北京市东城区达标名校2020年高考二月仿真备考物理试题含解析

北京市东城区达标名校2020年高考二月仿真备考物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时
A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同
C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同
2．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t=0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是
A ．
B ．
C ．
D ．
3．1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。

1907-1916密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这数值为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板止对若水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受它气阻力的大小与速度大小成正比。

两板间不加电压时，得以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等。

忽略空气浮力，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）
A．根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电
B．密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19C
C．根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量Q=
()
12
2 mgd t t
Ut
+
D．根据两板间加电压U（上极板的电势高）时观察到同油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电
荷量Q=mgd U
4．如图所示，固定在竖直平面内的大圆环的半径为R。

质量为m的小环套在大圆环上，且与大圆环接触
面光滑。

在劲度系数为k的轻弹簧作用下，小环恰静止于大圆环上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则（）
A．弹簧伸长的长度为3mg k
B．弹簧伸长的长度为mg k
C．弹簧缩短的长度为3mg k
D．弹簧缩短的长度为mg k
5．如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度。

已知万有引力常量为G，则月球的质量为（）
A．
2
3
l
G t
θ
B．
3
2
l
G tθ
C．
2
3
Gl t
θ
D．
2
3
t
G lθ
6．如图所示，小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河，经过一段时间，正好到达正对岸的O＇处。

现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O＇处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是（）
A．θ角不变且v增大B．θ角减小且v增大
C．θ角增大且v减小D．θ角增大且v增大
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8 m，周期为2 s，t＝0 s时刻波形如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点。

图乙是波上某一点的振动图象，则下列说法正确的是
A．图乙可以表示质点b的振动
B．在0~0.25s和0.25~0.5s两段时间内，质点b运动位移相同
C．该波传播速度为v＝16m/s
D．质点a在t=1s时位于波谷
E.质点d 简谐运动的表达式为y=0.1sinπt（m）
8．在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板，风垂直吹向钢板，在钢板由静止开始下落的过程中，作用在钢板上的风力恒定．用E K、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率，关于它们随下落高度或下落时间的变化规律，下列四个图象中正确的是（）
A．B．
C．D．
9．如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板1S、2S间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒N内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片P上。

不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。

则下列判断正确的是（）
A ．质子和氚核在极板1S 、2S 间运动的时间之比为1:3
B ．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为1:3
C ．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为1:3
D ．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为1:3
10．图中小孩正在荡秋千，在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．绳子的拉力逐渐增大
B ．绳子拉力的大小保持不变
C ．小孩经图示位置的加速度可能沿a 的方向
D ．小孩经图示位置的加速度可能沿b 的方向
11．质量为m 电量为q +的小滑块(可视为质点)，放在质量为M 的绝缘长木板左端，木板放在光滑的水平地面上，滑块与木板之间的动障擦因数为μ，木板长为L ，开始时两者都处于静止状态，所在空间存在范围足够大的一个方向竖直向下的匀强电场E ，恒力F 作用在m 上，如图所示，则（ ）
A ．要使m 与M 发生相对滑动，只须满足()F mg Eg μ>+
B ．若力F 足够大，使得m 与M 发生相对滑动，当m 相对地面的位移相同时，m 越大，长木板末动能越大
C ．若力F 足够大，使得m 与M 发生相对滑动，当M 相对地面的位移相同时，E 越大，长木板末动能越小
D ．若力F 足够大，使得m 与M 发生相对滑动，
E 越大，分离时长本板末动能越大
12．某同学用如图所示电路演示交流发电机的发电原理，线圈电阻不计，电表为理想电表。

当线圈转动的转速增大1倍，下列说法正确的是（ ）
A．当线圈处于图示位置时，灯泡两端电压最大B．电流表测量的是灯泡的最大电流C．电压表的示数增大为原来的2倍D．通过灯泡的电流频率为原来的2倍
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．在某次“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，所选用的实验器材有∶
A．小灯泡“2.5V 0.2A”
B．电流表0~0.6A~3A（内阻未知）
C．电压表0~3V~15V（内阻未知）
D．滑动变阻器“2A 20Ω”
E.电源（两节旧的干电池）
F.开关一个，导线若干
(1)当开关闭合时，图中滑动变阻器的滑片应该置于___________（填“左”或“右”）端。

(2)实验中，当滑片P向左移动时，电路中的电流表的示数变___________（填“大”或“小”）。

(3)本次实验用电池对数据处理有没有影响？___________（填“有”或“没有”）。

(4)依据实验结果数据作出的图像可能是图中的___________。

A．B．
C ．
D ．
14．用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A 为装有挡光片的钩码，挡光片宽度为b ，轻绳跨过光滑轻质定滑轮与A 和重物B 相连，A 的质量是B 的质量的3倍，A 、B 静止时挡光片上端到光电门的距离为h(h>>b)。

