2019届北京市房山区2016级高三下学期一模考试理科综合物理试卷(一)及解析.pdf

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1、2019届北京市房山区 2016 级高三下学期一模考试理科综合物理试卷（一）祝考试顺利1.二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中（）A.封闭的二氧化碳气体对外界做正功B.封闭的二氧化碳气体压强一定增大C.封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大D.封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量【答案】B【解析】【详解】A气体体积减为原来的一半，外界对气体做

2、正功，故A错误。B根据 PV/T=C可知，气体体积减小到原来的一半，但是气体的温度不可能减小到原来的一半，则气体的压强一定增加，选项B正确；C温度降低，所以气体的气体分子的平均动能减小，故C错误。D温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律U=W+Q，封闭气体向外界传递热量，故D错误；2.如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n=4能级跃迁到 n=2能级和从 n=3能级跃迁到 n=1 能级时，分别辐射出光子a 和光子 b。下列说法中正确的是（）A.由于放出光子，氢原子的能量增加B.光子 a 的能量大于光子 b 的能量C.光子 a 的波长大于光子 b 的波长D.若光子 a 能使某金属

3、发生光电效应，则光子b 不一定能使该金属发生光电效应【答案】C【解析】【详解】A由于放出光子，氢原子的能量减小，选项A错误；B 氢原子从 n=4的能级跃迁到 n=2的能级的能级差小于从n=3的能级跃迁到 n=l的能级时的能级差，根据Em-En=h 知，光子 a 的能量小于光子 b 的能量。故 B错误；C光子 a 的频率小于光子 b 的频率，因频率大，波长小，即光子a 的波长大于光子 b 的波长，选项 C正确；D若光子 a 能使某金属发生光电效应，因为光子 b 的能量大于光子 a，则光子 b也一定能使金属发生光电效应。故D错误。3.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的

4、磁通量随时间变化的图像如图所示。下列说法中正确的是（）A.时刻线圈在中性面位置B.线圈产生的感应电动势达到最大C.时线圈磁通量的变化率为零D.时线圈产生的感应电动势为零【答案】D【解析】【详解】At=0 时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A 错误；Bt=0.01s 时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项 B错误；Ct=0.02s 时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误；Dt=0.03s 时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项 D正确.4.图甲为一个弹簧振子沿x 轴在 MN之间做简谐运动的示意图，取平衡位置O为

5、坐标原点，图乙为该弹簧振子振动图像。A、B是距离平衡位置位移相等的两点。下列说法中正确的是（）A.该弹簧振子的振幅为20cm B.该弹簧振子的频率为1.2Hz C.0.9s时弹簧振子的加速度具有正向最大值D.图乙中 A、B 对应的时刻弹簧振子运动的速度相同【答案】C【解析】【详解】A该弹簧振子的振幅为10cm，选项 A错误；B该弹簧振子的周期为1.2s，频率为，选项 B错误；C0.9s 时弹簧振子在 M点，加速度具有正向最大值，选项C正确；D图乙中 A、B 对应的时刻弹簧振子运动的速度大小相等，方向相反，选项D错误。5.如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。

6、现有一竖直向上的力F 作用在 P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示 P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示 F和 x 之间关系的图像正确的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设物块 P的质量为 m，加速度为 a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为 k，由力的平衡条件得：m g=k x0；以向上为正方向，木块的位移为x时弹簧对 P的弹力：F1=k（x0-x），对物块 P，由牛顿第二定律得：F+F1-m g=ma，由以上式子联立可得：F=kx+ma。可见 F 与 x 是线性关系，且 F 随着 x 的增大而增大，当 x=0时有：kx+ma=ma 0，故 B正确，AC

