1、2019 北京平谷区高三质量监控理综物理北京平谷区高三质量监控理综物理 1.下列说法正确的是 A. 物体吸收热量，其内能一定增加 B. 物体对外做功，其内能一定减小 C. 物体温度升高，分子平均动能一定增大 D. 物体温度升高，分子平均动能可能减小 【答案】C 【详解】A项：由热力学第一定律知，仅知道吸收热量而不知道做功情况，无法判断物体内 能的变化情况，故 A错误； B项：物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故 B 错误； C、D项：温度是分子平均动能的标志，所以温度升高时分子平均动能增大，故 C 正确，D 错误 故选 C 2.卢瑟福用 粒子轰击氮原子核发现质子的
2、核反应方程14 41 7281 NHeO+ H n ，n的数值为 ( ) A. 18 B. 17 C. 16 D. 8 【答案】B 【详解】 根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒， 可知1441n， 解得：17n ； 故选 B. 3.一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为 2m/s某时刻波形如图所示，下列说法正 确的是 A. 这列波的周期为 4s B. 这列波的振幅为 6cm C. 此时 x=4m处的质点速度为零 D. 此时 x=8m处的质点沿 y 轴负方向 运动 【答案】A 【详解】A项：由图知，波长 =8m，由波速公式v T ，得周期 8 4 2 Tss v ，故 A 正确；
3、B项：振幅等于 y的最大值，故这列波的振幅为 A=3cm，故 B 错误； C项：此时 x=4m处质点沿处于平衡位置，加速度为零，速度最大，故 C错误； D项：简谐机械横波沿 x轴正方向传播，由波形平移法得知，此时 x=8m处质点沿 y轴正方 向运动，故 D 错误 故选 A 4.如图 a所示，理想变压器原线圈通过理想电流表接在一交流电源两端，交流电源输出的 电压 u 随时间 t变化的图线如图 b 所示，副线圈中接有理想电压表及阻值 R10的负载电 阻已知原、副线圈匝数之比为 101，则下列说法中正确的是 A. 电压表的示数为 20V B. 电流表的示数为 0.28 A C. 电阻 R 消耗的电功
4、率为 80W D. 通过电阻 R 的交变电流的频率为 100 Hz 【答案】A 【详解】A 项：原线圈两端电压为 1 200 2 200 2 UVV，根据变压器的变压比可知， 1 2 10 U U 解得： 2 20UV ，故 A 正确； B项：副线圈中的电流为 2 20 2 10 U IAA R 根据变压器的变流比可知， 10 A I I ，所以 电流表的示数为 0.2A，故 B错误； C项：由公式 22 2 20 40 10 U PWW R ，故 C 错误； D项：由图乙可知，交变电流的频率为： 11 50 0.02 fHzHz T ，由于变压器不能改变 交流电的频率，所以通过电阻 R的交变
5、电流的频率为 50 Hz，故 D错误 故选 A 5.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R金属棒 ab 与两导轨 垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，金属棒 ab 始终保持静止下列说法正确的是 A. 当 B均匀增大时，金属棒 ab 中的电流增大 B. 当 B增大时，金属棒 ab 中的感应电流方向由 a到 b C. 当 B减小时，金属棒 ab 中的电流一定减小 D. 当 B不变时，金属棒 ab 受到水平受向右的静摩擦力 【答案】B 【详解】A 项：由于磁感应强度均匀增大， B t 不变，根据法拉第电磁感应定律 BS E tt 得，感应电动势
6、恒定，则 ab 中的感应电流不变，故 A错误； B项：磁感应强度均匀增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律得，ab中的感应电流方 向由 a 到 b，故 B 正确； C项：若 B 均匀减小，根据法拉第电磁感应定律 BS E tt 可知，电流不变，故 C错 误； D项：当 B不变时，穿过线框的磁通量不变，电路中无电流，金属棒不受安培力，也不受摩 擦力作用，故 D错误 故选 B 6.如图所示，是一种清洗车辆用的手持式喷水枪若已知水枪口的横截面积为 S，水的密度 为 设水以恒定的速率 v源源不断地从枪口喷出，关于水枪工作时功率的大小，下列判断 正确的是 A. 与 S成反比 B 与 v 成正比 C.
