北京市西城区2020届高三4月统一测试（一模）物理试题 Word版含答案.doc

1、 - 1 - 西 城 区 高 三 统 一 测 试 物 理 2020.4 本试卷共 10 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在试卷 上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分第一部分 本部分共 14 小题，每小题 3 分，共 42 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。 1下列说法正确的是 A物体从外界吸收热量，其内能一定增加 B物体对外界做功，其内能一定减少 C物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 D物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 2图 1 是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏 P 上观察到的图样如图 2 所

2、示。为了增大 条纹间的距离，下列做法正确的是 A增大单色光的频率 B增大双缝屏上的双缝间距 C增大双缝屏到光屏的距离 D增大单缝屏到双缝屏的距离 3太阳释放的巨大能量来源于核聚变。一个氘核与一个氚核聚变成一个氦核的同时释放出一 个中子，若氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为 m1、m2、m3 和 m4，真空中的光速为 c， 那么一个氘核和一个氚核发生核聚变时，释放的能量是 A(m1m2m3 ) c2 B(m1m2m3m4 ) c2 C(m1m2m3 ) c D(m1m2m3m4 ) c 4如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为 0.20 m ，P、Q 两质点的平衡位置相距 0.35 m。 当 P

3、 运动到上方最大位移处时，Q 的运动情况是 A运动到上方最大位移处 B运动到下方最大位移处 C运动到平衡位置，且速度方向下 D运动到平衡位置，且速度方向上 5将一定值电阻分别接到如图 1 和图 2 所示 - 2 - 的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为 Q1和 Q2，则 Q1Q2等于 A21 B12 C21 D12 62019 年 10 月 11 日，中国火星探测器首次公开亮相，暂命名为“火星一号” ，计划于 2020 年发射，并实现火星的着陆巡视。已知火星的直径约为地球的 53%，质量约为地球的 11%，请 通过估算判断以下说法正确的是 A火星表面的重力加速度小于 9.8

4、m/s2 B探测器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力 C探测器在火星表面附近的环绕速度等于 7.9 km/s D火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 7如图 1 所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一钢球，把钢球从平衡位置向 下拉下一段距离 A，由静止释放。以钢球平衡位置为坐标原点，竖直向上 为正方向建立 x 轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时， 钢球运动的位移时间图像如图 2 所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则 At1时刻钢球处于超重状态 Bt2时刻钢球的速度方向向上 Ct1t2时间内钢球的动能逐渐增大 Dt1t2时间内钢球的机械能逐渐减小 8由于空气阻力的

5、影响，炮弹的实际飞行轨迹不是 抛物线，而是“弹道曲线” ，如图中实线所示。图中 虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹， O、a、b、c、d 为弹道曲线上的五点，其中 O 点为发射点，d 点为落地点，b 点为轨迹的最高 点，a、c 为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。 下列说法正确的是 A到达 b 点时，炮弹的速度为零 B到达 b 点时，炮弹的加速度为零 C炮弹经过 a 点时的速度大于经过 c 点时的速度 D 炮弹由 O 点运动到 b 点的时间大于由 b 点运动到 d 点的时间 9阴雨天里积雨云会产生电荷，云层底面产生负电荷，在地面感应出正电荷，电场强度达到 一定值时大气将被击穿，发

6、生闪电。若将云层底面和地面看作平行板电容器的两个极板，板 - 3 - 间距离记为 300m，电压为 2107 V，积雨云底面面积约为 1108 m2。若已知静电力常量与空 气的介电常数，由以上条件是否能估算出以下物理量： 云层底面与地面间的电场强度； 云层底面与地面构成的电容器的电容； 云层底面所带电量 A只能估算出 B只能估算出和 C只能估算出和 D均能估算出 10如图 1 所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图 2 所示。在充电开始后的一 段时间 t 内，充电宝的输出电压 U、输出电流 I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 r， 则时间 t 内 A充电宝输出的电功率为 UII

7、2r B充电宝产生的热功率为 I2r C手机电池产生的焦耳热为 2 U t r D手机电池储存的化学能为 UItI2rt 11如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在 斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接 一电阻。t0 时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒 与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体 棒的位移 x、速度 v、流过电阻的电流 i、导体棒受到的安培力 F 随时间 t 变化的关系图中，可能正确的是 12在探究影响感应电流方向的因素实验中，用灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插 入”和“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流，记录实验

8、过程中的相关信息，就可以分析得 出感应电流方向遵循的规律。下图为某同学的部分实验记录，在图 1 中，电流计指针向左偏 转。以下说法正确的是 - 4 - A在图 2 所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转 B在图 3 所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转 C这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与线圈的绕向有关 D这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向有关 13如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流 I0，R 为定值电阻，电流表、电压表均 可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。改变变阻器 RL接入电路的阻值，记录电流 表、电压表的示数并依次填写在下表中。由数据可以判定以

