2017-2018年北京市海淀區(qū)高三物理一模試題.doc

2018海淀一模 13關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是A物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變B物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大C外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加D物體放出熱量，物體的內(nèi)能一定減小14一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核同時(shí)放出中子，釋放17.6 MeV的能量。已知氘核、氚核、氦核和中子的質(zhì)量分別為用m1、m2、m3和m4。下列說法正確的是A該核反應(yīng)方程是B該核反應(yīng)中的核燃料是當(dāng)前核電站采用的核燃料Cm1 + m2 m3 + m4D該核反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行15圖1甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，圖1乙為x=2 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列判斷正確的是甲 乙A波沿x軸負(fù)方向傳播 B傳播速度為20 m/sCt=0.1 s時(shí)，x=2 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度最大 D波源在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程為4 m162017年11月5日19時(shí)45分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、二十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由35顆衛(wèi)星組成，其中5顆是地球同步衛(wèi)星。關(guān)于同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)物理量下列說法正確的是A角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度 B向心加速度大于地球表面的重力加速度C線速度大于第一宇宙速度 D運(yùn)行周期一定大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期17用圖2甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系。電流計(jì)G測(cè)得的光電流隨光電管兩端電壓U的變化如2乙所示，則A通過電流計(jì)G的電流方向由d到cB電壓U增大，光電流I一定增大C用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無關(guān)D光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)18電容器充電后就儲(chǔ)存了能量，某同學(xué)研究電容器儲(chǔ)存的能量E與電容器的電容C、電荷量Q及電容器兩極間電壓U之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā)，認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板過程中克服電場(chǎng)力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓u隨電荷量q變化的圖像。按照他的想法，下列說法正確的是Au-q圖線的斜率越大，電容C越大B搬運(yùn)q的電量，克服電場(chǎng)力所做的功近似等于q上方小矩形的面積C對(duì)同一電容器，電容器儲(chǔ)存的能量E與兩極間電壓U成正比D若電容器電荷量為Q時(shí)儲(chǔ)存的能量為E，則電容器電荷量為時(shí)儲(chǔ)存的能量為19如圖4所示，讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在這個(gè)邊與空氣的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射。逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化。關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是A反射光線和折射光線都沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B反射光線和折射光線轉(zhuǎn)過的角度相同C在還未發(fā)生全反射過程中，反射光越來越強(qiáng)D最終反射光完全消失20常用的溫差發(fā)電裝置的主要結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體熱電偶。如圖5所示，熱電偶由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體串聯(lián)而成，N型半導(dǎo)體的載流子（形成電流的自由電荷）是電子，P型半導(dǎo)體的載流子是空穴，空穴帶正電且電荷量等于元電荷e。若兩種半導(dǎo)體相連一端和高溫?zé)嵩唇佑|，而另一端A、B與低溫?zé)嵩唇佑|，兩種半導(dǎo)體中的載流子都會(huì)從高溫端向低溫端擴(kuò)散，最終在A、B兩端形成穩(wěn)定的電勢(shì)差，且電勢(shì)差的大小與高溫?zé)嵩?、低溫?zé)嵩撮g的溫度差有確定的函數(shù)關(guān)系。下列說法正確的是AB端是溫差發(fā)電裝置的正極B熱電偶內(nèi)部非靜電力方向和載流子擴(kuò)散方向相反 C溫差發(fā)電裝置供電時(shí)不需要消耗能量D可以利用熱電偶設(shè)計(jì)一種測(cè)量高溫?zé)嵩礈囟鹊膫鞲衅?1（18分）（1）某同學(xué)用圖6所示的“碰撞實(shí)驗(yàn)裝置”研究直徑相同的兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中小球速度不易測(cè)量，可通過僅測(cè)量_解決這一問題。A小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離C小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初始高度D小球釋放時(shí)的高度圖6中PQ是斜槽，QR為水平槽，R為水平末端。利用鉛垂線在記錄紙上確定R的投影點(diǎn)O。