7、与 v2成正比 D. 与 v3成正比 【答案】D 【详解】根据动能定理，水枪对水做功等于水获得的动能，则时间 t内喷出水的质量为 m=V=SL=Svt 2 1 2 k Emv 2 3 3 1 2k Svtv EWSv t PSv tttt 故选 D 7.某同学将一毫安表改装成双量程电流表如图所示，已知毫安表表头的内阻为 100，满 偏电流为 1 mA；R1和 R2为定值电阻，且 R1=5，R2=20，则下列说法正确的是 A. 若使用 a和 b两个接线柱，电表量程为 24 mA B. 若使用 a和 b两个接线柱，电表量程为 25 mA C. 若使用 a和 c两个接线柱，电表量程为 4 mA D.
8、 若使用 a和 c两个接线柱，电表量程为 10mA 【答案】B 【详解】A、B 项：若使用 a和 b 两个接线柱，毫安表与 R2串联再与 R1并联，电表量程为： 2 max 1 25 gg g IRR IImA R ，故 A错误，B 正确； C、D项：若使用 a 和 c 两个接线柱，R1与 R2串联，再与毫安表并联，电表量程为： max 12 5 gg g I R IImA RR ，故 C、D错误 故选 B 8.瑞典皇家科学院 2018 年 10月 2日宣布，将 2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟 阿什金、法国科学家热拉尔穆鲁以及加拿大科学家唐娜斯特里克兰，以表彰他们在激光物 理学领域
9、的突破性贡献 阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、 病毒以及活细胞 等物体穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾（zhu ji）脉冲放大”技术“啁啾”出自唐诗 “到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫“啁啾脉冲放大”技术其原理为： 将一段短脉冲在时域上展宽， 然后放大， 再进行压缩 此项技术已经成为高强度激光的标准， 应用于众多领域则下列关于激光的说法合理的是 A. 某激光器产生超短脉冲时长为 2.0 10-13s，能量为 1.0J，则此激光超短脉冲的功率为 5.0 1013W B. 短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，测得在该时间段内 被测物体的移动距离，从而得
10、到被测物体的移动速度激光测速选取的时间间隔越长，测得 物体移动的瞬时速度越准确 C. “啁啾”来源于鸟鸣，意即频率变化，“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时 间的变化而变化 D. 利用光学镊子捕获活体细菌时，红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌 【答案】C 【详解】A项：由公式 12 13 1.0 5 10 2.0 10 W PWW t ，故 A 错误； B项：时间间隔越短，该段时间内的平均速度越接近物体的瞬时速度，所以激光测速选取的 时间间隔越短，测得物体移动的瞬时速度越准确，故 B 错误； C项：“啁啾”来源于鸟鸣，即鸟叫的频率变化，所以“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频
11、率随时间的变化而变化，故 C 正确； D项：由于红外线的能量比绿色光的能理更低，红外激光光镊比绿色激光光镊更难杀死活体 细菌，故 D错误 故选 C 9.某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验先将小球 1从斜槽轨道上某固定点 由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复 10次；再把另一小球 2 放在斜 槽轨道末端水平段的最右端静止，让小球 1 仍从原固定点由静止开始滚下，且与小球 2 相碰 后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复 10 次A、B、C 为三个落点的平均位置，O 点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点实验中空气阻力的影响很小，可以忽略不计 （1）在本实验中斜槽轨
