北京四中2019年高三理综物理试卷含答案

北京四中2018-2019学年度

第二学期统练检测06高三年级理综

（4月27日）

13.关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是

A.液体分子的无规则运动称为布朗运动

B.物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大

C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D.气体的温度升高，气体的压强一定增大

14.下列说法中错误

．．的是

A.光电效应实验表明光具有粒子性

B.电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒

C.α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础

D.天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论是正确的

15.如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确的是

A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B.在玻璃中，a光的速度大于b光的速度

C.增大入射角θ，b光首先发生全反射

D.a光光子的能量大于b光光子的能量

16．如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。如果变压器上的能量损失可以忽略，则关于开关S闭合后，以下说法正确的是

A．电表V1示数不变，V2示数减小

B．电表A1示数增大，A2示数减小

C．原线圈输入功率减小

D．电阻R1两端的电压减小

17．有些恒星，在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，强大的引力把其中的物质紧紧地压在一起，它的质量非常大，半径又非常小，以致于任何物质和辐射进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，这种天体被称为黑洞。

理论上可以证明，天体的第二宇宙速度（逃逸速度）是第一宇宙速度（环绕速度）的2倍，这个关系对于天体普遍适用。若某“黑洞”的半径约为45km，逃逸速度可近似认为是真空中光速。已知万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，真空中光速c=3×108m/s。根据以上数据，估算此“黑洞”质量的数量级约为A．1031 kg B．1028 kg C．1023 kg D．1022 kg

18．如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，实线MN 是一条方向未标出的电场线，虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为a A 、a B ，电势能分别为E pA 、E pB ．下列说法正确的是（ ）

A ．若a A ＜a

B ，则Q 靠近M 端且为负电荷 B ．若a A ＞a B ，则Q 靠近M 端且为正电荷

C ．E pA =E pB

D ．

E pA ＞E pB

19.库仑利用“把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会与后者平分”的方法，研究得到了电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比。某同学也利用此方法研究电容器的带电量与电压之间的关系，他利用数字电压表快速测量电容器的电压，他得到了如下数据。则以下说法不正确．．．

的是（ ）

A.实验中使用的电容器规格要尽量一致，以保证接触后电荷量平分

B.根据实验数据可以得到电容器的电容与电压成正比

C.根据实验数据可以得到电容器的带电量与电压成正比

D.根据实验数据不能够计算得到该电容器电容

20.地表风对人类的生活有很大的影响，测量地表的风速仪，它能够实时进行数据收集并智能传送，其基本结构如图1所示。光源发出的光经光纤传输，被探器接收。在风力作用下，风杯绕转轴以正比于风速（v 风）的速率（v 杯）旋转，其关系为v 风= kv 杯。风杯旋转会通过齿轮带动下面的凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风杯与转轴距离为r ，风杯每转动n 圈带动凸轮圆盘转动一圈。计算机对探测器接收到的光强变化情况进行分析，就能得到风速的大小。在t ?时间内探测器接收到的光强随时间变化的关系如图2所示。下列说法正确的是

A.光纤材料内芯的折射率小于外套的折射率

B.风杯旋转的角速度小于凸轮圆盘的角速度

C.在t ?时间内，风速逐渐减小，风的平均速率为

t nrk

?π4 D.在t ?时间内，风速逐渐减小，风的平均速率为

t

nrk

?π8 第二部分(非选择题共180分)

本部分共11小题，共180分 21.(18分)

（1）在“油膜法估测油酸分子的大小”

实验中，有下列实验步骤

:

a.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。

分子直径的大小。

c.往浅盘里倒入约2cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。

d.将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空：

①上述步骤中，正确的操作顺序是____________ 。 (填写步骤前面的字母)

②将1cm 3的油酸溶于酒精，制成200cm 3的油酸酒精溶液;测得1cm 3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是0.16m 2。由此估算出油酸分子的直径为____________m 。(结果保留一位有效数字)

（2）利用如图1所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。 ①现有电压表(0~3V)、开关和导线若干，以及下列器材: A.电流表(0~0.6A) B.电流表(0~3A)

C.滑动变阻器(0~2092)

D.滑动变阻器(0~100Ω)

实验中电流表应选用__________；滑动变阻器应选用_______。(选填相应器材前的字母) ②在图2中用笔画线代替导线，按图1将电路连线补充完整。

③实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图3的坐标纸上，请标出．．

余下一组数据的对应点，并画出U-I 图线。

④ 根据图3可得出干电池的电动势E =______V ，内电阻r =______。 ⑤ 关于该实验的误差，下列说法正确的是______。

A ．由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大

B ．由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小

C ．由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大

D ．由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小

⑥小明同学学习了电源的相关知识后，制作了如图4所示的水果电池。为了测量该电池的电动势，他从实验室借来了灵敏电流表（内阻未知．．．．，且不可忽略．．．．．）、电阻箱、开关以及若干导线，设计了如图5所示的电路图。你认为小明同学能否准确测出水果电池的电动势，并说明理由。

22.（16分）如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动，运动时始终垂直于导轨，从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，金属棒下降的竖直高度h=3m。金属棒ab 在导轨之间的电阻R0=1Ω，电路中其余电阻不计。sin37°=0.6，cos373°=0.8，取g=10m/s2。求：

⑴金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度v m；

⑵求金属棒达到最大速度时ab两点的电势差U ab；

⑶若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的热量Q R。

23．（18分）某游乐园入口旁有一鲸鱼喷泉，在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱，将站在冲浪板上的玩偶模型托起，悬停在空中，伴随着音乐旋律，玩偶模型能够上下运动，非常引人驻足，如图所示。这一景观可做如下简化，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速

