2018北京丰台高三物理一模试题与答案.doc

2018北京市丰台区高三（一模）

2018. 03
13．分子间的距离减小时
A．分子势能一定减小 B．分子势能一定增大
C．分子间引力和斥力都减小 D．分子间引力和斥力都增大
14．光照在某金属表面上发生了光电效应。若只减弱光的强度，而保持频率不变，则
A．有可能不发生光电效应
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数将减少
D．从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加
15．P、Q是简谐横波传播方向上的两个质点，它们的平衡位置间的距离为0.2m。此波波速为1m/s，振幅为4cm，周期为0.4s。在t=0时刻，P点位于平衡位置上方最大位移处。则Q点
A．在0.3s时的速度最大
B．在0.3s时的加速度最大
C．在0.3s时的位移为4cm
D．在0.3s时的位移为–4cm
16．2018年2月12日，我国以“一箭双星”方式成功发射“北斗三号工程”的两颗组网卫星。已知某北斗导航卫星在离地高度为21500千米的圆形轨道上运行，地球同步卫星离地的高度约为36000千米。下列说法正确的是
A．此北斗导航卫星绕地球运动的周期大于24小时
B．此北斗导航卫星的角速度大于地球同步卫星的角速度
C．此北斗导航卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度
D．此北斗导航卫星的加速度小于地球同步卫星的加速度
P
O
17．两等量正点电荷相距一定距离，它们连线的中点为O。一带负电的粒子（不考虑重力）由静止开始，从连线的中垂线上P点运动到O点。此运动过程中，关于粒子的说法，正确的是
A．电势能逐渐增加
B．电势能先变大后变小，最后为零
C．先做加速运动，后做减速运动
D．始终做加速运动，到达O点时加速度为零

A
B
M
N
P
18．某粒子A衰变为另外两种粒子B和C，其中粒子A和B所带电荷量相等，C不带电。如图所示，粒子A沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧MP，衰变后产生的粒子B的轨迹为圆弧PN，两轨迹在P点相切，且半径之比为RA∶RB=2∶1，粒子C的轨迹未画出。下列说法正确的是
A．粒子A和B都带正电荷
B．粒子B与C的动量大小之比为1∶3
C．粒子A与B的速度大小之比为2∶1
D．粒子B与C的质量数之和小于粒子A的质量数
19．如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置。将一物块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与物块水平相连。现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动。弹簧测力计示数稳定后，下列说法正确的是
物块
木板
桌面
A．物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B．木板必须在桌面上做匀速直线运动
C．测力计示数一定等于物块受到的摩擦力
D．测力计示数一定等于木板受到的摩擦力
光屏
A
B
金属棒
激光
20．单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同。利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。下图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，温度升高，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化。在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数。下列说法正确的是
A．使用激光波长越短，其它实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽
B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄
C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大
D．狭缝到光屏距离越大，其它实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大
第二部分（非选择题 共180分）
21．（18分）
（1）①“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使 。
②某同学实验中做出光路如图2所示，在入射光线上任取一点A，过A点做法线的垂线，B点是垂线与法线的交点。O点是入射光线与aa′界面的交点，C点是出射光线与bb′界面的交点，D点为法线与bb′界面的交点。则实验所用玻璃的折射率n＝ （用图中线段表示）。
b′
a
a′
b
O
A
B
C
D
图2

图1

图3
（2）用图3所示的电路，测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
双量程电流表：（量程0～0.6A，0～3A）；
双量程电压表：（量程0～3 V，0～15 V）；
滑动变阻器：R1（阻值范围0～20Ω，额定电流2A）
R2（阻值范围0～1000Ω，额定电流1A）

①为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为 A，电压表的量程为 V，应选用滑动变阻器 （填写滑动变阻器符号）。
②根据图3正确连接图4中的实物电路，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连线。

图4 图5
③通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图5中画出了U－I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E= V，内阻r = Ω。
④引起该实验的系统误差的主要原因是 。
A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
图6
B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
⑤根据实验测得的I、U 数据，若令y= IU，x=I，则由计算机拟合得出的y－x 图线应是图6中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令y= IE和y=I 2r得出的。根据前面测量得到的电源电动势和内阻的值，推测图6中A点的x、y坐标分别为_____A、_____W（保留2位有效数字）。
22．（16分）
如图所示，水平面AB光滑，粗糙半圆轨道BC竖直放置，圆弧半径为R，AB长度为4R。在AB上方、直径BC左侧存在水平向右、场强大小为E的匀强电场。一带电量为+q、质量为m的小球自A点由静止释放，经过B点后，沿半圆轨道运动到C点。在C点，小球对轨道的压力大小为mg，已知，水平面和半圆轨道均绝缘。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球运动到C点时的速度大小；
（3）小球从B点运动到C点过程中克服阻力做的功。