7、D 错误。6.如图所示，水平放置的平行金属板a、b 带有等量异种电荷，a 板带负电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子在两板间做直线运动，不计粒子的重力。关于粒子在两板间运动的情况判断正确的是（）A.粒子一定带正电B.粒子可能自左向右运动C.粒子可能做匀变速直线运动D.粒子一定做匀速直线运动【答案】D【解析】【详解】AB 若粒子带正电，则电场力向上，若粒子做直线运动，则洛伦兹力向下，则粒子可以从右向左做匀速直线运动；若粒子带负电，则电场力向下，若粒子做直线运动，则洛伦兹力向上，则粒子也只能从右向左做匀速直线运动，故选项 AB错误；CD 粒子的运动只能是匀速直线运动，若做变速运动，则

8、洛伦兹力将发生变化，则电场力与洛伦兹力不再平衡，选项C错误，D正确.7.如图所示，一个原来不带电的半径为r 的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。达到静电平衡后，下列说法中正确的是（）A.金属球整体感应出等量的负电荷B.空心金属球的球心处电场强度大小为C.感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右D.用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会有电子流向大地【答案】C【解析】【详解】A由于静电感应，金属球的右侧带负电，左侧带等量的正电，整体的感应电荷为零，故A错误；BC 感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q的点电荷在此处的电场场强大小相等

9、，方向相反，则空心金属球的球心处电场强度大小为零，因正电荷在球心处的场强水平向左，则感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右，选项B错误，C正确；D空心球在正电荷的电场中，电势大于零，则用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会有电子流向金属球，选项D错误.8.在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是及其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S为光源，发出的光经透镜 L1后变成平行光进入 T1、T2两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路

10、程相等，因此在O点出现中心明条纹，若在 T1气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误的是（）A.由于 T1气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率会发生变化B.同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短C.T1气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越大D.T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小【答案】A【解析】【详解】A光的频率由光源决定，与介质无关，选项A错误；B因同一温度

11、下光在纯净甲烷气体中的折射率大于在纯净空气的折射率，则根据 v=c/n 可知光在甲烷中的速度小于纯净空气中的速度，根据可知，同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短，选项B正确；CT1气室中混合甲烷气体浓度越高，光在T1、T2两个气室中的传播速度相差越大，中心明条纹移动的位移越大，选项C正确；DT1气室中混合甲烷气体浓度越高，折射率越大，则根据v=c/n 可知光的传播速率越小，选项 D正确；9.如图所示，用半径相同的A、B两球碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为 m1的 A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面复写纸上，在下面

12、的白纸上留下痕迹。重复上述操作10 次，得到 10 个落点痕迹。再把质量为m2的 B球放在水平轨道末端，让 A球仍从位置 C由静止滚下，A球和 B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图所示。（）（1）除了图中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器有_。（2）在下列实验操作中不符合实验要求的是 _ A入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B每次入射球必须从同一高度由静止释放C安装轨道时，轨道末端必须水平D实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动（3）下列说法中正确的是 _ A实验前应该测

13、出斜槽末端距地面的高度B用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置C重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误D仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，线段OP的长度越大（4）在某次实验中，测量出A、B两个小球的质量 m1、m2。记录的落点平均位置M、N、P和轨道末端 O几乎在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离 OM、OP、ON 的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式_（用测量的量表示），则可以认为 A、B两球碰撞前后总动量守恒。（5）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果 _（填“有”或“没有”）影响。为什么？_。（6）另一个同学

14、用气垫导轨验证动量守恒定律，导轨上甲、乙两个滑块相等，滑块上挡光片宽度相同，实验装置如图所示。实验开始时，同时释放两个滑块，滑块相向运动，电脑记录甲、乙两个滑块碰前通过光电门的挡光时间为t1、t2，碰撞后甲、乙沿各自相反方向运动，再次通过光电门的挡光时间为、。在实验误差允许的范围内，若满足 _（用测量的量表示）则可认为两滑块碰撞前后的总动量守恒。【答 案】(1).刻 度 尺，天 平(2).AD(3).B(4).(5).没有 (6).验证的是碰撞瞬间碰撞前与碰撞后小球动量守恒 (7).【解析】【详解】（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用

15、小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m1v0=m1v1+m2v2，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故有m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺；（2）为了保证两球正碰，则入射球与被碰球最好采用大小相同的小球、为了防止碰后入射球反弹，则入射球的质量要大于被碰球的质量，选项 A错误；每次入射球必须从同一高度由静止释放，以保证小球到达底端的速度相同，选项 B正确；安装轨道时，轨道末端必须水平，保证小球做平抛运动，选项C正确；实验过程中，白纸不

