2017年北京市东城区高考物理二模试卷含参考答案

2017年北京市东城区高考物理二模试卷一、选择题，本部分共8小题，每小题6分，共120分．在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项．1．（6分）下列说法正确的是（）A．液体中悬浮的微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少2．（6分）已知质子、中子、氘核的质量分别是m 1、m2、m3，光速为c．在质子和中子结合成氘核的过程中（）A．释放的能量为（m 1+m2+m3）c2B．释放的能量为（m1+m2﹣m3）c2C．吸收的能量为（m l+m2+m3）c2D．吸收的能量为（m l+m2﹣m3）c2 3．（6分）将小球竖直向上抛出，一段时问后小球落回抛出点．若小球在运动过程中所受空气阻力的大小保持不变．在小球上升、下降过程中，运动时间分别用t 1、t2表示，损失的机械能分别用△E1、△E2表示．则（）A．t 1＜t2，△E1=△E2B．t l＜t2，△E1＜△E2C．t l=t2，△E1=△E2D．t l＞t2，△E1＞△E24．（6分）根据开普勒定律可知：火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．下列说法正确的是（）A．太阳对火星的万有引力大小始终保持不变B．太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力C．火星运动到近日点时的加速度最大D．火星绕太阳运行的线速度大小始终保持不变5．（6分）图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图2所示为该波中x=4m 处质点P的振动图象，下列说法正确的是（）A．此波的波速为0.25 m/sB．此波沿x轴正方向传播C．t=0.5 s时质点P移动到x=2 m处D．t=0.5 s时质点P偏离平衡位置的位移为06．（6分）如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一边长为2L、磁感应强度为B、方向竖直向下的正方形匀强磁场区域．磁场的左边界与导线框的ab边平行．在导线框以速度v匀速向右穿过磁场区域的全过程中（）A．感应电动势的大小为B．感应电流的方向始终沿abcda方向C．导线框受到的安培力先向左后向右D．导线框克服安培力做功7．（6分）如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上．当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则（）A．锌板带正电，验电器带负电B．若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转C．若改用红外线照射锌板，验电器的指针仍然会发生偏转D．这个现象可以说明光具有波动性8．（6分）移动电源（俗称充电宝）解决了众多移动设备的“缺电之苦”，受到越来越多人的青睐．目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池（电动势3.7V）及其充放电保护电路、充放电管理电路、升压电路等．其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机、平板电脑等移动设备所要求的输入电压（5V）．由于锂离子电池的材料特性，在电池短路、过高或过低温度、过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液、起火或爆炸．为安全起见，中国民航总局做出了相关规定，如图1所示．为了给智能手机充电，小明购买了一款移动电源，其铭牌如图2所示．给手机充电时该移动电源的效率按80%计算．根据以上材料，请你判断（）A．这款移动电源能为手机提供的最大充电量为8 000 mAhB．这款移动电源充满电后所储存的总化学能为37 WhC．乘飞机出行时，这款移动电源可以托运D．Wh与mAh均为能量单位二、非选择题：9．（4分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两条不同的轻质弹簧a和b做实验，得到了弹力F与弹簧长度l关系的图象，如图1所示．由图可知：弹簧a的原长比弹簧b的原长（选填“长”或“短”）．弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数（选填“大”或“小’’）．10．（14分）要描绘一个标有“3V 0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差．已选用的器材除导线、开关外，还有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）电流表（量程为0～0.6A，内阻约为lΩ）电压表（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流l A）①实验电路应选用图1中的（填字母代号）．②按照①中选择的电路进行连线，如图2所示，其中应该去掉的连线是（选填相应的字母）．③闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于最端（选填“左”或“右”）．④以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数J为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图3所示．由图可知：随着电压的增大，小灯泡的电阻＜选填“增大”或“减小”），其发生变化的原因．⑤如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V．内阻为5Ω的电源两端．电路接通后小灯泡两端的电压是V．⑥如图4所示为二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是．A．二极管是非线性元件B．只要加正向电压二极管的电阻就为零C．只要加反向电压二极管中就没有电流通过D．给二极管加正向电压时，随着电压升高，它的电阻增大E．正确使用欧姆表的不同倍率测得二极管的正向电阻往往不同．11．（16分）如图所示，固定的光滑轨道MON的ON段水平，且与MO段平滑连接．将质量为m，的小球a从M处由静止释放后沿MON运动，在N处与质量也为m的小球b发生正碰并粘在一起．已知MN两处的高度差为h，碰撞前小球b用长为k的轻绳悬挂于N处附近．两球均可视为质点，且碰撞时间极短．