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北京四中xx届理综物理能力测试本试卷共页,共300分考试时长150分钟考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效以下数据可供解题时参考可能用到的相对原子质量H1C12O16Na23S32Fe56Br802019-2020年高三三模理综物理试题含解析本部分共20题,每小题6分,共120分在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项
13.【题文】下列说法正确的是A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量【答案】B【解析】本题主要考查半衰期、跃迁以及红外线;选项A,元素的半衰期与物理或者化学状态无关,选项A错误;选项B,基态时能量最小,因此氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子,选项B正确;选项C,从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力,故选项C错误;选项D,原子核所含核子单独存在时的总质量未必小于该原子核的质量,如氢原子核只有一个质子,原子核与核子质量等,故选项D错误;本题正确选项为B【题型】单选题【备注】【结束】
14.【题文】用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图则这两种光A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,b光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大【答案】C【解析】本题主要考查光电效应、干涉以及折射;图像横截距表示遏制电压,由知b光照射获得的光电子最大初动能较大,故选项A错误;由光电效应方程知b光的能量大,即频率大,折射率大,由知b光的临界角较小,故选项B错误;由知b光的波长较小,则依据可知b光的条纹间距小,a光的条纹间距大,故选项C正确;因为条纹b光的折射率大,b光的偏折程度大,选项D错误;本题正确选项为C【题型】单选题【备注】【结束】
15.【题文】热现象与大量分子热运动的统计规律有关,1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律若以横坐标v表示分子速率,纵坐标fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比对某一部分密闭在钢瓶中的理想气体,在温度T
1、T2时的分子速率分布图象如题图所示,下列分析和判断中正确的是A.两种状态下瓶中气体内能相等B.两种状态下瓶中气体分子平均动能相等C.两种状态下瓶中气体分子势能相等D.两种状态下瓶中气体分子单位时间内撞击瓶壁的总冲量相等【答案】C【解析】本题主要考查理想气体状态方程以及内能;选项A,因为气体体积一定,即分子势能不变,但由于温度不同,即分子平均动能不同,故内能不同,温度越高,内能越大,选项A错误;选项B,由于温度不同,即分子平均动能不同,故选项B错误;选项C,因为气体体积一定,即分子势能不变,选项C正确;选项D,由理想气体状态方程可知压强增大,故,故温度越高,单位时间内撞击瓶壁的总冲量越大,选项D错误;本题正确选项为C【题型】单选题【备注】【结束】
16.【题文】在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象分别如图中曲线a、b所示,则A.两次t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C.曲线a表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V【答案】C【解析】本题主要考查交流电的四值;当线圈从中性面开始时,由图2可知线圈从中性面开始运动,故选项A错误;选项B,曲线a周期4,曲线b周期6,频率值比即转速之比为3:2,选项B错误;选项C,曲线a周期4,频率为25Hz,故选项C正确;选项D,由可知有效值又因为角速度之比为3:2,故有效值之比为3:2,因曲线a电动势为,故曲线b电动势有效值为,选项D错误;本题正确选项为C【题型】单选题【备注】【结束】
17.【题文】如图所示,某同学在研究运动的合成时做了下述活动用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时,用右手沿直尺向右移动笔尖若该同学左手的运动为匀速运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动,则关于笔尖的实际运动,下列说法中正确的是A.笔尖做匀速直线运动B.笔尖做匀变速直线运动C.笔尖做非匀变速曲线运动D.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小【答案】D【解析】本题主要考查运动的合成与分解;笔尖实际上是水平方向匀加速运动与竖直方向匀速运动的合运动,故笔尖做匀加速曲线运动,选项A、B、C错误;设速度与水平方向夹角为,则由tan越来越小,故选项D正确;本题正确选项为D【题型】单选题【备注】【结束】
18.【题文】一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v在此过程中A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零【答案】B【解析】本题主要考查动量定理以及功;人的速度原来为零,起跳后变化v,则由动量定理可得I-mg△t=mv故地面对人的冲量为mv+mg△t;而人在跳起时,人受到的支持力没有产生位移,故支持力不做功,故选项B正确;【题型】单选题【备注】【结束】
19.【题文】库仑利用“把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触,前者的电荷量就会与后者平分”的方法,研究得到了电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比某同学也利用此方法研究电容器的带电量与电压之间的关系,他利用数字电压表快速测量电容器的电压,他得到了如下数据则以下说法不正确的是Qqq/2q/4q/8q/16UV
2.
