北京市海淀区2019届高三下学期期末练习(二模)物理试卷

海淀区高三年级第二学期期末练习

理科综合能力测试 2019.5

本试卷共14页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。

第一部分（选择题 共120分）

13．关于花粉颗粒在液体中的布朗运动，下列说法正确的是

A．液体温度越低，布朗运动越显著 B．花粉颗粒越大，布朗运动越显著

C．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的 D．布朗运动是由花粉颗粒内部分子无规则运动引起的 14. α粒子散射实验说明了

A. 原子具有核式结构 B. 原子内存在着带负电的电子 C. 原子核由质子和中子组成 D. 正电荷均匀分布在整个原子内

15．如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是 A．验电器带正电，锌板带负电 B．验电器带负电，锌板也带负电

C．若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转

D．若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转 16．图1所示为一列简谐横波在t=0时的

波动图象，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是

10 0 -10 y/cm 10 y/cm P 1 2 3 4 x/m

0 -10 1 2 3 4 t/s

图1

2

图2

1

A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴负方向传播

C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大

D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变 17. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻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，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是 A．通过电阻R的电流方向向左 B．棒受到的安培力方向向上

C．棒机械能的增加量等于恒力F做的功 D．棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量

F R

18. 如图所示，把石块从高处抛出，初速度方向与水平方向夹角为（0º ≤ <90º），石块最终

落在水平地面上。若空气阻力可忽略，仅改变以下一个因素，可以对石块在抛出到落地的过程中的“动能的变化量”和 “动量的变化量”都产生影响，这个因素是

A. 抛出石块的速率v0 B. 抛出石块的高度h C. 抛出石块的角度 D. 抛出石块用力的大小

19．某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S

接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内

电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是 ．．．．

21SCE

2

R接计算机电 流传感器电容 电源 图1 图2

1

A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电压 C．电容器的电容 D．电源的内电阻

20. “通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。

弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是

A.汞原子的能量是连续变化的

B. 存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能 C.相对于G极，在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁

D.电流上升，是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少

2

1

第二部分（非选择题 共180分）

21．（18分）

（1）用多用电表测量一电阻的阻值。

① 下列操作符合多用电表使用规范的是 。

A．测量前无需进行机械调零

B．先将被测电阻与工作电路断开，再进行测量 C．更换不同倍率的欧姆挡测量，无需再进行欧姆调零 D．测量结束后，应将选择开关置于“OFF”挡

② 当选择开关置于倍率为“×100”的欧姆挡时，表盘指针位置如图所示，则被测电阻的阻值为_________。

（2）如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部

分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。

S m1 m2

O

M P N 图1

单位：cm 55 56

图2

① 图2是小球m2的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______cm。

2

1

② 下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________。

A．可选用半径不同的两小球 B．选用两球的质量应满足m1>m2 C．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放 D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间

③ 在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）

④ 验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为m1、滑块B的总质量为m2，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。

碰前 碰后

a．在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）

b. 关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速的的定义，从理论上推导得出碰撞前后两滑块的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程（推导过程中对我用的物理量做

2

左侧光电门 T1 T3、T3 右侧光电门 T2 无 1

必要的说明）。

22．（16分）

电磁轨道炮的加速原理如图所示。金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与轨道良好接触。开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，最后从导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离L＝0.10 m，导轨长s＝5.0 m，炮弹质量m＝0.030 kg。导轨上电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内匀加速运动，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v＝2.0×103 m/s，忽略摩擦力与重力的影响。求：

I 电磁炮弹

（1）炮弹在两导轨间的加速度大小a；

（2）炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小F； （3）通过导轨的电流I。

23．（18分）

电源 动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值。

（1）质量为1.0kg的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s的时间内运动

了2.5m的位移，速度达到了2.0m/s。分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1和F2的值。

v0 v （2）如图1所示，质量为m的物块，在外力作用下沿

直线运动，速度由v0变化到v时，经历的时间为t，发生的位移为x。分析说明物体的平均速度v与v0、v满足什么条件时，F1和F2是相等的。 （3）质量为m的物块，在如图2所示的合力作用下，以某一

