2019届北京市顺义区高三下学期第二次统练理科综合物理试卷（解析版）

顺义区2019届高三第二次统练理科综合能力测试——物理试题1.下列说法正确的是        （     ）A. 液体的温度越低，布朗运动越明显B. 液体的温度越高，其分子热运动越剧烈C. 气体对外界做功，其内能一定减小D. 气体从外界吸热，其内能一定增大【答案】B【解析】【详解】液体的温度越高，其分子热运动越剧烈，布朗运动越明显，选项A错误，B正确；气体对外界做功，若气体吸热，则其内能不一定减小，选项C错误；气体从外界吸热，若气体对外做功，则其内能不一定增大，选项D错误；2.在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论。以下是对四个实验结论的描述，其中正确的是    （     ）A. 通过平行玻璃砖后，红光发生的侧移量较大B. 通过三棱镜后，紫光偏折的程度比红光的大C. 在双缝干涉实验中，光屏上紫光的干涉条纹间距较宽D. 若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射该金属也一定有光电子逸出【答案】B【解析】【详解】红光的折射率较小，则通过平行玻璃砖后，偏折程度较小，则红光发生的侧移量较小，选项A错误；紫光的折射率较大，通过三棱镜后，紫光偏折的程度比红光的大，选项B正确；因紫光的波长较小，则在双缝干涉实验中，根据可知，光屏上紫光的干涉条纹间距较窄，选项C错误；紫光的频率大于红光，则若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射该金属不一定有光电子逸出，选项D错误。3.下列说法正确的是    （     ）A. γ射线比α射线的贯穿本领强B. 外界环境温度升高，原子核的半衰期变大C. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应D. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子【答案】A【解析】【详解】γ射线比α射线的贯穿本领强，选项A正确；外界环境不影响原子核的半衰期，选项B错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项C错误；β衰变是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，与原子的外层电子无关，选项D错误。4.2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，图示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球和月球的半径之比约为4:1，其表面重力加速度之比约为6:1。则地球和月球相比较，下列说法中最接近实际的是（     ）A. 地球的密度与月球的密度比为3：2B. 地球的质量与月球的质量比为64：1C. 地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度比为8：1D. 苹果在地球表面受到的引力与它在月球表面受到的引力比为60：1【答案】A【解析】【详解】设星球的密度为ρ，由，得GM=gR2，，已知地球的半径约为月球半径4倍；地球表面重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍，所以地球和月球的密度之比约为倍，地球的质量与月球的质量比为96：1，故A正确，B错误。根据可得，则地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度比为2：1，选项C错误；根据F=mg可知，苹果在地球表面受到的引力与它在月球表面受到的引力比为6：1，选项D错误。5.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时，该波恰传播到x轴上的质点B处，受点A在负的最大位移处。在t=0.6s时， 质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（   ）A. 该波的周期为0.6sB. 该波的波速等于4m/sC. t=0.6s时， 质点B在平衡位置处且向上运动D. t=0.6s时，质点C在平衡位置处且向上运动【答案】D【解析】从t=0开始到在t=0.6s时，质点A从图示位置开始恰第二次出现在正的最大位移处，所以有：，解得：T=0.4s，故A错误；由波形图得到波长为：λ=2m，波速为：，故B错误；画出t=0.6s时波形图，如图所示：采用波形平移法可知，质点B在平衡位置处且向下运动，质点C在平衡位置处且向上运动，故C错误，D正确。所以D正确，ABC错误。6.如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕转轴OO′匀速转动，轴OO′垂直于磁感线且位于线圈平面内，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（     ）A. 