1、通州区20182019学年度高三一模考试物理试卷一、选择题1.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法正确的是（）A. 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动C. 液体温度越低，布朗运动越剧烈D. 悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显【答案】A【解析】【详解】悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，选项A正确；布朗运动是悬浮颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项B错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项C错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项D错误
2、。2.交通信号灯有红、黄、绿三种颜色，关于这三种信号灯发出的单色光，下列说法正确的是（）A. 红光频率最大B. 红光最容易发生衍射现象C. 绿光波长最大D. 黄光光子能量最小【答案】B【解析】【详解】三种颜色的光中，红光频率最小，红光的光子能量最小；紫光频率最大，波长最小；红光波长最长，最容易发生衍射现象，故ACD错误，B正确.3.如图所示，甲图为一列简谐横波在 t = 0.5 s时刻的波动图像，乙图为这列波上质点P的振动图像，则该波（）A. 沿x轴负方向传播，波速为 0.25m/sB. 沿 x轴正方向传播，波速为 0.25m/sC. 沿x 轴正方向传播，波速为 4m/sD. 沿 x轴负方向传
3、播，波速为 4m/s【答案】C【解析】【详解】由振动图像可知，t = 0.5 s时刻质点P向上振动，可知沿x 轴正方向传播；因波长=4m，周期T=1.0s，则波速，故选C.4.如图所示，电场中一个带电粒子只在电场力作用下，以一定的初速度由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，下列说法正确的是()A. 粒子带正电B. 粒子在A点的加速度大于在B点的加速度C. 粒子的电势能不断增加D. 粒子的动能不断增加【答案】C【解析】【详解】由轨迹可知，粒子所受的电场力大致向左，可知粒子带负电，选项 A错误；A点的电场线较B点稀疏，可知A点的场强较小，则粒子在A点的加速度小于在B点的加速度，选
4、项B错误；从A到B电场力做负功，动能减小，电势能增加，选项C正确，D错误；5.剑桥大学物理学家海伦杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不己的高难度动作“爱因斯坦空翻”。现将“爱因斯坦空翻”模型简化，如图所示，自行车和运动员从M点由静止出发，经MN圆弧，从N点竖直冲出后完成空翻。忽略自行车和运动员的大小，将自行车和运动员看做一个整体，二者的总质量为m，在空翻过程中，自行车和运动员在空中的时间为t，由M到N的过程中，克服摩擦力做功为W。空气阻力忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A. 自行车和运动员从N点上升的最大高度为B.
5、 自行车和运动员在MN圆弧的最低点处于失重状态C. 由M到N的过程中，自行车和运动员重力的冲量为零D. 由M到N的过程中，运动员至少做功【答案】D【解析】【详解】自行车和运动员在空中的时间为t，可知下降和上升的时间均为t，则自行车和运动员从N点上升的最大高度为，选项A错误；行车和运动员在MN圆弧的最低点时，加速度向上，处于超重状态，选项B错误；由M到N的过程中，自行车和运动员重力的冲量为mgt（t为从M到N的时间），选项C错误；从M到P的过程，由动能定理：，解得，选项D正确。6.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，在上、下两个电
6、磁铁的磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，所产生的感生电场使电子加速。甲图为侧视图，乙图为真空室的俯视图。若此时电磁铁中通有图示电流，电子沿逆时针方向运动，则下列说法正确的是（）A. 若电磁铁中电流减小，则电子被加速B. 若电磁铁中电流增大，则电子被加速C. 若电子被加速，是因为洛伦兹力对其做正功D. 电子受到的感生电场力提供圆周运动的向心力【答案】B【解析】【详解】当电磁铁线圈电流的电流增大时，产生向上的增加的磁场，根据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运动；反之，若电磁铁中电流减小，则电子不能被加速，故B正
