北京北大附中2020届下学期高三年级三模考试物理试卷

第一部分（选择题共42分）

本部分共14小题，每小题3分，共42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. 关于气体的压强，下列说法正确的是

A. 单位体积内的分子数越多，分子的平均动能越大，气体的压强就越大

B. 单位体积内的分子数越多，分子的平均动能越小，气体的压强就越大

C. 一定质量的气体，体积越大，温度越高，气体的压强就越大

D. 一定质量的气体，体积越大，温度越低，气体的压强就越大

2. 蓝光光碟是利用波长较短（波长约为）的蓝色激光读取和写入数据的光碟，而传统DVD需要光头发出红色激光（波长约为）来读取或写入数据。对于光存储产品来说，目前蓝光是最先进的大容量光碟格式，蓝光极大地提高了光盘的存储容量。如图所示，一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成两束，则下列说法正确的是

A. 如果用光照射不能使某金属发生光电效应，则用光照射就一定能使该金属发生光电效应

B. 用光可在光盘上记录更多的数据信息

C. 使用同种装置，用光做双缝干涉实验得到的条纹比用光得到的条纹宽

D. 光在水中传播的速度较光大

3. 下列四种说法中正确的是

（1）粒子散射实验现象说明原子中有电子

（2）目前人类使用的核电站就是利用核聚变将核能转化为电能的

（3）铀、钚等重核分成中等质量的原子核的过程有质量亏损，释放出能量

（4）核子组成原子核时，比结合能越高，组成的原子核越稳定

A. （1）和（3） B. （2）和（4）

C. （1）和（2） D. （3）和（4）

4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像，则下列说法正确的是

A. 若波沿轴正向传播，则图乙表示点的振动图像

B. 若图乙表示点的振动图像，则波沿轴正向传播

C. 若波速是，则图乙的周期是

D. 若图乙的频率是，则波速是

5. 2017年4月22日，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成交会对接。对接前，天舟一号和天宫二号分别在两个轨道上环绕地球做匀速圆周运动，如图所示。天舟一号经一系列控制飞行与天宫二号实现对接。对接后，天舟一号与天宫二号一起在原来天宫二号的轨道上做匀速圆周运动，与对接前相比，天舟一号做匀速圆周运动的

A. 周期变小 B. 线速度变大

C. 角速度变小 D. 加速度变大

6. 如图所示，轻质弹簧的左端固定在竖直墙壁上，右端与静止在光滑水平面上的木块A相连接，子弹B沿水平方向射入木块后留在木块内，再将弹簧压缩到最短。上述这个过程可抽象为两个典型的过程：过程①是子弹射入木块并获得共同速度；过程②是木块与子弹一起压缩弹簧并将弹簧压到最短。已知木块的质量大于子弹的质量，空气阻力可忽略不计，则下列说法中不正确的是

A. 过程①中木块对子弹所做功绝对值一定小于子弹对木块所做的功

B. 过程①中木块对子弹的冲量大小一定等于子弹对木块的冲量大小

C. 过程②中弹簧的最大弹性势能一定小于过程①中子弹损失的动能

D. 过程②中弹簧的最大弹性势能一定大于过程①中木块所获得的动能

7. 如图1所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势随时间变化的图象如图2所示，则

A. 线圈转动一周，电流的方向改变一次

B. 时，穿过线圈的磁通量最大

C. 线圈中电动势的有效值为

D. 线圈中交变电流的频率为

8. 下图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子经电压加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板上的处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子所通过的路径，则

A. 的质量一定大于的质量

B. 的电荷量一定大于的电荷量

C. 在磁场中运动的时间大于运动的时间

D. 的比荷（）大于的比荷（）

9. 如图所示，在竖直平面内有三个细管道，沿竖直方向，是一个矩形。将三个小球同时从点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的机械能损失，当竖直下落的小球运动到点时，关于三个小球的位置，下列示意图中可能正确的是

10. 伽利略相信，自然界的规律是简单明了的。他从这个信念出发，猜想落体的速度应该是均匀变化的。为验证自己的猜想，他做了”斜面实验”，如图所示。发现铜球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比。改变球的质量或增大斜面倾角，上述规律依然成立。于是，他外推到倾角为90°的情况，得出落体运动的规律。结合以上信息，判断下列说法正确的是

A. 伽利略通过”斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量速度

B. 伽利略通过”斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量加速度

C. 由”斜面实验”的结论可知，铜球运动的速度随位移均匀增大

D. 由”斜面实验”的结论可知，铜球运动的速度随时间均匀增大

11. 如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细、长短均相同，其中管Ⅰ无缝，管Ⅱ有一条平行于轴线的细缝。两枚略小于管内径的相同小磁铁，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面。下列说法正确的是

A. 一定同时落地

B. 一定比先落地

C. 落地时，的动能相等

D. 落地时，比的动能小

12. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关闭合后，在滑动变阻器的滑片向上缓慢滑动的过程中

A. 小灯泡变亮

B. 电压表的示数减小

C. 电流表的示数增大

D. 电容器的电荷量减小

13. 利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点处，然后小球由静止释放，同时开始计时，利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是