（1）求两球碰撞前瞬问小球a的速度大小；（2）求两球碰撞后的速度大小；（3）若悬挂小球b的轻绳所能承受的最大拉力为2.5mg，通过计算说明两球碰后轻绳是否会断裂？12．（18分）带电粒子的电荷量与其质量之比称为比荷（）．是带电粒子的基本参量之一．如图l所示是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置，真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，由阴极K发出的射线被加速后穿过带有狭缝的极板A、B．经过两块平行铝板C、D中心轴线后打在玻璃管右侧的荧光屏上形成光点．若平行铝板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的中心O点；若在平行铝板C、D间施加偏转电压U，则电子将打在O1点，O l点与O点的竖直间距为h，水平间距可忽略不计．若再在平行铝板C、D间施加一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到O点．已知平行铝板C、D的长度均为L1，板间距离为d，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2，不计电子的重力和电子间的相互作用．（1）求电子刚进入平行铝板C、D间时速度的大小；（2）推导出电子比荷的表达式；（3）伽利略曾通过逻辑推理得知：在同一高度同时由静止释放两个质量不同的铁球，只在重力作用下，它们可以同时落地．那么静电场中的不同带电粒子是否也会出现“同时落地”的现象呢？比如，在图2所示的静电场中的A点先后由静止释放两个带电粒子，它们只在电场力作用下运动到B点．请你分析说明：若要两个带电粒子从A运动到B所用时间相同（即实现“同时落地”），则必须满足什么条件？13．（20分）我们知道：电流周围有磁场．图1所示为环形电流周围磁场的分布情况．根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k，其中k为已知常量．（1）正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流．图2为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分度盘）．线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内．给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角．已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为B c．求：a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小；b．待测电流I x的大小．（2）电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场．如图3所示，一个电荷量为q的点电荷以速度v运动，这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场．请你利用上面电流产生磁场的规律，自己构建模型，求出该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小B A．2017年北京市东城区高考物理二模试卷参考答案与试题解析一、选择题，本部分共8小题，每小题6分，共120分．在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项．1．（6分）下列说法正确的是（）A．液体中悬浮的微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少【解答】解：AB、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A正确，B错误；C、由公式△U=W+Q知做功和热传递都能改变物体内能，物体从外界吸收热量若同时对外界做功，则内能不一定增加，故C错误；D、物体对外界做功若同时从外界吸收热量，则内能不一定减小，故D错误．故选：A．2．（6分）已知质子、中子、氘核的质量分别是m1、m2、m3，光速为c．在质子和中子结合成氘核的过程中（）A．释放的能量为（m1+m2+m3）c2B．释放的能量为（m1+m2﹣m3）c2C．吸收的能量为（m l+m2+m3）c2D．吸收的能量为（m l+m2﹣m3）c2【解答】解：在质子和中子结合成氘核的过程中存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，△E=△m•c2=（m1+m2﹣m3）c2．故B正确，ACD错误．故选：B3．（6分）将小球竖直向上抛出，一段时问后小球落回抛出点．若小球在运动过程中所受空气阻力的大小保持不变．在小球上升、下降过程中，运动时间分别用t1、t2表示，损失的机械能分别用△E1、△E2表示．则（）A．t1＜t2，△E1=△E2B．t l＜t2，△E1＜△E2C．t l=t2，△E1=△E2D．t l＞t2，△E1＞△E2【解答】解：根据牛顿第二定律得：上升过程有mg+f=ma上；下降过程有mg﹣f=ma下；则得a上＞a下．上升和下降过程位移大小相等，根据x=知，t1＜t2．小球损失的机械等于克服空气阻力做的功，由于上升和下降过程中，小球克服空气阻力做功相等，所以有△E1=△E2．故A正确，BCD错误．故选：A4．（6分）根据开普勒定律可知：火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．下列说法正确的是（）A．太阳对火星的万有引力大小始终保持不变B．太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力C．火星运动到近日点时的加速度最大D．火星绕太阳运行的线速度大小始终保持不变【解答】解：A、根据F=G，由于太阳与火星的间距不断变化，故太阳对火星的万有引力大小不断变化，故A错误；B、根据牛顿第三定律，太阳对火星的万有引力大等于火星对太阳的万有引力，故B错误；C、根据a==，火星运动到近日点时的加速度最大，故C正确；D、根据开普勒定律中的面积定律，火星绕太阳运行的线速度大小始终变化，近日点速度最大，远日点速度最小，故D错误；故选：C5．（6分）图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图2所示为该波中x=4m 处质点P的振动图象，下列说法正确的是（）A．此波的波速为0.25 m/sB．此波沿x轴正方向传播C．t=0.5 s时质点P移动到x=2 m处D．t=0.5 s时质点P偏离平衡位置的位移为0【解答】解：A、由图可知，周期T=1.0s，波长λ=4m，则波速v=，故A错误．