1、2020-2021学年北京市高三下学期综合能力测试物理试题物 理本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，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。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.下列说法中正确的是A. 的原子核内有三个中子两个质子B.温度越高，放射性元素的半衰期越小C.原子核分解成核子一定有质量亏损，释放出能量D.氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少2.下列说法中正确的是A.扩散现象和布朗运动都与温度有关B.两个分子距离减小时，分子间引力减小而斥力增大C.在完全
2、失重的情况下，容器内气体对容器壁的压强为零D.物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大3.下列说法中正确的是A.光纤通信主要是应用了光的偏振现象B.光电效应现象说明光具有粒子性C.玻璃中的气泡看起来特别明亮的现象是光的衍射形成的D.用三棱镜观察太阳光谱是利用了光的干涉现象4.北京春秋两季的昼夜温差较大，细心的司机发现从早晨到中午，车胎的体积和胎内气体的压强都会变大。若这段时间胎内气体质量不变，且可将其视为理想气体，那么从早晨到中午这段时间内，车胎内的气体A.对外界做功，内能减小B.对外界做功，内能不变C.吸收热量，内能不变D.吸收的热量大于对外所做的功5.2020年12月3日23时10分
3、，嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟，成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道，实现了我国首次飞行器在地外天体起飞。假设上升器在起飞后的某段时间内的飞行方向与水平面成角，且速度在不断增大，如图1所示。此段时间发动机的喷气方向可能A.沿1的方向B.沿2的方向C.沿3的方向D.沿4的方向6.如图2所示为一理想变压器，其原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，负线圈接有一阻值可调的负载电阻。开始时原、副线圈的匝数关系为n1n2，現为了减小变压器的输入功率，下列做法中可行的是A.其他条件不变，使原线圈的匝数n1增加B.其他条件不变，使副线圈的匝数n2增加C.其他条件
4、不变，负载电阻R的阻值减小D.其他条件不变，使原、副线圈增加相同的匝数7.如图3甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时的图像，这列波中质点P的振动图像如图3乙所示。下列说法中正确的是A.该波沿x轴正方向传播B.该波的波速v=2.0m/sC.质点P在5.0s内通过的路程为20cmD.在5.0s时质点P处于x=7m处8.天宫一号于2011年9月29日发射升空，先后与神舟八号、九号、十号飞船进行6次交会对接，完成了各项既定任务。在超期服役两年半后，于2016年3月16日，天官一号正式终止数据服务，受轨道附近稀薄大气的影响而进入轨道衰减期。若天宫一号在轨道衰减期其质量不变，其运行过程可视为半径不断变小
5、的匀速圆周运动，则对此运行过程下列说法中正确的是A.角速度逐渐减小B.加速度逐渐减小C.机械能逐渐减少D.动能逐渐减少9.如图4所示，图中的实线表示电场线，虚线表示一带电粒子只受电场力作用运动的轨迹，M、N为轨迹上的两点。出此可知A.粒子带有负电荷B.粒子在M点时的加速度小于在N点时的加速度C.粒子在M点时的电势能小于在N点时的电势能D.粒子在运动过程中速度大小可能保持不变10.如图5甲所示，在长直导线MN旁放有一闭合导线框abcd，长直导线与导线框在同一平面内，长直导线中通有如图5乙所示的交变电流。规定电流沿MN的方向为正，下列说法中正确的是A.0t1时间内，线框中产生沿abcd方向的感应电
6、流B. t2时刻通过线框的磁通量最大C. 0t1时间内，线框受到向右的安培力D.t1t3时间内，线框受到的安培力方向不变11.如图6所示，竖直放置的轻质弹簧下端固定在地面上，上端与物块A连接，物块A处于静止状态时弹簧的压缩量为x0。现有物块B从距物块A上方某处由静止释放，B与A相碰后立即一起向下运动但不粘连，此后物块A、B在弹起过程中将B抛离A。此过程中弹簧始终处于竖直状态，且在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法中正确的是A.当B与A分离时，弹簧的压缩量为x0B.两物块一起运动过程中的最大加速度大于gC.当B与A一起向上运动到弹簧的压缩量为x0时，它们共同运动的速度最大D.从B开始下落至B与