交流电压表V1的示数等于NBωL2B. 变压器的输入功率与输出功率之比为n1: n2C. 交流电压表V2的示数为副线圈两端电压的有效值D. 在图示位置时线圈中磁通量为零，感应电动势最小【答案】C【解析】【详解】交流电压的最大值等于NBωL2，电压表V1示数为有效值，A错误；变压器的输入与输出功率之比为1：1，故B错误；交流电压表V2的示数为副线圈两端电压的有效值，选项C正确；在图示位置时线圈平面与磁场平行，线圈中磁通量为零，感应电动势最大，故D错误；7.“太极球”运动是一项较流行的健身运动。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上。现将太极球拍和球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则         （     ）A. 小球的机械能保持不变B. 平板对小球的弹力在B处最小，在D处最大C. 在B、D两处小球一定受到沿平板向上的摩擦力D. 只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处就有可能不受平板的摩擦力作用【答案】D【解析】【详解】小球做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不断改变，所以小球的机械能不断变化，故A错误；小球做匀速圆周运动，向心力大小不变，而在最高点和最低点时，弹力和重力共线且合力提供向心力，最高点失重，最低点超重，所以平板对小球的弹力在A处最小，在C处最大，故B错误；小球在BD处可以不受摩擦力作用，即重力和健身者对球作用力F的合力提供向心力受力分析如图所示。

此时满足，故C错误，D正确；8.某课外探究小组用如图所示实验装置测量学校所在位置的地磁场的水平分量Bx。将一段细长直导体棒南北方向放置，并与开关、导线、电阻箱和电动势为E、内阻为R的电源组成如图所示的电路。在导体棒正下方距离为l处放一小磁针，开关断开时小磁针与导体棒平行，现闭合开关，缓慢调节电阻箱阻值，发现小磁针逐渐偏离南北方向，当电阻箱的接入阻值为5R时，小磁针的偏转角恰好为30°。已知通电长直导线周围某点磁感应强度为B=k (r为该点到通电长直导线的距离，k为比例系数)，导体棒和导线电阻不计，则该位置地磁场的水平分量大小为A. Bx= B. B x= C. B x= D. B x=【答案】B【解析】【分析】根据求解直导线下方的由电流产生的磁场，结合磁场的叠加原理求解地磁场的水平分量.【详解】通电长直导线在导线的正下方产生的磁场的磁感应强度为，方向沿东西方向，其中的；由磁场的叠加可知，故选B.9.（1）在“验证动量守恒定律”的实验中，将仪器按要求安装好后开始实验，如图所示。第一次不放被碰小球，直接将入射小球从斜槽轨道上某位置由静止释放；第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，让入射小球仍从斜槽轨道上的同一位置由静止释放。在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为0、A、B、C，设入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，则下列说法中正确的有______ 。A．第一、二次入射小球的落点分别是B、AB．第二次被碰小球的落点是B C．入射小球的质量应该小于被碰小球的质量D．若碰撞过程动量守恒，在误差允许的范围内应满足：m1·AB=m2·0C（2）小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，他确定了一段铅笔芯做为研究对象，用螺旋测微器测得笔芯的直径如图1所示。他利用伏安法测量其电阻值，测量出7组铅笔芯两端的电压和通过它的电流的数据如下表所示。①螺旋测微器的示数为________________mm。  ②请按电流表外接法用笔画线代替导线在答题卡中的实物接线图中完成余下导线的连接。③请在答题卡中的坐标纸上绘出U-I图线。根据图线求得这段铅笔芯电阻的测量值为________。(结果保留两位有效数字)④该测量值与其真实值比较偏__（选填“大”或“小”），造成这一系统误差的原因是__ 。【答案】    (1). AD    (2). 2.525    (3).     (4).     (5). 1.6  小   电压表内阻的分流作用【解析】【详解】（1）入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以B点是没放被碰球时入射小球的落地点，A点是碰后入射小球的落地点，C点是碰后被碰小球的落地点，故A正确，B错误；为防止入射球碰后反弹，则入射球的质量要大于被碰球的质量，选项C错误；要验证的表达式：，两边乘以t，则，即即：，选项D正确.
