届北京市平谷区高三下学期一模物理试题解析版.docx

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届北京市平谷区高三下学期一模物理试题解析版

2018届北京市平谷区高三下学期一模

物理试题（解析版）

1.一束可见光从空气中射向水和空气的分界面，经折射后分为两束单色光a和b，如图所示。

若光束b为黄光，则光束a可能是（）

A.红光B.蓝光

C.紫光D.绿光

【答案】A

.

故选A。

2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（）

A.这列波的周期为0.5s

B.此时x=1m处的质点沿y轴正方向运动

C.此时x=3m处的质点沿x轴正方向运动

D.此时x=4m处的质点具有沿y轴正方向的最大加速度

【答案】B

【解析】A、由图能直接读出波长λ=4m，由波速公式

，该波的周期

，，则这列波的周期为2s，故A错误；

BC、简谐横波沿x轴正方向传播，由波形平移法可知，此时x=1m处的质点沿y轴正方向运动，此时x=3m处的质点沿y轴负方向运动，故B正确，C错误；

D、此时x=4m处的质点处于波峰，具有沿y轴负方向的最大加速度，故D错误；

故选B。

【点睛】本题要有读取波动图象有效信息的能力，能根据波的传播方向，判断质点的振动方向是应掌握的基本能力．掌握加速度大小与位移大小成正比的特点，并能用来分析实际问题。

3.如图所示，P和Q是电场中某一条电场线上的两点，箭头代表电场方向．现有一正电荷只在电场力的作用下由P点运动到Q点．下列说法中正确的是（）

A.电场力对该电荷做负功

B.该电荷的电势能增大

C.该电荷的加速度增大

D.P点的电势高于Q点的电势

【答案】D

【解析】粒子带正电，则粒子由P点运动到Q点的电场力水平向右，电场力对该电荷做正功，电荷的电势能减小；电场线的疏密表示电场强度的大小，由

可知该电荷的加速度减小，沿电场线方向，电势降低，所以P点的电势高于Q点的电势，故ABC错误，D正确；

故选D。

【点睛】电场力对该电荷做正功，电荷的电势能减小；电场线的疏密表示电场强度的大小，沿电场线方向，电势降低。

4.如图所示的交流电压u=220

sin100πtV，接在阻值R=220Ω的电阻两端，则（）

A.该交流电的频率为100Hz

B.电压表的读数为311V

C.电流表读数为1A

D.2s内电阻的焦耳热是880J

【答案】C

【解析】A、该交流电的频率

，故A错误；

B、电压表的示数为交流电的有效值，故其示数为

，故B错误；

C、电流表的读数为：

，故C正确；

D、2s内电阻产生的电热

，故D错误；

故选C。

5.如图所示，将质量为m的滑块无初速地轻放在倾角为α的固定斜面上，滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（）

A.若μ﹥tanα，则滑块保持静止，且斜面对滑块的支持力为N=μmg

B.若μ﹥tanα，则滑块保持静止，且滑块受到的摩擦力为f=μmgcosα

C.若μ﹤tanα，则滑块加速下滑，且滑块下滑时的加速度为a=g（sinα+μcosα）

D.若μ﹤tanα，则滑块加速下滑，且滑块下滑时的加速度为a=g（sinα-μcosα）

【答案】D

CD、若

，则

，所以滑块会受到向下的力，将加速下滑，且滑块下滑时的加速度为

，故C错误，D正确；

故选D。

6.2017年11月30日，国际权威学术期刊《自然》发表了中国首颗暗物质探测卫星“悟空”的首批成果：

发现太空中的反常电子信号。

“悟空”采用的是由中国科学家自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法，既能探测低能区，也能探测高能区，特别是首次走进能量为1TeV（1TeV=1.0×1012eV，e=1.6×10-19C）以上的“无人区”，“悟空”首次直接测量到了能谱在1TeV处的“拐折”及在1.4TeV处的“尖峰”。

