北京九中2020届高三适应测试物理试卷及参考答案

北京市第九中学考前练习 高三物理 第1页（共12页）
北京九中2020届高三适应测试
物 理 2020.7
第一部分
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． 下列说法不正确的是
A ．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显
B ．分子斥力和分子引力均随分子间距离的增大而减小
C ．温度是分子平均动能的标志，温度高则分子平均动能大
D ．做功和热传递都可以改变物体的内能，且其本质相同
2．关于a 、b 两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示。

关于a 、b 两种单色光，下列正确的是 A ．该种玻璃对b 光的折射率较大 B ．b 光在该玻璃中传播时的速度较大
C ．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a 光的临界角较小
D ．在同样的条件下，分别用这两种单色光做双缝干涉实验，b 光的干涉图样的相邻条纹间
距较大
3．有关放射性知识，下列说法中正确的是
A ．β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程
B ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，这三种射线中，γ射线电离能力最强
C ．由核反应方程可
知核反应前后质量守恒、核电荷数守恒
D ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核
4．一定质量的理想气体从状态a 开始，经历ab 、bc 、ca 三个过程回到原状态，其p -T 图像如图所示，下列判断正确的是 A ．状态a 的体积小于状态b 的体积 B ．状态a 的体积大于状态b 的体积 C ．bc 过程气体从外界吸热 D ．状态a 的内能大于状态c 的内能
空玻a
b
238
234
492
902U Th He →+
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5．一简谐机械横波沿x 轴传播，波速为2.0m/s ，该波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，在x=0处质点的振动图像如图乙所示。

则下列说法中正确的是 A ．这列波的振幅为60cm B ．质点的振动周期为4.0s
C ．t=0时，x=4.0m 处质点比x=6.0m 处质点的速度小
D ．t=0时，x=4.0m 处质点沿x 轴正方向运动
6．2020年6月23日9时43分，北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星发射升空，并顺利进入预定轨道，至此北斗卫星导航系统的55颗卫星全部发射入网。

北斗卫星导航系统包括5颗地球同步卫星，发射地球同步卫星时，可先将卫星发射至近地圆轨道1
，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。

轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点（如图），则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B ．卫星在轨道3上的周期小于在轨道1上的周期
C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点的加速度
D ．卫星在轨道3上经过P 点时的速度大于它在轨道2上经过P 点的速度
7．图甲为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。

发电机线圈内电阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。

则
A ．在t=0.01s 的时刻，穿过线圈磁通量为零
B ．通过灯泡的电流为0.6A
C ．瞬时电动势的表达式为t e π50sin 26=V
D ．电压表的示数为6V
8．小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后又弹到空中某一高度，其速度v 随时间t 变化的关系如图所示．若g=10m/s 2，则下列选项正确的是 A ．小球是从5m 高处自由下落的
B ．小球第一次反弹后离开地面的速度大小为5m/s
C ．小球反弹起的最大高度为0.45m
D ．碰撞前后速度改变量的大小为2m/s
0 30 -30 y/cm t/s
T
T/2 乙
1 2
P
3
Q
甲
0 30 -30
y/cm
x/m
4 8 2 6
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9．如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计，O 点为弹簧处于原长时物块的位置。

将物块（可视为质点）拉至A 点由静止释放，物块在粗糙的水平桌面上沿直线运动，经过O 点运动到B 点时速度恰好减为0。

在物块由A 点运动到B 点的过程中，下列说不正确的是
A. 物体到达O 点前某一位置速度达最大
B. 物体到达O 点时速度达最大
C. 弹簧弹力做功等于物块克服摩擦力做功
D. 弹簧弹力冲量的大小等于摩擦力的冲量大小
10．一个电子只在电场力作用下从a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是
A ．如果实线是电场线，则a 点的电势比b 点的电势高
B ．如果实线是等势面，则a 点的电势比b 点的电势低
C ．如果实线是电场线，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大
D ．如果实线是等势面，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大
11．如图的电路，电源内阻不可忽略。