（2）①螺旋测微器的示数为2.5mm+0.01mm×2.5=2.525mm。②电路连线如图；③做出U-I图像如图；根据图线求得这段铅笔芯电阻的测量值为 ④该测量值与其真实值比较偏小，造成这一系统误差的原因是电压表内阻的分流作用使得电流的测量值偏大，根据可知电阻的测量值偏小。10.如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即射入偏转匀强电场中，射入方向与偏转电场的方向垂直，射入点为A，最终电子从B点离开偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E，方向竖直向上（如图所示），电子的电荷量为e，质量为m，重力忽略不计。求：（1）电子进入偏转电场时的速度v0；（2）若将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍从B点经过，则偏转电场的电场强度E1应该变为原来的多少倍？（3）若在偏转电场区域加上垂直纸面向外的匀强磁场，使电子从A点射入该相互垂直的电场和磁场共同存在的区域沿直线运动，求所加磁场的磁感应强度大小。【答案】（1）（2）2倍 （3）【解析】【详解】（1）电子在电场中的加速，由动能定理得：所以，（2）设电子的水平位移为x，电子的竖直偏移量为y，则有：                联立解得：根据题意可知x、y均不变，当U增大到原来的2倍，场强E也增大为原来的2倍。（3）电子做直线运动       解得： 11.从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。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力作用下，绕原子核做圆周运动。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)。第n个能级的轨道半径为rn，已知rn=n2 r1，氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。（1）求氢原子处于基态时，电子绕原子核运动的速度；（2）证明：氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的（n=1，2，3，…）；（3）1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做，n = 3，4，5，…。式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式。已知氢原子基态的能量为E1，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速， 求：a．里德伯常量R的表达式；b．氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比。【答案】（1）  （2）设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有，电子在第1轨道运动的动能，电子在第1轨道运动时氢原子的能量，同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量，又因为，则有 ，命题得证。（3）a：  b：5:9【解析】【详解】（1）电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动根据牛顿第二定律有        则有（2）设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有电子在第1轨道运动的动能电子在第1轨道运动时氢原子的能量同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量，又因为则有 ，命题得证。（3）a：从n能级向2能级跃迁放出光的波长为由         代入得：b：由可知当n=3时波长最大，当n=∞时波长最小代入可得，最小波长与最大波长之比为5:9。12.动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本规律，请结合相关知识完成下列问题：（1）如图所示质量为m和M的两个物块放置在光滑水平地面上，M的左侧连着一个轻弹簧，给m初始速度使其撞向M，在相互作用的过程中弹簧始终处于弹性限度内。若m的初速度大小为v0，求在m通过弹簧和M相互作用过程中弹簧的最大弹性势能；（2）近期热播电影“流浪地球”引起了影迷对天文知识的关注，其中一个名词“引力弹弓”更是成为人们谈论的热点，其实“引力弹弓”是指我们发射的深空探测器在探索太阳系或太阳系以外的宇宙空间过程中可以借助星球的引力实现助推加速，从而达到节省燃料，延长探测器有效工作时间的目的。例如1977年美国宇航局发射的旅行者一号空间探测器现已成为第一个飞出太阳系进入星际介质的探测器，它在运行的过程中就借助了木星和土星的引力助推作用从而具有了飞出太阳系的动能。如图所示为一个最简单的“引力弹弓”模型，假设太阳系内一探测器以大小为V的速度向右飞行，同时某一行星向左以大小为U的速度运动（V与U均以太阳为参考系），探测器在靠近行星的过程中被行星引力吸引改变运动方向并最终与行星同向运动并脱离行星。请你运用所学知识证明此时探测器获得的速度大小为2U+V（证明时可认为探测器质量远远小于行星质量，不考虑其它星体万有引力的影响）。【答案】（1）  （2）设探测器质量为m，行星质量为M，脱离时探测器速度大小为V1，行星速度大小为V2，取行星和探测器系统为研究对象，U方向为正由动量守恒定律可知：，探测器靠近和脱离行星时可认为系统万有引力势能没变，故由能量守恒有：，联立可知：， 因为，所以，，所以，证毕。【解析】【详解】（1）取m、M系统为研究对象，V0方向为正方向，由动量守恒定律有：                ①由能量守恒定律有：        ②①②联立有：（2）设探测器质量为m，行星质量为M，脱离时探测器速度大小为V1，行星速度大小为V2，取行星和探测器系统为研究对象，U方向为正由动量守恒定律可知：        ⑤探测器靠近和脱离行星时可认为系统万有引力势能没变，故由能量守恒有：    ⑥⑤⑥联立可知：    因为，所以，，所以，证毕。