从目前数据分析来看，产生“奇异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭或衰变。

如果进一步证实了这种观点，人们就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率。

结合上述信息，下列说法正确的是（）

A.“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1.6×1031J

B.电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转

C.假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，则湮灭过程中释放的能量为ΔE=Δmc（c为光在真空中的传播速度）

D.若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，则其半衰期随温度的升高而减小

【答案】B

【解析】A、“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达

，故A错误；

B、根据左手定则，电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转，故B正确；

C、假设暗物质湮灭亏损的质量为Δm，根据质能方程则湮灭过程中释放的能量为

，故C错误；

D、若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故D错误；

故选B。

7.某同学学习了欧姆表原理后，想自己设计并改装一个欧姆表．他手上有如下器材：

量程100μA、内阻500Ω的电流计；电动势1.5v的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。

他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为15kΩ，然后他将一个10Ω和20Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。

进一步研究后他认为，只有所测电阻与欧姆表总内阻相当时，测量结果才比较准确。

为此他想到了将小量程电流表改装成大量程电流表的方法，设计了如图乙所示的电路，并联电阻R1后，可使干路电流是流经电流计电流的n倍。

若要测量阻值约20Ω的电阻，n的取值最合适的是（）

A.n=10000B.n=1000

C.n=100D.n=10

【答案】B

【解析】由于要测量阻值约20Ω的电阻，测量结果才比较准确，则有

，干路电流

，流经电流计电流

，所以

，故n的取值最合适的是1000，故ACD错误，B正确；

故选B。

8.LED，英文 light emittingdiode的简称，又称发光二极管．LED的心脏是一个半导体的晶片，它由两部分组成，一部分是P型半导体，里面拥有多余的带正电荷的空穴，另一端是N型半导体，里面拥有多余的电子。

电流通过导线作用于这个晶片，自由电子在通过二极管时会陷入P型层中的空穴，这一过程中电子会从传导带向低轨道跃迁，因而电子会以光子的形式释放出能量。

晶片材料的传导带与低轨道之间的能级差，决定光子的频率，当二极管由某些特定材料制成时，就能发出可见光光子。

LED因其独特的构造，多数光子不会被半导体材料自身吸收，因而能向外释放大量的光子。

根据以上信息，下列说法正确的是（）

A.白炽灯是通过加热灯丝发光的，LED灯也需要通过加热才能发光，它们工作时都会散发大量的热

B.传导带与低轨道之间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的波长越长

C.普通硅二极管工作时不能产生可见光，而只会发出红外线，是由于该材料的传导带与低轨道之间的能级差太小

D.LED灯与普通灯泡一样，没有正负极

【答案】C

【解析】A、荧光灯的发光效率比白炽灯高，用起来比白炽灯省电．其原因在于荧光灯和白炽灯的发光方式不同，荧光灯的发光原理就有所不同，故A错误；

B、传导带与低轨道之间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的频率越高，电子跃迁时辐射出光子的波长越短，故B错误；

C、普通硅二极管工作时不能产生可见光，而只会发出红外线，是由于该材料的传导带与低轨道之间的能级差太小，电子跃迁时辐射出光子的频率太低，故C正确；

D、单个LED灯是分正负极的，反向不能发光，LED节能灯就不分正负，直接用在交流电上，故D错误；

故选C。

9.

（1）在做“用油膜法测分子的大小”实验时，利用油酸分子的特性，易在水面上形成_______（选填“单层”或“多层”）分子油膜，在某次实验中，将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测出油酸分子的直径为_______。

（2）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示．钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动．每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。

通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹．

①实验所需的器材有：

白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器材是______

A．天平B．秒表C．刻度尺

②在此实验中，小球与斜槽间有摩擦______（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大；如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间______（选填“相同”或“不同”）

③在实验中，在白纸上建立直角坐标系的方法是：

使斜槽末端的切线水平，小球在槽口时，在白纸上记录球的重心在竖直木板上的水平投影点O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，接下来应该选择的步骤是______

