海淀区高三一模试题及答案

海淀区高三年级一模 物 理 .413有关热现象，下列说法对的的是A物体温度不变，其内能一定不变 B物体温度升高，其分子热运动的平均动能一定增大C外界对物体做功，物体的内能一定增长 D物体放出热量，物体的内能一定减小14.一种氘核与一种氚核结合成一种氦核同步放出中子，释放17.6 MeV的能量。已知氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4。下列说法对的的是A该核反映方程是B该核反映中的核燃料是目前核电站采用的核燃料Cm1+ m2 m3+ m4 D该核反映可以在常温下进行15图1甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图1乙为x=2m处质点的振动图像。下列判断对的的是 y/mx/mO0.224-0.2甲 y/mt/sO0.2-0.2乙0.10.2图1A波沿x轴负方向传播B传播速度为20m/sCt=0.1s时, x=2m处质点的加速度最大D波源在一种周期内走过的路程为4m1611月5日19时45分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十四、二十五颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星构成，其中5颗是地球同步卫星。有关同步卫星绕地球运动的有关物理量，下列说法对的的是A角速度等于地球自转的角速度B向心加速度不小于地球表面的重力加速度C线速度不小于第一宇宙速度 D运营周期一定不小于月球绕地球运动的周期17用图2甲所示的电路研究光电效应中电子发射的状况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系。电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图2乙所示，则图2图乙黄光（强）黄光（弱）蓝 光GVP光图甲光电管dianguan电子dianguanKAdcSA通过电流计G的电流方向由d到cB电压U增大, 光电流I一定增大C用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关D光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应qqu xA 图318电容器充电后就储存了能量，某同窗研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系。她从等效的思想出发，觉得电容器储存的能量等于把电荷从一种极板搬运到另一种极板过程中克服电场力所做的功。为此她做出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像（图3所示）。按照她的想法，下列说法对的的是Au-q图线的斜率越大，电容C越大B搬运q的电量，克服电场力所做的功近似等于q上方小矩形的面积 C对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U成正比D若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为Q/2时储存的能量为E/219如图4所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。 逐渐增大入射角，观测反射光线和折射光线的变化。有关该实验现象，下列说法对的的是图4A反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动B反射光线和折射光线转过的角度相似C在尚未发生全反射过程中，反射光越来越强D最后反射光完全消失20常用的温差发电装置的重要构造是半导体热电偶。如图5所示，热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成，N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e。若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端A、B与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最后在A、B两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有拟定的函数关系。下列说法对的的是P型半导体 AN型半导体 B高温热源低温热源图5AB端是温差发电装置的正极B热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反C温差发电装置供电时不需要消耗能量D可以运用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器图6RQOGP21（18分）（1）某同窗用图6所示的 “碰撞实验装置”研究直径相似的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 在实验中小球速度不易测量，可通过仅测量_解决这一问题。