2017年北京市东城区高考物理一模试卷(解析版)

2017年北京市东城区高考物理一模试卷一、选择题1．（6分）能直接反映分子平均动能大小的宏观物理量是（）A．物体的温度B．物体的体积C．物体的压强D．物体所含分子数2．（6分）如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（）A．B．C．D．3．（6分）已知两个质点相距r时，它们之间的万有引力大小为F；若将它们之间的距离变为2r，则它们之间的万有引力大小为（）A．4F B．2F C． F D．F4．（6分）机械运动在介质中传播形成机械波．下列说法正确的是（）A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B．在纵波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向C．在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长D．横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移5．（6分）在静电场中的某点由静止释放一个带正电的粒子，粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示．下列判断正确的是（）A．电场中各点的电场强度均相同B．电场中各点的电势均相等C．带电粒子所受电场力逐渐减小D．带电粒子具有的电势能逐渐减小6．（6分）如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把P、Q与电阻R相连接．下列说法正确的是（）A．Q板的电势高于P板的电势B．R中有由b向a方向的电流C．若只改变磁场强弱，R中电流保持不变D．若只增大粒子入射速度，R中电流增大7．（6分）用如图所示的器材“研究电磁感应现象”．闭合开关时灵敏电流计指针向左偏转．在保持开关闭合的状态下（）A．将线圈1全部放入线圈2中，然后向左较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同B．将线圈1全部放入线圈2中，然后向右较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同C．滑片置于中间位置不动，将线圈1从线圈2中的同一位置较快或较慢抽出，灵敏电流计的措针偏转方向不同，偏转角度也不同D．滑片置于中间位置不动，将线圈1从图示位置较快或较慢放入线圈2中，灵敏电流计的指针偏转方向相同，偏转角度也相同二、非选择题共180分）8．（6分）宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着科学家的关注．宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV．宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生．利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如：铍10铍9比（），其中铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的．据此材料，以下叙述正确的是A．宇宙线粒子的能量可以高达8×1038JB．宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响C．根据可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息D．根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息．9．（18分）（1）用多用电表测量小灯泡两端电压时应该采用图所示的连接方式．（2）实验小组的同学们用如图3所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．①用l表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，重力加速度g=．②实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的（选填选项前的字母）．A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的均匀铁球D．直径约10cm的均匀木球③选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图中所示的固定方式．④将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：（选填选项前的字母）．A．测出摆线长作为单摆的摆长．B．把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动．C．在摆球经过平衡位赞时开始计时．D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用日寸间并作为单摆的周期．⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图6所示的图象，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是（选填“l2”、“l”、“”）若图线斜率为k，则重力加速度g=（用k表示）．⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是（选填选项前的序号）．A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n﹣1）次全振动的时间记为n次全振动的时间．⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图象如图7所示，则摆线偏离竖直方向的雎大摆角的正弦值约为（结果保留一位有效数字）．10．（16分）如图所示，将一个质量为m、电荷量为+q的小球，以初速度v0自h 高处水平抛出．不计空气阻力影响．重力加速度为g．（1）求小球落地点与抛出点的水平距离．（2）若在空间中加一个匀强电场，小球水平抛出后做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小及方向．