A. 时刻小球的速度最大

B. 时刻小球的动能最小

C. 时刻小球的运动方向相同

14. 1885年瑞士的中学教师巴耳末发现，氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式：，为大于2的整数，为里德伯常量。1913年，丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发，同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型，提出了自己的原子理论。根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：，与都是正整数，且。当取定一个数值时，不同数值的得出的谱线属于同一个线系。如：

组成的线系叫赖曼系；

…组成的线系叫巴耳末系；

…组成的线系叫帕邢系；

…组成的线系叫布喇开系；

…组成的线系叫逢德系。

以上线系只有一个在紫外光区，这个线系是

A. 赖曼系 B. 帕邢系 C. 布喇开系 D. 逢德系

第二部分（非选择题共58分）

15.（6分）在用图1所示单摆”测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下：

a. 取一根细线，下端系住直径为的金属小球，上端固定在铁架台上；

b. 用米尺测量细线长度为与小球半径之和记为摆长；

c. 缓慢拉动小球，使细线偏离竖直方向约为5°位置由静止释放小球；

d. 用秒表记录小球完成次全振动所用的总时间，计算单摆周期；

e. 用公式计算当地重力加速度；

f. 改变细线长度，重复步骤，进行多次测量。

（1）在上述步骤中，错误的是_________（写出该步骤的字母）；改正后正确的应该是:____________________。

（2）该同学为了减少误差，利用上述未改正错误测量中的多组实验数据做出了图像，该图像对应图2中的________图。

（3）在”用单摆测定重力加速度”的正确实验中，下列做法有利于减小实验误差的是_________。

A. 适当加长摆线

B. 质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的

C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大

D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期

16.（12分）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（0～20Ω）

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，并画出图线。

序号	1	2	3	4	5	6
电压U（V）	1. 35	1. 30	1. 25	1. 20	1. 15	1. 10
电流I（A）	0. 12	0. 14	0. 24	0. 30	0. 36	0. 42

（4）根据图3可得出干电池的电动势______，内电阻______Ω。

（5）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。

17.（9分）

场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。

（1）写出电场强度的定义式；

（2）写出磁感应强度的定义式，并说明各物理量的含义；磁感应强度的方向是怎么规定的？

（3）再写出一个用比值法定义的物理量，要求：是矢量、写出其定义式、单位、其方向是如何规定的？

18. （9分）

如图所示，把一个质量的小钢球用细线悬挂起来，就成为一个摆。悬点距地面的高度，摆长。将摆球拉至摆线与竖直方向成角的位置，空气阻力可以忽略，已知，取重力加速度。

（1）求小球运动到最低点时细线对球拉力的大小；

（2）若小球运动到最低点时细线断了，小球沿水平方向抛出，求它落地时速度的大小和方向。

19.（10分）

喷射悬浮飞行器由抽水机、压缩机等组成，利用一根软管将水从河中抽入飞行器，再以较高的速度竖直向下喷出两道高压水柱，可将使用者推至距水面几米的高度，如图所示。现有一质量为的使用者被缓慢推至距水面H高处悬停，设此状态下飞行器的质量恒为，水喷出前的速度为零，两个喷水口的横截面积均为，水的密度为，重力加速度为，空气阻力及抽水过程中软管和河水对飞行器的作用均可忽略不计。求：

（1）该使用者被缓慢推到距水面H高的过程中，飞行器对使用者做的功；

（2）使用者悬停在水面上方时，飞行器喷水产生的推力多大？两个喷水口喷出水的速度需要多大？飞行器喷水的平均功率多大？

20.（12分）

麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场产生感生电场，该感生电场是涡旋电场；变化的电场也可以产生感生磁场，该感生磁场是涡旋磁场。

（1）如图1所示，在半径为的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为（且为常量）。将一半径也为的细金属圆环（图中未画出）与虚线边界同心放置。

①求金属圆环内产生的感生电动势的大小。

②变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，在与磁场垂直的平面内其电场线是一系列同心圆，如图2中的实线所示，圆心与磁场区域的中心重合。在同一圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等。使得金属圆环内产生感生电动势的非静电力是涡旋电场对自由电荷的作用力，这个力称为涡旋电场力，其与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同。请推导金属圆环位置的涡旋电场的场强大小。

（2）如图3所示，在半径为的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强电场，电场强度大小随时间的变化关系为（且为常量）。

①我们把穿过某个面的磁感线条数称为穿过此面的磁通量，同样地，我们可以把穿过某个面的电场线条数称为穿过此面的电通量。电场强度发生变化时，对应面积内的电通量也会发生变化，该变化的电场必然会产生磁场。小明同学猜想求解该磁场的磁感应强度的方法可以类比（1）中求解的方法。若小明同学的猜想成立，请推导在距离电场中心为处的表达式，并求出在距离电场中心和处的磁感应强度的比值。