北京市清华附中高三物理三模试题含解析

北京市清华附中2020届高三物理三模试题（含解析） 1.下列有关光现象的说法正确的是A. 在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的全反射现象B. 光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄D. 光的偏振现象说明光是一种纵波【答案】B【解析】【详解】A项：光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉，不同色光干涉条纹的间距不同，从而形成彩色花纹，所以这是光的干涉现象，故A错误；B项：光导纤维是利用光的全反射现象制成的，根据全反射的条件可知：光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B正确；C项：在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，入射光的波长变长，由公式可知，则条纹间距变完，故C错误；D项：偏振是横波的特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误。2.下列说法中正确的是A. 用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力B. 在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的尘埃作无规则运动，属于布朗运动C. 一定质量的理想气体温度升高其压强一定增大D. 一定质量的理想气体温度升高其内能一定增大【答案】D【解析】【详解】A项：用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以再压缩时就费力，与分子之间的斥力无关，故A错误；B项：教室空气中飞舞的尘埃是由于空气的对流而形成的；不是布朗运动；故B错误；C项：由理想气体状态方程可知，当温度升高时如果体积同时膨胀，则压强有可能减小；故C错误；D项：理想气体不计分子势能，故温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大；故D正确。3.如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法错误的是A. 图1：卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型B. 图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电C. 图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D. 图4：链式反应属于核裂变，铀核的一种裂变方式为【答案】C【解析】【详解】A项：图1为粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，故A正确；B项：图2为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，根据左手定则可知，射线甲带负电，为射线，故B正确；C项：根据光电效应方程知：，遏止电压与入射光的频率，及金属的材料有关，与入射光的强弱无关，故C错误；D项：图为核反应堆示意图即为核裂变，铀核的一种裂变方式为，故D正确。4.如图，左边为竖直弹簧振动系统，振子连接一根水平很长的软绳，沿绳方向取轴。振子从平衡位置以某一初速度向A端开始运动，经，处的绳开始振动，则下列说法正确的是A. 此绳的周期为4sB. 绳上各质点都沿轴方向运动，因此绳波为横波C. 绳上产生的波的传播速度决定于弹簧振子振动的频率D. 若振子振动频率，则绳波波长为【答案】D【解析】【详解】A项：由题意可知，由于不知波长，所以无法求出周期，故A错误；B项：绳上各质点只会在各自平衡位置振动，并不会沿绳运动，故B错误；C项：波在介质中的传播速度取决于介质，与波源频率无关，故C错误；D项：由于波速度为，由公式得： ，故D正确。5.2020年4月7日出现了“木星冲日的天文奇观，木星离地球最近最亮。当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学称之为“木星冲日”。木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动。不考虑木星与地球的自转，相关数据见下表。则质量半径与太阳间距离地球木星约 约约A. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大B. 木星运行速度比地球运行的速度大C. 木星运行的加速度比地球运行的加速度大D. 在木星表面附近发射飞行器的速度至少为【答案】A【解析】【详解】A项：行星对表面物体的万有引力等于物体在表面时受到的重力，则，可得：，木星质量是地球质量的320倍，木星半径是地球半径的11倍，则木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大，故A正确；B项：由万有引力提供向心力得：，解得：，由于木星到太阳的距离比地球到太阳的距离大，所以木星运行的速度比地球运行的速度小，故B错误；C项：太阳对行星的引力充当行星做圆周运动的向心力，则，得：木星与太阳间距离比地球与太阳间距离大，木星运行的加速度比地球运行的加速度小，故C错误；D项：绕星球表面做圆周运动的飞行器，得：木星质量是地球质量的320倍，木星半径是地球半径的11倍，所以在木星表面发射的飞行器的最小速度大于地球表面发射的飞行器最小速度7.9km/s，故D错误。