1、2018 届北京市海淀区高三年级一模物理试卷一、选择题1. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）A. 物体温度不变， 其内能一定不变B. 物体温度升高，其分子热运动的平均动能一定增大C. 外界对物体做功，物体的内能一定增加D. 物体放出热量，物体的内能一定减小【答案】B【解析】A. 晶体在熔化过程中，温度不变，分子动能不变，但由固态变成液态，分子势能增大，所以内能增大，故 A 错误；B、温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大，故 B 正确；C、外界对物体做功时，若同时散热，则由热力学第一定律可知物体的内能不一定增加，故 C 错误；D、物体放热的同时外界对物体做功，其内能不
2、一定减小，故 D 错误；故选 B。【点睛】外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加；温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大。2. 一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子，释放 17.6 MeV 的能量。已知氘核、氚核、 氦核和中子的质量分别为 m1、m2、m3 和 m4。下列说法正确的是（ ）A. 该核反应方程是B. 该核反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料C. m1+ m2 m3+ m4D. 该核反应可以在常温下进行【答案】C【解析】A、1 个氘核和 1 个氚核结台生成 1 个氮核,根据质量数与质子数守恒知同时有一个中子生成,反应方程为 ，故 A 错
3、误；B、目前核电站都采用核裂变发电，故 B 错误；C、该反应放出热量，所以一定有质量亏损，故 C 正确；D、该核反应可以在高温下进行，故 D 错误；故选 C。【点睛】1 个氘核和 1 个氚核结台生成 1 个氮核，这是聚变反应；由质量数守恒和电荷数守恒判定反应方程是否正确；由质能方程判断出释放的核能；目前核电站都采用核裂变发电。3. 图甲为一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图，图乙为 x=2m 处质点的振动图像。下列判断正确的是（ ）A. 波沿 x 轴负方向传播B. 传播速度为 20m/sC. t=0.1s 时, x=2m 处质点的加速度最大D. 波源在一个周期内走过的路程为 4m【答案】B【解
4、析】A、由乙图读出 时刻 x=2m 质点的振动方向沿 y 轴负方向，由甲图判断出波的传播方向沿 x 轴正方向，故 A 错误；B、由甲图读出波长 ，由乙图读出周期 ，则波速 ，故 B 正确；C、在 时刻，图甲中 x=2m 质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零，故 C 错误；D、波源在一个周期内走过的路程为：s=40.2m=0.8m，故 D 错误；故选 B。【点睛】本题关键要抓住振动图象与波动图象之间的联系，将一个周期分成四个 周期研究质点的振动过程。4. 2017 年 11 月 5 日 19 时 45 分，中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” 方式成功发射第二十四、二十五
5、颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统空间段由 35 颗卫星组成，其中 5 颗是地球同步卫星。关于同步卫星绕地球运动的相关物理量，下列说法正确的是（ ）A. 角速度等于地球自转的角速度B. 向心加速度大于地球表面的重力加速度C. 线速度大于第一宇宙速度D. 运行周期一定大于月球绕地球运动的周期【答案】A【解析】A、地球同步卫星相对地球静止，其运行周期与地球自转的周期，地球同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，故 A 正确；BCD、由万有引力等于向心力， 则有 ，同步卫星绕
6、地球运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，线速度小于第一宇宙速度 ，运行周期小于月球绕地球运动的周期，故 BCD 错误；故选 A。5. 用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系。电流计 G 测得的光电流 I 随光电管两端电压 U 的变化如图乙所示，则A. 通过电流计 G 的电流方向由 d 到 cB. 电压 U 增大, 光电流 I 一定增大C. 用同频率的光照射 K 极，光电子的最大初动能与光的强弱无关D. 光电管两端电压 U 为零时一定不发生光电效应【答案】C【解析】A、电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反，所以通过电流计 G 的电流方向
7、由 c 到 d，故 A 错误；B、光电流的大小与光的强弱有关，遏止电压与光的频率有关，光电流的大小与光的频率无关，故 B 错误；C、用同频率的光照射 K 极，根据爱因斯坦光电效应方程 ，光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强弱无关，故 C 正确；D、光电管两端电压 U 为零时， 光电效应照样发生，打出来的电子沿各个方向飞去，故 D 错误；故选 C。6. 电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量 E 与电容器的电容 C、电荷量 Q 及电容器两极间电压 U 之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电
