1、理科综合能力测试第 1 页 （共 13 页）北京市朝阳区高三年级第一次综合练习理科综合试卷（物理部分）2017313开发更为安全、清洁的能源是人类不懈的追求。关于核反应 ，下2341120Hen列说法正确的是A该核反应属于重核的裂变 B该核反应属于轻核的聚变C该核反应过程没有质量亏损 D目前核电站利用的就是该核反应所释放的能量14关于红、紫两束单色光，下列说法正确的是 A在空气中红光的波长较长 B在同一玻璃中红光的速度较小 C红光的光子能量较大D用同一装置做双缝干涉实验时，红光的干涉条纹间距较小15如图所示，两条不等长的细线一端固定在同一点，另一端分别拴两个带同种电荷的小球，两小球所带的电荷量
2、分别为 ql 、q 2，质量分别为 ml、m 2，当两小球静止时恰好处于同一水平线上，且 ，则造成 的原因是Am l m2 Cq 1 q216图甲为一列横波在 t0 时刻的波动图像，图乙为图甲中 P 质点的振动图像。则A该波沿 x 轴正方向传播 B该波的周期为 4.0sC该波的波速为 40m/s DP 质点在 0.5s 时的速度最大17如图所示，平行板电容器上极板 MN 与下极板 PQ 水平放置，一带电液滴从下极板 P点射入，恰好沿直线从上极板 N 点射出。下列说法正确的是A该电容器上极板一定带负电B液滴从 P 点到 N 点的过程中速度增加PM NQ甲 乙理科综合能力测试第 2 页 （共 13
3、 页）C液滴从 P 点到 N 点的过程中电势能减少D液滴从 P 点以原速度射入时，若再加一垂直纸面向内的匀强磁场，则液滴可能做匀速直线运动182016 年 10 月 17 日， “神舟十一号”与“天宫二号”交会对接成为组合体，如图所示。10 月 20 日组合体完成点火程序，轨道高度降低。组合体在高、低轨道上运行时均可视为做匀速圆周运动。下列说法正确的是A在低轨道上运行时组合体的加速度较小B在低轨道上运行时组合体的周期较小C点火过程组合体的机械能守恒D点火使组合体速率变大，从而降低了轨道高度19小芳同学想利用图示装置验证“物体质量一定时，其加速度与所受的合力成正比”这一结论。她先将 6 个相同的
4、钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车在木板上恰能匀速下滑。现从小车中依次取 n=1，2，3，4，5，6 个钩码挂在细线右端，其余钩码仍留在小车内，并正确完成了后续的实验操作。设小车运动的加速度大小为 a。下列说法正确的是A该实验中细线对小车的拉力等于所悬挂钩码的总重力B利用该方案无法验证“物体质量一定时，其加速度与所受的合力成正比”这一结论C该同学根据实验数据描绘的加速度 a 随 n 的变化图像应当是一条过原点的直线D若实验中保持木板水平，则该同学描绘的加速度 a 随 n 变化的图像不是直线20骑自行车有很多益处，可缓解交通压力，可节能减排；骑自行车时，人做功要消耗体
5、能，还可强身健体。成人在平路上骑自行车时所受阻力约为 20N。理科综合能力测试第 3 页 （共 13 页）近来多个城市推出摩拜单车，车锁内主要集成了芯片、GPS 定位模块和 SIM 卡等，便于掌控自行车的 具体位置和状态，其工作原理如图所示。使用摩拜单车 APP，用户可以查看并找到单车位置，扫描车身上的二维码，通过手机网络发送到云端请求解锁，云端收到后识别该车辆并发送解锁指令，摩拜单车执行解锁指令自动开锁，用户便可开始骑行。据此材料，以下推断错误的是A摩拜单车车锁工作过程中需要用电，车内有供电系统B摩拜单车车锁直接接收了手机的电磁辐射信号后自动开锁，无需用电C无线电信号非常弱时，摩拜单车的定位
6、将受到影响D成人在平路上骑自行车时，每秒钟平均消耗的体能约 100J 左右21 （18 分）（1）在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为 V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ；其余正确操作的合理顺序是 。A将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜B将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜C向浅水盘中倒入约 2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上D将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 S，再根据 d =估算出油酸分子的直径SVE将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓