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上G處由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡：此后，再把B球放在R處，將A球再?gòu)腉處由靜止釋放，與B球碰撞后在記錄紙上分別留下A、B兩球落點(diǎn)痕跡。由測(cè)量可知，碰撞前A球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為x0；碰撞后，A、B兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離分別為x1、x2。用天平稱量A、B兩球的質(zhì)量分別為mA、mB。若兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_（用題目給出的物理量符號(hào)表示）。（2）在“定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，金屬絲的阻值約為5 ，某同學(xué)先用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=50.00cm，用螺旋測(cè)微器量金屬絲直徑時(shí)刻度位置如圖7所示，再用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率金屬絲直徑的測(cè)量值d=_mm；實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有：A電壓表V1（量程0 3 V，內(nèi)阻的3 k）B電壓表V2（量程0 15 V，內(nèi)阻約15 k）C電流表A1（量程0 - 3A，內(nèi)阻約0.01）D電流表A2（量程0 0.6A，內(nèi)阻約0.1）E滑動(dòng)變阻器R1（0 20 ）F滑動(dòng)變阻器R2（0 500 ）G電源E（電動(dòng)勢(shì)為3.0 V）及開關(guān)和導(dǎo)線若干該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進(jìn)行測(cè)量，則電壓表應(yīng)選擇_，電流表應(yīng)選擇_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_，（選填各器材前的字母）：要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，并能較準(zhǔn)確地測(cè)出金屬絲的阻值，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖 。該同學(xué)建立U-I坐標(biāo)系，如圖9所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的五個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，還有一次測(cè)量的電壓表和電流表示數(shù)如圖10所示，請(qǐng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)將坐標(biāo)點(diǎn)補(bǔ)全，并描繪出U-I圖線。由圖線數(shù)據(jù)可計(jì)算出該金屬絲的電阻為_（保留兩位有效數(shù)字）。設(shè)被測(cè)金屬絲電阻為R，則該金屬材料電阻率的表達(dá)式是_。（用題目給出的物理量符號(hào)表示）實(shí)驗(yàn)中使用的電流表內(nèi)阻為RA，電壓表內(nèi)阻為RV，若考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，圖9 U-I圖像中圖線斜率k與該金屬材料的電阻率的關(guān)系式是k=_（用題目給出的物理量符號(hào)表示）。22（16分）游樂園的大型“跳樓機(jī)”游戲，以驚險(xiǎn)刺激深受年輕人的歡迎。某次游戲中，質(zhì)量m=50 kg的小明同學(xué)坐在載人平臺(tái)上，并系好安全帶、鎖好安全桿。游戲過程可簡(jiǎn)化為巨型升降機(jī)將平臺(tái)拉升100 m高度靜止然后開始下落，在忽略空氣和臺(tái)架對(duì)平臺(tái)阻力的情況下，該運(yùn)動(dòng)可看作自由落體運(yùn)動(dòng)。下落h1=80 m時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)行減速，使平臺(tái)均勻減速，再下落h2=20 m時(shí)剛好停止運(yùn)動(dòng)。（取g=10 m/s2）求：（1）下落過程中小明運(yùn)動(dòng)速度的最大值v1；（2）當(dāng)平臺(tái)落到離地面15 m高的位置時(shí)，小明對(duì)跳樓機(jī)作用力F的大??；（3）在整個(gè)下落過程中，跳樓機(jī)對(duì)小明做的功W。23（18分）在某項(xiàng)科研實(shí)驗(yàn)中，需要將電離后得到的氫離子（質(zhì)量為m、電量為+e）和氦離子（質(zhì)量為4m、電量為+2e）的混合粒子進(jìn)行分離。小李同學(xué)嘗試設(shè)計(jì)了如圖12甲所示的方案：首先他設(shè)計(jì)了一個(gè)加速離子的裝置，讓從離子發(fā)生器逸出的離子經(jīng)過P、Q兩平行板間的電場(chǎng)加速獲得一定的速度，通過極板上的小孔后進(jìn)入極板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)到達(dá)磁場(chǎng)左側(cè)邊界的不同位置，被離子接收器D接收從而實(shí)現(xiàn)分離。P、Q間的電壓為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，裝置放置在真空環(huán)境中，不計(jì)離子之間的相互作用力及所受的重力，且離子進(jìn)入加速裝置時(shí)的速度可忽略不計(jì)。求：（1）氫離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；（2）氫、氦離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明該方案是否能將兩種離子分離；（3）小王同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖12乙所示的另一方案：在Q板右側(cè)空間中將磁場(chǎng)更換為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，離子垂直進(jìn)人電場(chǎng)。請(qǐng)你論證該方案能否將兩種離子分離。