2020北京西城區(qū)高三診斷性考試（5月）物理試題含答案

這是一份2020北京西城區(qū)高三診斷性考試（5月）物理試題含答案
西 城 區(qū) 高 三 診 斷 性 測 試 物 理 2020.5 本試卷共8頁，100分。考試時長90分鐘。考生務(wù)必將答案寫在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。  第一部分 本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。 1. 下列說法正確的是 A．液體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動稱為布朗運(yùn)動 B．液體分子的無規(guī)則運(yùn)動稱為布朗運(yùn)動 C．物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大 D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變 45° 空氣 介質(zhì) 30° 2．一束光從某種介質(zhì)射入空氣，折射光路如圖所示，則 A．該介質(zhì)的折射率約為0.71 B．該介質(zhì)的折射率約為1.41 C．進(jìn)入空氣后這束光的速度變慢，波長變長 D．進(jìn)入空氣后這束光的頻率增高，波長變短 3. 處于n = 3能級的大量氫原子，向低能級躍遷時 A．能輻射2種頻率的光，其中從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子頻率最大 B．能輻射2種頻率的光，其中從n=3能級躍遷到n=1能級放出的光子頻率最大 C．能輻射3種頻率的光，其中從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子波長最長 D．能輻射3種頻率的光，其中從n=3能級躍遷到n=1能級放出的光子波長最長 4．關(guān)于氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是 A．單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多，氣體的壓強(qiáng)就越大 B．分子的平均動能越小，氣體的壓強(qiáng)就越小 C．一定質(zhì)量的理想氣體，體積越大，溫度越低，氣體的壓強(qiáng)就越小 D．一定質(zhì)量的理想氣體，體積越大，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)就越大 5．一交流電源的輸出電壓為u=Um sin?t，其中Um = 311V，??= 100??rad/s，下列表述正確的是 A．該電源輸出的交流電的頻率是100Hz B．該電源輸出的交流電的周期是0.05s C．若用交流電壓表測量這一電源的輸出電壓，電壓表示數(shù)為311V D．若將一電阻為50 ?的電熱器接在這一電源上，電熱器的電功率約為968W 6．手持軟繩的一端O點(diǎn)在豎直方向上做簡諧運(yùn)動，帶動繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動形成沿繩水平傳播的簡諧波，P、Q為繩上的兩點(diǎn)。t=0時O點(diǎn)由平衡位置出發(fā)開始振動，至t1時刻恰好完成兩次全振動，繩上OQ間形成如圖所示的波形（Q點(diǎn)之后未畫出），則 O Q P A．t1時刻之前Q點(diǎn)始終靜止 B．t1時刻P點(diǎn)運(yùn)動方向向上 C．t1時刻P點(diǎn)剛好完成一次全振動 D．t=0時O點(diǎn)運(yùn)動方向向上 7．1970年4月24日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號”發(fā)射成功，經(jīng)過航天人半個世紀(jì)的不懈努力，我國的航天事業(yè)取得了輝煌的成績，實(shí)現(xiàn)了載人航天飛行，開展了月球探測工程，即將建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。關(guān)于繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是 A．根據(jù)公式v＝?r可知軌道半徑越大，衛(wèi)星的速度也越大 B．根據(jù)公式a＝??r可知軌道半徑越大，衛(wèi)星的加速度也越大 C．軌道半徑增大到原來的2倍時，衛(wèi)星需要的向心力減小為原來的 D．軌道半徑增大到原來的2倍時，衛(wèi)星需要的向心力減小為原來的 t v 0 t1 t2 v1 v2 甲 乙 8．