7、A分离的过程中，两物块及弹簧组成的系统机械能守恒12.某同学为测定自感系数很大、阻值较小的线圈L的直流电阻，设计了如图7所示的电路。闭合开关S1和S2当电路达到稳定后，读出电压表的示数U和电流表的示数I，然后断开电路，并根据所测量的U和I计算出线倒L的直流电阻R。关于这个实验的测量值和实验后切断或拆除这个电路时的操作，下列说法中正确的是A.测量值比真实值大B.测量值应等于真实值与电流表内阻之和C.测量后应先断开S1后断开S2D.测量后应先断开S2后断开S113.某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图8中所示电路图连接电路。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，电容器通过R放
8、电，传感器将电流信息传入计算机.屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图8乙所示。他想进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I-t曲线。已知电源两端的电压保持不变，关于新的I-t曲线，下列说法中正确的是A.曲线与纵轴交点的位置将向下移动B.曲线与横轴交点的位置将向左移动C曲线与坐标轴所围面积将增大D.曲线与坐标轴所围面积将减小14.关于光的本性，在物理学的发展历史中曾经历过“微粒说”和“波动说”的激烈争论。以牛顿为代表的“微粒说”理论认为光是实物粒子；面以惠更斯为代表的“波动说”理论则认为光是一种波。在托马斯杨的“光的双缝干
9、涉”实验之前，“微粒说”理论占据上风，这一方面是因为“微粒说“代表人物牛顿的“物理学权威”身份，另一方面是因为“微粒说“能较好地解释光在均匀介质中沿直线转播、光的反射现象和光的折射现象。如图9甲所示，光从均匀光疏介质1进入均匀光密介质2时，传播方向发生偏折。针对这一现象，应用牛顿的“微粒说”可解释为：光密介质2的微粒分布比光疏介质1的微粒分布更为密集，光微粒在两种介质界面附近处时，所受到的介质微粒对其施加的引力虽然在滑与介质界面平行的方向上被平衡，但是在沿与介质界面垂直的方向上并未被平衡，而是指向光密介质2，因此沿与介质界面垂直方向上的速度分量变大，如图9乙所示，所以21。根据课内学过的物理知
10、识和以上信息可知，下列说法错误的是A.牛顿的“微粒说”和爱因斯坦为解释光电效应提出的“光子说是不同的B.按照牛顿的“微粒说”可得出，光在介质2中的速度比光在介质1中的速度大C.按照牛顿的“微粒说”，光从介质1进入介质2的过程中，两种介质对光微粒做的总功应该为负D.按照牛顿的“微粒说”，作为微粒的光在均匀介质中传播时，光微粒受到介质微粒对其的引力将被平衡第二部分本部分共6题，共58分。15.(9分)如图10甲所示，小车拖着穿过打点计时器的纸带沿斜面匀加速下滑，打点计时器打出的纸带如图10乙所示。测得纸带上AB、BC，CD和DE间的距离分别为s1、s2、s3和s4，纸带上打下各相邻点的时间间隔为T
11、。(1)打点计时器在打出C点时小车的速度大小的表达式为v=_，小车运动的加速度大小的表达式为a=_。(2)已知重力加速度g，为了求出小车在下滑过程中所受的阻力f，还需测量的物理量有_。用测得的量及加速度a表示阻力大小的表达式为f=_。16.(9分)某同学要测量某种电阻丝材料的电阻率，选用粗细均匀的电阻丝，其总电阻约为10。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在带有刻度尺的木板两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0V，内阻约1)；电流表A1(量程
12、0100mA，内阻约10)；电流表A2(量程00.6A，内阻约1)；电阻箱R(0999.9)；开关、导线若干。为了更准确地进行测量，他设计了如图11甲所示的实验电路，并按如下的主要实验步骤进行操作：A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B.正确连接电路后，将电阻箱接入电路的阻值调到最大，闭合开关；C.将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；D.改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。 (1)某次