开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中，下列说法正确的是
A ．电压表与电流表的示数都减小
B ．电压表与电流表的小数都增大
C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大
12．如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、
电子枪等部分组成。

励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。

玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电
子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。

若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。

若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，正确的是
A ．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变
B ．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小
C ．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变
D ．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小
13．如图1所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图2所示。

用I 表示线圈中的感应电流，
O
B A υ a
b
励磁线圈
（前后各一个） 电子玻璃电子束的径迹
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取顺时针方向的电流为正。

则图3中的I -t 图像正确的是（ ）
14．如图所示，物理图象不仅反映了两个相关量之间的数值关系，其上任一点的切线斜率有时也有相应的物理含义。

例如对于直线运动，若
y 轴表示物体的速度，x 轴表示时间，则其图象切线的斜率表示物体的加
速度。

下面说法中不正确的是
A ．对于做直线运动的物体，若y 轴表示物体的位移，x 轴表示时间，则图象切线的斜率表示物体运动的速度
B ．若y 轴表示小灯泡的实际功率，x 轴表示小灯泡两端的电压，则图象切线的斜率表示此时通过小灯泡的电流大小
C ．若y 轴表示电容器充电过程中所带的电荷量，x 轴表示时间，则图象切线的斜率表示电容器充电的电流大小
D ．对于做直线运动的物体，若y 轴表示合力对物体所做的功，x 轴表示位移，则图象切线的斜率表示合力的大小
第二部分
本部分共6题，共58分。

15．（8分）
某同学用如图所示的装置，通过A 、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律。

（1
）实验中需要满足的条件是 。

A ．入射球A 每次必须从轨道同一位置由静止释放
B ．斜槽轨道必须光滑
C ．斜槽轨道的末端切线必须水平
D ．两球质量应满足m A > m B
M P N
O
A
B
y
x
O
（2）在某次实验中，测量出A、B 两个小球的质量分别为m1、m2。

记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON 的长度。

在实验误差允许范围内，若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足关系式。

（用测量的量表示）
（3）某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置M、P、N，如图3所示。

他发现M和N偏离了OP方向。

这位同学猜想两小球碰撞前后在OP方向上依然动量守恒，请你帮他写出验证这个猜想的办法。

16. （10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(0~3 V)、开关和导线若干，以及下列器材：
A.电流表(0~0.6 A)
B.电流表(0~3 A)
C.滑动变阻器(0~20 Ω)
D.滑动变阻器(0~100 Ω)
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)实验中，某同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。

序号123456电压U(V) 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10
电流I(A)0.120.140.240.300.360.42
(3)根据图2可得出干电池的电动势E=V，
内电阻r= Ω。

图3
O
P
M
N
图1
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(4)小明同学学习了电源的相关知识后，制作了如图3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4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.（8分）在竖直平面内有一个粗糙的1/4圆弧轨道，其半径R=0.40m，轨道的最低点距地面高度h=0.80m。

一质量m=0.10kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.80m。

空气阻力不计，g 取10m/s2，求：
（1）滑块离开轨道时的速度大小；
（2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；
（3）小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做的功。

图4
图3
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18.（10分）物理学对电场和磁场的研究促进了现代科学技术的发展，提高了人们的生活水平。

现代技术设备中常常利用电场或磁场来改变或控制带电粒子的运动。

现有一质量为m 、电荷量为e 的电子由静止经电压为U 的加速电场加速后射出（忽略电子所受重力）。

（1）如图甲所示，若电子从加速电场射出后沿平行极板的方向射入偏转电场，偏转电场可看作匀强电场，板间电压为U ´，极板长度为L ，板间距为d ，求电子射入偏转电场时速度的大小v 以及射出偏转电场时速度偏转角θ的正切值；
（2）如图乙所示，若电子从加速电场射出后沿直径方向进入半径为r 的圆形磁场区域，该磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里。

