北京101中学2020届下学期高三年级第三次统考物理试卷

本试卷共包括两部分，满分100分，考试时间90分钟。

第一部分选择题（共42分）

一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题3分，共42分）

1. 核反应方程+→+Kr+3n表示中子轰击原子核可能发生的一种核反应，该核反应中质量亏损了m。关于这个核反应，下列说法中正确的是

A. 该反应属于核聚变 B. Kr 中的X为33

C. 中含有56个中子 D. 该核反应释放出的核能为mc²

2. 下列说法中正确的是

A. 布朗运动是指液体分子的无规则运动

B. 物体对外做功，其内能一定减小

C. 两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大

D. 用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力，说明气体分子间存在斥力

3. 一束由a、b两种单色光组成的复色光射向玻璃制成的三棱镜，通过三棱镜的传播情况如图所示。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是

A. 玻璃对a色光的折射率大于对b色光的折射率

B. a色光的光子能量小于b色光的光子能量

C. a色光在玻璃中的传播速度比b色光小

D. a色光发生全反射的临界角比b色光小

4. 如图所示，一个钢球放在倾角30°的固定斜面上，用一竖直的挡板挡住，处于静止状态。各个接触面均光滑。关于球的重力大小G、球对斜面的压力大小、球对挡板的压力大小间的关系，正确的是

A. >G

B. >G

C. =G

D. <

5. 图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图甲中质点Q运动到负向最大位移处时，质点P刚好经过平衡位置。图乙为质点P从此时刻开始的振动图像。下列判断正确的是

图甲图乙

A. 该波的波速为40m/s

B. 质点P的振幅为40cm

C. 该波沿x轴负方向传播

D. Q质点在0.1s时的速度最大

6. 2019年11月23日，我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”方式成功发射第五十、五十一颗北斗导航卫星。如图所示的a、b、c为中国北斗卫星导航系统中的三颗轨道为圆的卫星。a是地球同步卫星，b是轨道半径与卫星a相同的卫星，c是轨道半径介于近地卫星和同步卫星之间的卫星。下列关于这些北斗导航卫星的说法，正确的是

A. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

B. 卫星a的向心加速度大于卫星c的向心加速度

C. 卫星b可以长期”悬停”于北京正上空

D. 卫星b的运行周期与地球的自转周期相同

7. 在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则

A. A₁的示数增大，A₂的示数增大

B. A₁的示数不变，A₂的示数增大

C. V₁的示数减小，V₂的示数减小

D. V₁的示数不变，V₂的示数减小

8. 一定质量的理想气体由状态A沿平行T轴的直线变化到状态B，然后沿过原点的直线由状态B变化到状态C，P-T图像如图所示。关于该理想气体在状态A、状态B和状态C时的体积V_A、V_B、V_C的关系正确的是

A. V_A=V_B=V_C B. V_A<V_B=V_C

C. V_A>V_B>V_C D. V_A<V_B<V_C

9. 在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R₂的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中

A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小

B. 电容器C所带电荷量减小

C. R₁的电功率增大

D. 电源的输出功率一定减小

10. 随着电动汽车的大量普及，汽车无线充电受到越来越多的关注。无线充电简单方便，不需手动操作，没有线缆拖拽，大大提高了用户体验。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，如图所示。当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可”接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电。关于无线充电，下列说法正确的是

A. 只有将供电线圈接到直流电源上，才能对蓄电池进行充电

B. 为了保护受电线圈不受损坏，可在车底加装一个金属护板

C. 无线充电技术与变压器的工作原理相同

D. 当受电线圈没有对准供电线圈（二者没有完全重合）时，将不能进行无线充电

11. 如图所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，x_A、x_B分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的动能E_k随其坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是

图甲图乙

A. A点的电场强度小于B点的电场强度

B. A点的电场强度等于B点的电场强度

C. A点的电势高于B点的电势

D. 电子由A点运动到B点的过程中电势能的改变量△E_P=–

12. 2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布，有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家Michel Mayor和Didier Queloz，以表彰他们”发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。

由于行星自身不发光，所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星，天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星，视向速度法是目前为止发现最多系外行星的方法。行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动，在地球上用望远镜就有可能看到行星引力对于恒星的影响。在视线方向上，恒星受行星引力作用，时而远离时而靠近我们，这种细微的摇摆反应在光谱上，就会造成恒星光谱不断地红移和蓝移。我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法。