8、容器两极间的电压 u 随电荷量 q 变化的图像（如图所示） 。按照他的想法，下列说法正确的是( )A. u-q 图线的斜率越大，电容 C 越大B. 搬运 q 的电量，克服电场力所做的功近似等于 q 上方小矩形的面积C. 对同一电容器，电容器储存的能量 E 与两极间电压 U 成正比D. 若电容器电荷量为 Q 时储存的能量为 E，则电容器电荷量为 Q/2 时储存的能量为 E/2【答案】B【解析】A、电容器的电容大小与电容器的电荷量 Q 及电容器两极间电压 U 无关，故 A 错误；BCD、根据速度时间图象围成的面积代表位移， 可知在 QU 图象中，图象所围成的面积为 ，也就是克服电场力所做的功，即为
9、： ，又有电容定义式为： ，所以电容器储存的电场能为： ，所以对同一电容器，电容器储存的能量 E 与两极间电压 U 平方成正比，若电容器电荷量为 Q 时储存的能量为 E， ，则电容器电荷量为 Q/2 时储存的能量为 ，故 B 正确，CD 错误；故选 B。7. 如图所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。 逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。关于该实验现象，下列说法正确的是（ ）A. 反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动B. 反射光线和折射光线转过的角度相同C. 在还未发生全反射过程中，反射光越来越强D. 最终反射光完全消失【答案】C
10、【解析】A、逐渐增大入射角，反射光线沿逆时针方向转动，折射光线沿顺时针方向转动，故 A 错误；B、根据折射定律可知，反射光线和折射光线转过的角度不相同，故 B 错误；CD、入射角增大，则反射光线 OB 的强度增强，折射光线 OC 的强度减弱，最终折射光完全消失， 故 C 正确，D 错误；故选 C。8. 常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。如图所示，热电偶由 N 型半导体和 P 型半导体串联而成，N 型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P 型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷 e。若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端 A、B 与低温热源接触，两种半导体中
11、的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在 A、B 两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系。下列说法正确的是（ ）A. B 端是温差发电装置的正极B. 热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反C. 温差发电装置供电时不需要消耗能量D. 可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器【答案】D【解析】A、N 型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，B 端聚集电子，所以 B 端是温差发电装置的负极，故 A 错误；B、热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相同，故 B 错误；C、根据能量守恒，温差发电装置
12、供电时需要消耗热量，故 C 错误，D、可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器，故 D 正确；故选 D。二、实验题9. 某同学用图所示的 “碰撞实验装置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。在实验中小球速度不易测量，可通过仅测量_解决这一问题。A小球做平抛运动的时间B小球做平抛运动的水平距离C小球做平抛运动的初始高度D小球释放时的高度图中 PQ 是斜槽，QR 为水平槽，R 为水平槽末端。利用铅垂线在记录纸上确定 R 的投影点 O。实验时先使 A 球从斜槽上 G 处由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹；此后，再把 B 球放在R 处，将 A 球再从 G 处
13、由静止释放，与 B 球碰撞后在记录纸上分别留下 A、B 两球落点痕迹。由测量可知，碰撞前 A 球做平抛运动的水平距离为 x0；碰撞后，A 、B 两球做平抛运动的水平距离分别为 x1、x2。用天平称量 A、B 两球的质量分别为 mA、mB。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_（用题目给出的物理量符号表示） 。【答案】 (1). B; (2). ;【解析】(1)因为平抛运动的速度等于射程与落地时间的比值，而当高度一定时，落地时间一定，所以可以测量射程代替速度，故选 B；(2) 要验证动量守恒定律定律，即验证： ，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间 t 相等，上