23．(18分)
能量转化和守恒是自然界中一条普遍规律。请结合相关知识完成下列问题：
（1）机械运动中的能量转化和守恒。
如图1所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为θ，长度为L。一质量为m的小物块由静止开始由斜面顶端滑到底端，求此过程中重力做的功，并说明能量转化情况。

图1

（2）电磁感应中的能量转化和守恒。
如图2所示，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在竖直平面内，相距为L，电阻不计，中间连接阻值为R的电阻。电阻为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，且与轨道接触良好，以速度v竖直向下做匀速运动。探究此过程中，在时间内重力做的功与感应电流的电功之间的关系，并说明能量转化情况。
R
P
Q
M
N
a
b

图2

（3）机械能与内能转化和守恒。
理想气体的分子可视为质点，分子间除相互碰撞外，无相互作用力。如图3所示，正方体容器内密封着一定质量的某种理想气体。每个气体分子的质量为m，已知该理想气体分子平均动能与温度的关系为（k为常数，T为热力学温度）。如果该正方体容器以水平速度u匀速运动，某时刻突然停下来。求该容器中气体温度的变化量ΔT。（容器与外界不发生热传递）

图3

24．(20分)
自然界真是奇妙，微观世界的运动规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。
（1）在地心参考系中，星体离地心的距离时，星体的引力势能为零。质量为m的人造卫星以第二宇宙速度从地面发射，运动到离地心距离为r时，其运动速度为v（G为引力常量，M为地球质量）。它运动到离地心无穷远处，相对于地球的运动速度为零。请推导此卫星运动到离地心距离为r时的引力势能表达式。
（2）根据玻尔的氢原子模型，电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，原子中的电子在库仑引力作用下，绕原子核做圆周运动。
①已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k。氢原子处于基态（n=1）时电子的轨道半径为r1，电势能为（取无穷远处电势能为零）。氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的（n=1，2，3，…）。求氢原子从基态跃迁到n=2的激发态时吸收的能量。
②一个处于基态且动能为的氢原子与另一个处于基态且静止的氢原子进行对心碰撞。若要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态，则至少为多少？

理综试题答案
第一部分 选择题 共120分
1
2
3
4
5
6
7
8
A
C
B
B
D
B
D
A
9
10
11
12
13
14
15
16
B
C
C
D
D
C
A
B
17
18
19
20

D
B
C
C

第二部分 非选择题 共180分
21.（18分）(1) ①P3挡住P1、 P2的像， P4挡住P3和P1、 P2的像 （2分）
② （2分）
(2) ① 0～0.6 ；0～3；R1 （3分） ②略 （2分）
③ 1.45； 1.3 （4分） ④ A （2分） ⑤ c； 1.1 ；1.6 （3分）
22. （16分）（1）小球从A到B，根据动能定理 （3分）
又得： （2分）
（2）小球运动到C点，根据牛顿第二定律 （3分）
得： （2分）
（3）小球从B运动到C点的过程，据动能定理 （3分）
得：
小球从B运动到C点的过程克服阻力做功为 （3分）
23. （18分）
（1）物块下滑过程中重力做功 （2分）
重力势能转化为物块的动能，总的机械能保持不变。 （2分）
（2）导体棒下落过程产生的电动势 （1分）
感应电流 （1分）
因导体棒匀速下落，有： （1分）
这段时间内感应电流的电功是 （1分）
设导体棒质量为m， 在 时间内重力做的功 （1分）
所以 （1分）
在此过程中，重力克服安培力做功，重力做功数值等于电流做的功，减少的重力势能等于电路中产生的电能，电能通过电流做功转化为内能。 （2分）
（3）设气体初始温度为T1，末温度为T2，容器中气体分子总数为N
初始时分子平均动能 ，末态时分子平均动能 （2分）
由能量守恒，气体的动能转化为气体的内能 （2分）
得： （2分）
24. （20分）（1）卫星在距地心r处的动能
卫星从距地心r处运动到无穷远的过程中，由机械能守恒定律得：
（3分）
得： （3分）
（2）①电子绕原子核做匀速圆周运动 （2分）
故处于基态的氢原子的电子的动能
由题意，处于基态的氢原子的能量 （2分）
得： （2分）
又因为，得； （2分）
②设氢原子质量为m，初速度v0，氢原子相互作用后速度分别为v1和v2，相互作用过程中机械能减小量为
由动量守恒定律得： （1分）
由能量守恒得： （2分）
解得：
若v1有实数解，须 （1分）
即 （2分）
即氢原子能从n=1的基态跃迁到n=2的激发态，需要吸收的能量为，所以要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态，Ek0至少为。