7、画在玻璃板上（2）某同学想要描绘标有“3.8V ，0.3A ”字样的小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求测量数据、绘制曲线尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：电压表 V，量程 05V，内阻约 5k电流表 A1，量程 0500mA，内阻约 0.5电流表 A2，量程 0100mA，内阻约 4滑动变阻器 R1，最大阻值 10，额定电流 2.0A滑动变阻器 R2，最大阻值 100，额定电流 1.0A直流电源 E，电动势约 6V，内阻可忽略不计上述器材中，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （填写所选器材后的字母） 。理科综合能力测试第 4 页 （共 13 页）请将虚线框内图甲所示的实验电路图补
8、画完整。该同学通过实验得出了小灯泡的 IU 图像如图乙所示。由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐 （选填“增大”或“减小” ） ；当小灯泡上的电压为 3.00V 时，小灯泡的电阻是 （结果保留 2 位有效数字） 。该同学在获得了中小灯泡的 IU 图像后，又把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为 4V、内阻为 8的电源上组成闭合回路。请你利用图像计算此时一只小灯泡的功率约为 W（结果保留 2 位有效数字） 。该同学看到实验室还有一个最大阻值为 17 k的滑动变阻器 R3，想进一步探究若用 R3来替换本实验中的滑动变阻器结果会怎样，请你分析论证该同学能否比较方便地获取多组数据，进而得到比较
9、理想的小灯泡的伏安特性曲线。22 （16 分）足够长的平行光滑金属导轨水平放置，间距 L = 0.4m，一端连接 R=1的电阻，导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B=1T，其俯视图如图所示。导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，其电阻 r =1，与导轨接触良好，导轨电阻不计。在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：（1）通过导体棒的电流 I 的大小；（2）导体棒两端的电压 U，并指出 M、N 两点哪一点的电势高；（3）拉力 F 的功率 PF 以及整个电路的热功率 PQ。 23 （18 分）物理学对电场和磁场的研究促进了现代科学技
10、术的发展，提高了人们的生活水平。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .FNRM乙甲理科综合能力测试第 5 页 （共 13 页）（1）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） 。a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
11、，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 的正切值；b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 角，请推导说明增大偏转角 的方法（至少说出两种） 。（2）磁场与电场有诸多相似之处。电场强度的定义式 ，请你由此类比，从运动电荷FEq所受的洛仑兹力 F 洛 出发，写出磁感应强度 B 的定义式；并从宏观与微观统一的思想出发构建一个合适的模型，推理论证该定义式与 这一定义式的一致性。IL安24 （ 20