A小球做平抛运动的时间B小球做平抛运动的水平距离C小球做平抛运动的初始高度D小球释放时的高度图6中PQ是斜槽，QR为水平槽，R为水平槽末端。运用铅垂线在记录纸上拟定R的投影点O。实验时先使A球从斜槽上G处由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹；此后，再把B球放在R处，将A球再从G处由静止释放，与B球碰撞后在记录纸上分别留下A、B两球落点痕迹。由测量可知，碰撞前A球做平抛运动的水平距离为x0；碰撞后，A、B两球做平抛运动的水平距离分别为x1、x2。用天平称量A、B两球的质量分别为mA、mB。若两球相碰前后的动量守恒，其体现式可表达为_（用题目给出的物理量符号表达）。02520图7（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5W，某同窗先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图7所示，再用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。该电阻丝直径的测量值d=_ mm；实验中能提供的器材有：A电压表V1（量程03V，内阻约3kW）B电压表V2（量程015V，内阻约15kW）C电流表A1（量程03A，内阻约0.01W）D电流表A2（量程00.6A，内阻约0.1W）E滑动变阻器R1（020W） F滑动变阻器R2（0500W） G电源E（电动势为3.0V）及开关和导线若干该同窗从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择_，电流表应选择_ ，滑动变阻器应选择_，（选填各器材前的字母）。规定在流过金属丝的电流相似状况下，电源消耗功率最小，并能较精确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用图_ 。图8VARxESR甲VRxESRA乙VRxESRA丙VRxESRA丁图901.02.0I/A0.20.4U/V3.00.6该同窗建立U-I坐标系，如图9所示，图中已标出了与测量数据相应的五个坐标点，尚有一次测量的电压表和电流表达数如图10所示，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出U-I图线。由图线数据可计算出金属丝的电阻为_（保存两位有效数字）。设被测金属丝电阻为R，则该金属材料电阻率的体现式是_（用题目给出的物理量符号表达）。实验中使用的电流表内阻为RA，电压表内阻为RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图9U-I图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率的关系是k= _（用题目给出的物理量符号表达）。图10图1122（16分）某游乐园的大型 “跳楼机”游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中，质量m=50kg的小明同窗坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100m高度，然后由静止开始下落，在忽视空气和台架对平台阻力的状况下，该运动可近似看作自由落体运动。下落h1=80 m时，制动系统启动，使平台均匀减速，再下落h2=20m时刚好停止运动。取g=10m/s2，求：（1）下落的过程中小明运动速度的最大值vm；（2）当平台落到离地面15m高的位置时，小明对跳楼机作用力F的大小；（3）在所有下落过程中，跳楼机对小明做的功W。23在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子(质量为m、电量为+e)和氦离子(质量为4m、电量为+2e)的混合粒子进行分离。小李同窗尝试设计了如图12甲所示的方案：一方面她设计了一种加速离子的装置，让从离子发生器逸出的离子通过P、Q两平行板间的电场加速获得一定的速度，通过极板上的小孔S后进入Q板右侧的匀强磁场中，经磁场偏转达到磁场边界的不同位置，被离子接受器D接受从而实现分离。P、Q间的电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，装置放置在真空环境中，不计离子之间的互相作用力及所受的重力，且离子进入加速装置时的速度可忽视不计。求：离子发生器离子接受器BPQ甲 DS图12乙离子发生器离子接受器DPQE（1）氢离子进入磁场时的速度大小；（2）氢、氦离子在磁场中运动的半径之比，并根据计算成果阐明该方案与否能将两种离子分离；（3）小王同窗设计了如图乙所示的另一方案：在Q板右侧空间中将磁场更换为匀强电场，场强大小为E，离子垂直进入电场。请你论证该方案能否将两种离子分离。24（20分）物体中的原子总是在不断地做热运动，原子热运动越剧烈，物体温度越高；反之，温度就越低。因此，只要减少原子运动速度，就能减少物体温度。“激光致冷”的原理就是运用大量光子阻碍原子运动，使其减速，从而减少了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下状况：如图13所示，某原子的动量大小为p0。