981.
490.
740.
360.18A.实验过程中使用的电容器规格要尽量一致,以保证接触后电荷量平分B.根据实验数据可以得到电容器的电容与电压成正比C.根据实验数据可以得到电容器的带电量与电压成正比D.根据实验数据不能够计算得到该电容器的电容【答案】B【解析】本题主要考查电荷量、电容以及电压的关系;选项A,为了保证每次电荷量能被平分,应该使用完全相同的电容器,选项A正确;选项B,有表中数据可知随着电荷量每次减半,电压也每次减半,故电荷量与电压比值恒定,即电容器电容为定值,故选项B错误;选项C,有表中数据可知电荷量与电压成正比,故选项C正确;选项D,电荷量与电压比值即电容,但是电荷量未知,故电容不可求得,选项D正确;本题错误选项为B【题型】单选题【备注】【结束】
20.【题文】类比是物理学中常用的思想方法狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁感应强度大小为B=k为常数磁单极S的磁场分布如图甲所示,它与如图乙所示负点电荷Q的电场分布相似假设磁单极子S和负点电荷Q均固定,有一带电小球分别在S和Q附近做匀速圆周运动,则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是A.若小球带正电,其运动轨迹平面可在S正上方,如图甲所示B.若小球带正电,其运动轨迹平面可在Q正下方,如图乙所示C.若小球带负电,其运动轨迹平面可在S正上方,如图甲所示D.若小球带负电,其运动轨迹平面可在Q正下方,如图乙所示【答案】D【解析】本题主要考查带电粒子在磁场与电场中的运动;选项A,若小球带正电,在S正上方圆周运动,应该是俯视逆时针,选项A正确;选项B,若小球带正电,在Q正上方圆周运动,二者之间的库仑力水平分力提供向心力,竖直分力与重力平衡,故选项B正确;选项C,若小球带负电,在S正上方圆周运动,应该是俯视顺时针,选项C正确;选项D,若小球带负电,二者之间有库伦斥力,不可能做圆周运动,故选项D错误;本题错误选项为D【题型】单选题【备注】【结束】第二部分非选择题共180分本部分共11小题,共180分
21.【题文】甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度I.甲组同学采用图甲所示的实验装置1为比较准确地测量出当地重力加速度的数值,除秒表外,在下列器材中,还应该选用;用器材前的字母表示a.长度接近1m的细绳b.长度为30cm左右的细绳c.直径为
1.8cm的塑料球d.直径为
1.8cm的铁球e.最小刻度为1cm的米尺f.最小刻度为1mm的米尺用主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径,结果如图1所示,可以读出此金属球的直径为___________mm2该组同学先测出悬点到小球球心的距离L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t请写出重力加速度的表达式g=用所测物理量表示在一次实验中,他用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示,由图可读出时间为s3在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值选填“偏大”、“偏小”或“不变”II.乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器,如图乙所示将摆球拉开一小角度使其做简谐运动,速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系,如图丙所示的v-t图线4由图丙可知,该单摆的周期T=s;5更换摆线长度后,多次测量,根据实验数据,利用计算机作出T2-L周期平方-摆长图线,并根据图线拟合得到方程T2=
4.04L+
0.035由此可以得出当地的重力加速度g=____m/s2取π2=
9.86,结果保留3位有效数字【答案】1adf,
19.402,
101.33偏小
42.