7、确，A错误。洛伦兹力方向与电子的速度方向垂直，可知洛伦兹力不做功，选项C错误；电子受到的感生电场力使电子加速，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，选项D错误。7.某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置。如图所示，在水平桌面上固定放置一个斜面，把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上。第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置由静止释放小钢球，在白纸上得到痕迹1，以后每次将桌子向后移动相同的距离x，每次都让小钢球从斜面的同一位置滚下，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹2、3、4，测得2、3和3、4间的距离分别为和。当地重力加速度为g。下列说法不正确的是（）A. 实验前应对实验装置反复调节，直到桌面
8、与重垂线垂直B. 每次让小钢球从同一位置由静止释放，是为了使其具有相同的水平初速度C. 可以求得：=3:5D. 可以求得小钢球离开水平桌面时的速度为【答案】D【解析】【详解】实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与重垂线垂直，从而保证小球能做平抛运动，选项A正确；每次让小钢球从同一位置由静止释放，是为了使其具有相同的水平初速度，选项B正确；因小球在竖直放置做自由落体运动，各个计数点之间的时间间隔相同，根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，选项C正确；因,则，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.8.如图所示，在真空中有一个带正电的点电荷，位于不带电的薄金属球壳的球心处。由于静电感应，在薄
9、金属球壳的内外表面会感应出电荷。已知点电荷的电荷量为+Q，薄球壳半径为R。类比于磁通量的定义，我们可以把穿过某个面的电场线条数称为穿过这个面的电通量。图中a、b是与薄球壳同心的两个球面，M是薄金属球壳中的一点。k为静电力常量。下列说法正确的是（）A. 金属球壳外表面带负电，内表面带正电B. 金属球壳中M点的场强大小为C. 穿过a、b两球面的电通量大小相等D. a、b两球面处的场强大小相等【答案】C【解析】【详解】由于点电荷Q带正电，则由于静电感应，金属球壳外表面带正电，内表面带负电，选项A错误；金属球壳中M点的场强大小为零，选项B错误；根据电通量的含义可知，穿过a、b两球面的电通量大小相等，选
10、项C正确；a球面处的电场线较b球面处的电场线密集，可知a球面处的电场强度较b球面处的电场场强大，选项D错误。二、实验题9.（1）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，测得连入电路的金属丝的长度为L、直径为d，用如图1所示的电路图测得金属丝电阻为R。请写出该金属丝电阻率的表达式：= _（用已知字母表示）。在图1中，金属丝电阻的测量值_（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。如图2，使用螺旋测微器测得金属丝的直径d为_mm。（2）用如图3所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是_（填字母
11、代号）。A交流电源 B秒表 C刻度尺 D天平（带砝码）关于本实验，下列说法正确的是_（填字母代号）。A.应选择质量大、体积小的重物进行实验B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态C.先释放纸带，后接通电源实验中，得到如图4所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep=_，动能变化量Ek= _。（用已知字母表示）某同学用如图5所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球
12、，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式_时，可验证机械能守恒。【答案】 (1). (2). 小于 (3). 4.700(或4.699) (4). AC (5). AB (6). (7). (8). F0 = 3mg【解析】【详解】（1）根据 ，解得该金属丝电阻率的表达式：.在图1中，由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，则金属丝电阻的测量值偏小；用螺旋测微器测得金属丝的直径d为：4.5mm+0.01mm20.0=4.700mm；（2）除了图示的实验器材，下列实验器材中还
13、必须使用的是交流电源和刻度尺，故选AC；本实验应选择质量大、体积小的重物进行实验，以减小下落过程的相对阻力，选项A正确；释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，以减小纸带和打点计时器之间的摩擦，选项B正确；先接通电源，后释放纸带，选项C错误；因O点与下一点的间距接近2mm，可知O点的速度为零；从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep=mghB，打B点时的速度：；动能变化量；在最低点时：，若机械能守恒，则满足：，即。三、计算题10.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1.5的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.2 T，电阻r=0