24（20分）物體中的原子總是在不停地做熱運(yùn)動(dòng)，原子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體溫度越高；反之，溫度就越低。所以，只要降低原子的運(yùn)動(dòng)速度，就能降低物體的溫度?！凹す庵吕洹钡脑砭褪抢么罅抗庾幼璧迷舆\(yùn)動(dòng)，使其減速，從而降低物體的溫度。使原子減速的物理過程可以簡(jiǎn)化為如下情況：如圖13所示，某原子的動(dòng)量大小為p0。將一束激光（即大量具有相同動(dòng)量的光子流）沿與原子運(yùn)動(dòng)的相反方向照射原子，原子每吸收一個(gè)動(dòng)量大小為p1的光子后自身不穩(wěn)定，又立即發(fā)射一個(gè)動(dòng)量大小為p2的光子，原子通過不斷吸收和發(fā)射光子而減速。（已知p1、p2均遠(yuǎn)小于p0，普朗克常量為h，忽略原子受重力的影響）（1）若動(dòng)量大小為p0的原子在吸收一個(gè)光子后，又向自身運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射一個(gè)光子，求原子發(fā)射光子后的動(dòng)量p的大??；（2）從長(zhǎng)時(shí)間來看，該原子不斷吸收和發(fā)射光子，且向各個(gè)方向發(fā)射光子的概率相同，原子吸收光子的平均時(shí)間間隔為t0。求動(dòng)量大小為p0的原子在減速到零的過程中，原子與光子發(fā)生“吸收一放出”這一相互作用所需要的次數(shù)n和原子受到的平均作用力的大??；（3）根據(jù)量子理論，原子只能在吸收或發(fā)射特定頻率的光子時(shí)，發(fā)生能級(jí)躍遷并同時(shí)伴隨動(dòng)量的變化。此外，運(yùn)動(dòng)的原子在吸收光子過程中會(huì)產(chǎn)生類似機(jī)械波的多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象，即光源與觀察者相對(duì)靠近時(shí)，觀察者接收到的光頻率會(huì)增大，而相對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)則會(huì)減小。這一頻率的“偏移量”會(huì)隨著兩者相對(duì)速度的變化而變化。a為使該原子能夠吸收相向運(yùn)動(dòng)的激光光子，請(qǐng)定性判斷激光光子的頻率和原子發(fā)生躍遷時(shí)的能量變化E與h的比值之間應(yīng)有怎樣的大小關(guān)系；b若某種氣態(tài)物質(zhì)中含有大量做熱運(yùn)動(dòng)的原子，為使該種物質(zhì)能夠持續(xù)降溫，可同時(shí)使用6個(gè)頻率可調(diào)的激光光源，從相互垂直的3個(gè)維度、6個(gè)方向上向該種物質(zhì)照射激光。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，簡(jiǎn)要論述這樣做的合理性與可行性。物理試題答案13B 14C 15B 16A 17C 18B 19C 20D 圖901.02.0I/A0.20.4U/V3.00.621（18分）（1）B 2分， mAx0=mAx1+mBx2 2分（2）0.233（0.231-0.235） 2分 A D E 丁 4分（每個(gè)1分） 補(bǔ)坐標(biāo)點(diǎn)1分，畫圖線1分5.2 （5.15.5） 1分， 1分 k= 4分【若在中選“甲或丙”，此問答案為同樣得分。】22（16分）（1）由vm2 2分 有 vm=40m/s 2分 （2） 減速下落過程中加速度大小 2分 a2=40m/s2 根據(jù)牛頓第二定律 F- mg= ma2 2分 F=2500 N 2分 根據(jù)牛頓第三定律，小明對(duì)系統(tǒng)作用力的大小F為2500N。 1分 （3） 方法1：加速下落段，小明處于完全失重狀態(tài)，系統(tǒng)對(duì)小明的作用力為零。 （通過推導(dǎo)計(jì)算得出作用力為零，同樣得分）對(duì)小明W1=0 1分 在減速階段，系統(tǒng)對(duì)小明做功W2=-FNh2= -5104J 2分WFN=W1+W2=-5104J 2分 （沒負(fù)號(hào)，扣1分）方法2：對(duì)下落全過程使用動(dòng)能定理mg（h1+h2）+WFN=0-0 3分WFN=-mg（h1+h2）=-5104J 2分 （沒負(fù)號(hào)，扣1分） 23（18分）（1）粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有： 2分 解得： 2分 （2）電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，則： 2分 解得： 2分 氫、氦離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為r1：r2=1 ：2 1分因此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑與粒子的比荷有關(guān)，它們到達(dá)離子接收器的位置不同，可以分開。 1分（3）電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中后，在入射方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在水平方向上運(yùn)動(dòng)位移為x時(shí)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 1分粒子在電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度 1分 沿電場(chǎng)方向的偏轉(zhuǎn)位移為： 1分 解得： 3分由此可見，該兩種離子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過程中，側(cè)向位移y與離子的比荷無關(guān)，即離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡相同，所以該方案不能將兩種正離子分離。 2分24（20分）（1）原子吸收和放出一個(gè)光子，由動(dòng)量守恒定律有： 3分原子放出光子后的動(dòng)量為： 2分（2）由于原子向各個(gè)方向均勻地發(fā)射光子，所以放出的所有光子總動(dòng)量為零。設(shè)原子經(jīng)n次相互作用后速度變?yōu)榱悖?3分 所以： 2分 由動(dòng)量定理：fnt0=p0 3分 可得： 2分【說明：若由f（n-1）t0=p0解得不扣分?！浚?）a靜止的原子吸收光子發(fā)生躍遷，躍遷頻率應(yīng)為，考慮多普勒效應(yīng)，由于光子與原子相向運(yùn)動(dòng)，原子接收到的光子頻率會(huì)增大。所以為使原子能夠發(fā)生躍遷，照射原子的激光光子頻率 2分b對(duì)