设电子射出磁场时的速度方向与射入时相比偏转了θ´角，请推导说明增大偏转角θ´的方法（至少说出两种）。

19.（10分）如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN 和PQ ，两导轨间距为L =0.40m ，电阻均可忽略不计。

在M 和P 之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻，导体杆ab 的质量为m =0.10kg 、电阻r = 0.10Ω，并与导轨接触良好。

整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T 的匀强磁场中。

导体杆ab 在水平向右的拉力F 作用下，沿导轨做速度v = 2.0m/s 的匀速直线运动。

求：
（1）通过电阻R 的电流I 的大小及方向；
（2）拉力F 的大小； （3）撤去拉力F 后，电阻R 上产生的焦耳热Q R 。

甲 L m,e U U ´d
乙 m,e U
r o × × × × × × × × × × B × × × × × × × × × × × × × × × ×
×
× × F B M R
P a b N Q
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图1
A
B
v 0
20.（12分）物理学是探索自然界最基本、最普遍规律的科学，在不同情景中发生的物理过程往往遵循着相同的规律。

请应用所学的物理知识，思考并解决以下问题。

（1）带电小球B 静止在无限大的光滑绝缘水平面上，带同种电荷的小球A 从很远处以初速度v0向B 球运动，A 的速度始终沿着两球的连线方向，如图1所示。

两球始终未能接触。

AB 间的相互作用视为静电作用。

a. 从加速度和速度的角度，说明B 球在整个过程中的运动情况；
b. 已知A 、B 两球的质量分别为m 1和m 2，求B 球最终的速度大小v B 。

（2）光滑的平行金属导轨MN 、PQ 固定在水平地面上，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，两根相同的金属棒ab 和cd 垂直放置在导轨上，如图2所示。

开始时cd 棒静止，ab 棒以初速度v 0沿导轨向右运动。

随后cd 棒也运动起来，两棒始终未能相碰，忽略金属棒中感应电流产生的磁场。

a. 已知两根金属棒的质量均为m ，求cd 棒最终获得的动能E k ； b. 图3是图2的俯视图。

请在图3中画出ab 、cd 棒在达到最终状态之前，棒内自由电子所受洛伦兹力的示意图；并从微观的角度，通过计算分析说明，在很短的时间△t 内，ab 棒减少的动能是否等于cd 棒增加的动能。

v 0 B
M P a b
N
Q
d
c
图2
图3 b
d
a -
c
-
B
B
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参考答案
一、选择题（每题3分，共42分）
15.（每空2分，共8分） （1）ACD
（2）m 1∙OP =m 1∙OM +m 2∙ON 1
2m 1∙OP 2=1
2m 1∙OM 2+1
2m 2∙ON 2 （3）分别从M 、N 两点向OP 上做垂线，交点分别为为M ′、N ′，测量OP 、OM ′、ON ′的长度，验证m 1∙OP =m 1∙OM ′+m 2∙ON ′是否成立
16（共10分）
（1）A C （每空1分，共2分）
（2） 答案如图所示（描点1分，连线1分，共2分） （3） 1.45（1.43~1.47）（2分）
0.83（0.80~0.86）
（2分） （4）可以准确测出水果电池的电动势。

根据闭合电路欧姆定律有g ()E I R r R =++， 变形可得
g 11
r R R I E E
+=+。

实验中，改变电阻箱的阻值R ，可读出灵敏电流表相应的读数I ，得到多组对应R 、I 数据，并画出
1I -R 图像。

在1I -R 图像中，图线的斜率1k E =，所以1E k
=。

（2分）
17（8分）
解：（1）小滑块离开轨道后做平抛运动，设运动时间为t ，初速度为v ，则
水平方向：X=vt 竖直方向：h=gt 2/2 解得：v=2.0m/s
（2）小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的支持力N ，根据牛顿第二定律： N −mg =m v 2
R
解得：N=2.0N 4分）
根据牛顿第三定律，轨道受到的压力大小N'=2.0N
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 D
A
A
C
B
D
B
C
B
C
A
D
C
B
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（3）在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中，根据动能定理有：
解得：
所以小滑块克服摩擦力做功为0.2J
18（10分）
解：（1）在加速电场中有：21
2
eU mv = ①
可得：2=
eU
v m
在偏转电场中，设飞行时间为t ，加速度为a ，竖直分速度为v y ，则 水平方向有：L vt = ②
竖直方向有：y v at = ③
=
eU a md
'
④ 0
tan y v v θ= ⑤
联立①②③④⑤可得： tan 2U L
dU
θ'=
（2）电子在偏转磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。