初速度沿x轴运动，当由位置x=0运动至x=A处时，速

度恰好为0，此过程中经历的时间为t程中物块所受合力对时间t的平均值。

2

O 图1

F A x 2m，求此过k－kA 图2

1

24. （20分）

利用电场可以控制电子的运动，这一技术在现代设备中有广泛的应用。已知电子的质量为m，电荷量为-e，不计重力及电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。 （1）在宽度一定的空间中存在竖直向上的匀强电场，一束

电子以相同的初速度v0沿水平方向射入电场，如图1所示，图中虚线为某一电子的轨迹，射入点A处电势为φA，射出点B处电势为φB。

①求该电子在由A运动到B的过程中，电场力做的功WAB；

图1

v0 A B ②请判断该电子束穿过图1所示电场后，运动方向是否仍然彼此平行？若平行，请求出速度方向偏转角θ的余弦值cosθ（速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角）；若不平行，请说明是会聚还是发散。 （2）某电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚

或发散作用，其原理可简化为图2所示。一球形界面外部空间中各处电势均为φ1，内部各处电势均为φ2（φ2>φ1），球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度v1平行于z轴射入该界面，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，改变前后能量守恒。

①请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图（画出电子束边缘处两条

即可）； ②某电子入射方向与法线的夹角为θ1，求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角θ2的正弦值sinθ2。

图2

法线 θ1 v1 法线 φ1 φ2 界面 O z 2

1

海淀区高三年级第二学期期末练习

物理参考答案 2019.5

第一部分（共48分，每小题6分）

13. C 14.A 15.D 16.C 17.D 18.B 19.D 20.B 第二部分（共72分） 21（18分）

（1）①BD （2分） ②3200 （2）①55.50 （55.40~55.60） （2分） ②BC ③m1OP= m1OM + m2ON （3分）

④a.

m1m2m1+m2T-T=- （3分） 12T3b. 根据牛顿第三定律有 F1 = - F2

根据牛顿第二定律有 m1a1 = - m2a2 根据加速度定义 a=

vt 有 m1

v1t = - m2v2t

有 m1v1 = - m2v2 （3分）

22.（16分）

（1）炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v2＝2as 则 a＝v22s 解得 a＝4.0×105 m/s2 2

2分） 3分）

6分）

（ （

（1

（2）忽略摩擦力与重力的影响，合外力则为安培力，所以

F＝ma 解得F＝1.2×104 N （4分） （3）炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F＝ILB

解得I＝6.0×104 A （6分）

23.（18分）

（1）物块在加速运动过程中，应用动量定理有

F1tmvt

解得F1mvt1.02.0N=1.0N t2.0 物块在加速运动过程中，应用动能定理有 F2x1mvt2 2mvt21.02.02解得F2N=0.8N （6分） 2x22.5 (2) 物块在运动过程中，应用动量定理有Ft1mvmv0

解得F1m(vv0) t112 mv2mv022物块在运动过程中，应用动量定理有F2x2m(v2v0)解得F2

2x当F1=F2时，由上两式得：vxv0v （6分） t2(3) 由图2可求得物块由x=0运动至x=A过程中，外力所做的功为

2

1

W11kAAkA2 22

设物块的初速度为v′0,由动能定理得

W0k12vA 解得： mv00m 2 设在t时间内物块所受平均力的大小为F，由动量定理得 Ft0mv0 由题已知条件 t2m k 解得F

24.（20分）

2kA （6分） 

（1）①A、B两点的电势差

UAB=φA-φB

在电子由A运动到B的过程中电场力做的功WAB=-eUAB=e(φB-φA) （4分） ②平行。 设电子在B点处的速度大小为v，根据动能定理

WAB112 mv2mv0222

1

由于

vcosv0（2分）

可得

cosv0vv0 （6分）

2e()2BAv0m

（2）①见答图1。 （2分）

②设电子穿过界面后的速度为v2，由于电子只受法线方向的作用力，其沿界面方向速度不变。则 v1sin1v2sin 2

电子穿过界面的过程中，能量守恒，则

11mv12e1mv22e2 22可解得 v2v122e21m

则 sin2v1sin1 （8分）

2e(21)v12m

2