A．利用悬挂在槽口的重锤线画出过O点向下的竖直线为y轴．取下白纸，在纸上画出过O点，与y轴垂直、方向向右的直线为x轴．

B．从O点向右作出水平线为x轴．取下白纸，在纸上画出过O点，与x轴垂直、方向向下的直线为y轴．

④如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。

已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为（40cm，20cm），g取10m/s2，则小球平抛的初速度v0=_________m/s，若B点的横坐标为xB=60cm，则B点纵坐标为yB=_________m。

⑤一同学在实验中采用了如下方法：

如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点．用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A．将木板向后平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B．O、O1间的距离为x1，O、O2间的距离为x2，A、B间的高度差为y．则小球抛出时的初速度v0为________

A．

B．

C．

D．

【答案】

（1）.

（1）单层；

（2）.V/S；（3）.

（2）①C；（4）.②不会；（5）.相同；（6）.③A；（7）.④2；（8）.0.45；（9）.⑤A；

【解析】

（1）将每个分子视为球体，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这时油膜的厚度可视为油酸分子的直径,，油酸分子的直径为

；

（2）①实验中有白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，还要刻度尺测小球水平方向和竖直方向运动的距离，故C正确；

②在实验中要保证小球到达底端的速度相同即可，轨道有无摩擦对实验结果不会产生误差，

由小球做平抛运动的高度相同，即

，所以运动时间相同；

③利用重锤线先作出竖直方向的y轴，取下白纸，在纸上画出过O点，与y轴垂直、方向向右的直线为x轴，故A正确；

④根据平抛运动规律有：

，

；根据B点的横坐标可得

，所以纵坐标为

；

⑤根据平抛运动规律有,

小球打在A点时：

，

小球打在B点时，

由题意可知，

由以上各式解得：

，故A正确。

点晴：

在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动．所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹。

10.如图所示，半径R=0.2m的竖直1/4圆弧形光滑轨道AB与光滑水平面BC相切，B为圆弧轨道的最低点．质量m=0.1kg的小滑块2放在水平面上，另一质量也为m=0.1kg的小滑块1，从圆弧形轨道的最高点由静止释放．在水平面上滑行一段距离后与滑块2发生正碰，碰撞后两滑块粘在一起向前运动．取重力加速度g=10m/s²，两滑块均可视为质点。

求：

（1）滑块1到达B点时的速度大小v；

（2）在B点轨道对滑块1支持力的大小FN；

（3）两滑块碰后共同速度的大小v＇．

【答案】

（1）v=2m/s；

（2）3N；（3）1m/s；

【解析】【分析】滑块1从A到B，根据动能定理求到达B点时的速度大小，在B点根据牛顿第二定律求对滑块1支持力的大小；两滑块碰撞前后，根据动量守恒定律求两滑块碰后共同速度的大小。

解：

（1）滑块1从A到B，根据动能定理：

mgR=

mv2

解得：

v=2m/s

（2）在B点，滑块1受力：

根据牛顿第二定律：

FN-mg=m

解得：

FN=3N

（3）两滑块碰撞前后，根据动量守恒定律：

mv=2mv´

解得：

v´=1m/s

11.如图甲所示，在倾角为θ的斜面上，沿斜面方向铺两条平行的光滑金属导轨，导轨足够长，两导轨间的距离为L，两者的顶端a和b用阻值为R的电阻相连。

在导轨上垂直于导轨放一质量为m，电阻为r的金属杆cd．金属杆始终与导轨连接良好，其余电阻不计。

整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直斜面向上，重力加速度为g。

现让金属杆从水平虚线位置处由静止释放，金属杆下滑过程中始终与导轨垂直，金属杆下滑的位移为x时，刚好达到最大速度。

（1）由d向c方向看到的平面图如图乙所示，请在此图中画出金属杆下滑过程中某时刻的受力示意图，并求金属杆下滑的最大速度vm；

（2）求从金属杆开始下滑到刚好达到最大速度的过程中，电路中产生的焦耳热Q；

（3）金属杆作切割磁感线运动时产生感应电动势，此时金属杆即为电路中的电源，其内部的非静电力就是运动的自由电荷在沿杆方向受到的洛仑兹力，而所有运动的自由电荷在沿垂直金属杆方向受到的洛仑兹力的合力即为安培力．在金属杆达到最大速度vm后继续下滑的过程中，请根据电动势的定义推导金属杆中产生的感应电动势E。

