi)阻為 RV 若考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響 圖 9 U I 圖像 中圖線斜率 k 與該金屬材料的電阻率的關(guān)系式是 k 用題目給出的物理量符號(hào)表示 5 10 22 16 分 游樂(lè)園的大型 跳樓機(jī) 游戲 以驚險(xiǎn)刺激深受年輕人的歡迎 某次游戲中 質(zhì)量 m 50 kg 的 小明同學(xué)坐在載人平臺(tái)上 并系好安全帶 鎖好安全桿 游戲過(guò)程可簡(jiǎn)化為巨型升降機(jī)將平臺(tái)拉升 100 m 高度靜止然后開(kāi)始下落 在忽略空氣和臺(tái)架對(duì)平臺(tái)阻力的情況下 該運(yùn)動(dòng)可看作自由落體運(yùn)動(dòng) 下落 h1 80 m 時(shí) 制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)行減速 使平臺(tái)均勻減速 再下落 h2 20 m 時(shí)剛好停 止運(yùn)動(dòng) 取 g 10 m s2 求 1 下落過(guò)程中小明運(yùn)動(dòng)速度的最大值 v1 2 當(dāng)平臺(tái)落到離地面 15 m 高的位置時(shí) 小明對(duì)跳樓機(jī)作用力 F 的大小 3 在整個(gè)下落過(guò)程中 跳樓機(jī)對(duì)小明做的功 W 6 10 23 18 分 在某項(xiàng)科研實(shí)驗(yàn)中 需要將電離后得到的氫離子 質(zhì)量為 m 電量為 e 和氦離子 質(zhì)量為 4m 電量為 2e 的混合粒子進(jìn)行分離 小李同學(xué)嘗試設(shè)計(jì)了如圖 12 甲所示的方案 首先他設(shè)計(jì)了一個(gè) 加速離子的裝置 讓從離子發(fā)生器逸出的離子經(jīng)過(guò) P Q 兩平行板間的電場(chǎng)加速獲得一定的速度 通過(guò)極 板上的小孔后進(jìn)入極板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)到達(dá)磁場(chǎng)左側(cè)邊界的不同位置 被離子接收器 D 接收從而實(shí)現(xiàn)分離 P Q 間的電壓為 U 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 方向垂直于紙面向里 裝置放置 在真空環(huán)境中 不計(jì)離子之間的相互作用力及所受的重力 且離子進(jìn)入加速裝置時(shí)的速度可忽略不計(jì) 求 1 氫離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小 2 氫 氦離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比 并根據(jù)計(jì)算結(jié)果說(shuō)明該方案是否能將兩種離子分離 3 小王同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 12 乙所示的另一方案 在 Q 板右側(cè)空間中將磁場(chǎng)更換為勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小 為 E 離子垂直進(jìn)人電場(chǎng) 請(qǐng)你論證該方案能否將兩種離子分離 7 10 24 20 分 物體中的原子總是在不停地做熱運(yùn)動(dòng) 原子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈 物體溫度越高 反之 溫度就越 低 所以 只要降低原子的運(yùn)動(dòng)速度 就能降低物體的溫度 激光致冷 的原理就是利用大量光子阻得原 子運(yùn)動(dòng) 使其減速 從而降低物體的溫度 使原子減速的物理過(guò)程可以簡(jiǎn)化為如下情況 如圖 13 所示 某原子的動(dòng)量大小為 p0 將一束激光 即大量具有相同動(dòng)量的光子流 沿與原子運(yùn)動(dòng)的相反方向照射原子 原子每吸收一個(gè)動(dòng)量大小為 p1的 光子后自身不穩(wěn)定 又立即發(fā)射一個(gè)動(dòng)量大小為 p2的光子 原子通過(guò)不斷吸收和發(fā)射光子而減速 已知 p1 p2均遠(yuǎn)小于 p0 普朗克常量為 h 忽略原子受重力的影響 1 若動(dòng)量大小為 p0的原子在吸收一個(gè)光子后 又向自身運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射一個(gè)光子 求原子發(fā)射光子后的 動(dòng)量 p 的大小 2 從長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看 該原子不斷吸收和發(fā)射光子 且向各個(gè)方向發(fā)射光子的概率相同 原子吸收光子的 平均時(shí)間間隔為 t0 求動(dòng)量大小為 p0的原子在減速到零的過(guò)程中 原子與光子發(fā)生 吸收一放出 這一相 互作用所需要的次數(shù) n 和原子受到的平均作用力的大小 f 3 根據(jù)量子理論 原子只能在吸收或發(fā)射特定頻率的光子時(shí) 發(fā)生能級(jí)躍遷并同時(shí)伴隨動(dòng)量的變化 此外 運(yùn)動(dòng)的原子在吸收光子過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生類似機(jī)械波的多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象 