由静止释放B 后，挡光片经过光电门的挡光时间为t ，重力加速度为g.
(1)实验中，将挡光片通过光电门的平均速度当作A 下落h 时的瞬时速度，该速度表达式为____________(用题中所给字母表示)。

(2)为减小挡光片通过光电门的平均速度与A 下落h 时的瞬时速度间存在的误差，下列做法中可行的是____________(填选项序号字母)。

A ．将B 改换成密度小而体积大的重物 B ．减小挡光片的挡光宽度b C ．增大挡光片的挡光宽度b
D ．减小挡光片上端到光电门的距离h
(3)在A 下落h 的过程中，验证A 和B 的系统机械能守恒定律成立的表达式为______________________(用题中所给字母表示)。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．水平光滑平行导轨上静置两根完全相同的金属棒，已知足够长的导轨间距为0.40m L =，每根金属棒的电阻为0.1r =Ω，质量均为0.20kg m =。

整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小0.1T B =。

00t =时刻，对ab 沿导轨方向施加向右的恒力0.30N F =，作用14s t =后撤去，此刻ab 棒的速度为14m /s v =，cd 棒向右发生的位移5m cd x =。

试求： (1)撤力时cd 棒的速度；
(2)从最初到最终稳定的全过程中，ab 棒上产生的焦耳热；
(3)若从最初到最终稳定的全过程中，经历的时间为26s t =，求这段时间内的感应电流的有效值。

16．1011年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h=10 m，C是半径R=10 m圆弧的最低点，质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4.5 m/s1，到达B点时速度v B=30 m/s．取重力加速度g=10 m/s1．
（1）求长直助滑道AB的长度L；
（1）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；
（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力F N的大小．
17．如图所示，质量为m1=0.5kg的物块A用细线悬于O点，质量为M=2kg的长木板C放在光滑的水平面上，质量为m2=1kg的物块B放在光滑的长木板上，物块B与放在长木板上的轻弹簧的一端连接，轻弹簧的另一端与长木板左端的固定挡板连接，将物块A拉至悬线与竖直方向成θ=53°的位置由静止释放，物块A运动到最低点时刚好与物块B沿水平方向发生相碰，碰撞后，B获得的速度大小为2.5m/s，已知悬线长L=2m，不计物块A的大小，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)物块A与B碰撞后一瞬间，细线的拉力；
(2)弹簧第一次被压缩后，具有的最大弹性势能。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合
题目要求的 1．D 【解析】 【分析】 【详解】
不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式c v n
=可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小． A ．速度相同，波长相同，与结论不相符，选项A 错误； B ．速度不同，波长相同，与结论不相符，选项B 错误； C ．速度相同，频率相同，与结论不相符，选项C 错误； D ．速度不同，频率相同，与结论相符，选项D 正确； 故选D ．
【学科网考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系 【方法技巧】
本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式c
v n
=公式分析光进入不同介质中的传播速度． 2．C 【解析】
设衰变周期为T ，那么任意时刻14C 的质量01
()2
t
T m m =，可见，随着t 的增长物体的质量越来越小，且变
化越来越慢，很显然C 项图线符合衰变规律．故选C ．
【点睛】本题考查衰变规律和对问题的理解能力．根据衰变规律表示出两个物理量之间的关系再选择对应的函数图象． 3．C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．当极板上加了电压U 后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电，A 错误；
B ．油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19
C 的整数倍，B 错误； C ．设油滴运动时所受空气阻力f 与速度大小v 满足关系为 f kv =
当不加电场时，设油滴以速率v 1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即
1mg kv =
当极板加电压U 时，设油滴以速率v 2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即
2QE mg kv =+
其中
U E
d
=
根据题意有
1122v t v t =
解得
()
122
mgd t t Q Ut +=
C 正确；
D ．加上电压时，油滴运动过程中，不仅仅只受电场力和重力作用，还受阻力作用，所以U
Q mg d
≠，D 错误。

故选C 。

4．A 【解析】 【详解】 如图所示
静止小环受重力mg ，由假设法分析知，弹簧有向内的拉力F ，为伸长状态，大圆环的支持力N F 沿半径向外。

在力三角形CAB 中，由正弦定理得
sin120sin 30F mg
︒︒
=
由胡克定律得
F k x =V
联立可得
3mg
x =
V 故A 正确，BCD 错误。