B、x=4m处的质点在t=0时刻向下振动，根据上下坡法知，波沿x轴负方向传播，故B错误．C、t=0.5s时，质点P运动平衡位置向上振动，偏离平衡位置的位移为零，质点不随波迁移，故C错误，D正确．故选：D．6．（6分）如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一边长为2L、磁感应强度为B、方向竖直向下的正方形匀强磁场区域．磁场的左边界与导线框的ab边平行．在导线框以速度v匀速向右穿过磁场区域的全过程中（）A．感应电动势的大小为B．感应电流的方向始终沿abcda方向C．导线框受到的安培力先向左后向右D．导线框克服安培力做功【解答】解：A、在线框进入磁场和离开磁场过程中，有一个边切割磁感线，感应电动势大小为：E=BLv，在线框完全在磁场的过程中，两个边同时切割磁感线，感应电动势方向相同，感应电动势大小也为：E=BLv，故A错误；B、根据右手定则，线框进入磁场时的感应电流方向为abcd方向，离开磁场的方向为dcba，故B错误；C、根据楞次定律，从阻碍相对运动的角度看，在线框进入和离开磁场的过程，导线框受到的安培力均是向左，故C错误；D、在线框进入和离开磁场的过程中，感应电流大小为I=，安培力大小为：F=BIL=，故导线框克服安培力做功为：W=F（2L）=，故D正确；故选：D7．（6分）如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上．当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则（）A．锌板带正电，验电器带负电B．若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转C．若改用红外线照射锌板，验电器的指针仍然会发生偏转D．这个现象可以说明光具有波动性【解答】解：A、用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故A错误；B、根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关，若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转．故B正确；C、根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转．故C错误；D、光电效应说明光具有粒子性．故D错误．故选：B8．（6分）移动电源（俗称充电宝）解决了众多移动设备的“缺电之苦”，受到越来越多人的青睐．目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池（电动势3.7V）及其充放电保护电路、充放电管理电路、升压电路等．其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机、平板电脑等移动设备所要求的输入电压（5V）．由于锂离子电池的材料特性，在电池短路、过高或过低温度、过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液、起火或爆炸．为安全起见，中国民航总局做出了相关规定，如图1所示．为了给智能手机充电，小明购买了一款移动电源，其铭牌如图2所示．给手机充电时该移动电源的效率按80%计算．根据以上材料，请你判断（）A．这款移动电源能为手机提供的最大充电量为8 000 mAhB．这款移动电源充满电后所储存的总化学能为37 WhC．乘飞机出行时，这款移动电源可以托运D．Wh与mAh均为能量单位【解答】解：A、由图2可知，这款移动电源能为手机提供的最大充电量为10 000 mAh．故A错误；B、这款移动电源充满电后所储存的总化学能等于可以对外做的功，即E=W=UIt=qU=10000×10﹣3A•h×3.7V=37 W•h．故B正确；C、由图1可知，37 W•h的这款移动电源不可以托运，可以随身携带．故C错误；D、W•h是能量的单位，但mAh是电量的单位．故D错误．故选：B二、非选择题：9．（4分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两条不同的轻质弹簧a和b做实验，得到了弹力F与弹簧长度l关系的图象，如图1所示．由图可知：弹簧a的原长比弹簧b的原长短（选填“长”或“短”）．弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数大（选填“大”或“小’’）．【解答】解：根据胡克定律得：F=k△x=k（l﹣l0），l是弹簧的长度，l0是弹簧的原长，由数学知识知：F﹣l图象的斜率等于k，横截距表示弹簧的原长．所以有：l a＜l bk a＞k b．故答案为：短；大．10．（14分）要描绘一个标有“3V 0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差．已选用的器材除导线、开关外，还有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）电流表（量程为0～0.6A，内阻约为lΩ）电压表（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流l A）①实验电路应选用图1中的B（填字母代号）．②按照①中选择的电路进行连线，如图2所示，其中应该去掉的连线是b（选填相应的字母）．③闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于最左端（选填“左”或“右”）．④以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数J为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图3所示．由图可知：随着电压的增大，小灯泡的电阻增大＜选填“增大”或“减小”），其发生变化的原因随着电压升高，灯丝电阻的温度升高，电阻率增大．⑤如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V．内阻为5Ω的电源两端．电路接通后小灯泡两端的电压是0.7V．⑥如图4所示为二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是AE．A．二极管是非线性元件B．只要加正向电压二极管的电阻就为零C．只要加反向电压二极管中就没有电流通过D．给二极管加正向电压时，随着电压升高，它的电阻增大E．正确使用欧姆表的不同倍率测得二极管的正向电阻往往不同．