12、分） 动 量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。运用动量守恒定律解决二维问题时，可以在相互垂直的 x、y 两个方向上分别研究。（1）如图 1 所示，质量分别为 m1、m 2 的球 1 和球 2 构成一系统，不考虑系统的外力作用。球 1 以速度 v1（方向沿 x 轴正向）与静止的球 2 碰撞，若速度 v1 不在两球球心的连线上，碰撞之后两球的速度 v1、v 2都会偏离 v1 的方向，偏角分别为 、，且v1、m 1、m 2、 均已知。a请写出计算 v1、v 2的大小时主要依据的关系式；b请分析说明球 1 对球 2 的平均作用力 F 的方向。甲Lm,eUU， d乙m,
13、eU roB理科综合能力测试第 6 页 （共 13 页）（2）如图 2 所示，美国物理学家康普顿及其团队将 X 射线入射到石墨上，发现被石墨散射的 X 射线中除了有与入射波长相同的成分外，还有与入射波长不同的成分。我国物理学家吴有训在此项研究中也做出了突出贡献，因此物理学界也把这一效应称为“康普顿-吴效应” 。由于这一现象很难用经典电磁理论解释，所以康普顿提出光子不仅有能量，也具有动量，光子的动量 p 与其对应的波长 之间的关系为 （h 为普朗克p常量） 。进一步研究表明 X 射线的散射实质是单个光子与单个电子发生碰撞的结果。由于电子的速度远小于光的速度，可认为电子在碰撞前是静止的。现探测到散
14、射 X 射线的波长不同于入射 X 射线的波长，请你构建一个合理的相互作用模型，解决以下问题： a请定性分析散射后 X 射线的波长 与入射 X 射线的波长 的大小关系；b若已知入射 X 射线的波长为 ，散射后 X 射线的波长为 。设散射 X 射线相对入射方向的偏转角为 。求 = 时电子获得的动量。22017 朝阳区高三年级第一次综合练习理科综合参考答案及解析13B【解析】该反应属于轻核聚变，反应放热，在反应过程中有质量亏损。故 A、C 错误，B 正确。目前核电站利用的是重核裂变反应释放能量，故 D 错误。14A【解析】根据电磁波谱可知，V 紫 V 红 ；根据 c= v， E =hv 可知，红光波
15、长较长，紫光的光子能量大，故 A 正确 C 错误。在同种介质中，紫光的折射率大于红光的折射率，由 n= 可知，c红光的速度大，故 B 错误。理科综合能力测试第 7 页 （共 13 页）双缝干涉实验条纹间距 x= ，红光波长大，故干涉条纹间距大，故 D 错误。dl15A【解析】两球受力分析如下图所示。由平行四边形定则可知，F= mg tan 。两球之间的库仑力互为作用力与反作用力，且 ，可知m1 m 2 ，故选 A。16D【解析】由乙图知， P 点在 0 时刻振动方向向下，故波的传播方向为 x 轴负方向，A 错误； P 点振动周期 T =1s ，该波周期和 P 点振动周期相同，B 错误；波速 v
16、= = =4m/s ，C Tsm14错误；在 0.5s 时 P 点在平衡位置，速度最大， D 正确。17C【解析】物体做直线运动的条件为合力为零或者合力方向和运动方向共线。由液滴受力分析可知，重力方向竖直向下，电场力方向沿竖直方向，合外力不可能与速度共线，因此只有合外力为 0，液滴一定做匀速直线运动，电场力方向向上，B 错误。运动过程中电场力做正功，电势能减小，C 正确。由于液滴电性及场强方向均未知，所以极板电性无法确定，A 错误；再加一匀强磁场，液滴受洛伦兹力，应做匀速圆周运动，D 错误。18B【解析】卫星环绕地球做匀速圆周运动，满足万有引力提供向心力，即 ，可知低轨道上组合体加速度较大，周
17、期2222 )(TmrrvmarMG理科综合能力测试第 8 页 （共 13 页）较小，A 错误，B 正确；点火过程中燃料的化学能转化为组合体的机械能，所以机械能不守恒，C 错误；点火后组合体速度变大，做离心运动，D 错误。19C【解析】由于钩码有向下的加速度，所以绳子拉力小于钩码总重力，A 错误；设每个钩码质量为 m ，小车质量为 M ，绳子拉力为 T ，由牛顿第二定律对小车有：T=M+(6-n)m- a ；对钩码有： nmg -T =nma解得 a= ，可知 a -n 图像为过原点直线，C 正确；同时验证了“物体质量一定时，mMng6其加速度与所受的合力成正比”这一结论，B 错误；由平衡摩擦