甲、乙兩輛汽車分別在同一平直公路的兩條車道上同向行駛，t=0時刻它們恰好經(jīng)過同一路標(biāo)。0~t2時間內(nèi)，兩輛車的v-t圖像如圖所示，則 A．t1時刻甲車追上乙車 B．t2時刻甲車的加速度大小大于乙車的加速度大小 C．0~t2時間內(nèi)甲車的平均速度大小為 D．0~t2時間內(nèi)甲車的平均速度大于乙車的平均速度 9. 壁球是一種對墻擊球的室內(nèi)運(yùn)動，如圖所示，某同學(xué)分別在同一直線上相同高度的A、B、C三個位置先后擊打壁球，結(jié)果都使壁球垂直擊中墻壁同一位置。設(shè)三次擊打后球到達(dá)墻壁前在空中飛行的時間分別為t1，t2，t3，到達(dá)墻壁時的速度分別為A B C v1，v2，v3，不計(jì)空氣阻力，則 A．t1>t2>t3，v1>v2>v3 B．t1>t2>t3，v1=v2=v3 C．t1=t2=t3，v1>v2>v3 D．t1=t2=t3，v1=v2=v3 a b c O 10. 如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，圖中虛線為以O(shè)為圓心的一組等間距的同心圓。一帶電粒子以一定初速度射入點(diǎn)電荷的電場，實(shí)線為粒子僅在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡，a、b、c為運(yùn)動軌跡上的三點(diǎn)。則該粒子 A．帶負(fù)電 B．在c點(diǎn)受靜電力最大 C．在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能 D．由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動能變化量大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動能變化量 圖2 1 0 t/s B 2 3 4 5 B0 -B0 B I 圖1 11. 在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)。規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖1所示，磁場方向向上為正方向。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t 按圖2變化時，導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流隨時間變化的圖像是 A 1 0 t/s I 2 3 4 5 I0 -I0 B 1 0 t/s I 2 3 4 5 I0 -I0 C 1 0 t/s I 2 3 4 5 I0 -I0 D 1 0 t/s I 2 3 4 5 I0 -I0 N S 12. 如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，在磁鐵下端放一個固定的閉合導(dǎo)體線圈，將磁鐵托起到一定高度后由靜止放開，使磁極上下振動時穿過線圈。有關(guān)磁鐵由最高點(diǎn)運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程下列說法正確的是 A．磁鐵克服彈簧彈力做的功等于磁鐵重力做的功 B．磁鐵克服彈簧彈力做的功大于磁鐵重力做的功 C．彈簧彈性勢能的增加量等于磁鐵重力勢能的減少量 D．彈簧彈性勢能的增加量小于磁鐵重力勢能的減少量 x1 x2 x3 x4 0 13. 頻閃攝影是研究變速運(yùn)動常用的實(shí)驗(yàn)手段。在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。右圖是小球自由下落時的頻閃照片示意圖，某同學(xué)以下落過程中的某一點(diǎn)為原點(diǎn)，豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸，并測量各時刻的位置坐標(biāo)x1、x2、x3、x4。為了利用頻閃照片證明自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動，以下幾種方案合理的是 A．看各位置坐標(biāo)x1、x2、x3、x4是否成等差數(shù)列 B．看各相鄰位置坐標(biāo)差（x1-0）、（x2-x1）、（x3-x2）、（x4-x3）是否成等差數(shù)列 C．作x-t圖，看圖線是否為一條直線 D．作x-t2圖，看圖線是否為一條直線 14. 北京時間2019年 4月 10日，人類歷史上首張黑洞“照片”（如圖）被正式披露，引起世界轟動；2020年4月7日“事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）”項(xiàng)目組公布了第二張黑洞“照片”，呈現(xiàn)了更多有關(guān)黑洞的信息。