13、用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图11乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=_m；(2)实验中电流表成选择_(选填“A1”或“A2”)：(3)小明用记录的多组R和对应的L绘出了如图11丙所示的L-R关系图线，图线在R轴的截距为R0在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d和已知常数，可求出这种电阻丝材料的电阻率=_(用给定的物理量符号和已知常数表示)。(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小；若无影响，请说明理由。(要求有分析过程)答：_。17.(9分)如图12所示，在距水平地
14、面高h=0.80m的光滑平台边缘O点，将质量m=0.10kg可视为质点的物块，以v0=3.0m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。(1)求物块抛出点O到落地点A之间的水平距离；(2)求物块落到A点时的速度；(3)求物块落到A点时重力的功率。18.(9分)两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在同一水平面内，其间距L=0.60m，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直轨道平面竖直向下，两导轨之间连接有阻值R=2.8的电阻。在导轨上有一质量m=0.10kg的金属棒ab与导轨垂直，金属棒在两导轨间的电阻r=0.20，如图13所示。给金属棒一个瞬时冲量使其以v0=10m/s的初
15、速度开始运动。设金属棒始终与导轨垂直且接触良好。(1)当金属棒在导轨上运动的速度为料v1=5.0m/s时，求：电阻R两端的电压及其电功率；金属棒的加速度大小：(2)请通过论述定性说明，金属棒在导轨上运动过程中速度和加速度的变化情况。19.(10分)在研究带电微观粒子的过程中，常采用电场或磁场对带电粒子的作用来实现对它们运动情况的控制，通过对它们运动情况的分析，或是控制它们之间发生相互作用，来研究带电粒子的组成。以下讨论中，空气阻力及带电粒子所受重力均可忽略不计。(1)如图14甲所示，在xOy平面内的x0的范围内有垂直于坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。现有一带正电的粒子1从x轴上的M点由
16、静止释放，最后通过N点，已知MO及ON的距离均为l，ON的方向与x轴夹角=45，求带电粒子1的比荷(即电荷与质量之比)；若另有一带正电的粒子2从x轴上的M点由静止释放，最后从N点的右侧飞过，请分析说明粒子2的比荷比粒子1的比荷大还是小。(2)在保持(1)问中磁场不变的条件下，将匀强电场扩大到整个空间，且电场强度不变。有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从O点由静止释放，该粒子的运动轨迹大致如图14乙所示，其中轨迹距y轴的最大距离为s，粒子运动中的最大速度为v。求s与v的大小。 20.(12分)某喷气式飞机按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地降落、滑行、停机。制动装置
17、包括：机轮刹车装置(主要是通过控制飞机起落架下面的轮胎受到的摩擦力进行减速)、反推力刹车装置(主要是通过向前喷出高速气体利用反推力来减速)、气动刹车装置(主要是通过装在机翼上的减速板增大空气阻力来减速)三部分组成。图15所示为该飞机在降落滑行过程中设定的加速度大小a随飞机滑行速度的变化曲线。(1)求飞机速度从20m/s降至10m/s经历的时间t及滑行的距离x。(2)气动刹车装置的外形如图16甲所示，可借助如图16乙所示的简化示意图来理解。假设某时刻飞机降落后水平滑行的速度大小为v，流经竖直减速板的空气经阻挡后只沿减速板两侧均匀流出。设空中风速可忽略不计，在对以下问题的解答过程中需要用到但题目没
18、有给出的物理量，要对所使用的字母做必要的说明。飞机开始制动时，其速度和气动刹车产生的加速度大小对应图15中的P点。请论证气动刹车装置产生的加速度大小随飞机速度的变化关系，并在图15中定性画出图线。制动过程中，除机轮刹车装置制动、反推力刹车装置制动、气动刹车装置制动外，飞机还会受到空气的其他阻力，假设该阻力的大小满足f=kv，其中k为常量，v为飞机的速度。假设机轮刹车装置制动提供的阻力与飞机所受的重力G成正比，比例系数为，结合第问的结论，通过定量计算说明：飞机速度从20m/s降至10m/s的过程中，反推力刹车装置相对于飞机向前喷出气体的速度v的变化情况。(考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答