即光源與觀察者相對(duì)靠近 時(shí) 觀察者接收到的光頻率會(huì)增大 而相對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)則會(huì)減小 這一頻率的 偏移量 會(huì)隨著兩者相對(duì)速度的 變化而變化 a 為使該原子能夠吸收相向運(yùn)動(dòng)的激光光子 請(qǐng)定性判斷激光光子的頻率和原子發(fā)生躍遷時(shí)的能量變化 E 與 h 的比值之間應(yīng)有怎樣的大小關(guān)系 b 若某種氣態(tài)物質(zhì)中含有大量做熱運(yùn)動(dòng)的原子 為使該種物質(zhì)能夠持續(xù)降溫 可同時(shí)使用 6 個(gè)頻率可調(diào) 的激光光源 從相互垂直的 3 個(gè)維度 6 個(gè)方向上向該種物質(zhì)照射激光 請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 簡(jiǎn)要論述這 樣做的合理性與可行性 8 10 物理試題答案物理試題答案 13 B 14 C 15 B 16 A 17 C 18 B 19 C 20 D 21 18 分 1 B 2 分 mAx0 mAx1 mBx2 2 分 2 0 233 0 231 0 235 2 分 A D E 丁 4 分 每個(gè) 1 分 補(bǔ)坐標(biāo)點(diǎn) 1 分 畫圖線 1 分 5 2 5 1 5 5 1 分 1 分 2 4 Rd l k 4 分 V 2 V 4 4 R l d Rl 若在 中選 甲或丙 此問(wèn)答案為同樣得分 2 A 4 d R l 22 16 分 1 由 vm2 2 分 有 vm 40m s 2 分 1 2gh 2 減速下落過(guò)程中加速度大小 2 分 a2 40m s2 2 2 2 2 m v a h 根據(jù)牛頓第二定律 F mg ma2 2 分 F 2500 N 2 分 根據(jù)牛頓第三定律 小明對(duì)系統(tǒng)作用力的大小 F 為 2500N 1 分 3 方法 1 加速下落段 小明處于完全失重狀態(tài) 系統(tǒng)對(duì)小明的作用力為零 通過(guò)推導(dǎo)計(jì)算得出作用力為零 同樣得分 對(duì)小明 W1 0 1 分 在減速階段 系統(tǒng)對(duì)小明做功 W2 FNh2 5104J 2 分 WFN W1 W2 5104J 2 分 沒(méi)負(fù)號(hào) 扣 1 分 方法 2 對(duì)下落全過(guò)程使用動(dòng)能定理 mg h1 h2 WFN 0 0 3 分 WFN mg h1 h2 5104J 2 分 沒(méi)負(fù)號(hào) 扣 1 分 圖 9 0 1 0 2 0 I A0 20 4 U V 3 0 0 6 9 10 23 18 分 1 粒子在電場(chǎng)中加速 由動(dòng)能定理有 2 分 解得 2 分 2 2 1 mvUe m Ue v 2 2 電荷量為 q 質(zhì)量為 m 的正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 洛倫茲力提供向心力 則 2 分 解得 2 分 r v mBqv 2 q mU BBq mv r 21 氫 氦離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為 r1 r2 1 1 分 2 因此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑與粒子的比荷有關(guān) 它們到達(dá)離子接收器的位置不同 可以分開(kāi) 1 分 3 電荷量為 q 質(zhì)量為 m 的正離子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中后 在入射方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)在水平方向上運(yùn)動(dòng)位移為 x 時(shí) 其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 1 分 v x t 粒子在電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng) 加速度 1 分 m Eq a 沿電場(chǎng)方向的偏轉(zhuǎn)位移為 1 分 解得 3 分 2 2 1 aty U Ex y 4 2 由此可見(jiàn) 該兩種離子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 側(cè)向位移 y 與離子的比荷無(wú)關(guān) 即離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡相同 所以該方案不能將兩種正離子分離 2 分 24 20 分 1 原子吸收和放出一個(gè)光子 由動(dòng)量守恒定律有 3 分 012 pppp 原子放出光子后的動(dòng)量為 2 分 012 pppp 2 由于原子向各個(gè)方向均勻地發(fā)射光子 所以放出的所有光子總動(dòng)量為零 設(shè)原子經(jīng) n 次相互作用后速度變?yōu)榱?3 分 所以 2 分 01 0pnp 0 1 p n p 由動(dòng)量定理 fnt0 p0 3 分 可得 2 分 01 00 pp f ntt 10 10 說(shuō)明 若由 f n 1 t0 p0解得不扣分 01 010 p p f pp t 3 a 靜止的原子吸收光子發(fā)生躍遷 躍遷頻率應(yīng)為 0 E h 考慮多普勒效應(yīng) 由于光子與原子相向運(yùn)動(dòng) 原子接收到的光子頻率會(huì)增大 所以為使原