（3）若在空间中除加（2）中电场外，再加一个垂直纸面的匀强磁场，小球水平抛出后做匀速圆周运动，且落地点与抛出点的水平距离也为h，求磁场的磁感应强度大小及方向．11．（18分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用a粒子轰击一系列元素进行实验．当他用a粒子（42He）轰击铁原子核（94Be）时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程共42He+94Be→+10n．（2）为了测定中子的质量m n，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是v N=v H．已知氮核质量与氢核质量的关系是m N=14m H，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量m n与氢核质量m H 的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．12．（20分）利用图象分析问题是物理学中常用的方法，其中的斜率、面积通常具有明确的物理意义．a．小明以6m/s的初速度将足球水平踢出，足球在草坪上滚动直到停下来的全过程中的速度一时间图象如图1所示．图1中图线与坐标轴所田的面积等于12个小方格的面积．（1）请你判断：足球在滚动过程中受到的阻力大小是变大、变小还是不变？（2）求足球滚动了多远才停下来？b．用如图2所示的电路研究电容器的放电过程，其中电压传感器相当于一个理想电压表，可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系．实验时将电阻箱R的阻值调至2000Ω，将开关S拨到a端，电源向电容器充电，待电路稳定后，将电压传感器打开，再将开关S拨到b端．电容器通过电阻箱放电．以S拨到b端时为t=0时刻，电压传感器测得的电压U随时间t变化图象如图3所示．忽略导线及开关的电阻，且不考虑电路辐射问题．（1）求电容器所带电荷量的最大值．（2）在图4上定量画出放电过程中电容器两端电压U随电荷量Q变化的关系图象，并据此求出在电容器充电过程中电源内部产生的热量．2017年北京市东城区高考物理一模试卷参考答案与试题解析一、选择题1．（6分）能直接反映分子平均动能大小的宏观物理量是（）A．物体的温度B．物体的体积C．物体的压强D．物体所含分子数【解答】解：温度是分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能大，这是统计规律，能直接反映分子平均动能大小的宏观物理量是物体的温度，故A正确，BCD错误．故选：A．2．（6分）如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（）A．B．C．D．【解答】解：A、当光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，所以这种情况不可能发生．故A正确．B、当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角一定小于入射角，是可能发生的．故B错误．C、当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，是可能发生的．故C错误．D、当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于临界角，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的．故D错误．故选：A3．（6分）已知两个质点相距r时，它们之间的万有引力大小为F；若将它们之间的距离变为2r，则它们之间的万有引力大小为（）A．4F B．2F C． F D．F【解答】解：根据万有引力定律得：甲、乙两个质点相距r，它们之间的万有引力为F=若保持它们各自的质量不变，将它们之间的距离增大到2r，则甲、乙两个质点间的万有引力F′==故选C．4．（6分）机械运动在介质中传播形成机械波．下列说法正确的是（）A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B．在纵波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向C．在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长D．横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移【解答】解：A、振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止．故A错误．B、在纵波中质点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上．故B错误．C、根据波长的定义知：在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长．故C正确．D、在横波和纵波中振动质点都不随波迁移，故D错误．故选：C5．（6分）在静电场中的某点由静止释放一个带正电的粒子，粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示．下列判断正确的是（）A．电场中各点的电场强度均相同B．电场中各点的电势均相等C．带电粒子所受电场力逐渐减小D．带电粒子具有的电势能逐渐减小【解答】解：AC、由图可知，粒子的加速度越来越大，则由牛顿第二定律可知，粒子受到的电场力越来越大，因粒子只受电场力，故说明电场强度越来越大，故AC错误；BD、由于粒子由静止开始运动，并且加速度方向不变，故粒子一直做加速运动，电场力做正功，电势能减小，因粒子带正电，则由电势的定义φ=可知，电势减小，故B错误，D正确．故选：D．6．（6分）如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把P、Q与电阻R相连接．下列说法正确的是（）A．Q板的电势高于P板的电势B．R中有由b向a方向的电流C．若只改变磁场强弱，R中电流保持不变D．若只增大粒子入射速度，R中电流增大【解答】解：AB、等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在下极板上．