【答案】

（1）

；

（2）

；（3）BLvm；

【解析】【分析】金属杆下滑过程中，根据牛顿第二定律，金属杆做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大；金属杆下滑x的过程中，由能量守恒定律求电路中产生的焦耳热；通过杆横截面的电荷量为：

qˊ=IΔt，根据电动势的定义推导金属杆中产生的感应电动势。

解：

1）金属杆下滑过程中受力情况：

根据牛顿第二定律：

mgsinθ-F安=ma

金属杆做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大：

mgsinθ=F安

F安=BIL

E=BLvm

解得：

（2）金属杆下滑x的过程中，金属杆下降的高度：

h=xsinθ

由能量守恒定律：

mgh=

+Q

解得：

（3）金属杆以速度vm下滑Δt时间内，通过杆横截面的电荷量为：

qˊ=IΔt

金属杆中运动的自由电荷在沿杆方向所受洛仑兹力做的功：

WF1=qˊBvmL

金属杆中产生的电动势为：

解得：

E=BLvm

12.

（1）牛顿发现万有引力定律之后，在卡文迪许生活的年代，地球的半径经过测量和计算已经知道约6400千米，因此卡文迪许测出引力常量G后，很快通过计算得出了地球的质量。

1798年，他首次测出了地球的质量数值，卡文迪许因此被人们誉为“第一个称地球的人”。

若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球的自转。

a．求地球的质量；

b．若一卫星在距地球表面高为h的轨道上绕地球作匀速圆周运动，求该卫星绕地球做圆周运动的周期；

（2）牛顿时代已知如下数据：

月球绕地球运行的周期T、地球半径R、月球与地球间的距离60R、地球表面的重力加速度g。

牛顿在研究引力的过程中，为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，同样遵从与距离的平方成反比规律的猜想，他做了著名的“月地检验”：

月球绕地球近似做匀速圆周运动。

牛顿首先从运动学的角度计算出了月球做匀速圆周运动的向心加速度；接着他设想，把一个物体放到月球轨道上，让它绕地球运行，假定物体在地面受到的重力和在月球轨道上运行时受到的引力，都是来自地球的引力，都遵循与距离的平方成反比的规律，他又从动力学的角度计算出了物体在月球轨道上的向心加速度。

上述两个加速度的计算结果是一致的，从而证明了物体在地面上所受的重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，遵循同样规律的设想。

根据上述材料：

a．请你分别从运动学的角度和动力学的角度推导出上述两个加速度的表达式；

b．已知月球绕地球做圆周运动的周期约为T=2.4×106s，地球半径约为R=6.4×106m，取π2=g．结合题中的已知条件，求上述两个加速度的比值，并得出合理的结论。

【答案】

（1）a．

；b．

；

（2）a．

；b．

；由以上结果可以看出，在误差范围内可认为a1=a2，这说明物体在地面上所受重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，遵循与距离的平方成反比的规律．

【解析】解：

（1）a．设地球质量为M，地球表面上的某物体质量为m：

解得：

b．万有引力提供卫星做圆周运动的向心力：

解得：

（2）a．月球绕地球做匀速圆周运动，由运动学公式：

解得：

质量为m的物体在地面上受到的重力：

质量为m的物体在月球轨道上受到的引力：

解得：

b．由以上结果得：

代入已知数值得：

=0.96

由以上结果可以看出，在误差范围内可认为a1=a2，这说明物体在地面上所受重力与地球吸引月球的力是同一性质的力，遵循与距离的平方成反比的规律。