2019年北京市西城区高三二模物理试题(含答案)
展开西 城 区 高 三 模 拟 测 试
理 科 综 合——物 理 2019.5
第一部分 （选择题 共48分）
本部分共8小题，每小题6分，共48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。
13．关于一定质量的气体，下列说法正确的是
A．气体放出热量，其内能一定减小
B．气体对外做功，其内能一定减小
C．气体的温度降低，每个分子热运动的动能一定减小
D．气体的温度降低，分子热运动的平均动能一定减小
14．如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光光子能量大于b光光子能量
C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
15．人类一直在追求能源的开发和有效利用，太阳能的利用非常广泛，而太阳的巨大能量来源于太阳内部所发生的核聚变反应，该核反应可能是
A． B．
C． D．
16．如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形，虚线是该波在t = 0.20s时刻的波形，则此列波的周期可能为
A．0.10s B．0.20s C．0.40s D．0.80s
17．地球绕着太阳公转，其运动可看成匀速圆周运动。已知引力常量为G，如果要通过观测求得太阳的质量，还需要测量下列哪些量
A．地球公转的轨道半径和自转周期
B．地球公转的轨道半径和公转周期
C．地球半径和地球的公转周期
D．地球半径和地球的自转周期
18．回旋加速器的工作原理如图所示：D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。A处的粒子源产生的α粒子在两盒之间被电场加速，两个半圆盒处于垂直于盒面的匀强磁场中。α粒子进入半圆金属盒内做匀速圆周运动。若忽略α粒子在电场中的加速时间且不考虑相对论效应，则下列说法正确的是
A．α粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越小
B．α粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越大
C．仅增大两盒间的电势差，α粒子离开加速器时的动能增大
D．仅增大金属盒的半径，α粒子离开加速器时的动能增大
19．如图所示，小车放在木板上，小车的前端系一条细绳，绳的一端跨过定滑轮挂一个小盘，盘中放重物，用悬吊重物的方法为小车提供拉力。小车后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。以小车为研究对象，用该装置进行物理实验，下列说法正确的是
A．若探究动能定理, 必须调整定滑轮的高度使细线与木板平行
B．若探究动能定理，必须使盘和盘上重物的质量远大于小车质量
C．若研究匀变速直线运动规律，必须垫高木板一端以平衡小车受到的摩擦力
D．若研究匀变速直线运动规律，必须使盘和盘上的重物质量远大于小车质量
20. 2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是
A. 4G信号是纵波，5G信号是横波
B. 4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C. 4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D. 4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
第二部分 （非选择题 共72分）
21.（18分）
用图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势E约为2 V，内阻r比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻 R0。
（1）现有蓄电池、电流表（量程0~0.6 A）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干，以及下面的器材：
A．电压表（0~3 V）
B．电压表（0~15 V）
C．定值电阻（2 Ω）
D．定值电阻（10 Ω）
实验中电压表应选用 ；R0应选用 （选填相应器材前的字母）。
（2）图2是实验器材实物图，已连接了部分导线。请根据图1，补充完成实物间的连线。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最_______端 ( 选填“左”或“右”)。
（3）某位同学根据实验记录的数据做出如图3所示的 U-I 图线，可得出蓄电池的电动势
E= __________ V，图线的斜率k=____________ Ω，电源内电阻r =____________ Ω。
（4）采用图1电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是（ ）
A．电流表的分压作用 B．电流表的分流作用
C．电压表的分流作用 D．电压表的分压作用
（5）某位同学在实际操作中发现：开关断开时，电流表的示数为零，电压表却还有较大示数；闭合开关，移动滑片，电压表和电流表示数能够正常变化，获得多组数据。那么，这种闭合开关时所获得的多组数据_________（选填“可以”或“不可以”）用于求电动势和内阻。结合图2，简要说明“开关断开时，电压表还有较大示数”的原因。
22．（16分）
如图所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为l。在M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，且导轨和金属杆的电阻可忽略,重力加速度为g。
（1）让ab杆由静止开始沿导轨下滑，求它下滑的加速度大小。
