北京市西城區(qū)2016年高三一模物理試題

1、北京市西城區(qū)2016 年高三一模試卷理科綜合能力測(cè)試物理部分2016.413下列說法正確的是A液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加C物體溫度升高，其中每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能均增大D氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)器壁的持續(xù)頻繁的撞擊y/cmx/m02104682-212v14一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波的周期為2s。某時(shí)刻波形如圖所示。下列說法正確的是A這列波的振幅為4cmB這列波的波速為6m/sCx = 4m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為4sD此時(shí)x = 8m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)15如圖所示為兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線，P、Q是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。

2、下列說法正確的是-q+qAP點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大BP點(diǎn)電勢(shì)比Q點(diǎn)電勢(shì)低C電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的電勢(shì)能小D電子從P沿直線到Q的過程中所受電場(chǎng)力恒定不變16如圖所示，有一個(gè)電熱器R，接在電壓為u = 311sin100pt（V）的交流電源上。電熱器工作時(shí)的電阻為100W，電路中的交流電表均為理想電表。由此可知ARVuA電壓表的示數(shù)為311VB電流表的示數(shù)為2.2AC電熱器的發(fā)熱功率為967WD交流電的頻率為100Hz17如圖所示，質(zhì)量為M的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對(duì)靜止。由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對(duì)靜止的狀態(tài)。這個(gè)人手中拿著一個(gè)質(zhì)量為m的小物體，他以相對(duì)飛船為v的速度

3、把小物體拋出，在拋出物體后他相對(duì)飛船的速度大小為A. B. C. D. 18應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。如圖所示，某同學(xué)坐在列車的車廂內(nèi)，列車正在前進(jìn)中，桌面上有一個(gè)小球相對(duì)桌面靜止。如果他發(fā)現(xiàn)小球突然運(yùn)動(dòng)，可以根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)，分析判斷列車的運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是v前后A. 小球相對(duì)桌面向后運(yùn)動(dòng)，可知列車在勻速前進(jìn)B. 小球相對(duì)桌面向后運(yùn)動(dòng)，可知列車在減速前進(jìn)C. 小球相對(duì)桌面向前運(yùn)動(dòng)，可知列車在加速前進(jìn)D. 小球相對(duì)桌面向前運(yùn)動(dòng)，可知列車在減速前進(jìn)19某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖1所示連接電路。先使開關(guān)S接1，電容器很快充電完畢。然后

4、將開關(guān)擲向2，電容器通過 R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖2所示。他進(jìn)一步研究滑動(dòng)變阻器的阻值變化對(duì)曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動(dòng)一段距離，再重復(fù)以上操作，又得到一條I-t曲線。關(guān)于這條曲線，下列判斷正確的是圖2圖1P圖1A曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將增大B曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將減小C曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向上移動(dòng)D曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)20光導(dǎo)纖維按沿徑向折射率的變化可分為階躍型和連續(xù)型兩種。階躍型的光導(dǎo)纖維分為內(nèi)芯和外套兩層，內(nèi)芯的折射率比外套的大。連續(xù)型光導(dǎo)纖維的折射率中心最高，沿徑向逐漸減小，外表面附近的折射率最低。關(guān)于光在連續(xù)型

5、光導(dǎo)纖維中的傳播，下列四個(gè)圖中能正確表示傳播路徑的是CBAD非選擇題 （共11題 共180分）21（18分）（1）用游標(biāo)為10分度（測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.1mm）的卡尺測(cè)量小球的直徑，測(cè)量的示數(shù)如圖1所示，讀出小球直徑d的值為 mm。圖101234567891020103圖2（2）如圖2所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。 已準(zhǔn)備的器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還必需的器材是 （只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求。填選項(xiàng)前的符號(hào)）。A直流電源、天平及砝碼 B直流電源、刻度尺C交流電源、天平及砝碼

6、D交流電源、刻度尺 安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖3所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中O點(diǎn)為打出的起始點(diǎn)，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G作為計(jì)數(shù)點(diǎn)。其中測(cè)出D、E、F點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T=0.02s。由此可計(jì)算出物體下落到E點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vE =_ m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。圖3BCDEAFOh1=42.75cmh2=48.64cmh3=54.91cmG 若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，代入圖3中所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并將與 進(jìn)行比較（用題中所給字母表示），即可在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證，從O點(diǎn)到

7、E 點(diǎn)的過程中機(jī)械能是否守恒。 某同學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)不慎將紙帶前半部分損壞，找不到打出的起始點(diǎn)O了，如圖4所示。于是他利用剩余的紙帶進(jìn)行如下的測(cè)量：以A點(diǎn)為起點(diǎn)，測(cè)量各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h，計(jì)算出物體下落到各點(diǎn)的速度v，并作出v2-h圖像。圖5中給出了a、b、c三條直線，他作出的圖像應(yīng)該是直線_；由圖像得出，A點(diǎn)到起始點(diǎn)O的距離為_cm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。圖4BCDEAFG圖5圖6s小刀lh鐵 鎖 某同學(xué)在家里做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示，用細(xì)線的一端系住一個(gè)較重的小鐵鎖（可看成質(zhì)點(diǎn)），另一端纏系在一支筆上，將筆放在水平桌面的邊上，用較重的書壓住。將鐵鎖拉至與桌