19、无效)2020-2021学年北京市高三下学期综合能力测试物理试题参考答案1.D 2.A 3.B 4.D 5.B 6.A 7.C 8.C 9.B 10.C 11. B 12.D 13.A 14.C15（9分）（1）（2分），（2分）（注：用相邻二段位移表达出各个结果，只要表达正确的不扣分）（2）小车质量m、斜面上任意两点间距离l及两点的高度差h（3分）mgh/l-ma（2分）（注：若测的是角度，只要表达式正确不扣分）16（9分）（1）（0.5000.002）10-3 （2分）（2）A1（2分） （3）（2分）（4）不产生影响（1分）设电流表内阻为RA、满偏电流为I，电源电动势为E，根据闭路欧姆定
20、律得，所以，可见斜率为，根据斜率求出电阻率的表达式，因为斜率与电流表内阻为RA无关，所以电流表内阻的存在对电阻率的测量结果无影响。（2分）17（9分）（1）物体做平抛运动的时间t=0.40s（1分）物块抛出点O到落地点A之间的水平距离 x=v0t=1.2m（2分）（2）物块竖直方向的速度vy=gt（1分）所以抛出后t时刻物块的速度 v=（1分）则v=5m/s（1分）物块落地时速度方向与竖直方向的夹角为，则cos=0.8（1分）（方向说法合理即得该分数）（3）物块落到A点时重力做功的功率P = mgvcos（1分）所以P=4.0W（1分）18（9分）（1）当金属棒的速度为v1=5.0m/s时，产
21、生的感应电动势E=BLv1=1.5V（1分）电路中的电流I=0.50A（1分）电阻R两端的电压 U=IR=1.4V（1分）电阻R的电功率P=IU=0.70W（1分）金属棒所受安培力F安=BIL=0.15N（1分）金属棒的加速度a=F安/m=1.5m/s2（1分）（2）金属棒沿光滑水平导轨运动过程中，水平方向只受安培力作用，由于安培力的方向与速度方向相反，所以金属棒做减速运动（1分）由于安培力F安=BIL=，所以加速度a=F安/m=，因B、L、R、r和m均为定值，所以加速度随速度的减小而减小。（2分）19（10分）（1）设粒子1的质量为m1、电荷量为q1，对于其在电场中加速的过程，根据动能定理有
22、 q1El=m1v2（1分）粒子1进入磁场中受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，设运动的半径为R1，根据牛顿定律有 q1vB=m1v2/R1（1分）由几何关系可知，R1=l（1分）联立可解得：（1分）根据上述的分析可知，对于质量为m、电荷量为q的带电粒子，其在磁场中做匀速圆周运动的半径R=，即半径与比荷的平方根成反比。（1分）粒子2从N点的右侧飞过，表明其做圆周运动的半径R2大于R1，即粒子2的比荷比粒子1的比荷小。（1分）（2）带电粒子在第一象限运动中，只有电场力做功，当其运动至离y轴最远时，电场力做功最多，此时速度最大，根据动能定理有， （1分）粒子沿x方向上的速度vx产生y方向的洛伦兹力fy，
23、即 fy=qBvx取沿y方向运动一小段时间t，根据动量定理有 fyt=qBvxt =mvy注意式中vxt表示粒子沿x轴方向运动的距离，因此等式两边对粒子从离开O点到第一次离y轴最远的过程求和有，qBs=mv （1分）联立两式，解得：v=2E/B， （2分）20.（12分）（1）飞机速度从20m/s降至10m/s的过程中加速度大小a=0.2m/s2且保持不变，根据匀变速直线运动的规律，经历的时间t 为（1分）滑行的距离x为 （1分）（2）设空气密度为，机翼上的减速板面积为S，时间内飞机减速板扫过的空气质量为 （1分）沿飞机运动方向，该质量的空气动量改变量为 （1分）飞机给这部分空气的力为 （1分
24、）根据牛顿第三定律，这部分空气给飞机的力大小也为 （1分）设飞机的质量为M，则气动刹车装置产生的加速度大小随飞机速度的变化关系为（1分）在图1中定性画出图线如图所示 （1分）v/(ms-1)a/(ms-2)10203040500.2600.60.81.00.4图1P设反推力刹车装置给飞机的阻力大小为F反，飞机速度从20m/s降至10m/s的过程中所受合外力为常量，即 （1分）设反推力刹车装置向前喷出的气流横截面积为S，密度为，喷气相对飞机的速度为v，则在t时间内喷气的质量m=Sv t设飞机对m的气体的作用力大小为F反，在地面参考系中应用动量定理有F反t=m（v+ v）-mv=-m v（1分）根据牛顿第三定律有 （1分）结合到以上式可以看出，飞机向前喷出气体的速度v应该变大（1分）