6.在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图（a）所示，碰撞前后两壶运动的v-t图线如图（b）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则A. 碰后红壶将被反弹回来B. 碰后蓝壶速度为0.8 m/sC. 碰后蓝壶移动的距离为2.4 mD. 碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受的摩擦力【答案】B【解析】从图b中可知碰后红壶的速度大小变为0.2m/s，方向不变，仍朝着原来的方向运动，即没有反弹回来，设碰后蓝壶的速度为v，碰前红壶的速度，碰后速度为，根据动量守恒定律可得，解得，A错误B正确；速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，则碰后蓝壶移动的距离为，C错误；在运动过程中，在水平方向上只受摩擦力作用，所以摩擦力越大，加速度越大，而v-t图像的斜率表示加速度，从图中可知碰后红壶的斜率大，即加速度大，所以红壶受到的摩擦力大，D错误7.关于下列四幅图说法，正确的是A. 图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大B. 图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率不一定相同C. 图丙是两种光现象图案，上方为光的衍射条纹、下方为光的干涉条纹D. 图丁说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关【答案】D【解析】【详解】A项：由单摆周期，故摆长越大，周期越大；又有C摆开始振动后，A、B、D三个摆做受迫振动，故A摆和C摆周期相等，发生共振，振幅最大，故A错误；B项：由两波发生稳定干涉现象可得：两波频率相等，故B错误；C项：上方条纹间距相等，故为干涉条纹；下方越往外，条纹越窄，越暗，故为衍射条纹，故C错误；D项：如图结合公式可知，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关，故D正确。8.根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的势能。根据以上信息，下列说法正确的是A. 该“力”对水面上小水滴做功与路径有关B. 小水滴沿水面向上移动时该“势能”增加C. 水面上的小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直D. 小水滴沿水面向上移动时重力势能的增加量大于该“势能”的减少量【答案】C【解析】【详解】A项：由于该力做功与重力做功类似，所以该“力”对水面上小水滴做功与路径无关，故A错误；B项：由于该“力”与转轴垂直，所以小水滴沿水面向上移动时该力的方向与位移方向夹角小于，该力做正功，该“势能减小，故B错误；C项：以桶为参考系，小水滴处于平衡状态，小水滴受重力，与转轴垂直且背离转轴的力，水面的支持力，由于水面的支持力方向与水面垂直，所以水面上的小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直，故C正确；D项：由能量守恒可知，小水滴具有的重力势能和该力对应的势能之和不变，小水滴沿水面向上移动时重力势能增加，该势能减小，所以小水滴沿水面向上移动时重力势能的增加量等于该“势能”的减少量，故D错误。9.在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是_A. 实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B. 本实验不考虑油酸分子间的间隙C. 将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓D. 为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液【答案】B【解析】【详解】A项：实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量，故A错误；B项：在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：油膜是呈单分子分布的；把油酸分子看成球形；分子之间没有空隙，故B正确；C项：液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积，故C错误；D项：多滴几滴油酸酒精溶液，不便于扩散，故D错误；10.要测量一未知电阻的阻值，实验室提供的器材如下：A.待测电阻B.电源：电动势约为C.电流表：量程为，内阻不超过D.电流表：量程为，内阻为E.滑动变阻器：最大阻值为F.电阻箱：阻值G.开关、导线若干由于没有电压表，甲同学利用电流表和电阻箱改装了一个的电压表（表盘刻度未改），则电流表应与电阻箱_（填“串联”或“并联”），电阻箱的阻值应为_。