结合以上信息，下列说法正确的是

A. 在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，恒星和行星做圆周运动的线速度大小一定相等

B. 在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，由于恒星质量大，转动半径小，所以恒星做圆周运动的周期比行星的周期小

C. 若某恒星在靠近我们，该恒星发出光的频率将变高，因此接收到的频率就会变高，即恒星光谱会出现蓝移

D. 若某恒星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率低，即恒星光谱会出现红移

13. 如图甲所示用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是

图甲图乙

A. 最大阻值为5的滑动变阻器，图线a对应的滑动变阻器

B. 最大阻值为50的滑动变阻器，图线b对应的滑动变阻器

C. 最大阻值为500的滑动变阻器，图线b对应的滑动变阻器

D. 最大阻值为500的滑动变阻器，图线c对应的滑动变阻器

14. 地球上某处海水的周期性涨落称为潮汐。潮汐主要是月球对海水的引力造成的，太阳的引力也起一定的作用，但要弱得多。引起潮汐的力称为引潮力，引潮力沿垂直海水表面向上（背离地心）最大处，海水形成高峰；反之，引潮力沿垂直海水表面向下（指向地心）最大处，海水出现低谷。为简化研究，只在地-月系统分析问题，此时引潮力可称为月潮力。假设地球表面全部被海水覆盖，如图所示，月地距离为r，地球半径为R，月球质量为M_月，地球质量为M_地；A为近月点，B为远月点。如取直角坐标系的x轴沿月地连线，为地表某处的半径与x轴正方向的夹角。该处质量为△m的海水的月潮力在x轴、y轴上的分力值F_x、F_y分别是

依据已学的知识，结合上述公式，判断下列说法正确的是

A. 月潮力就是地球对海水的引力 B. 月潮力就是月球对海水的引力

C. 近月点处的海水月潮力向下最大 D. 远月点处的海水月潮力向上最大

第二部分非选择题（共58分）

二、填空题（本题共2小题，共16分）

15. （8分）某小组的同学做”探究影响感应电流方向的因素”实验。

图甲（1）图甲（2）

（1）首先按图甲（1）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲（2）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是__________。

A. 检查电流计测量电路的电流是否准确

B. 检查干电池是否为新电池

C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。

（2）接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿________（选填”顺时针”或”逆时针”）方向。

图乙

（3）下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填”垂直纸面向外”或”垂直纸面向里”）。

实验记录表（部分）

操作	N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B₀表示原磁场，即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减	增加
感应电流的方向	沿逆时针方向
感应电流的磁场B’的方向

（4）该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住_______（选填”B₀“或”B'”）总是要阻碍_______（选填”B₀“或”B'”）磁通量的变化。

16. （8分）如图1所示，是利用自由落体运动进行”验证机械能守恒定律”的实验。

图1 图2

（1）已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是_______（只有一个选项符合要求，填选项前的符号）

A. 直流电源、天平及砝码

B. 直流电源、刻度尺

C. 交流电源、天平及砝码

D. 交流电源、刻度尺

（2）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60 cm，OC=27.21 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00 kg，取g=9.80 m/s²，所用的打点计时器通以50Hz的交流电。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△E_P=_________J，重物的动能增加量△E_k=__________J（结果均保留三位有效数字）。

（3）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的_________误差（选填”偶然”或”系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是△E_p_________△E_k（选填”大于””等于”或”小于”）。

（4）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是_________________________。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g_________k（选填”大于””等于”或”小于”）。

（5）丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了4条纸带①、②、③、④，其中只有一条是做”验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x₁、x₂、x₃。请你根据下列x₁、x₂、x₃的测量结果确定该纸带为_________。（取g=9.80 m/s²）

①6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm

②4.96 cm，5.35 cm，5.74 cm

③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm

④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm

三、计算题（本题共4小题，共42分）

17. （9分）如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体棒，以初速度v₀沿轨道滑行，在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中。

（1）若导体棒在水平拉力作用下向右匀速直线运动，求导体棒U_ab两端的电压和电阻R的电功率

（2）若导体棒在水平拉力作用下向右匀速直线运动，求运动时间t内外力做的功

（3）若对导体棒不施加拉力，求在杆的速度从v₀减小到的过程中，电阻R上产生的热量

18. （9分）

如图所示，半径R=0.40m竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB间的距离x=3.6m。质量m₂=0.15kg的小滑块2放在半圆形轨道的最低点B处，另一质量为m₁=0.25kg的小滑块1，从A点以v₀=10m/s的初速度在水平面上滑行，到达B处两滑块相碰，碰撞时间极短，碰撞后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块1与水平面之间的动摩擦因数=0.50。重力加速度g取10m/s²。两滑块均可视为质点。求：