9、下说法正确的是 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 U（V） 14. 0 12. 0 10. 0 8.0 6.0 4.0 2.0 0 I（A） 0.3 0 0.4 0 0.5 0 0.6 0 0.7 0 0.8 0 0.9 0 1.0 0 A实验过程中 RL逐渐增大 B实验过程中恒 流源输出功率逐渐减小 C恒流源提供的电流 I0大小为 2.00 A D电路中定值电阻 R 的阻值为 10 14 自 2020 年初开始， 我国发生了新冠肺炎疫情。 面对疫情， 中华儿女众志成城， 科学战 “疫” ， 现在疫情已经得到了有效控制。2020 年 3 月 3 日，国家卫健委、国家中医药管理局印发关 于印

10、发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知 ，指出新型冠状病毒的传播途径： 经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度 气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。 气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等。气溶胶中的粒子 具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、散射等。关于封闭环境中气溶 胶粒子，下列说法正确的是 A在空气中会缓慢下沉到地面 B在空气中会缓慢上升到空中 C在空气中做无规则运动 D受到的空气分子作用力的合 力始终等于其所受到的重力 15 （6 分）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 （1）在实验

11、中，下列哪些操作不是必需的_。 A用橡胶塞密封注射器的下端 B用游标卡尺测量柱塞的直径 C读取压力表上显示的气压值 D读取刻度尺上显示的空气柱长度 （2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器） ， - 5 - 并且在实验中要缓慢推动活塞， 这些要求的目的是_。 （3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是_。 16 （10 分）用如图 1 所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）在下表中选出适当的实验器材进行实验。 器材（型号） 规格 电压表（V1） 03 V，内阻约 3 k 电压表（V2） 015 V，内阻约 15 k 电流表（A1） 00.6 A，内阻约

12、 0.125 电流表（A2） 03 A，内阻约 0.025 滑动变阻器（R1） 总阻值约 20 滑动变阻器（R2） 总阻值约 1000 待测干电池 电动势约为 1.5 V 开关（S） 导线若干 实验中电流表应选用_；电压表应选用_； 滑动变阻器应选用_（填器材代号） 。 （2）完成图 2 中实物间的连线。 （3）甲同学在实验中记录了 6 组数据如下表所示，其 中 5 组数据的对应点已经标在坐标纸上， 请标出余下一组数据对应的坐标点， 并画出 U-I 图线。 序号 1 2 3 4 5 6 U（V） 1.4 5 1.4 0 1.3 0 1.2 5 1.2 0 1.1 0 I（A） 0.0 6 0.

13、1 2 0.2 4 0.2 6 0.3 6 0.4 8 - 6 - 根据所画图线，可得出干电池的电动势 E V。 （4）甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数 U 与对应的电 流表的读数 I 的比值 U I 就等于干电池的内阻； 乙同学认为电压表的读数变化量U与相对应的 电流表的读数变化量I的比值的绝对值 U I 才等于电源的内阻。 请判断哪位同学的观点是正 确的，并说明你的判断依据。 17 （9 分）2022 年第 24 届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最 具观赏性的项目之一。 如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图， AO 为助滑道， OB

14、为着陆坡。 运动员从助滑道上的 A 点由静止滑下，然后从 O 点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。 已知，A 点与 O 点的高度差为 h，着陆坡 OB 的倾角为 ，运动员的质量为 m，重力加速度为 g。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空 气阻力，求： （1）运动员经过 O 点时的速度大小 v； （2）运动员从飞出到着陆的时间 t； （3）运动员的着陆点到 O 点的距离 s。 - 7 - 18 （9 分）电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对 它进行观察和研究。 如图所示，O 是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为+q、质量为 m 的试探小 球

15、先后依次挂在图中 P1、P2、P3三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置 A、 B、 C 与带电球 O 的球心处于同一水平线上， 三处的丝线与竖直方向的夹角分别为 1、 2、 3， 且 123。已知重力加速度为 g 。 （1）对带电小球静止于 A 位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的 大小 FA； （2）根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在 A 位置处的场强大小 EA的表达式，并据 此比较 A、B、C 三个位置的电场强度 EA、EB、EC的大小关系。 19 （12 分）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产 生的静电场外，

16、变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。 电子质量为 m，电荷量为 e。请分析以下问题。 （1）如图 1 所示，在金属丝和金属板之间加以电压 U，金属丝和金属板之间会产生静电场， 金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时 的速度，求电子穿出金属板时的速度大小 v。 （2）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图 2 所示。上图为侧视 图，S、N 为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁 线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。 a如果电子做半径不变的变