黑洞是質(zhì)量極大的天體，引力極強(qiáng)。 一個事件剛好能被觀察到的那個時空界面稱為視界。例如，發(fā)生在黑洞里的事件不會被黑洞外的人所觀察到，因此我們可以把黑洞的視界作為黑洞的“邊界”。 在黑洞視界范圍內(nèi)，連光也不能逃逸。 由于黑洞質(zhì)量極大，其周圍時空嚴(yán)重變形。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發(fā)出的光，有一部分光會落入黑洞中，但還有另一部分離黑洞較遠(yuǎn)的光線會繞過黑洞，通過彎曲的路徑到達(dá)地球。 根據(jù)上述材料，結(jié)合所學(xué)知識判斷下列說法正確的是 A. 黑洞“照片”明亮部分是地球上的觀測者捕捉到的黑洞自身所發(fā)出的光 B. 地球觀測者看到的黑洞“正后方”的幾個恒星之間的距離比實(shí)際的遠(yuǎn) C. 視界是真實(shí)的物質(zhì)面，只是外部觀測者對它一無所知 D. 黑洞的第二宇宙速度小于光速c 第二部分 本部分共6題，共58分。 25 20 0 圖1 15. （10分） 通過實(shí)驗(yàn)測量金屬絲的電阻率。 （1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，某次測量示數(shù)如圖1所示，可得金屬絲直徑的測量值d= mm。 A V 圖2 Rx R E S P （2）按圖2所示的電路測量金屬絲的電阻Rx（阻值約為5Ω）。實(shí)驗(yàn)中除開關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供了下列器材： 從以上器材中選擇合適的器材進(jìn)行測量，電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選 ，滑動變阻器應(yīng)選 （填器材代號）。 （3）若通過測量獲得，金屬絲的長度l、直徑d，電阻Rx，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率ρ= 。 （4）如果將器材中的滑動變阻器R1、R2分別接入圖2的電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P的位置，以R表示滑動變阻器可接入電路的最大阻值，以RP表示滑動變阻器接入電路的電阻值，以U表示Rx兩端的電壓值。在圖3中所示的兩條曲線中，表示接入R1時的U隨變化的圖像是 （選填a或b），并根據(jù)圖像回答，本實(shí)驗(yàn)選擇滑動變阻器R1或R2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理由。 圖3 U a b 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 M P N O A B 16．（8分） 某同學(xué)用如圖所示的裝置，通過A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律。 （1）在以下測量工具中，本實(shí)驗(yàn)必須使用的是___。 A．刻度尺 B．游標(biāo)卡尺 C．秒表 D．天平 （2）實(shí)驗(yàn)中需要滿足的條件是 。 A．斜槽軌道的末端切線必須水平 B．入射球A每次必須從軌道同一位置由靜止釋放 C．兩球材質(zhì)必須相同 D．兩球質(zhì)量應(yīng)滿足mA > mB E．兩球半徑應(yīng)滿足rA = rB （3）實(shí)驗(yàn)時，先讓入射球A從斜槽上的起始位置由靜止釋放，多次重復(fù)，找到其平均落點(diǎn)的位置為P；然后，把被碰小球B置于水平軌道的末端，再將入射小球A按實(shí)驗(yàn)要求從斜槽上釋放，與小球B相撞，多次重復(fù)，分別找到球A和球B相撞后的平均落點(diǎn)M、N。 該同學(xué)在用不同的小球多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，A球的初始落點(diǎn)P，碰后A球的落點(diǎn)M，被碰球B的落點(diǎn)N，它們自左向右的排序始終是一樣的。對此，他得出結(jié)論：若碰撞中不考慮機(jī)械能損失，兩球的質(zhì)量只要滿足mA>mB，則M、P、N的排列順序不變。請通過分析說明他的結(jié)論是否成立。 17.（8分） 城市進(jìn)入高樓時代后，高空墜物已成為危害極大的社會安全問題，由物理學(xué)知識可知，即使是很小的物體從高處墜落也可能對人造成嚴(yán)重的傷害。 