14、.5的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：（1）感应电流I的大小，并判断导体棒MN中的感应电流的方向。（2）导体棒MN两端电压U的大小。（3）拉力F的大小。【答案】（1）；MN中感应电流的方向为NM（2）（3）F =F安= 0.016N【解析】【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势：E = BLv=0.4 V由闭合电路欧姆定律可得，感应电流：根据右手定则（或楞次定律），MN中感应电流的方向为NM（2）由欧姆定律可得，导体棒两端电压：（3）金属棒在匀速运动过程中，所
15、受的安培力大小为：F安= BIL = 0.016 N因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力：F =F安= 0.016N11.一个氘核（）和一个氚核（）聚变时产生一个中子（）和一个粒子（）。已知氘核的质量为，氚核的质量为，中子的质量为，粒子的质量为，光速为c，元电荷电量为e。（1）写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能。（2）反应放出的a粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为R，磁感应强度大小为B。求a粒子在磁场中圆周运动的周期T和等效电流I的大小。（3）1909年卢瑟福及盖革等用粒子轰击金箔发现，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些粒子
16、发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把粒子反弹回来，在经过深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式结构模型。以一个粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例，请通过计算说明为什么电子不能把粒子反弹回来（已知粒子的质量是电子质量的7300倍）。【答案】（1）（2）（3）粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹【解析】【详解】（1）核反应方程：反应释放的核能：（2）设a粒子的速度大小为v，由，得a粒子在磁场中运动周期：由电流定义式，得环形电流大小：（3）设电子的质量为，碰撞后粒子的速度为，电子的速度为ve。 由动量守恒：由能量守恒：得因所以，即粒子所
17、受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹。12.探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我国不懈追求的航天梦，我国航天事业向更深更远的太空迈进。（1）2018年12月27日中国北斗卫星导航系统开始提供全球服务，标志着北斗系统正式迈入全球时代。覆盖全球的北斗卫星导航系统由静止轨道卫星（即地球同步卫星）和非静止轨道卫星共35颗组成的。卫星绕地球近似做匀速圆周运动。已知其中一颗地球同步卫星距离地球表面的高度为h，地球质量为Me，地球半径为R，引力常量为G。a.求该同步卫星绕地球运动的速度v的大小；b.如图所示，O点为地球的球心，P点处有一颗地球同步卫星，P点所在的虚线圆轨道为同步卫星绕地球运动的轨道
18、。已知h= 5.6R。忽略大气等一切影响因素，请论证说明要使卫星通讯覆盖全球，至少需要几颗地球同步卫星？（,）（2）今年年初上映的中国首部科幻电影流浪地球引发全球热议。根据量子理论，每个光子动量大小（h为普朗克常数，为光子的波长）。当光照射到物体表面时将产生持续的压力。设有一质量为的飞行器，其帆面始终与太阳光垂直，且光帆能将太阳光全部反射。已知引力常量为G，光速为c，太阳质量为Ms，太阳单位时间辐射的总能量为E。若以太阳光对飞行器光帆的撞击力为动力，使飞行器始终朝着远离太阳的方向运动，成为“流浪飞行器”。请论证：随着飞行器与太阳的距离越来越远，是否需要改变光帆的最小面积s0。（忽略其他星体对飞
19、行器的引力）【答案】（1）a. b至少需要3颗地球同步卫星才能覆盖全球（2）随着飞行器与太阳的距离越来越远，不需要改变光帆的最小面积s0【解析】【详解】（1）a设卫星的质量为m。由牛顿第二定律，得b如答图所示，设P点处地球同步卫星可以覆盖地球赤道的范围对应地心的角度为2，至少需要N颗地球同步卫星才能覆盖全球。由直角三角形函数关系，h= 5.6 R，得= 81。所以1颗地球同步卫星可以覆盖地球赤道的范围对应地心的角度为2 = 162所以，N = 3，即至少需要3颗地球同步卫星才能覆盖全球（2）若使飞行器始终朝着远离太阳的方向运动，当飞行器与太阳距离为时，光帆受到太阳光的压力与太阳对飞行器的引力大小关系，有设光帆对太阳光子的力为F，根据牛顿第三定律F =设时间内太阳光照射到光帆的光子数为，根据动量定理：设时间内太阳辐射的光子数为N，则设光帆面积为s，当时，得最小面积由上式可知，s0和飞行器与太阳距离无关，所以随着飞行器与太阳的距离越来越远，不需要改变光帆的最小面积s0。