1、北京市密云区2020届高三物理下学期第一次阶段性测试试题（含解析）第一部分一、本部分共14小题，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.下列说法正确的是（）A. 物体的动能增加，其内能也一定增加B. 扩散现象和布朗运动都是分子的无规则热运动C. 一定质量的气体膨胀对外做功，气体内能一定增加D. 随着分子间的距离增大，分子间的引力、斥力都减小【答案】D【解析】【详解】A物体的内能由分子动能和分子势能构成，与宏观的机械能大小无关，A错误；B布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子热运动，B错误；C根据热力学第一定律可知一定质量的气体膨胀对外做功，吸放热情况未知，所以气
2、体内能不一定增加，C错误；D随着分子间的距离增大，分子间的引力、斥力都减小，D正确。故选D。2.如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为a、b两种单色光。则下列说法正确的是（）A. 在真空中传播时，a光的速度大B. 从玻璃射向空气时，b光发生全发射的临界角小C. 经过同一双缝干涉实验装置时，观察到a光的相邻亮条纹间距大D. 若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能发生光电效应【答案】D【解析】【详解】A真空中传播时，各种颜色光光速均相同，A错误；B根据光路图可知光偏折程度小，所以光折射率小，根据全反射定律可知光发生全反射的临界角大，B错误；C根据光路图可知光折射率大，所以频率大，波长短
3、，根据可知，经过同一双缝干涉实验装置时，观察到a光的相邻亮条纹间距小，C错误；D光的频率大于光，根据可知光的光子能量大于光，所以若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能发生光电效应，D正确。故选D。3.下列说法正确的是（）A. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C. 阴极射线和射线都是电子流，都源于核外电子D. 天然放射现象中放射出的、射线都能在磁场中发生偏转【答案】B【解析】【详解】A半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件无关，A错误；B太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应（热核反应），B正确；C阴极射线是核外电子，射线是原子核内
4、中子转化为质子时放出的电子，C错误；D三种射线中射线（高频电磁波）不带电，所以不能在磁场中发生偏转，D错误。故选B。4.中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书五十二病方中就有类似于后世的火罐疗法。其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。在刚开始的很短时间内，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是（）A. 火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大B. 火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小C. 火罐内的气体体积不变，温度降低，压
5、强减小D. 火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大【答案】C【解析】【详解】在刚开始的很短时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，ABD错误，C正确。故选C。5.2019年5月17日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球的质量为M、半径为R、地球自转周期为T、该卫星的质量为m、引力常量为G，关于这颗卫星下列说法正确的是（）A. 距地面高度为B. 动能为C. 加速度为D. 入轨后该卫星应该位于西昌的正上方【答案】A【解析】【详
6、解】A万有引力提供向心力解得同步卫星的轨道半径则距离地球表面高度为，A正确；B万有引力提供向心力动能B错误；C万有引力提供向心力解得加速度为C错误；D同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，D错误。故选A。6.甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播，时的波形图像如图所示，若两列波的波速都是，下列说法正确的是（）A. 甲乙两列波的频率都是4HzB. 时，甲乙两波相遇C. 时，处质点的位移为负方向最大D. 时，处质点与处质点的振动方向相反【答案】C【解析】【详解】A两列波长均为，根据可知频率为A错误；B两波初始时刻相距，相遇用时B错误；C时，结合B
7、选项和波形平移法可知，甲、乙两列波在处均为波谷位置，所以质点的负向位移最大，C正确；D根据同侧法可知时，处质点与处质点的振动方向均向上，D错误。故选C。7.如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接入理想交流电压表、，和理想交流电流表、，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是（）A 示数不变，示数不变，变亮B. 示数变大，示数变大，变暗C. 示数变大，变压器输出功率变大，与示数的比值不变D. 示数变大，变压器输出功率变大，与示数的比值不变【答案】C【解析】【详解】AB闭合开关后，根据理想变压器的电压