設(shè)一個50 g的雞蛋從16樓的窗戶自由落下，相鄰樓層的高度差約為3 m，雞蛋下落起點(diǎn)距地面的高度約為45m，雞蛋撞擊地面后速度減為0。為便于估算，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)與地面撞擊過程中雞蛋的重力，g取10m/s2。 （1）求雞蛋與地面撞擊前的速度大小，以及撞擊過程中地面對雞蛋作用的沖量大??； （2）若雞蛋與地面撞擊的時間為3×10-3s，求雞蛋對地面的平均沖擊力的大小。 18. （8分） 斜面是一種簡單機(jī)械，在我國戰(zhàn)國時期，墨子所作的《墨經(jīng)》一書中就記載了利用斜面來提升重物的方法。 在日常生活中經(jīng)常會使用斜面，例如卡車裝載大型貨物時，常會在車尾斜搭一塊木板，工人將貨物沿木板推入車廂，如圖1所示。將這一情境簡化為圖2所示的模型。已知，貨物質(zhì)量為m，貨物與斜面間的動摩擦因數(shù)為?，重力加速度為g。 （1）若斜面傾角為?，對靜止放置于斜面的貨物做受力分析，并計(jì)算貨物受到的摩擦力的大?。?（2）現(xiàn)用平行于斜面的力將貨物沿斜面從底端勻速推到頂端。甲工人認(rèn)為斜面傾角越小推送貨物的過程推力對貨物做功越少；乙工人認(rèn)為斜面傾角越大推送貨物的過程推力對貨物做功越少。將貨物看作質(zhì)點(diǎn)，請通過計(jì)算判斷誰的觀點(diǎn)是正確的。 圖1 m ? 圖2 19. （12分） 如圖所示，在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止于P點(diǎn)的放射性元素氡的原子核發(fā)生了一次?衰變，變?yōu)獒暎ǎ７派涑龅?粒子（）和生成的新核釙（）均在與磁場方向垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。已知?粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q。 （1）寫出發(fā)生?衰變的核反應(yīng)方程，并定性畫出新核釙（）和?粒子的運(yùn)動軌跡。 （2）新核釙（）和?粒子的圓周運(yùn)動均可等效成一個環(huán)形電流，求?粒子做圓周運(yùn)動的周期T和環(huán)形電流大小I。 （3）磁矩是描述環(huán)形電流特征的物理量，把粒子做圓周運(yùn)動形成的環(huán)形電流與圓環(huán)面積的乘積叫做粒子的回旋磁矩，用符號μ表示。設(shè)?粒子做圓周運(yùn)動的速率為v，試推導(dǎo)?粒子回旋磁矩μ?的表達(dá)式，并據(jù)此比較?粒子和新核釙（）做圓周運(yùn)動的回旋磁矩的大小關(guān)系。 B P 20. （12分） （1）某實(shí)驗(yàn)小組用學(xué)過的方法研究玩具電動機(jī)的伏安特性曲線，其中待測電動機(jī)的額定電壓為4.0 V。下表為實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)記錄。 a. 求電動機(jī)在額定電壓下工作時的電功率。 b. 實(shí)驗(yàn)小組通過分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)隨電壓逐漸增大，電壓與電流的比值先幾乎不變，后逐漸增大，他們根據(jù)，認(rèn)為電動機(jī)的電阻是先不變后增大的。請判斷以上推理是否正確并說明理由。 （2）發(fā)電機(jī)和電動機(jī)在結(jié)構(gòu)上具有相似性，因此電動機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)使用。如圖1所示，用R表示玩具電動機(jī)線圈的等效電阻，將電動機(jī)接在一電動勢為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源兩端，電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上纏有足夠長的輕繩，繩下端懸掛一質(zhì)量為m的重物，最終可以使重物勻速上升。如圖2所示，若將原電路中的電源去掉，將玩具電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用，輕繩在軸上的纏繞方向不變，懸掛的重物質(zhì)量相同，重物最終以速率v勻速下落。為簡化問題研究，認(rèn)為玩具電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用時，線圈勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生大小恒定的電動勢；不考慮各部分的摩擦阻力的影響，認(rèn)為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)線圈勻速轉(zhuǎn)動時所受安培力大小與所掛重物重力大小成正比，與線圈轉(zhuǎn)動速度無關(guān)。 