12、道_（填选项前的字母） A必须光滑 B可以不光滑 （2）实验中应该选择两个合适的小球进行实验 两个小球的半径_（填“相同”或“不同”） 应该选择下列哪组小球_（填选项前的字母） A两个钢球 B一个钢球、一个玻璃球 C两个玻璃球 （3）斜槽末端没有放置被碰小球 2时，将小球 1 从固定点由静止释放若仅降低斜槽上固 定点的位置，那么小球的落地点到 O点的距离将_（填“改变”或“不变”） ，若仅增大小 球 1的质量，小球仍以相同的速度从斜槽末端飞出，那么小球的落地点到 O点的距离将 _填（“改变”或“不变”） （4）在安装实验装置的过程中，使斜槽轨道末端的切线水平，小球碰撞前与碰撞后的速度 就可以用
13、小球飞出的水平距离来表示，其原因的是_ A小球都是从同一高度飞出，水平位移等于小球飞出时的速度 B小球都是从同一高度飞出，水平位移与小球飞出时的速度成正比 C小球在空中的运动都是匀变速曲线运动，而且运动的加速度都相同 （5）本实验必须测量的物理量是_ A斜槽轨道末端到水平地面的高度 H B小球 1 和小球 2的质量 1 m、 2 m C小球 1 的释放位置到斜槽轨道末端的高度 h D记录纸上 O点到 A、B、C 各点距离OA、OB、OC （6）斜槽末端没有放置被碰小球 2时，小球 1的落点为 B点，放置被碰小球 2 后，小球 2 的落点为 C点假设两小球发生的是弹性碰撞，试论证：当小球 1 碰
14、后的速度方向未改变 时，C点必在 B 点的前方_ 【答案】 (1). B (2). 相同 (3). B (4). 改变 (5). 不变 (6). B (7). BD (8). 见解析 【详解】 （1）1小球离开轨道后做平抛运动，只要保证入射球离开轨道的初始速度相等即 可，斜槽轨道不需要光滑，A 不符合题意，B 符合题意； 故选 B； （2）2两球要发生对心碰撞，故两球半径应相同； 3为了防止入射球反弹，所以入射球的质量应大于被碰小球，所以应选一个钢球、一个 玻璃球，AC 不符合题意，B符合题意； 故选 B； （3）45若仅降低斜槽上固定点的位置，小球离开轨道做平抛运动的速度减小，由于平抛 运动
15、的高度不变，所以不平位移变小，即小球的落地点到 O 点的距离将改变，若仅增大小 球 1的质量，小球仍以相同的速度从斜槽末端飞出，由于平抛运动的高度不变，运动的时间 不变，所以小球的落地点到 O 点的距离不变； （4）6小球做平抛运动由于高度相同，由公式 2 1 2 hgt 得： 2h t g ，可知高度 h相同，则运动时间相同，水平位移 00 2h xv tv g 所以小球的水平位移与小球飞出的速度成正比，B符合题意，AC不符合题意； 故选 B； （5）7小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，在空中的运动时间 t相同， 两球碰撞过程动量守恒，以入射球的初速度方向为正方向，由动量守恒定
16、律得： 1 11 122 mvmvm v 两边同时乘以运动时间 t得： 1 11 122 mvtmv tm v t 则有： 112 mOBmOAm OC 由上式可知，本实验应测量小球 1和小球 2 的质量 m1、m2和记录纸上 O点到 A、B、C 各点 的距离OA、OB、OC，BD 符合题意，AC不符合题意。 故选 BD。 （6）8 证明：设小球 1碰撞前后瞬间的速度分别为 v0、v1，小球 2碰后的速度为 v2，根据 动量守恒有： 1 01 122 mvv vm v 碰撞过程机械能守恒有： 222 1 01 122 111 222 mvmvm v 整理可得： 201 vvv 当 v1与 v0
17、同向时，v2大于 v0，故 C点必在 B 点的前方。 10.如图所示，BCD是半径 R=0.4m的竖直圆形光滑轨道，D是轨道的最高点，光滑水平面 AB 与圆轨道在 B点相切一质量 m=1kg可以看成质点的物体静止在水平面上的 A 点现用 F=8N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达 B点时撤 去外力 F，之后物体沿 BCD轨道运动已知 A 与 B之间的距离 x=2m，取重力加速度 g=10m/s 求： （1）恒力 F做的功 WF； （2）物体运动到 D点时的速度大小 vD； （3）在 D点轨道对物体的压力大小 FN 【答案】 （1）16 F WJ； （2）4/ D
18、 vm s； （3）30 N FN 【详解】(1)物体从 A 到 B，根据功的定义式 F WFx 解得：16 F WJ； (2)物体从 A 到 B，根据动能定理有： 2 1 2 FB Wmv 物体从 B 到 D，根据机械能守恒定律有： 22 11 2 22 BD mvmgRmv 解得：4 D m v s ； (3)在 D 点，物体受力如图所示 根据牛顿第二定律得： 2 D N v Fmgm R 解得：30 N FN 11.如图甲所示，在与水平方向成 角的倾斜光滑导轨上，水平放置一根质量为 m的导体棒 ab，导轨下端与一电源和定值电阻相连，电源的电动势和内阻、定值电阻的阻值均未知整 个装置放在竖