8、规律可知变压器两端电压不变，所以两电压表示数不变，灯泡两端电压不变，亮度不变；副线圈并联负载增加，根据并联分流规律可知副线圈干路电流增大，所以示数增大，根据可知原线圈电流增大，所以示数增大，AB错误；CD根据可知变压器输出电压不变，电流增大，所以变压器输出功率变大，结合上述分析可知与示数的比值不变，与示数的比值不变，C正确，D错误。故选C。8.如图所示为交流发电机发电的示意图，矩形线圈ABCD面积为S、匝数为N、整个线圈的电阻为r。在磁感应强度为B的磁场中，线圈绕轴以角速度匀速转动，外电阻为R，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连
9、。关于发电过程中的四个状态，下列说法正确的是（）A. 线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为B. 线圈转到图乙位置时，通过线圈的磁通量的变化率为C. 线圈转到图丙位置时，外电路中交流电流表的示数为D. 线圈转到图丁位置时，AB边感应电流方向为【答案】D【解析】【详解】A线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为，与匝数无关，A错误；B线圈转到图乙位置时，感应电动势解得磁通量的变化率B错误；C电流表示数显示的为有效值C错误；D线圈转到图丁位置时，根据楞次定律可知线框中的电流为，D正确。故选D。9.如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离
10、为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是（）A. ，B. ，C. 将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少D. 将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大【答案】B【解析】【详解】AB等量异种电荷电场线和等势面的分布如图：根据电场线的分布结合场强的叠加法则，可知场强关系为根据等势面分布结合沿电场线方向电势降低，可知电势关系为A错误，B正确；C、两点处于同一等势面上，所以将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，根据可知电势能不变，C错误；D将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，电场线越来越密集，根据可
11、知所受电场力逐渐增大，D错误。故选B。10.一个原子核静止在磁感应强度为B匀强磁场中，当原子核发生衰变后，它放出一个粒子（），其速度方向与磁场方向垂直。关于粒子与衰变后的新核在磁场中做的圆周运动，下列说法正确的是（）A. 运动半径之比是B. 运动周期之比是C. 动能总是大小相等D. 动量总是大小相等，方向相反【答案】A【解析】【详解】A衰变方程为衰变瞬间动量守恒，所以洛伦兹力提供向心力，根据解得半径所以粒子与衰变后的新核的半径之比为A正确；B原子核在磁场中圆周运动的周期为所以粒子与衰变后的新核的周期之比为B错误；C二者动量大小始终相等，根据动量和动能的关系可知粒子与衰变后的新核的质量不同，动能
12、不同，C错误；D粒子与衰变后的新核的动量大小始终相同，在衰变瞬间，二者方向相反，随后在磁场中做匀速圆周运动，动量方向不同，D错误。故选A。11.如图所示，一个劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，弹簧上端固定一质量为2m的物块A，弹簧下端固定在水平地面上。一质量为m的物块B，从距离弹簧最上端高为h的正上方处由静止开始下落，与物块A接触后粘在一起向下压缩弹簧。从物块B刚与A接触到弹簧压缩到最短的整个过程中（弹簧保持竖直，且在弹性限度内形变），下列说法正确的是（）A. 物块B的动能先减少后增加又减小B. 物块A和物块B组成的系统动量守恒C. 物块A和物块B组成的系统机械能守恒D. 物块A物块B和弹簧组成
13、的系统机械能守恒【答案】A【解析】【详解】AB物块开始自由下落速度逐渐增大，与A物块碰撞瞬间，动量守恒，选取竖直向下为正方向，则可知A、B碰后瞬间作为整体速度小于碰前B物块速度，随后AB整体向下运动，开始重力大于弹力，且弹力逐渐增大，所以整体做加速度减小的加速运动，当重力等于弹力时，速度达到最大，之后弹力大于重力，整体做加速度增大的减速运动，直至速度减为0，所以从物块B刚与A接触到弹簧压缩到最短的整个过程中，物块B的动能先减少后增加又减小，A正确；B物块A和物块B组成的系统只在碰撞瞬间内力远大于外力，动量守恒，之后系统所受合外力一直变化，系统动量不守恒，B错误；CD两物块碰撞瞬间损失机械能，所
14、以物块A和物块B组成的系统机械能不守恒，物块A物块B和弹簧组成的系统机械能不守恒，CD错误。故选A。12.图像法具有自己独特的优势，它能把复杂的物理过程直观形象清楚地展现出来，同时也能够形象地描述两个物理量之间的关系，如图所示，若x轴表示一个物理量，y轴表示一个物理量，其中在实验数据处理时，会发现图像与两个坐标轴的交点（称为截距）具有特殊的物理意义。对该交点的物理意义，下列说法不正确的是（）A. 在测电源电动势和电源内阻时，若x轴表示流过电源的电流，y轴表示闭合电路电源两端的电压，则该图像与x轴的交点的物理意义是短路电流B. 在利用自由落体法验证机械能守恒实验时，若x轴表示重锤下落到某点时速度