a．圖1和圖2中通過電阻R的電流方向 （選填“相同”或“相反”）。 b．已知重力加速度為g，求圖1中重物勻速上升的速度大小u。 R m u E R m v 圖2 圖1 西 城 區(qū) 高 三 診 斷 性 測 試 物理參考答案 2020.5 第一部分共14小題，每小題3分，共42分。 1. A 2. B 3. C 4. C 5. D 6. C 7. D 8. D 9. C 10. D 11. A 12. D 13. B 14. B 第二部分共6題，共58分。 15.（10分） （1）0.233（±0.01） （2分） （2）V1 A2 R1 （3分） （3）（2分） （4）a （1分） 由圖像可知，選用R1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，Rx的電壓可以隨滑動變阻器滑片的移動距離接近均勻變化，有利于采集到多組數(shù)據(jù)。 （2分） 16.（8分） （1）AD （2分） （2）ABDE（2分） （3）若碰撞過程沒有機(jī)械能損失 則 解得 若，則 根據(jù)可得，即（4分） 17.（8分） （1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律 （2分） 解得雞蛋撞擊地面前的速度大小 （1分） 以向下為正方向，根據(jù)動量定理 （1分） 撞擊過程中地面對雞蛋作用的沖量大小為1.5N·s （1分） （2）根據(jù) 解得 （2分） 根據(jù)牛頓第三定律可知，雞蛋對地面的平均沖擊力大小為500N （1分） ?? FN mg 答圖1 Ff 18.（8分） （1）受力分析如答圖1所示 （1分） 由共點(diǎn)力平衡關(guān)系可知 （2分） （2）貨物勻速上滑的過程受力如答圖2所示 由共點(diǎn)力平衡關(guān)系可知 ?? FN mg F Ff 答圖2 其中 （2分） 推力F做功 其中 （1分） 代入得 （1分） 由此可知，?越大，W越小，所以乙工人的觀點(diǎn)是正確的。 （1分） 19.（12分） B P 答圖3 ?粒子 新核 （1）發(fā)生?衰變的核反應(yīng)方程為 （2分） 新核釙（）和?粒子的運(yùn)動軌跡如答圖3所示 （2分） （2）根據(jù)牛頓第二定律 解得 （1分） ?粒子做圓周運(yùn)動的周期 （1分） 環(huán)形電流大小 （2分） （3）由題意可得 將 代入得 （2分） 根據(jù)動量守恒定律可知發(fā)生?衰變生成的?粒子和新核釙（）動量大小相等，方向相反，即 （1分） 根據(jù)，，故 （1分） 20.（12分） （1）a．電動機(jī)的額定功率為 （2分） b．推理不正確。 （1分） 電阻反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用，在不考慮溫度變化的情況下，導(dǎo)體的電阻與電壓以及電流無關(guān)。而電動機(jī)轉(zhuǎn)動時為非純電阻用電器，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，即，可見，所以不能根據(jù)電壓與電流的比值判斷電動機(jī)電阻的變化。 （2分） （2）a．相同 （2分） b．設(shè)圖1和圖2中通過電阻R的電流分別為I1和I2 根據(jù)能量守恒定律，圖1中的電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，有 （1分） 圖2中的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有 （1分） 由題意可知，兩種情況下線圈受安培力大小相等 根據(jù)可知 （1分） 代入解得 （2分） 器材（代號）規(guī)格電壓表（V1）量程0～3V，內(nèi)阻約3k?電壓表（V2）量程0～15V，內(nèi)阻約15k?電流表（A1）量程0～3A，內(nèi)阻約0.01?電流表（A2）量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1?滑動變阻器（R1）總阻值約20?滑動變阻器（R2）總阻值約500?電源（E）電動勢約為3.0V序號123456789電壓U/V00.461.001.502.002.503.003.504.00電流I/A00.180.400.610.800.640.750.840.90現(xiàn)象電動機(jī)沒有轉(zhuǎn)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)速隨電壓增大而增大