5．B 【解析】 【详解】 卫星的线速度为
l v t
=
角速度为
t θ
ω=
可得卫星的运行半径为
v
l
R ω
θ
=
=
由万有引力定律及牛顿第二定律得
2
2
GMm mv R R
= 故月球的质量
23
2
Rv l M G G t
θ== 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

6．D 【解析】 【分析】 【详解】
由题意可知，航线恰好垂直于河岸，要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O '处，则合速度增大，方向始终垂直河岸。

小船在静水中的速度增大，与上游河岸的夹角θ增大，如图所示
故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 7．ADE 【解析】
A ．由图乙知，t=0时刻质点经过位置向下运动，图甲是t=0时刻的波形，此时a 位于波峰，位移最大，与图乙中t=0时刻质点的状态不符，而质点b 在t=0时刻经过平衡位置向下运动，与图乙中t=0时刻质点的状态相符，所以图乙不能表示质点d 的振动，可以表示质点b 的振动，故A 正确；
B ．由于质点做简谐振动，并不是匀速直线运动，则在0～0.25s 和0.25～0.5s 两段时间内，质点b 运动位移不相同，故B 错误；
C ．由图可知，波的波长为8m ，周期为2s ，故传播速度
4m/s v T λ
==
故C 错误；
D ．因周期T=2s ，那么质点a 在t=1s 时，即振动半个周期，其位于波谷，故D 正确；
E ．根据平移法可知，质点d 下一时刻沿着y 轴正方向运动，振幅
10cm 0.1m A ==
而
2ππrad/s T
ω== 因此质点d 简谐运动的表达式为
0.1sin πm y t =（）
故E 正确。

故选ADE 。

8．AC
【解析】
C 、钢板受到重力mg 、风力F 、墙的支持力N 和滑动摩擦力f ，由于风力恒定，则由平衡条件得知，墙对钢板的支持力恒定，钢板所受的滑动摩擦力恒定，故钢板匀加速下滑，则有v=at ，故C 正确； A 、根据动能定理得：()k E mg f h =-，可知k E 与h 成正比，故A 正确；
B 、设钢板开始时机械能为0E ，钢板克服滑动摩擦力做功等于机械能减小的量，则
2001·2
E E fh E f at =-=-，则知E 与t 是非线性关系，图象应是曲线，故B 错误；
D 、重力的功率P mgv ==P 与h 是非线性关系，图象应是曲线，故D 错误； 故选AC ．
【点睛】本题首先要正确分析钢板的运动情况，其次要根据物理规律得到动能、机械能、速度和重力功率的表达式，再选择图象．
9．AD
由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；
A ．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有
212qE d t m
=⋅ 可得
t =故质子和氚核在极板间运动的时间之比
12t t == 故A 正确；
B ．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期
2πm T qB
= 质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比
11221213
t m q m q t =''= 故B 错误；
C ．根据动能定理有
212
qU mv =
得
12v v == 故C 错误；
D ．由公式
mv r qB
= 得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比
11122221r m v q r m v q == 故D 正确。

【解析】小孩在最高点时，速度为零；受重力和拉力，合力沿着切线方向，绳子的拉力是重力沿绳子方向的分力，小于重力；而在最低点，小孩受到的拉力与重力的合力提供向上的向心力，所以绳子的拉力大于重力．可知在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，绳子的拉力逐渐增大，故A 正确，故B 错误；当秋千离开最高点，向最低点运动的过程中，小孩的速度增大，合外力的一个分力指向圆心，提供向心力，另一个分力沿着切线方向，使小孩速度增大所以加速度方向可能沿图中的a 方向，故C 正确，D 错误。