度v0竖直向上喷出；设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同，冲浪板底

部为平板且其面积大于水柱的横截面积，保证所有水都能喷到冲浪板的底部。

水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计，冲击冲浪板后，水在竖直方

向的速度立即变为零，在水平方向朝四周均匀散开。已知玩偶模型和冲浪板的

总质量为M，水的密度为ρ，重力加速度大小为g，空气阻力及水的粘滞阻力

均可忽略不计。

（1）实际上当我们仔细观察发现喷出的水柱在空中上升阶段并不是粗细均匀的，而是在竖直方向上一端粗一端细，请你分析上升阶段的水柱是上端较粗还是下端较粗，并说明水柱呈现该形态的原因；

（2）计算喷泉单位时间内喷出的水的质量以及玩偶模型在空中悬停时，水对冲浪板的冲击力大小；

（3）求玩偶在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。

24、(20分)很多物理规律具有普适性，如能量转化和守恒是自然界中一条普遍规律，请结合相关规律完成下列问题。

(1)如图所示，一个带电量为+Q 的点电荷固定在坐标轴原点O 。另一

点电荷仅在电场力作用下沿Ox 轴运动，A 、B 是x 轴上的两个位置。在点电荷运动的过程中，经过位置A 时动能为E k1，电势能为E p 1，经过位置B 时动能为E k2，电势能为Ep 2，请根据功是能量转化的量度，证明：该点电荷从A 运动到B 的过程中，动能和电势能之和保持不变。

（2）如图2所示，带正电的质点B （用小球表示)静止在光滑绝缘水

平面上，带同种电荷的质点A (用小球表示)从很远处以初速度v 0向B 球运动，A 的速度始终沿着两球的连线方向，二者始终没有接触，如图2示。A 、B 的质量均为m ，电荷量均为q ，AB 间的相互作用视为静电作用，已知两个电荷量分别为q 1和q 2的点电荷，取间距无限远时二者的电势能为0，当者间距为r 时，系统的电势能为r

q kq Ep 2

1=

，其中k 为静电力常量。求两带电质点的最小距离l 。

(3)我们知道核聚变的发生需要的温度很高，粒子的热运动极其剧烈，这样发生聚变的粒子才能克服库仑力接近到核力可以有效作用的范围。经典理论认为，大量粒子的平均动能和温度之间满足T k E b k 2

3

=

，其中K b 为玻尔兹曼常数，k b =1.38×10-23J/K ，T 为热力学温度。若核力可以有效作用的距离为1.5×10-15m ，元电荷的电荷量为e =1.6×10-19C ，静电力常量k =9×109N ·m 2/C 2。不考虑相对论效应。

按经典物理学，将两个氘核看作两个点电荷，若只考虑氘核之间动能和电势能的转化，它们相向运动时核反应最容易发生。请你估算两个氘核(2H)发生核反应时的温度。

北京四中2018-2019学年度

第二学期统练检测06高三年级理综（4月27日）

参考答案

13.B 14.D 15.D 16.D 17.A 18.B 19.B 20.D 21.

(1) ① c a d b ②6X10-10 （2）①A ，C 。

② 答案如图1所示。

图1 图2

③ 答案如图2所示。

④ 1.45（1.43~1.47）

，0.83（0.80~0.86）。 ⑤ B ．

⑥可以准确测出水果电池的电动势。

根据闭合电路欧姆定律有，变形可得

。 实验中，改变电阻箱的阻值R ，可读出灵敏电流表相应的读数I ，得到多组对应R 、I 数据，并画出-R 图像。在-R 图像中，图线的斜率，所以。（4分）

22.（1）根据牛顿第二定律：安F mg =θsin ① BIL F =安 ② R R E

I +=

③ m BLv E = ④

g ()E I R r R =++g 11

r R R I E E

+=+

1

I

1I 1k E =1E k

=

联立①②③④得：6=m v m/s （2）E R R R

U ab 0

+=

⑤ 联立④⑤得U ab =9V

（3）由动能定理有：02

12

-=

+m F mv W mgh 安 ⑥ 总安Q W F -= ⑦ 总Q R R R

Q R 0

+= ⑧

联立 ⑥⑦⑧得Q R =9J

23解：（1）水柱上端较粗，下端较细。任意横截面流速相等，下端水柱速度较上端水柱的速度大，由

Q=Sv,（S 为水柱截面积，v 为水柱中水的流速）可知，上端水柱截面较大。

（2）玩偶处在空中静止，此时受重力与水向上的推力，由二力平衡可知F ＝Mg

设t ?时间内，从喷口喷出的水的体积为V ?，质量为m ?，

则=m V ρ??， 0=V v S t ??

由以上两式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为

0=m

v S t

ρ?? （3）设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h ，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v 。 对于t ?时间内喷出的水，有能量守恒定律得

22011

()+()=()22

m v m gh m v ??? 在h 高度处，t ?时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为=()p m v ?? 设水对玩具的作用力的大小为F ，根据动量定理有=F t p ?? 由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得=F Mg

联立以上各式得2

20222022v M g h g v S

ρ=-

24解：（1）据动能定理，从A 到B ，电场力做功

12k k AB E E W -=

又因为：21Ep Ep W AB -= 所以： 2112Ep Ep E E k k -=-

2211Ep E Ep E k k +=+

（2）由题意可知，当两球共速时相距最近，据动量守恒，则有

mv mv 20=

所以02

1

v v =

据能量守恒，得

l

ke mv mv 222022121+?= 2

2

4mv kq l = （3）设开始是两个氘核相距无穷远，势能为0，平均动能为E K ，当接近为临界距离r 0时，动能转化为势能，则

02

2322r ke T k E b k =?=

T 107.3390

2

?==r k ke T b