北京市石景山区2020届下学期高三年级统一测试（一模）物理试卷

本试卷共三道大题，20道小题，满分100分。考试时间90分钟。

第I卷（共42分）

一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1. 下列说法正确的是

A. 物体放出热量，其内能一定减少

B. 外界对物体做功，其内能一定增加

C. 物体吸收热量同时对外做功，其内能一定减少

D. 物体吸收热量且外界对物体做功，其内能一定增加

2. 图甲和图乙所示的是a、b两束单色光分别用同一单缝装置进行实验，在距装置恒定距离的屏上得到的图样，图甲是a光照射时形成的图样，图乙是b光照射时形成的图样。下列说法正确的是

图1

A. b光光子的能量较小

B. 在水中a光波长较长

C. 甲、乙图样是a、b两单色光的干涉图样

D. 若b光照射某金属有光电子逸出，则a光照射该金属也有光电子逸出

3. 氢原子的能级图如图2所示。如果大量氢原子处于n=3能级的激发态，则下列说法正确的是

图2

A. 这群氢原子只可能辐射1种频率的光子

B. 氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级，辐射光子的能量最大

C. 这群氢原子辐射光子的最小能量为12.09 eV

D. 处于n=3能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离

4. 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，分子的平均速率越大，气体的压强就越大

B. 单位体积内的分子数越多，分子的平均速率越小，气体的压强就越大

C. 一定质量的气体，体积越小，温度越高，气体的压强就越小

D. 一定质量的气体，体积越小，温度越低，气体的压强就越小

5. 如图3所示，一汽车装备了具有”全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤10m/s、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动”全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下，若该车在不同路况下的”全力自动刹车”的加速度取4～6m/s²之间的某一值，则该车应设计的最小安全距离最接近

图3

A. 5m B. 12.5m C. 20m D. 30m

6. 沿x轴正方向传播的简谐横波在t₁=0时的波形图如图4所示，此时波传播到x=2.0m处的质点B，质点A恰好位于波谷位置。当t₂=0.6s时，质点A恰好第二次处于波峰位置，则以下判断正确的是

图4

A. t₁=0时刻，质点B沿y轴正方向运动

B. 再经过一段时间，质点A会到达质点B处

C. 这列波的周期为0.4s

D. 这列波的波速为10m/s

7. t=0时刻，A、B两质点从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的平均速度与时间t的关系分别为图5中的直线A、B。下列判断正确的是

图5

A. 质点A的加速度大小为1 m/s²

B. 质点B的加速度大小为1 m/s²

C. t=2s时，质点A和B的速度大小相等

D. t=4s时，质点A和B相遇

8. 如图6所示，单摆摆球的质量为m，摆球从最大位移A处由静止释放，摆球运动到最低点B时的速度大小为v，重力加速度为g，不计空气阻力。则摆球从A运动到B的过程中

图6

A. 摆线拉力所做的功为mv²

B. 重力的最大瞬时功率为mgv

C. 重力的冲量为0

D. 合力的冲量大小为mv

9. 如图7所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b、d两点位于MN上。

图7

以下判断正确的是

A. b点场强大于d点场强

B. b点电势小于d点电势

C. a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差

D. 试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能

10. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8所示。下列说法中正确的是

图8

A. 只增大金属盒的半径，带电粒子离开加速器时的动能不变

B. 只增大磁场的磁感应强度，带电粒子离开加速器时的动能增大

C. 只增大狭缝间的加速电压，带电粒子离开加速器时的动能增大

D. 只增大狭缝间的加速电压，带电粒子在加速器中运动的时间增大

11. 一直径为20cm的皮球，在温度为27℃时，球内气体的压强为2.0×10⁵Pa，球壳处于张紧状态。球壳中任意一个直径为20cm圆周两侧的球面之间存在彼此相拉的力，若大气压强为1.01×10⁵ Pa，试估算其每厘米长度上该力的大小

A. 5N B. 25 N C. 50 N D. 100 N

12. 速度和加速度等运动学概念，是伽利略首先建立起来的。伽利略相信，自然界的规律简洁明了。他从这个信念出发，猜想落体一定是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，定义加速度，其中v₀和v_t分别表示一段时间t内的初速度和末速度；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，定义加速度A=，其中v和v_x分别表示一段位移x内的初速度和末速度。下列说法正确的是