14、式两边同时乘以 t 得， ，若两球相碰前后的动量守恒，得：10. 在“ 测定金属的电阻率 ”的实验中，金属丝的阻值约为 5，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图所示，再用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。该电阻丝直径的测量值 d=_ mm；实验中能提供的器材有：A电压表 V1（量程 03V，内阻约 3k）B电压表 V2（量程 015V，内阻约 15k）C电流表 A1（量程 03A，内阻约 0.01）D电流表 A2（量程 00.6A，内阻约 0.1）E滑动变阻器 R1（020）F滑动变阻器 R2（0500 ）
15、 G电源 E（电动势为 3.0V）及开关和导线若干该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择_，电流表应选择 _，滑动变阻器应选择_ ， （选填各器材前的字母） 。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用图 _ 。该同学建立 U-I 坐标系，如图所示 ，图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点，还有一次测量的电压表和电流表示数如图所示，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出 U-I 图线_ 。由图线数据可计算出金属丝的电阻为_（保留两位有效数字） 。设被测金属丝电阻为 R，则该金属材料电阻率的表达式是_（用题目给出的物
16、理量符号表示） 。实验中使用的电流表内阻为 RA，电压表内阻为 RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图 U-I 图像中图线斜率 k 与该金属材料的电阻率 的关系是 k=_（用题目给出的物理量符号表示） 。【答案】 (1). 0.233; (2). A； (3). D； (4). E； (5). 丁； (6). (7). ； (8). ； (9). ；【解析】 （1）由图示螺旋测微器可知，固定刻度读数为 0，可动刻度读数为 ，故螺旋测微器的读数为 0.233mm；（3）根据测量数据，描绘出 U-I 图线如图根据欧姆定律，由图线数据可计算出金属丝的电阻为 ；设被测金属丝电阻为 R，则有 ，该金属
17、材料电阻率的表达式是 ；(4)实验中使用的电流表内阻为 RA，电压表内阻为 RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，则有， ，图 U-I 图像中图线斜率 k 与该金属材料的电阻率 的关系是三、计算题11. 某游乐园的大型 “跳楼机 ”游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中，质量 m=50kg 的小明同学坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升 100m 高度，然后由静止开始下落，在忽略空气和台架对平台阻力的情况下，该运动可近似看作自由落体运动。下落h1=80 m 时，制动系统启动，使平台均匀减速，再下落 h2=20m 时刚好停止运动。取 g=10m/s
18、2，求：（1）下落的过程中小明运动速度的最大值 vm；（2）当平台落到离地面 15m 高的位置时，小明对跳楼机作用力 F 的大小；（3）在全部下落过程中，跳楼机对小明做的功 W。【答案】 （1） （2） (3) 【解析】解：（1）由 vm2 （2）减速下落过程中加速度大小 解得 a2=40m/s2 根据牛顿第二定律 F- mg= ma2 解得 F=2500 N 根据牛顿第三定律，小明对系统作用力的大小 F 为 2500N （3）加速下落段，小明处于完全失重状态，系统对小明的作用力为零。 对小明 W1=0 在减速阶段，系统对小明做功 W2=-FN h2= -5 104J WFN=W1+W2=-5
19、 104J 12. 在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子( 质量为 m、电量为+e)和氦离子( 质量为 4m、电量为+2e)的混合粒子进行分离。小李同学尝试设计了如图甲所示的方案：首先他设计了一个加速离子的装置，让从离子发生器逸出的离子经过 P、Q 两平行板间的电场加速获得一定的速度，通过极板上的小孔 S 后进入 Q 板右侧的匀强磁场中，经磁场偏转到达磁场边界的不同位置，被离子接收器 D 接收从而实现分离。P、Q 间的电压为 U，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里，装置放置在真空环境中，不计离子之间的相互作用力及所受的重力，且离子进入加速装置时的速度可忽略不计。求：（1）氢离子进入磁场时的速度大小；（2）氢、氦离子在磁场中运动的半径之比，并根据计算结果说明该方案是否能将两种离子分离；（3）小王同学设计了如图乙所示的另一方案：在 Q 板右侧空间中将磁场更换为匀强电场，场强大小为 E，离子垂直进入电场。请你论证该方案能否将两种离子分离。【答案】 （1） （2） ；可以分开（3） 不能将两种正离子分离【解析】解：（1）粒子在电场中加速，由动能定理有： 解得： (2) 电荷量为 q、质量为 m 的正离子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，则： 解得：