（1）滑块1与滑块2碰撞前瞬间的速度大小v₁；

（2）两滑块在碰撞过程中损失的机械能△E；

（3）在半圆形轨道的最高点C处，两滑块对轨道的作用力F_N。

19. （12分）

研究比较复杂的运动时，可以把一个运动分解为两个或几个比较简单的运动，从而使问题变得容易解决。

（1）如图，一束质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v₀沿垂直于电场方向射入两块水平放置的平行金属板中央，受到偏转电压U的作用后离开电场，已知平行板长为L，两板间距离为d，不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力，试求：

a. 粒子在电场中的运动时间t；

b. 粒子从偏转电场射出时的侧移量y。

（2）深刻理解运动的合成和分解的思想，可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题。小船在流动的河水中行驶时，如图乙所示。假设河水静止，小船在发动机的推动下沿OA方向运动，经时间t运动至对岸A处，位移为x₁；若小船发动机关闭，小船在水流的冲击作用下从O点沿河岸运动，经相同时间t运动至下游B处，位移为x₂。小船在流动的河水中，从O点出发，船头朝向OA方向开动发动机行驶时，小船同时参与了上述两种运动，实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和，即此时小船将到达对岸C处，请运用以上思想，分析下述问题：

弓箭手用弓箭射击斜上方某位置处的一个小球，如图丙所示。弓箭手用箭瞄准小球后，以初速度v₀将箭射出，同时将小球由静止释放。箭射出时箭头与小球间的距离为L，空气阻力不计。请分析说明箭能否射中小球，若能射中，求小球下落多高时被射中；若不能射中，求小球落地前与箭头的最近距离。

20. （12分）

在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，功和能量是中学物理两个重要的大概念。其中一种能量是势能，势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。

（1）如图1所示，内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上，将一个质量为m的小球（可视为质点）放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度v₀（v₀<），使小球在碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g。

图1

若以AB为零势能参考平面，写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式和计算小球能到达距离AB平面的最小高度h。

（2）如图2所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能E_P与它们之间距离x的E_P-x关系图线如图3所示。

图2 图3

假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上）。当两分子间距离为r₀时，b分子的动能为（<）。求a、b分子间的最大势能。

（3）如图甲所示，a、b为某种物质的两个分子，假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上），以a为原点，沿两分子连线建立x轴。两个分子之间的作用力与它们之间距离x的F-x关系图线如图乙所示。图线在r₀处的斜率为k，当分子b在两分子间距r₀附近小范围振动时，

甲乙

a. 弹簧、橡皮筋等弹性物质，大多有”弹性限度”，在”弹性限度”范围遵守胡克定律，请结合图乙从微观尺度上谈谈你对”弹性限度”范围的理解。说明在”弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式；

b. 推导两分子间距为x（x>r₀）时，两分子间分子势能E_p的表达式；当两分子间距离为r₀时，b分子的动能为。求两分子在r₀附近小范围振动时的振动范围。当温度小范围升高时，热运动加剧，A同学认为分子振动范围变大，B同学认为分子振动频率变大，哪位同学的观点正确?

参考答案

第一部分选择题（共42分）

一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题3分，共42分）

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
D	C	B	A	C	D	A	B	A	C	B	D	C	D

第二部分非选择题（共58分）

二、填空题（本题共2小题，共18分）

15. （1）C【2分】（2）顺时针【2分】（3）垂直纸面向外【2分】

（4）B’，B₀ 【2分，每空1分】

16. （1）D （2）1.82，1.71 （3）系统，大于（4）第一个点初速度不为零，等于

（5）② 【8分，每空1分】

三、计算题（本题共4小题，共40分，以下各道小题，除参考答案之外的其他正确解法也给分）

17. （9分）

（1），，

（2）

（3）设电路产热为Q，由能量守恒

串联电路中，产热与电阻成正比，可得解得电阻R产热为

18. （9分）（1）滑块1从A运动到B，

根据动能定理【1分】

得 v₁=8m/s 【1分】

（2）设两滑块碰后的共同速度为v，根据动量守恒定律m₁ v₁=（m₁+m₂）v 【1分】

得 v=5m/s

根据能量守恒定律△E 【1分】得 △E=3J 【1分】

（3）设两滑块到达最高点C处时的速度为v_C，根据机械能守恒定律

【1分】得 v_C=3 m/s

两滑块在C点的受力根据牛顿第二定律 F_N+（m₁+m₂）g=（m₁+m₂）【1分】

得 F_N=5N 【1分】

由牛顿第三定律，压力方向竖直向下 F_N‘=F_N=5N 【1分】

19. （12分）（1）a. 沿垂直电场方向粒子不受外力，做匀速直线运动【2分】

b. 粒子在偏转电场中运动的加速度a= 【1分】根据运动学公式 y=at² 【1分】

得y= 【2分】

（2）箭能够射中小球【1分】。如答图1所示。箭射出后，若不受重力，将沿初速度方向做匀速直线运动，经时间t从P运动至小球初始位置D处，位移为x₁=L；脱离弓后，若箭的初速度为零，将沿竖直方向做自由落体运动，经相同时间t从P运动至E，位移为x₂；箭射出后的实际运动，同时参与了上述两种运动，实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和（遵循平行四边形定则），即此时箭将到达F处。