将一束激光（即大量具有相似动量的光子流）沿与原子运动的相反方向照射原子，原子每吸取一种动量大小为p1的光子后自身不稳定，又立即发射一种动量大小为p2的光子，原子通过不断吸取和发射光子而减速。（已知p1、p2均远不不小于p0，普朗克常量为h，忽视原子受重力的影响）（1）若动量大小为p0的原子在吸取一种光子后，又向自身运动方向发射一种光子，求原子发射光子后动量p的大小；（2）从长时间来看，该原子不断吸取和发射光子，且向各个方向发射光子的概率相似，原子吸取光子的平均时间间隔为t0。求动量大小为p0的原子在减速到零的过程中，原子与光子发生“吸取发射”这一互相作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小；（3）根据量子理论，原子只能在吸取或发射特定频率的光子时，发生能级跃迁并同步随着动量的变化。此外，运动的原子在吸取光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响，即光源与观测者相对接近时，观测者接受到的光频率会增大，而相对远离时则减小，这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。a为使该原子可以吸取相向运动的激光光子，请定性判断激光光子的频率和原子发生跃迁时的能量变化E与h的比值之间应有如何的大小关系；原子p1激光p0图13b若某种气态物质中具有大量做热运动的原子，为使该物质可以持续降温，可同步使用6个频率可调的激光光源，从互相垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学，简要论述这样做的合理性与可行性。 海淀区高三年级一模参照答案 物 理 .413. B 14. C 15. B 16. A 17. C 18. B 19. C 20. D （每题6分）21. （18分）（1）B 2分， mAx0=mAx1+mBx22分图901.02.0I/A0.20.4U/V3.00.6（2）0.233（0.231-0.235）2分 A，D，E， 丁 4分（每个1分） 补坐标点1分，画图线1分5.2 （5.15.5）1分， 1分 k=4分若在中选“甲或丙”，此问答案为RA+同样得分。22. （16分）（1）由vm2 2分 有 vm=40m/s 2分 （2） 减速下落过程中加速度大小 2分 a2=40m/s2 根据牛顿第二定律 F- mg= ma22分 F=2500 N 2分 根据牛顿第三定律，小明对系统作用力的大小F为2500N。1分 （3）措施1：加速下落段，小明处在完全失重状态，系统对小明的作用力为零。 （通过推导计算得出作用力为零，同样得分）对小明W1=0 1分 在减速阶段，系统对小明做功W2=-FNh2= -5104J 2分WFN=W1+W2=-5104J 2分 （没负号，扣1分）措施2：对下落全过程使用动能定理mg(h1+h2)+WFN=0-0 3分WFN=-mg(h1+h2)=-5104J 2分 （没负号，扣1分） 23.（18分）解：（1）粒子在电场中加速，由动能定理有： 2分 解得： 2分 (2) 电荷量为q、质量为m的正离子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，则： 2分 解得： 2分 氢、氦离子在磁场中运动的半径之比为r1:r2=1 :1分由上可见，粒子在磁场中运动的半径与粒子的比荷有关，它们达到离子接受器的位置不同，可以分开。 1分(3) 电荷量为q、质量为m的正离子垂直进入匀强电场中后，在入射方向上做匀速直线运动，当在水平方向上运动位移为x时，其运动时间为1分粒子在电场方向做匀加速运动，加速度1分 沿电场方向的偏转位移为： 1分由(1)(3)(4)(5)联立解得： 3分由此可见，该两种离子在电场运动过程中，侧向位移y与离子的比荷无关，即离子在电场中运动的轨迹相似，因此该方案不能将两种正离子分离。2分24（20分）（1）原子吸取和放出一种光子，由动量守恒定律有： 3分原子放出光子后的动量为： 2分（2）由于原子向各个方向均匀地发射光子，因此放出的所有光子总动量为零。设原子经n次互相作用后速度变为零：3分因此： 2分 由动量定理：fnt0=p0 3分可得：2分阐明：若由f(n-1)t0=p0解得不扣分。（3）a静止的原子吸取光子发生跃迁，跃迁频率应为，考虑多普勒效应，由于光子与原子相向运动，原子接受到的光子频率会增大。所觉得使原子可以发生跃迁，照射原子的激光光子频率2分b对于大量沿任意方向运动的原子，速度矢量均可在同一种三维坐标系中完全分解到互相垂直的3个纬度上； 1分考虑多普勒效应，选用频率的激光，原子只能吸取反向运动的光子使动量减小。通过合适调节激光频率，可保证减速的原子可以不断吸取、发射光子而持续减小动量； 1分大量原子的热运动速率具有一定的分布规律，总有部分原子的速率可以符合光子吸取条件而被减速。被减速的原子通过与其她原子的频繁碰撞，可以使大量原子的平均动能减小，温度减少。 1分因此，从彼此垂直、两两相对的6个方向照射激光，能使该物质持续降温，这样做是可行的，合理的。