16、可以移动，复写纸能移动，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选 AD.（3）此实验中用小球平抛运动的水平位移代替速度，则实验前没必要测出斜槽末端距地面的高度，选项A错误；用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，选项 B正确；重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现的误差，并不是错误，选项C错误；仅调节斜槽上固定位置 C，它的位置越低，线段OP的长度越小，选项D错误；故选 B.（4）由（1）的分析可知，在实验误差允许范围内，若满足关系式 m1OP=m1OM+m2ON，则可以认为 A、B两球碰撞前后总动量守恒。（5）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对

17、实验结果没有影响。因为验证的是碰撞瞬间碰撞前与碰撞后小球动量守恒。（6）设遮光片宽度为d，滑块质量为 m，则碰前速度分别为：，；碰后速度分别为：，；若动量守恒，则满足：，即；即。10.如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与 A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板 M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入 M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知灯丝与 A板间加速电压为 U1，M、N两板间的电压为 U2，两板间的距离为 d，板长为 L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为 m，

18、电荷量为 e。（1）电子穿过 A板时的速度大小；（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；（3）P点到 O点的距离。【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）电场加速完成之后，进入偏转电场的速度为v，根据动能定理，则求得（2）电子进入偏转电场后类平抛运动，则，且，则（3）粒子出电场时速度反向延长线交于偏转电场的中点，如图即利用相似三角形则：，且，代入则11.2018 年 12月 8 日，嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空。于2019年 1 月 3日在月球上空悬停、平移、避障，选择最佳着陆点、最后安全降落月球表面。这是人类首次在月球背面软着陆。（1）嫦娥四号组合体（月球车和着陆器）在

19、月球表面附近处开始悬停，若悬停时，嫦娥四号组合体水平和竖直速度大小均为零，推力发动机产生竖直方向大小为 F 的推力，已知月球车质量为m1，着陆器质量为 m2，求月球表面的重力加速度大小；（2）若已知月球半径为R，万有引力常量为G，利用以上物理量求月球质量M；（3）2019年 1 月 14日，国务院新闻办公室召开的新闻发布会上宜布，嫦娥五号将于 2019 年年底前后发射，实现区域软着陆并采样返回。如图所示，将月球车由月球表面发射到h 高度的轨道上，在该轨道月球车与绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送月球车返回地球。若以月球表面为零势能面，月球车在h高度的引力势能可表示为，其中 G为引力常量，

20、M为月球质量，m为月球车质量，R为月球半径，若忽略月球的自转，求从月球表面开始发射到对接完成需要对月球车做的功。【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】（1）由二力平衡可得：得：（2）质量为 m的物体在月球表面时万有引力等于重力即：解得：（3）月球车在月球表面：，月球车距离月球表面h 高处时：，在高 h 处的动能：将月球车发到该处时，对它做功应等于它在该处的机械能，即对它做的功为：即：12.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图如图所示。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，导轨间存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为

21、B的匀强磁场，导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为 R的金属棒 MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。电容器电容C，首先开关接1，使电容器完全充电。然后将S接至 2，MN由静止开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN 达到最大速度 vm，之后离开导轨。问：（1）这个过程中通过MN的电量 q；（2）直流电源的电动势E；（3）某同学想根据第一问结果，利用的公式求 MN加速过程的位移，请判断这个方法是否可行，并说明理由。【答案】（1）（2）（3）不可行【解析】【详解】（1）设在此过程中 MN的平均电流为：，MN 上受到平均安培力：由动量定理，有：代入解得：（2）开关 S接 2 后，MN 开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动：最终电容器所带电荷量：电容器最初带电：，代入数据解得：（3）不可行，过程中任一时刻电流：,从式中可以看出电流不恒定，取一很短时间，流过 MN 电量，只有当时才有：，而本题过程中始终不满足，该同学方法不可行