所以AC 正确，BD 错误。

11．BD
【解析】
A 、m 所受的最大静摩擦力为()f mg Eq μ=+ ,则根据牛顿第二定律得F f f a m M
-== ,计算得出()()
mg Eq M m F M μ++= .则只需满足()()
mg Eq M m F M μ++> ,m 与M 发生相对滑动.故A 错误.
B 、当M 与m 发生相对滑动,根据牛顿第二定律得,m 的加速度()
F mg Eq a m μ-+= ,知m 越大,m 的加速
度越小,相同位移时,所以的时间越长,m 越大,m 对木板的压力越大,摩擦力越大,M 的加速度越大,因为作用时间长,则位移大,根据动能定理知,长木板的动能越大.所以B 选项是正确的.
C 、当M 与m 发生相对滑动,E 越大,m 对M 的压力越大,摩擦力越大,则M 相对地面的位移相同时,根据动能定理知,长木板的动能越大.故C.错误
D 、根据22121122
L a t a t =- 知,E 越大,m 的加速度越小,M 的加速度越大，知时间越长,因为E 越大,M 的加速度越大,则M 的位移越大,根据动能定理知,分离时长木板的动能越大.所以D 选项是正确的.，
故选BD
点睛：当m 与M 的摩擦力达到最大静摩擦力,M 与m 发生相对滑动,根据牛顿第二定律求出F 的最小值.当F 足够大时,M 与m 发生相对滑动,根据牛顿第二定律,结合运动学公式和动能定理判断长木板动能的变化. 12．ACD
【解析】
【详解】
A ．当线圈处于图示位置时，位于与中性面垂直的平面，瞬时感应电动势最大，灯泡两端电压最大，故A 正确；
B ．电流表测量的是通过灯泡电流的有效值，故B 错误；
C ．根据
m E NBS ω=
可知当转速增加1倍，则电动势最大值增大为原来的2倍，根据
E
可知电动势有效值增大为原来的2倍，即电压表的示数增大为原来的2倍，故C正确；
D．根据
11
T
n f
==
当转速增大1倍，可知交流电的频率变为原来的2倍，即通过灯泡的电流频率为原来的2倍，故D正确。

故选ACD。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．左小没有 C
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]开关闭合时，应该使电表中的电流最小，故应该将滑动变阻器的滑片置于左端；
（2）[2]滑片P左移，并联部分电阻变小，故并联部分电压减小，故电流表示数变小；
（3）[3]因为电压是用电压表测出，故与电源参数无关，所以没有影响；
（4）[4]小灯泡电阻随电流增大（或温度升高）而增大，故选C。

14．b
t
B
2
b
gh
t
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
【解析】
【详解】
（1）[1]．A经过光电门时的速度：
b
v
t
=；
（2）[2]．A、运动过程中重物B要受到空气阻力作用，为减小实验误差，应将B 改换成密度大而体积小的重物，故A错误；
BC、挡光片的宽度越小，挡光片经过光电门时的平均速度越接近其瞬时速度，为减小实验误差，应减小挡光片的挡光宽度b，故B正确，C错误；
D、挡光片经过光电门的时间越短实验误差越小，为减小实验误差，应增大挡光片上端到光电门的距离h，故D错误；
故选B．
（3）[3]．设B的质量为m，则A的质量为3m，由机械能守恒定律得：
212
33mgh mgh m m v -=+（） 整理得
gh=v 2
即：
2
b gh t ⎛⎫= ⎪⎝⎭
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1) 2m/s ；(2) 7.35J ；(3)3.5A
【解析】
【详解】
(1)F 作用过程，对系统，由动量定理得
Ft 1=mv 1+mv 2
代入数据解得
v 2=2m/s
(2)最终两导体棒速度相等，对整个过程，由动量定理得
Ft 1=2mv
代入数据解得
v=3m/s
对导体棒
I 安培=mv 2
I 安培=BILt=BLq
通过导体棒的电荷量 222)2(ab cd BL x x E q i t t t r r t r r
-∆Φ∆Φ=∆=∆∆∆⋅＝＝＝ 代入数据解得
x ab =55m
由能量守恒定律得
Fx ab =12
•2mv 2+2Q 代入数据解得
Q=7.35J
(3)由焦耳定律得
2222Q I rt =⋅有效
代入数据解得
16．（1）100m （1）1800N s ⋅（3）3 900 N
【解析】
（1）已知AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即
2202v v aL -=
可解得:2201002v v L m a
-== （1）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以
01800B I mv N s =-=⋅
（3）小球在最低点的受力如图所示
由牛顿第二定律可得：2C v N mg m R
-= 从B 运动到C 由动能定理可知：
221122
C B mgh mv mv =- 解得;3900N N =
故本题答案是：（1）100L m = （1）1800I N s =⋅ （3）3900N N =
点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小．
17． (1)5.25N(2)25J 12
p E =
【解析】
【详解】
(1)设物块A 与B 砸撞前速度大小为v 1，根据机械能守恒可知 21111(cos )2
m g L L m v θ-=
解得
设A 被反弹后的速度大小为v 2，碳撞过程动量守恒，设B 获得的速度大小为v 3，则有 m 1v 1=m 2v 3+m 1v 2
解得
v 2=-1m/s
设细线的拉力为F ，根据牛顿第二定律有
2211v F m g m L
-= 解得
F=5.25N
(2)当弹簧第一次被压缩到最短时，物块B 和长木板C 具有共同速度，设共同速度大小为v 4，根据动量守恒定律有
m 2v 3=(M+m 2）v 4
解得
45m/s 6
v = 根据能量守恒，得弹簧具有的最大弹性势能 ()2223241122
p E m v m M v =-+ 解得 25J 12p E =。