17、加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为 R，电子轨迹所在处的 感生电场的场强大小恒为 E，方向沿轨迹切线方向。求初速为 0 的电子经时间 t 获得的动能 Ek及此时电子所在位置的磁感应强度大小 B； b在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电 场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子 的感生电场是否可以引入电势概念。 - 8 - 20 （12 分）二十世纪初，卢瑟福进行 粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认 识。 （1）如图 1 所示，有两个 粒子均以速度 v 射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过 金原子核

18、中心。请在图 1 中分别画出两个 粒子此后的运动轨迹示意图。 （2）如图 2 所示，一个 粒子以速度 v 射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由 于金原子受到周边其他金原子的作用，可将 粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止 的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明 粒子与金原子核作用后速度的大小和方 向。 （3）实验发现，绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数 粒 子发生了大角度偏转（超过 90） 。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了 研究问题的方便，可作如下假设： 将 粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体； 金箔中的金原子紧密排

19、列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成； 各层原子核前后不互相遮蔽； 大角度偏转是 粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。 如果金箔厚度为 L，金原子直径为 D，大角度偏转的 粒子数占总 粒子的比例为 p，且 p1。 a请估算金原子核的直径 d。 b上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径 d 的估算产生影响。已知金箔 的厚度约为 10-7 m，金原子直径约为 10-10 m，金原子核直径约为 10-14 m。请对“可认为各层 原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。 - 9 - 西 城 区 高 三 统 一 测 试 物理参考答案 2020.4 1、D 2、C 3、B 4

20、、C 5、A 6、A 7、D 8、C 9、D 10、D 11、C 12、D 13、B 14、C 15、 （1）B （2）保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 （3）C 16、 （1）V1 A1 R1 （2）如图所示 （3）如图所示 1.49 （4）乙同学说法正确。根据闭合电路欧姆定律，UEIr，在电路变化过程中，U 与 I 的 变化趋势是相反的（即一个变大，另一个就变小） ，因此 U 与 I 的比值 U I 是不断变化的，不可 能等于内阻。而在电路变化过程中，电动势 E 不变，任意取两个状态，U1EI1r，U2EI2r， UU1U2，II1I2，可以得出 U I r。由于两个状态是任意取的

21、，因此乙同学说法正 确。 - 10 - 17、 （1）AO 段，由动能定理， 2 1 2 mghmv，解得2vgh （2） 从 O 点飞出后， 做平抛运动。 水平方向xvt， 竖直方向 2 1 2 ygt。 落到斜面上，tan y x 。 联立以上各式，解得 2 2tan h t g 。 （3） 2 22tan4 tan h xvtghh g ，cos x s ，联立解得 4 tan cos h s 18、 （1）受竖直向下重力，水平向右的电场力，斜向上的拉力，图略， 1 tan A Fmg （2）由电场的定义， 1 tan A A Fmg E qq 。同理 2 tan A B Fmg E q

22、q ， 3 tan A C mgF E qq 由于 123，可得 EAEBEC 19、 （1）电子在电场中加速，由动能定理， 2 1 2 eUmv，解得 2eU v m （2） a电子受到一直沿切线方向的电场力而不断加速，由牛顿第二定律eEma。 - 11 - 由匀变速直线运动规律，经过时间 t，获得速度vat，动能 2 1 2 k Emv。 联立以上各式，可得 22 2 2 k e E t E m 。 电子受到一直指向圆心的洛伦兹力而不断改变速度的方向， r FevB。 洛伦兹力充当向心力， 2 r v Fm R 。联立可得 qEt B eR 。 b假设电场恒定，电子顺时针转一周，电场力做负

23、功，电势能减少；电子逆时针转一周，电 场力做正功，电势能增加。可以看出，同样的起点和终点，电场力的做功不同，说明电场力 做功不是与路径无关，进而同一点的电势能不是不变的。因此对加速电子的感生电场，是不 能引入电势概念的。 20、 （1）类似于下图，靠进金原子核的偏转角度大一些。 （2）设 粒子质量为 m，金原子核质量为 M，碰撞后， 粒子速度为 v1，金原子核速度为 v2。 弹性碰撞， 动量守恒： 12 mvmvMv， 能量守恒： 2 12 111 222 mvmvMv， 解得 1 mM vv mM 由题意Mm，因此 1 vv ，即碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反。 （3） a金箔厚度为 L，金原子直径为 D，由假设，金原子层数 L N D 。 粒子发生大角度偏转可以认为碰上了金原子核，根据统计规律和概率， Nd p D 。 可以估算出 2 D p d L b 如果可认为各层原子核前后不互相遮蔽， 则 2 D p d L ， 代入数据， 可得0.1p ， 不满足1p 因此“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”的假设不合理。 - 12 -