059.76【解析】本题主要考查用单摆测当地重力加速度;1细线太长,操作不方便,太短周期较小,测量误差太大,故选a;球应该选择密度大的,这样可以减小空气阻力影响,故选d;为了提高测量的精确度,应该选择毫米刻度尺,故选f;游标卡尺主尺19mm,游标尺读数
0.058=
0.40mm,故读数为
19.40mm;2由;分针读数
1.5分钟即90s,秒针读数
11.3s,故秒表读数为
101.3s;3摆长变长,说明把摆长测短了,由故加速度测量值比实际值偏小;4有图像知,相邻的速度最大且同向的时刻之差即周期,故周期为
2.0s;5知图像斜率【题型】实验题【备注】【结束】
22.【题文】在竖直平面内有一个粗糙的圆弧轨道,其半径R=
0.4m,轨道的最低点距地面高度h=
0.8m一质量m=
0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放,到达最低点时以一定的水平速度离开轨道,落地点距轨道最低点的水平距离x=
0.8m空气阻力不计,g取10m/s2,求1小滑块离开轨道时的速度大小;2小滑块运动到轨道最低点时,对轨道的压力大小;3小滑块在轨道上运动的过程中,克服摩擦力所做的功【答案】
122.0N;
30.2J【解析】本题主要考查平抛运动、牛顿运动定律以及动能定理;1小滑块离开轨道后做平抛运动,设运动时间为t,初速度为v,则解得2小滑块到达轨道最低点时,受重力和轨道对它的弹力为N,根据牛顿第二定律解得=
2.0N3在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中,根据动能定理所以小滑块克服摩擦力做功为
0.2J【题型】计算题【备注】【结束】
23.【题文】在研究某些物理问题时,有很多物理量难以直接测量,我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应,把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量载流导体板垂直置于匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差,这种现象称为霍尔效应利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度半导体材料硅中掺砷后成为N型半导体,它的自由电子的浓度大大增加,导电能力也大大增加一块N型半导体的样品的体积为a´b´c,A′、C、A、C′为其四个侧面,如图所示已知半导体样品单位体积中的电子数为n,电子的电荷量为e将半导体样品放在匀强磁场中,磁场方向沿Z轴正方向,并沿x方向通有电流I试分析求解1C、C′两个侧面哪个面电势较高?2半导体中的自由电子定向移动的平均速率是多少?3若测得C、C′两面的电势差为U,匀强磁场的磁感应强度是多少?【答案】1【解析】本题主要考查洛伦兹力、电流微观表达式以及共点力平衡条件;1自由电子在磁场中受洛伦兹力后,向C’侧面方向偏转,因此C′侧面有多余的负电荷,C侧面有多余的正电荷,建立了沿y轴负方向的匀强电场,C侧面的电势较高沿x方向的电阻加在A、A’的电压为电流I是大量自由电子定向移动形成的,I=电子的定向移动的平均速率为自由电子受到的洛伦兹力与电场力平衡,有磁感应强度【题型】计算题【备注】【结束】
24.【题文】某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示,一个劲度系数k=1300N/m,自然长度L0=
0.5m弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的迎风板面积S=
0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好,不计摩擦定值电阻R=
1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=
0.5W闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=
3.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=
2.0V电压表可看作理想表,试分析求解1此时风作用在迎风板上的力的大小;2假设风运动的空气与迎风板作用后的速度变为零,空气的密度为
1.3kg/m3,求风速多大3对于金属导体,从宏观上看,其电阻定义为金属导体的电阻满足电阻定律在中学教材中,我们是从实验中总结出电阻定律的,而“金属经典电子论”认为,电子定向运动是一段一段加速运动的接替,各段加速都是从定向速度为零开始设有一段通电导体,其长L,横截面积为S,电子电量为e,电子质量为m,单位体积内自由电子数为n,自由电子两次碰撞之间的时间为t0,现在,请同学们利用金属电子论,从理论上推导金属导体的电阻【答案】1【解析】本题主要考查闭合电路欧姆定律、动量定理以及牛顿运动定律;1无风时,有风时金属杆接入电路的电阻为有得此时,弹簧的长度弹簧的压缩量根据平衡条件,此时的风力2设风速为v,在Δt时间内接触到吹风板的空气质量为ΔmΔm=ρSvΔt根据动量定理可得则3设导体两端的电压为U,自由电子定向运动的平均速率为v;由牛顿定律和运动学规律得从微观上看,电流强度综上,由电阻的定义得【题型】计算题【备注】【结束】。