所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻电流方向由a到b．故AB错误；C、依据电场力等于磁场力，即为q=qvB，则有：U=Bdv，再由欧姆定律，I==，电流与磁感应强度成正比，故C错误；D、由上分析可知，若只增大粒子入射速度，R中电流也会增大，故D正确．故选：D．7．（6分）用如图所示的器材“研究电磁感应现象”．闭合开关时灵敏电流计指针向左偏转．在保持开关闭合的状态下（）A．将线圈1全部放入线圈2中，然后向左较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同B．将线圈1全部放入线圈2中，然后向右较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同C．滑片置于中间位置不动，将线圈1从线圈2中的同一位置较快或较慢抽出，灵敏电流计的措针偏转方向不同，偏转角度也不同D．滑片置于中间位置不动，将线圈1从图示位置较快或较慢放入线圈2中，灵敏电流计的指针偏转方向相同，偏转角度也相同【解答】解：因在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向左偏，A、将线圈1全部放入线圈2中，然后向左较快或较慢推动滑片时，则线圈1中的电流减小，导致穿过线圈2的磁通量减小，那么电流计指针将向右偏，再依据法拉第电磁感应定律，感应电流大小与磁通量变化率成正比，因此电流表指针偏转角度不同，故A错误；B、将线圈1全部放入线圈2中，然后向右较快或较慢推动滑片时，则线圈1中的电流增大，导致穿过线圈2的磁通量增大，那么电流计指针将向左偏，再依据法拉第电磁感应定律，感应电流大小与磁通量变化率成正比，因此电流表指针偏转角度不同，故B正确；C、滑片置于中间位置不动，将线圈1从线圈2中的同一位置较快或较慢抽出，不论快抽还是慢抽出，穿过线圈2的磁通量均减小，那么灵敏电流计的措针偏转方向相同，但由穿过线圈2的磁通量变化率不同，因此偏转角度也不同，故C 错误；D、滑片置于中间位置不动，将线圈1从图示位置较快或较慢放入线圈2中，不论快放还是慢放，穿过线圈2的磁通量均增加，那么灵敏电流计的措针偏转方向相同，但由穿过线圈2的磁通量变化率不同，因此偏转角度也不同，故D错误；故选：B．二、非选择题共180分）8．（6分）宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着科学家的关注．宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV．宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生．利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如：铍10铍9比（），其中铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的．据此材料，以下叙述正确的是CA．宇宙线粒子的能量可以高达8×1038JB．宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响C．根据可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息D．根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息．【解答】解：A、由题可知，宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV=8J，而不是8×1038J．故A错误；B、由题可知，宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以会受到星际磁场的影响．故B错误；C．由于铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的，所以结合半衰期的特点可知，根据可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息．故C正确；D．由于宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以传播的方向会发生一些变化，所以根据宇宙线到达探测器时的方向不能得到宇宙线源方位的相关信息．故D错误．故选：C9．（18分）（1）用多用电表测量小灯泡两端电压时应该采用图2所示的连接方式．（2）实验小组的同学们用如图3所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．①用l表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，重力加速度g=．②实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的AC（选填选项前的字母）．A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的均匀铁球D．直径约10cm的均匀木球③选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图5中所示的固定方式．④将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：BC（选填选项前的字母）．A．测出摆线长作为单摆的摆长．B．把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动．C．在摆球经过平衡位赞时开始计时．D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用日寸间并作为单摆的周期．⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图6所示的图象，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是（选填“l2”、“l”、“”）若图线斜率为k，则重力加速度g=（用k表示）．⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是C（选填选项前的序号）．