18、的方式可知，摩擦力 f=(M+6m)gsin ，若木板水平，则存在摩擦力，小车的牛二律方程应为：T-f=M+(6-n)m a，钩码方程不变，此时解得 a=s ，则 a -n 图像应为一条不过原点的直线，sin6gmMnfnmgD 错误。20B【解析】根据题意可知，解锁操作是车辆通过接收云端发送的解锁指令而实现的，并不是接收手机的电磁辐射信号，故 B 错误。车辆收到解锁指令后自动开锁，可知开锁过程需要用电，A 正确；定位系统通过无线电来传输信号，无线电信号微弱时定位将受到影响，C 正确；成人骑行时，车速大约为 5m/s ，匀速骑行时，人对车提供牵引力， F 牵 =f ，因此人的做功功率约为 P=
19、 F 牵 v=fv =100W ，D 正确21【答案】（1）A；CBED（2）A 1，R 1实验电路如图所示理科综合能力测试第 9 页 （共 13 页）增大； 11 0.18W见解析【解析】（2）当电源与两个并联的灯泡连接时，每个灯泡的电流应为干路电流的一半，只需将电源的外特性曲线的 I 轴坐标变为一半即可得出灯泡两端的 I -U 图像，如图所示，其交点坐标表示两灯泡并联在该电源两端时每个灯泡的电流和电压，由图像可读出单个灯泡功率为 0.18W 。本实验目的是测量小灯泡伏安特性曲线，电流、电压数据需要从 0 开始，需要采用分压接法；如选取 R 3滑动变阻器，滑动变阻器左端与灯泡并联，再与滑动变
20、阻器右端串联。移动滑片时，在滑动变阻器左端阻值较小时，小灯泡两端的电压变化非常不明显，而当滑动变阻器左端阻值非常大时，右端阻值与灯泡差不多，此时灯泡两端电压变化非常快，无法准确调节。故采用 R3无法得到比较理想的伏安特性曲线。22【答案】（1）I= 1A （2）U= 1V ， N 点电势高 （3） P F=2W ，P Q= 2W【解析】（1）切割产生的电动势 E=BLv =2V ；理科综合能力测试第 10 页 （共 13 页）电路中电流为 I= = 1ArRE（2）路端电压 U= IR =1V ，根据右手定则可知， N 端为电源正极，即 N 点电势高。（3）因为导棒做匀速直线运动，所以 F -
21、F 安 =0，即 F -F 安 = BIL =0.4N ；拉力的功率为 P F=Fv=2W 。整个电路的热功率为 P Q=I2(R+r)=2W23【答案】（1）a v = mUe/2UdL2tanb增大磁感应强度 B ，增大匀强磁场半径 r ，减小加速电场强度 U ；（2） ，证明见解析。qvF洛【解析】（1）a在加速电场中，由动能定理可知：Ue= mv2-0解得 v= mUe/在偏转电场中，电子做类平抛运动，设运动时间为 t由运动分解可知：水平方向 L=vt 竖直方向 vy =at ， = maedU速度偏转角正切值为 解得vytanUdL2tanb由 a 问可知，入射电场的速度为 mUe/
22、2在匀强磁场中，电子做匀速圆周运动，依据圆周运动规律可知：理科综合能力测试第 11 页 （共 13 页）RvmeB2解得 2U电子在磁场中的运动轨迹右图所示依据几何关系可知： UmeBr2tan增大偏转角 即增大 ，可采用的方法有： 2tan增大磁感应强度 B ，增大匀强磁场半径 r ，减小加速电场强度 U（2）由洛伦兹力公式 F 洛 =qvB 可知，B= qvF洛根据题意构建模型如下：如图所示，在一匀强磁场中有一段固定的长为 L 的直导线，已知导线横截面积为 S ，单位体积内自由电荷数为 n ，导线内自由电荷的定向移动速率为 v ，磁场的磁感应强度为 B 。则导线内自由电荷数 N=nSL ，
23、安培力与洛伦兹力的关系为 F 洛 =N F 安 ，理科综合能力测试第 12 页 （共 13 页）导线内电流的微观表达式为 I=nqSv ，联立上面 3 式可得 ILFnSqvNFqvB安安安洛 /即定义式这一定义式是一致的。ILFB安安 与qv24【解析】（1）a.以碰撞后 x 轴、 y 轴方向为正方向，分别列出两轴的动量守恒表达式如下：0sinco:co12211 vmvmb.对球 2，由动量定理：可知， F 的方向与 相同，与水平方向夹角为 2v（2）a.依题意，建立如（1）中的碰撞模型，入射 X 射线的光子能量为，散射后的 X 射线的光子能量为 chE chE设碰撞后电子的动能为 Ee，碰撞中可能存在的能量损失为由能量守恒定律： 损Ee可知， 所 以,ch即,b.理科综合能力测试第 13 页 （共 13 页）设散射后电子获得的动量为 pe ，方向与 X 射线入射方向夹角为 ，由（1）结论可知，入射方向：垂直方向：带入 2 解得：