【解答】解：①由图可知，本实验应从零开始测量，故滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡内阻较小，因此应采用电流表外接法，故选择B电路；②由图可知，电压表左侧分别接了两条导线，由于本实验应采用电流表外接法，故应将导线b去掉；③由图可知，测量部分与滑动变阻器左侧并联，为了让电压从零开始调节，滑片开始时应置于最左端；④I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则可知，随着电压的升高电阻增大；原因是灯丝电阻随温度的升高电阻率增大；⑤在灯泡伏安特性曲线里作出电源的伏安特性曲线，如图所示，由图可知，小灯泡两端的电压约为0.7V；⑥A、由图可知，灯泡的伏安特性曲线为非线性元件，故A正确；B、由伏安特性曲线可知，加正向电压时电阻并不为零，故B错误；C、由图可知，加反向电流时，电路中有电流存在，故C错误；D、由图可知，给二极管加上正向电压时，随电压的增大，图象的斜率增大，则说明电阻减小，故D错误；E、由图可知，正向和反向电阻不相同，所以正确使用欧姆表的不同倍率测得二极管的正向电阻往往不同，故E正确．故选：AE．故答案为：①B；②b③左；④增大；随着电压升高，灯丝电阻的温度升高，电阻率增大⑤0.7；⑥AE11．（16分）如图所示，固定的光滑轨道MON的ON段水平，且与MO段平滑连接．将质量为m，的小球a从M处由静止释放后沿MON运动，在N处与质量也为m的小球b发生正碰并粘在一起．已知MN两处的高度差为h，碰撞前小球b用长为k的轻绳悬挂于N处附近．两球均可视为质点，且碰撞时间极短．（1）求两球碰撞前瞬问小球a的速度大小；（2）求两球碰撞后的速度大小；（3）若悬挂小球b的轻绳所能承受的最大拉力为2.5mg，通过计算说明两球碰后轻绳是否会断裂？【解答】解：（1）设两球碰撞前瞬间小球a的速度大小为v N．根据机械能守恒定律得：mgh=得：v N=（2）设碰撞后两球的速度大小为v，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv N=2mv解得：v=（3）两球碰后一起做圆周运动，设碰后瞬间绳子的拉力为T．根据牛顿第二定律得：T﹣2mg=2m解得：T=3mg＞2.5mg，所以轻绳会断裂．答：（1）两球碰撞前瞬问小球a的速度大小是；（2）两球碰撞后的速度大小是；（3）轻绳会断裂．12．（18分）带电粒子的电荷量与其质量之比称为比荷（）．是带电粒子的基本参量之一．如图l所示是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置，真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，由阴极K发出的射线被加速后穿过带有狭缝的极板A、B．经过两块平行铝板C、D中心轴线后打在玻璃管右侧的荧光屏上形成光点．若平行铝板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的中心O点；若在平行铝板C、D间施加偏转电压U，则电子将打在O1点，O l点与O点的竖直间距为h，水平间距可忽略不计．若再在平行铝板C、D间施加一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到O点．已知平行铝板C、D的长度均为L1，板间距离为d，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2，不计电子的重力和电子间的相互作用．（1）求电子刚进入平行铝板C、D间时速度的大小；（2）推导出电子比荷的表达式；（3）伽利略曾通过逻辑推理得知：在同一高度同时由静止释放两个质量不同的铁球，只在重力作用下，它们可以同时落地．那么静电场中的不同带电粒子是否也会出现“同时落地”的现象呢？比如，在图2所示的静电场中的A点先后由静止释放两个带电粒子，它们只在电场力作用下运动到B点．请你分析说明：若要两个带电粒子从A运动到B所用时间相同（即实现“同时落地”），则必须满足什么条件？【解答】解：（1）加偏转电压U后，板间区域的电场为匀强电场，电场强度的大小，方向竖直向下；当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，设电子的速度为v，则evB=eE得v=即v=（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为a=电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为d1==离开电场时竖直向上的分速度为v1=at1=电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏t2=t2时间内向上运动的距离为d2=v1t2=这样，电子向上的总偏转距离为d=d1+d2=L1（L2+）可解得=（3）带电粒子由A运动到B的过程中都是做初速度等于0的变加速直线运动，如果它们经过任何位置时的加速度都相同，则它们从A运动到B的运动情况也完全相同，它们从A运动到B的时间就相等．带电粒子的加速度：a=，可知若要加速度相等，即时间相等，则需要它们的比荷相同．答：（1）电子刚进入平行铝板C、D间时速度的大小为；（2）推导出电子比荷的表达式为=；（3）要两个带电粒子从A运动到B所用时间相同（即实现“同时落地”），则必须满足它们的比荷相同．13．（20分）我们知道：电流周围有磁场．图1所示为环形电流周围磁场的分布情况．根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k，其中k为已知常量．（1）正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流．图2为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分度盘）．线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内．给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角．已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为B c．求：a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小；b．待测电流I x的大小．（2）电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场．如图3所示，一个电荷量为q的点电荷以速度v运动，这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场．请你利用上面电流产生磁。