A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n﹣1）次全振动的时间记为n次全振动的时间．⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图象如图7所示，则摆线偏离竖直方向的雎大摆角的正弦值约为0.04（结果保留一位有效数字）．【解答】解：（1）电压表要与电阻并联，则为图2（2）①由周期公式T=，得g=②AB、为减小误差应保证摆线的长短不变，则A正确，B错误CD、摆球密度要大，体积要小，则C正确，D错误故选：AC③悬点要固定，则为图5④A、摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，则A错误B、把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，B正确C．在摆球经过平衡位置时开始计时．C正确D．把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法测量周期．D错误故选：BC⑤由T=得=则==K 横坐标所代表的物理量是则g=⑥由T=得g=A．振幅大小与g无关，则A错误B．开始计时时，过早按下秒表，周期偏大，则g偏小，B错误C．测量周期时，误将摆球（n﹣1）次全振动的时间记为n次全振动的时间，则期偏小，则g偏大，C正确故选：C⑦由图可知周期为2s，T=得l===1m 振幅为4cm=0.04m 则sinθ==0.04故答案为：（1）2；（2）①；②AC；③5；④BC；⑤，；⑥C；⑦0.0410．（16分）如图所示，将一个质量为m、电荷量为+q的小球，以初速度v0自h 高处水平抛出．不计空气阻力影响．重力加速度为g．（1）求小球落地点与抛出点的水平距离．（2）若在空间中加一个匀强电场，小球水平抛出后做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小及方向．（3）若在空间中除加（2）中电场外，再加一个垂直纸面的匀强磁场，小球水平抛出后做匀速圆周运动，且落地点与抛出点的水平距离也为h，求磁场的磁感应强度大小及方向．【解答】解：（1）小球做平抛运动有：s=v0th=解得小球落地点与抛出点的水平距离为：s=v0（2）空间只存在匀强电场，小球做匀速直线运动，小球所受合力为零，根据平衡条件有：mg=Eq解得：E=电场方向：竖直向上（3）空间同时存在匀强电场和匀强磁场，小球做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设圆周运动的半径为R根据牛顿第二定律有：qv0B=m由题知：R=h解得磁感应强度大小：B=磁场方向：垂直于纸面向外答：（1）求小球落地点与抛出点的水平距离为v0．（2）若在空间中加一个匀强电场，小球水平抛出后做匀速直线运动，该匀强电场的场强大小为，方向竖直向上．（3）若在空间中除加（2）中电场外，再加一个垂直纸面的匀强磁场，小球水平抛出后做匀速圆周运动，且落地点与抛出点的水平距离也为h，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外．11．（18分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用a粒子轰击一系列元素进行实验．当他用a粒子（42He）轰击铁原子核（94Be）时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程共42He+94Be→+10n．（2）为了测定中子的质量m n，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是v N=v H．已知氮核质量与氢核质量的关系是m N=14m H，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量m n与氢核质量m H 的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．【解答】解：（1）根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒，知核反应方程式为4He+94Be→+10n2（2）设中子与氢核、氮核碰撞前后速率为v0，中子与氢核发生完全弹性碰撞时，取碰撞前中子的速度方向为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有：m n v0=m n v n+m H v H；m n v02=m n v n2+m H v H2；解得碰后氢核的速率v H=同理可得：中子与氮核发生完全弹性碰撞后，氮核的速率v N=因此有=解得=（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好．因为：中子与质量为m的粒子发生弹性正碰时，根据动量守恒定律和能量守恒定律知，碰撞后中子的速率v n=①由于铅核质量比中子质量大很多，碰撞后中子几乎被原速率弹回．②由于电子质量比中子质量小很多，碰撞后中子将基本不会减速．③由于中子质量与氢核质量相差不多，碰撞后中子的速率将会减小很多．故答案为：（1）．（2）中子质量m n与氢核质量m H的比值为7：6．（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好．12．（20分）利用图象分析问题是物理学中常用的方法，其中的斜率、面积通常具有明确的物理意义．a．小明以6m/s的初速度将足球水平踢出，足球在草坪上滚动直到停下来的全过程中的速度一时间图象如图1所示．图1中图线与坐标轴所田的面积等于12个小方格的面积．（1）请你判断：足球在滚动过程中受到的阻力大小是变大、变小还是不变？（2）求足球滚动了多远才停下来？b．用如图2所示的电路研究电容器的放电过程，其中电压传感器相当于一个理想电压表，可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系．实验时将电阻箱R的阻值调至2000Ω，将开关S拨到a端，电源向电容器充电，待电路稳定后，将电压传感器打开，再将开关S拨到b端．电容器通过电阻箱放电．以S拨到b端时为t=0时刻，电压传感器测得的电压U随时间t变化图象如图3所示．忽略导线及开关的电阻，且不考虑电路辐射问题．。