该同学利用电流表内接法和电流表外接法分别测量两端的电压和通过的电流，读出两表的数据记录如下：接法物理量 次数 接法一接法二1231231.502.002.501.502.002.500.500.670.840.430.570.71请你根据测量结果判断接法二是电流表_（填“内”或“外”）接法。用V表示改装后的电压表，在测量的以下实验电路中误差较小的是_。A. B. C. D. 为测量电阻，乙同学设计了如下电路，他确定：只要保持滑动变阻器的划片P位置固定，无论怎样调节电阻箱，分压电路的输出电压变化都很小。这是因为待测电阻_滑动变阻器R（填“远大于”、“远小于”或“大致等于”）。他的操作步骤如下：A.将滑动变阻器滑片P放在最左端，闭合开关S；B.将电阻箱的阻值调节到零，调节滑动变器，使电流表的指针达到满偏；C.保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱，使电流表的指针达到半偏；D.读出电阻箱的示数，记为；E.断开开关，整理器材。请你根据已知量与测量量，写出待测电阻的表达式_，该测量值与真实值相比_（填“偏大”或“偏小”）。【答案】 (1). 串联 (2). (3). 外 (4). A (5). 远大于 (6). (7). 偏大【解析】【详解】电流表改装为电压表，需串联电阻起分压作用，根据欧姆定律得，电阻箱的电阻当电流表外接时，通过电流表A2的电流，当电流表内接时，通过表达式可知，当A1示数相等时，当电流表采用外接法是，通过电流表A2电流较小所以接法二是电流表的外接法改装后的电压表是由电流表改装的，因此电压表流过的电流时可知的，因此采用外接法不会因为电压表的分流而产生误差；因为滑动变阻器总阻值较小，若采用滑动变阻器限流式接法，电流、电压变化较小，测量误差较大，所以 滑动变阻器采用分压式接法故选A；无论怎样调节电阻箱，分压电路的输出电压变化都很小这是因为待测电阻远大于滑动变阻器阻值；本实验采用半偏法测量待测电阻的阻值，知半偏时，有：，解得：将电流表内阻等效到待测电阻中去，运用半偏法测量，测量支路电压不变，实际上总电阻增大，导致测量支路电压增大，电阻箱两端的电压大于待测电阻的电压，则测量值大于真实值，11.如图所示，宽度为L的平行金属导轨水平放置，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。将质量为，电阻为的导体棒放在导轨上，与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，导轨足够长。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒从静止开始沿导轨向右运动。当导体棒速度为时：（1）求导体棒产生的感应电动势E；（2）求电路中的感应电流I及导体棒两端的电压U；（3）若已知此过程中导体棒产生的电热为，因摩擦生热为，求拉力F做的功W。【答案】（1）（2）；（3）【解析】【详解】（1）感应电动势（2）电路中的感应电流导体棒两端的电压（3）导体棒产生的电热为，电阻与导体棒电流相同，电路产生的总电热应为，即导体棒克服安培力做功导体棒克服摩擦力做功对导体棒列动能定理有代入得W=12mv2+R+rrQ1+Q2（利用功能原理也可）12.如图所示，两平行金属板与一直流电源两极相连，上极板接地，电源的电动势为内阻不可忽略，两板间形成的电场可认为是匀强电场。有质量为，电荷量为的粒子，不间断的从两平行板左侧中点以初速度沿垂直场强的方向射入电场，从右侧射出电场。已知单位时间入射的粒子数为，两平行板的间距为，金属板长度为，不计粒子重力。（1）a.求粒子射出电场时沿电场方向的侧移量；b.证明：粒子出射时，沿速度方向的反向延长线一定经过其水平位移的中点。（2）改变电源的电动势，使粒子刚好偏转后打在下极板上，求此时电源的输出功率。【答案】（1）a. ；b.见解析（2）【解析】【详解】（1）a.电子进入偏转电场，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，设电子在偏转电场中运动的时间为水平方向：电子未落到板上，电路不同，两板间电压为电源电动势，板间场强竖直方向：，b.粒子出射的偏转角为，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x竖直方向的速度为：联立解得：；粒子出射时，沿速度方向的反向延长线一定经过其水平位移的中点；（3）粒子打在极板上，电路导通，电流设此时电源的路端电压为，粒子偏转，有得电源输出功率13.电量均为的两电荷固定在相距为的两点，为连线中点，连线中垂线上有一点，到O的距离为。（1）求点的场强。（2）a.将一质量为，带电量为的粒子从点由静止释放，不考虑粒子的重力。若，可略去项的贡献，试证明粒子的运动为简谐运动；b.简谐运动可视为某一匀速圆周运动沿直径方向上的投影运动，请描述与该粒子所做简谐运动相对应的圆运动，并求粒子做简谐运动的周期。【答案】（1），方向由指向（2）a.由简谐运动满足证明；b.以点为圆心，圆面与纸面垂直；【解析】【详解】（1）点的场强为两电荷产生的合场强方向由指向（2）a.点为平衡位置，当发生位移时，粒子受到的电场力 所以为简谐运动b.简谐运动为匀速圆周运动在某一直径方向上的投影运动，二者周期相同，此圆周运动以点为圆心，圆面与纸面垂直，由牛顿第二定律得周期。