A. 若A不变，则a也不变

B. 若A>0且保持不变，则a逐渐变大

C. 若A不变，则物体在中间位置处的速度为

D. 若a不变，则物体在中间位置处的速度为

13. 如图9所示，竖直放置的两根平行金属导轨间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中。棒从静止开始运动至达到最大速度的过程中，下列说法正确的是

图9

A. 通过金属棒的电流方向向左

B. 棒受到的安培力方向向下

C. 棒重力势能的减少量等于其动能的增加量

D. 棒机械能的减少量等于电路中产生的热量

14. “二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图10为音箱的简化电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L₁和L₂是线圈，C₁和C₂是电容器，则下列说法正确的是

图10

A. 扬声器甲是高音扬声器

B. C₂的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C. L₁的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器

D. L₂的作用是增强通过乙扬声器的低频电流

第II卷（共58分）

二、本题共2小题，共18分。

15. （8分）某同学在探究加速度和力、质量的关系的实验中，保持小车的质量不变，测得其加速度a和拉力F的数据如下表所示。

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m·s^-2	0.10	0.20	0.29	0.40	0.51

（1）根据表中的数据在坐标图11中作出a-F图像；

图11

（2）图线斜率的物理意义是_____________；

（3）图线（或延长线）与F轴的截距的物理意义是_____________；

（4）小车和砝码的总质量为_________kg。

16. （10分）在”测电池的电动势和内电阻”的实验中，具有如下器材：待测干电池E一节，电压表，电流表，滑动变阻器R₁（0～10），滑动变阻器R₂（0～200），开关S，导线若干。（结果均保留2位小数）

图12

（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________（填R₁或R₂）。

（2）实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图，要求保证开关在闭合前滑动变阻器的滑片处于正确的位置。

（3）该同学由实验数据得到图丙中的图像b，根据图像b求得电源电动势E=_______V，内电阻r=_______。

（4）丙图中a图线是某电阻R的伏安特性曲线，则两条图线a、b的交点的横、纵坐标分别表示_________，该同学将该电阻R与本实验中的所用的电池连成一闭合电路，此时电阻R消耗的电功率是_________W。

（5）假如本实验中所使用的电压表的内阻很大（可视为理想电压表），而电流表是具有一定的内阻（不可忽略），则根据本实验原理图所测得的电源电动势值将_________，内电阻值将_________。（选填”偏大”、”偏小”、”不变”）

三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

17. （8分）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即=k，k是一个常量。

（1）已知引力常量为G，太阳的质量为M。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导太阳系中该常量k的表达式，并说明影响常量k的因素。

（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地球-卫星系统）都成立。经测定月球绕地球运行的轨道半径约为3.8×10⁸m，运行周期约为27天，地球半径约为6.4×10⁶m。试估算地球同步卫星正常运行时到地球表面的距离。

18. （8分）如图13所示，参加某娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后，落在水平传送带上，由于传送带足够粗糙，选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止，再经过反应时间△t=1.0s后，立刻以向右的加速度a=2 m/s² 跑至传送带最右端。已知平台与传送带的高度差H=1.8m，水池宽度x₀=1.2m，传送带左端A与右端B之间的距离L₀=9.6m。

图13

（1）若传送带静止，选手以水平速度v₀=3m/s从平台跃出。求：

①该选手落在传送带上的位置与A端之间的距离。

②该选手从平台开始跃出到跑至传送带右端所经历的时间。

（2）若传送带以速度v=1 m/s逆时针转动，选手要能到达传送带右端B，求选手从平台上沿水平方向跃出的最小速度。

19. （12分）如图甲所示，一边长为L、质量为m的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。线框在一水平力作用下由静止开始向左运动，经过一段时间t₀被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，求：

图14

（1）通过线框导线截面的电荷量；

（2）线框的电阻；

（3）水平力F随时间变化的表达式。

20. （12分）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压为U₀的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v₀进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集效率。当d=d₀时=64％（即离下板0.64 d₀范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。