（2）若在整套装置上施加磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向下的匀强磁场。让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
a. 当ab杆速度大小为v时，求此时ab杆中的电流大小；
b. 求ab杆下滑过程中的最大速度。
23.（18分）
（1）光滑桌面上有A、B两个小球。A球的质量为0.2kg，以8m/s的速度与质量为0.1kg的静止的B球碰撞。碰撞后A球的速度变为4m/s，B球的速度变为8m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，小明同学对这次碰撞的规律做了一个猜想：在碰撞过程中，A球的动能损失了一些，A球通过与B球碰撞而将损失的动能全部转移给了B球。
a. 请通过计算说明，小明同学以上猜想是否正确？
b. 请你猜想：在这次碰撞中，什么物理量守恒？即：在碰撞中A球这个量的损失量恰好等于B球这个量的增加量? 通过计算来验证你的猜想。
（2）如图，质量为m的物体，仅在与运动方向相同的恒力F的作用下，经过时间t，发生了一段位移l，速度由v1增加到v2。结合图中情景，请猜测并推导：
a. 恒力和其作用时间的累积Ft直接对应着什么物理量的变化？并由牛顿运动定律和运动学公式推导这种关系的表达式。
b. 恒力在其作用空间上的积累Fl直接对应着什么物理量的变化？并由牛顿运动定律和运动学公式推导这种关系的表达式。
24．（20分）
如图1所示，有一个连接在电路中的平行板电容器，平行板间为真空，其电容为C，两极板之间的距离为d，极板的面积为s，电源的电动势为E, 静电力常量为k，忽略边缘效应。
（1）开关S闭合，电路达到稳定, 求平行板电容器极板上所带的电荷量。
（2）保持开关S闭合, 将一块表面形状以及大小和平行板电容器极板完全相同、厚度略小于d（可近似为d）的绝缘电介质板插入平行板电容器两极板之间，如图2所示。已知：插入电介质后的平行板电容器的电容 ，式中 εr 为大于1的常数。求电介质板插入平行板电容器的过程中，通过开关S的电量。并说明该电流的方向。
（3）电路在情境（1）的状态下,断开开关S，保持电容器的电荷量不变。有一块厚度为d/2的导体板，其表面形状大小和该平行板电容器的极板完全相同。在外力F的作用下，该导体板能够沿着下极板的内侧缓慢地进入到如图3所示的位置。不计摩擦阻力。
a．求两极板间P点的电场强度的大小E1；
b．在电场中，将单位体积内所蕴藏的电场能量叫做能量密度，用 we表示。已知 ，式中E场为电场强度。求该导体板进入电场的全过程中，外力F所做的功WF。
西城区高三模拟测试
理科综合参考答案及评分标准
2019.5
第一部分共20小题，每小题6分，共120分。
13．D 14．C 15．A 16．D 17．B
18．D 19．A 20．C
第二部分共11小题，共180分。
21．（18分）
（2）连线图：
右
（3） 2.03~2.07
2.45~2.60
0.45 ~0.60
（4） C
（5） 可以；
说明：a连接电压表的正极到开关的连线有误，使开关外接，而导致电源、电压表和定值电阻直接形成回路，所以开关打开时电压表仍有示数；b在上述回路中，由于电压表的内阻远大于回路的其他电阻，所以导致“开关断开时，电压表还有较大示数”。
22．（16分）
（1） 对ab杆受力分析: 杆只受重力和垂直于斜面的支持力。所以，对杆沿着斜面向下的方向列出的动力学方程为：
mg = ma
解得：a =g
（2）a.当ab杆速度大小为v时，闭合回路的感应电动势为e = lvB
所以，此时ab杆中的电流大小： i = e/R= lvB/R
b. 对ab杆受力分析:
杆受重力、垂直于斜面的支持力和沿着斜面向上的安培阻力。
当杆ab在下滑过程中达到最大速度vm时，必有：
mgilB = 0
i = e/R= lvmB/R
解得：vm = mg/ l2B2
23．（18分）
（1） a. 这次碰撞导致两个球的动能变化是：
A球的动能损失为：
mA v12 mA v22 = 4.8J
B球获得的动能为:
mB vB 2 =3.2J.
显然二者并不相等。可见小明的猜想是错误的。
b. 我猜想，这次碰撞应该是总动量守恒的。即：
在碰撞过程中A球的动量损失量，始终等于B
球的动量增加量。
对于整个过程的计算如下：
A球的动量损失量：
mA v1 mA v2 = 0.8kgm/s
B球动量的增加量：
mB vB= 0.8kgm/s
二者恰好相等。我的猜想得到验证。
（2）a. 恒力和其作用时间的累积Ft直接对应着动量的变化。
由牛顿运动定律和运动学公式推导：
F = ma; v2=v1 + at
解得：Ft =m v2mv1
b. 恒力和其作用空间的累积Fl直接对应着动能的变化。
由牛顿运动定律和运动学公式推导：
F=ma; v22v12 = 2al
解得： Fl = m v22 m v12
24．（20分）
（1）极板上的电量Q :
Q = CU = CE
（2）该电介质板插入平行板电容器后，
极板的电荷量Q1：
Q1 =C＇E =εr C E
所以，该电介质板插入平行板电容器的过程中，
通过开关S的电量为：
Q1 =εr C EC E
= C E（εr ）
通过开关S的电流方向是自左向右。
（3） a．因为极板带电荷量Q保持不变，插入导体板之后，
电容两极板之间的距离变为，所以电容变为2C。
根据电容的定义式：，可知：此时极板之
间的电压变为原来的，即电压U = 。
故得：极板间匀强电场的电场强度，也即P点的
电场强度：
b． 根据已知的匀强电场的能量密度概念和公式，分析
可知：在电场强度不变的前提下，匀强电场中蕴藏的
电场能和匀强电场的空间体积成正比。
所以，在插入导体板后匀强电场中所蕴藏的能量：
， 而
根据功和能的概念和关系，得：
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