8、面等高處（細(xì)線拉直），然后自由釋放。在筆的正下方某合適位置放一小刀，鐵鎖經(jīng)過時(shí)，細(xì)線立即被割斷，鐵鎖繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，落在水平地面上。測(cè)得水平桌面高度為h，筆到鐵鎖的距離為l，筆到鐵鎖落地的水平距離為s。若滿足s2=_（用l、h表示），即可驗(yàn)證鐵鎖從釋放至運(yùn)動(dòng)到筆的正下方的過程中機(jī)械能守恒。22.（16分）質(zhì)譜儀是一種精密儀器，是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。圖中所示的質(zhì)譜儀是由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成。帶電粒子從容器A下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上。不計(jì)粒子重力。（1）若由容

9、器A進(jìn)入電場(chǎng)的是質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，求：a粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v；b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R。（2）若由容器A進(jìn)入電場(chǎng)的是互為同位素的兩種原子核P1、P2，由底片上獲知P1、P2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑之比是: 1。求P1、P2的質(zhì)量之比m1 :m2。23（18分）2016年2月11日，美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”（LIGO）團(tuán)隊(duì)向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個(gè)引力波來自于距離地球13億光年之外一個(gè)雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為c，太陽(yáng)的質(zhì)量為M0，萬有引力常量為G。（1）兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別為太陽(yáng)質(zhì)量的26倍和39倍，合并后為太陽(yáng)質(zhì)量的62倍。利用所學(xué)知識(shí)，求此次合并

10、所釋放的能量。（2）黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測(cè)直接確定黑洞的存在。假定黑洞為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球形天體。a因?yàn)楹诙磳?duì)其他天體具有強(qiáng)大的引力影響，我們可以通過其他天體的運(yùn)動(dòng)來推測(cè)黑洞的存在。天文學(xué)家觀測(cè)到，有一質(zhì)量很小的恒星獨(dú)自在宇宙中做周期為T，半徑為r0的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由此推測(cè)，圓周軌道的中心可能有個(gè)黑洞。利用所學(xué)知識(shí)求此黑洞的質(zhì)量M；b嚴(yán)格解決黑洞問題需要利用廣義相對(duì)論的知識(shí)，但早在相對(duì)論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體系預(yù)言過黑洞的存在。我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)也會(huì)具有勢(shì)能，稱之為

11、引力勢(shì)能，其大小為（規(guī)定無窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為零）。請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)，推測(cè)質(zhì)量為M的黑洞，之所以能夠成為“黑”洞，其半徑R最大不能超過多少？24.（20分）vmmmt0v圖2（1）如圖1所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為l，左端接一電動(dòng)勢(shì)為E0、內(nèi)阻不計(jì)的電源。一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好。閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻，平行軌道足夠長(zhǎng)。請(qǐng)分析說明導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)情況，在圖2中畫出速度v隨時(shí)間t變化的示意圖；并推導(dǎo)證明導(dǎo)體棒達(dá)到的最大速度為；E0B0NM 圖1S（2）直流電動(dòng)機(jī)是一種

12、使用直流電流的動(dòng)力裝置，是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力的原理制成的。如圖3所示是一臺(tái)最簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機(jī)模型示意圖，固定部分（定子）裝了一對(duì)磁極，旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）裝設(shè)圓柱形鐵芯，將abcd矩形導(dǎo)線框固定在轉(zhuǎn)子鐵芯上，能與轉(zhuǎn)子一起繞軸OO¢ 轉(zhuǎn)動(dòng)。線框與鐵芯是絕緣的，線框通過換向器與直流電源連接。定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙很小，可認(rèn)為磁場(chǎng)沿徑向分布，線框無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，如圖4所示（側(cè)面圖）。已知ab、cd桿的質(zhì)量均為M、長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，其它部分質(zhì)量不計(jì)，線框總電阻為R。電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。當(dāng)閉合開關(guān)S，線框由靜止開始在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，線框所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B

13、。忽略一切阻力與摩擦。a求：閉合開關(guān)后，線框由靜止開始到轉(zhuǎn)動(dòng)速度達(dá)到穩(wěn)定的過程中，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能Q內(nèi)；圖3b當(dāng)電動(dòng)機(jī)接上負(fù)載后，相當(dāng)于線框受到恒定的阻力，阻力不同電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也不相同。求：ab、cd兩根桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度v多大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P最大，并求出最大功率Pm。圖4 理科綜合能力測(cè)試-物理 2016.413. D 14. D 15. C 16. B 17. A 18. D 19. D 20. C21（18分）（1）4分，（2）-每空2分， 4分）（1）17.6 （2） D 3.04 gh2 a，10.0 4l（h-l） 22.（16分）（1）a. （5分）粒子在電場(chǎng)中加速根據(jù)動(dòng)能定

14、理 解得速度 b. （5分）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第二定律和洛侖力公式 解得半徑 （2）（6分）由以上計(jì)算可知 有 代入已知條件得 23（18分）（1）（6分）合并后的質(zhì)量虧損根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程 得合并所釋放的能量 （2）a. （6分）小恒星繞黑洞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)小恒星質(zhì)量為m根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律解得 b. （6分）設(shè)質(zhì)量為m的物體，從黑洞表面至無窮遠(yuǎn)處根據(jù)能量守恒定律解得 因?yàn)檫B光都不能逃離，有v = c所以黑洞的半徑最大不能超過24.（20分）vmmmt0v（1）（6分）閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒在安培力F=B0Il的作用下開始做加速運(yùn)動(dòng)，加速度；導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，電流，當(dāng)速度v增大，電流I減小，安培力F減小，加速度a減小，導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)E0 =B0lvm時(shí)，電流為零，導(dǎo)體棒速度達(dá)到最大，最大速度；此