19、直向下的匀强磁场中， 磁场的磁感应强度 B 的大小也未知 已知导轨宽度为 L， 重力加速度为 g （1）若断开 电键 k，将导体棒由静止释放，经过时间 t，导体棒沿斜面下滑的距离是多少？ _ （2）若闭合电键 k，导体棒 b恰好在导轨上保持静止由 b 向 a 方向看到的平面图如图乙所 示，请在此图中画出此时导体棒的受力图， （ ） 并求出导体棒所受的安培力的大小_ （3）若闭合电键 k，导体棒 ab静止在导轨上，对导体棒 ab 的内部做进一步分析：设导体棒 单位体积内有 n 个自由电子，电子电荷量为 e，自由电子定向移动的平均速率为 v，导体棒 的粗细均匀，横截面积为 S a 请结合第 （ 2
20、 ） 问的结论 和题目中所给的已知量， 推理得出每个电子受到的磁场力是多大？ _ b将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度，其大小用 j表示，请利用电 流的定义和电流密度的定义推导 j的表达式_ 【答案】 （1） 2 1 sin 2 xgt； （2）=tanFmg 安 ； （3） tanmg f nSL ，jnev 【详解】(1)断开电键后，根据牛顿第二定律，导体的加速度 sin sin mg ag m 由运动学公式，经过时间 t导体棒下滑的距离 2 1 2 xat 解得： 2 1 sin 2 xgt； (2)导体棒 ab保持静止，受力如图所示 根据平衡条件得，安培力大小为tan
21、A Fmg； (3)a导体棒中做定向移动的自由电子数NnLS 每个电子受到的磁场力 A F f N 解得： tanmg f nSL B在直导线内任选一个横截面 S，在t时间内从此截面通过的电荷量 qneSv t 导体棒中的电流强度 q IneSv t 由电流密度的定义 I j S 解得：j nev 12.牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原 理”任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律 12 2 = m m FG r 万 计算， 而且任何两个物体之间都存在引力势能， 若规定物体处于无穷远处时的势能为零， 则二者之 间引力势能的大小为 12
22、=- p mm EG r ，其中 m1、m2为两个物体的质量， r 为两个质点间的距 离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离） ，G 为引力常量设有一个质 量分布均匀的星球，质量为 M，半径为 R （1）该星球的第一宇宙速度是多少？ （2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式类比电场 强度的定义， 请在引力场中建立“引力场强度”的概念， 并计算该星球表面处的引力场强度 是多大？ （3）该星球的第二宇宙速度是多少？ （4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电 荷集中在球心处的点电荷） ，半径为 R，P为球外一点，与
23、球心间的距离为 r，静电力常量为 k现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到 p 点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功 【答案】 （1） 1 GM v R ； （2） 2 = M EG R 引 ； （3） 2 2GM v R ； （4） 11 ()WkQq rR 【解析】 【详解】(1)设靠近该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速度大小为 1 v，万有引力提供卫星 做圆周运动的向心力 2 1 2 vmM Gm RR 解得： 1 GM v R ； (2)电场强度定义式 F E q 设质量为 m的质点距离星球中心的距离为 r，质点受到该星球的万有引力 2 = Mm FG r 引 质点所在处的引力场强度= F E m 引 引 得 2 = M EG r 引 该星球表面处的引力场强度 2 = M EG R 引 (3)设该星球表面一物体以初速度 2 v向外抛出，恰好能飞到无穷远，根据能量守恒定律 2 2 1 0 2 mM mvG R 解得： 2 2GM v R ； (4)点电荷-q在带电实心球表面处的电势能 1P qQ Ek R 点电荷-q在 P 点的电势能 2P qQ Ek r 点电荷-q从球面附近移动到 P 点，电场力所做的功 21 () PP WEE 解得： 11 ()WkQq rR