15、的平方，y轴表示重锤落到该点的距离，则该图像与x轴交点的物理意义是重锤下落时的初速度C. 在用单摆测重力加速度的实验中，若x轴表示摆线长度，y轴表示单摆周期的平方，则该图像与x轴交点绝对值的物理意义是该单摆摆球的半径D. 在研究光电效应的实验中，若x轴表示入射光的频率，y轴表示光电子的最大初动能，则该图像与x轴的交点物理意义是该金属的极限频率【答案】B【解析】【详解】A根据闭合电路欧姆定律可知，当时，电源的短路电流为A正确；B根据机械能守恒定律变形得可知图像与横轴截距的物理意义为初速度的平方，B错误；C根据单摆的周期公式变形得可知图像与横轴交点绝对值的物理意义为摆球半径，C正确；D根据光电效应
16、方程变形得图像与横轴的交点满足此时频率即为该金属的极限频率，D正确。本题选择不正确的，故选B。13.如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（）A. 研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像B. 研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像C. 研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像D. 如能保证两个
17、传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的【答案】A【解析】【详解】A根据向心力公式结合牛顿第二定律有可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；B研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像， B正确；C研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像，C正确；D如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D正确。本题选择不正确的，故选A。14.新型冠状病毒防
18、疫期间，医用一次性口罩是必备的呼吸防护用品，口罩的核心材料是中间一层熔喷无纺布。为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理，就是在熔喷无纺布上加入静电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒，称为静电吸引沉积，静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。根据这些信息，下列说法正确的是（）A. 医用一次性口罩可以进行高温蒸汽消毒再使用效果会更好B. 医用一次性口罩可以防护天然放射现象中放射出的、和射线C. 在防控期间口罩出现严重紧缺，为了节约资源刚用完的医用一次性口罩可以及时清洗晒干后使用D. 防疫期间不法分子为了谋取暴利，制造销售假冒医用一次性驻极口罩，除了从专业技术上鉴定外，还可以用口罩能否吸附
19、轻小纸屑来判断真假【答案】D【解析】【详解】AC高温蒸汽消毒和清洗都会导致熔喷无纺布上失去静电吸附能力，AC错误；B医用一次性口罩可能会防护天然放射现象中放射出的射线，但对于穿透性较强的射线和射线无防护作用，B错误；D熔喷无纺布上带有静电，可以对轻小纸屑产生吸附作用，可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假，D正确。故选D。第二部分二、本题共2小题，共15分。15.在“观察电容器的充、放电现象”实验中，电路如图（甲）所示(1)将开关S接通1，电容器的_（填“上”或“下”）极板带正电，再将S接通2，通过电流表的电流方向向_（填“左”或“右”）。(2)若电源电动势为10V，实验中所使用的电容器如图（乙
20、）所示，充满电后电容器正极板带电量为_C（结果保留两位有效数字）。(3)下列关于电容器充电时，电流i与时间t的关系；所带电荷量q与两极板间的电压U的关系正确的是_。【答案】 (1). 上 (2). 左 (3). (4). A【解析】【详解】(1)1开关S接通1，电容器充电，根据电源的正负极可知电容器上极板带正电。2开关S接通2，电容器放电，通过电流表的电流向左。(2)3充满电后电容器所带电荷量(3)4AB电容器充电过程中，电流逐渐减小，随着两极板电荷量增大，电流减小的越来越慢，电容器充电结束后，电流减为0，A正确，B错误；CD电容是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式可知，电荷量与电压成正比
21、，所以图线应为过原点直线，CD错误。故选A。16.某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图（甲）所示。(1)该组同学在做该实验时，依次在弹簧下端挂上钩码，并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下：钩码个数12345弹力0.51.01.52.02.5指针对应刻度12.51_15.3916.1117.30当挂2个钩码时，指针对应刻度如图（甲）所示，将指针示数填入表格；在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中，如图（乙）所示。描点画出第2组对应的数据点，并连线得到图像_。请根据图像分析并得出以下结论弹簧原长