如图所示，设轨迹圆的半径为R ， 则有：2
v evB m R = ⑥
由几何关系得：tan 2r
R θ'= ⑦ 联立①⑥⑦可得：tan 22e
rB mU
θ'= ⑧ 由⑧式可知增大偏转角θ´的方法有：保持其他条件 不变时，或增加磁感应强度B ，或增加圆形磁场的半径r ， 或减小加速电压U 等。

m,e r o O ´
θ´ R
× × × × × × × × × × × ×
× × × × × × × ×
× × × ×
× × × × ×
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19．（10分）
（1）ab 杆切割磁感线产生感应电动势 E = Blv
根据全电路欧姆定律 r R E I += 代入数据解得 I =0.80A ，方向从M 到P （2）杆做匀速直线运动，拉力等于安培力 根据安培力公式有 F = BIl
代入数据解得 F = 0.16N
（3）撤去拉力后，根据能量守恒
电路中产生的焦耳热 210.2J 2Q mv == 根据焦耳定律Q =I 2R 总t 可知 R R Q Q R r
=+
代入数据解得 Q R = 0.16J
20．（12分）
（1）a ．（3分）B 球做加速度先增大后减小的加速运动，最后匀速。

b ．（5分）以A 、B 球为研究对象，系统所受的合外力为零
根据动量守恒定律 m 1v 0=m 1v A +m 2v B
由于只有系统内的电场力做功，所以系统的动能和电势能的总和保持不变，初始
状态和最后状态两球的距离都很大，可以认为系统的初、末电势能为零。

由能量守恒 21m 1v 02=21m 1v A 2+21m 2v B 2 联立以上两式解得 v B =1012
2m v m m + （2）a ．（3分）以两根金属棒为研究对象，系统所受的合外力为零，最后以共同的速度v
向前运动，根据动量守恒定律 mv 0=2mv
cd 棒最终获得的动能 22k 01128
E mv mv == b ．（9分）两根棒内自由电子所受洛伦兹力如图所示
f ′ f 1 f 2 f
f 2′ f 1′ a b - c d - B B
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方法一：
设自由电子的电荷量为e ，在两棒达到最终状态之前某时刻，ab 棒的速度为v 1，cd 棒的速度为v 2，自由电子沿两根棒定向移动的速率为u ，在很短的时间Δt 内，
ab 棒中自由电子受到的垂直于棒方向的洛伦兹力f 2
f 2对电子做负功 2211ΔΔW f v t euBv t =-⋅=-
cd 棒中自由电子受到的垂直于棒方向的洛伦兹力f 2′
f 2′对电子做正功 2222ΔΔW 'f v t euBv t '=⋅=
因为v 1 > v 2，所以2W +2W '< 0，宏观上表现为安培力对两棒组成的系统做负功，使系统总动
能减小，即ab 棒减少的动能大于cd 棒增加的动能。

方法二：
设自由电子的电荷量为e ，在两棒达到最终状态之前某时刻，自由电子沿ab 棒定向移动的速率为u 。

在很短的时间Δt 内，电子在棒中定向运动，与金属离子发生碰撞，受到阻力。

设电子受到的平均阻力为f ，在很短的时间Δt 内，阻力对电子做负功ΔW f t =-⋅u ，宏观上表现为电路产生了焦耳热。

根据能量守恒定律，两棒组成的系统总动能减小，即ab 棒减少的动能大于cd 棒增加的动能。