22、为_cm。弹簧的劲度系数_（保留两位有效数字）。(2)弹簧与绳有一点相似之处，都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为：将两个同样的弹簧串接在一起后，弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么_？并解释一下你的理由_。【答案】 (1). (2). (3). （） (4). （） (5). 不正确 (6). 两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变【解析】【详解】(1)1刻度尺的读数为。2描点并作图：3弹力为0时，弹簧原长为。4根据胡克定律可知，图像斜率的物理意义为弹簧的劲度系数(2)5不正确。6两个
23、劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变。三、本题包括4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17.力是改变物体运动状态的原因，力能产生加速度。力在空间上的积累使物体动能发生变化；力在时间上的积累使物体动量发生变化。如图所示，质量为m的物块，在水平合外力F的作用下做匀变速直线运动，速度由变化到时，经历的时间为t，发生的位移为x。(1)请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动能定理；(2)请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动量定理。【
24、答案】(1)推导过程见解析；(2)推导过程见解析【解析】【详解】(1)物体做匀变速直线运动，合外力提供加速度，根据牛顿第二定律根据速度与位移的关系变形得动能定理(2)根据速度与时间的关系变形得动量定理18.如图所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势，当变阻箱阻值为时，闭合电键后，电压表读数，求：(1)电路中的电流I和电源内阻r；(2)电源的输出功率P和效率；(3)试推导说明当R为多大时，电源的输出功率最大。【答案】(1)，；(2)，；(3)当时最大输出功率为【解析】【详解】(1)电路中的电流根据闭合电路欧姆定律，解得内阻为(2)电源的输出功率效率为(3)电源的输出功率为可知当时，电源
25、输出功率最大，即19.如图所示，空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为、，质量，电阻。将线框从距磁场高处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取。求：(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小；(2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q；(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v随t变化的图像（定性画出）。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)线框从静止释放到下边缘刚进入磁场，根据动能定理解得线框下边切
26、割磁感线，感应电动势为根据闭合电路欧姆定律安培力大小为根据牛顿第二定律解得(2)线框匀速运动，重力和安培力等大反向解得从线框静止释放到上边缘刚进入磁场，根据动能定理解得(3)线框未进入磁场前做自由落体运动，进入磁场后先做加速度减小的加速运动，然后做匀速直线运动，图像如图：20.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明，光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的“光子”）组成的。人们意识到，光既具有波动性，又具有粒子性。（c为光速，h为普朗克常量）(1)物理学家德布罗意把光波粒二象性推广到实物例子，他提出假设：实物粒子也具有波动性，
27、即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长之间也遵从如下关系：，。请依据上述关系以及光的波长公式，试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系；(2)我们在磁场中学习过磁通量，其实在物理学中有很多通量的概念，比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为。光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上，其辐射通量为，且全部被黑纸片吸收，求该束光单位体积内的光子数n；光子具有动量。当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小，并判断若将黑纸片换成等大的白纸片，该束光对白纸片的压力有何变化。【答案】(1)；(2)，变大【解析】【详解】(1)单个光子的能量根据单个光子的动量可知(2)假设时间内通过黑纸片光束的体积为，则光子总个数为辐射通量解得单位体积内光子数光束照射黑纸片，全部被吸收，根据动量定理解得黑纸片对光的作用力根据牛顿第三定律可知光对黑纸片的压力为；若将黑纸片换为等大的白纸片，光子在白纸片表面全部反弹，若全部发生弹性碰撞，则根据动量定理则所以根据牛顿第三定律可知该束光对白纸片的压力变大。
