2020届北京市高三下学期4月摸底考试物理试卷

应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如人原地起跳时，总是身体弯曲略下蹲，再猛然蹬地、身体打开，同时获得向上的初速度，双脚离开地面．从开始蹬地到双脚离开地面的整个过程中，下列分析正确的是（　 ）

A. 地面对人的支持力始终等于重力

B. 地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量

C. 人原地起跳过程中获得的动能来自于地面

D. 人与地球所组成的系统的机械能是守恒的

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下列说法中正确的是（　　）

A.物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化

B.当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大

C.当分子间距离增大时，分子势能一定增大

D.布朗运动就是液体分子的无规则运动

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如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放置一小团硝化棉，迅速向下压活塞，筒内气体被压缩后可点燃硝化棉．在筒内封闭的气体被活塞压缩的过程中(　　)

A. 气体对外界做正功，气体内能增加

B. 外界对气体做正功，气体内能增加

C. 气体的温度升高，压强不变

D. 气体的体积减小，压强不变

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如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样

A. B. C. D.

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放射性同位素衰变的快慢有一定的规律．氡222衰变为钋218的规律如图所示．纵坐标表示的是任意时刻氡222的质量m与t = 0时的质量m0的比值．下列说法正确的是

A.氡222的半衰期是7.6天

B.氡222的半衰期是3.8天

C.若升高温度，氡222的半衰期将变长

D.若升高温度，氡222的半衰期将变短

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在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝导体线圈，线圈电阻恒定，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙所示规律变化时，则正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的图像是（　　 ）

A.  B.

C.  D.

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A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的交变电流，B通以图乙所示的交变电流，则两电热器的电功率之比PA∶PB等于

A.2∶1 B.1:1 C.∶1 D.1∶2

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假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g０、在赤道的大小为g，地球自转的周期为T．则地球的半径为

A. B.

C. D.

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如图所示，是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图，已知这列波的周期T=2.0s．下列说法正确的是

A.这列波的波速v="2.0" m/s

B.在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零

C.经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8m

D.在t=0.3s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向

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如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为，其中、k为正的常数在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是

A.从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为

B.从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为

C.从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为

D.从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为

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如图所示，水平桌面上有一小车，装有砂的砂桶通过细绳给小车施加一水平拉力，小车从静止开始做直线运动．保持小车的质量M不变，第一次实验中小车在质量为m1的砂和砂桶带动下由静止前进了一段距离s；第二次实验中小车在质量为m2的砂和砂桶带动下由静止前进了相同的距离s，其中m1<m2<M．两次实验中，绳对小车的拉力分别为T1和T2，小车、砂和砂桶系统的机械能变化量分别为ΔE1和ΔE2，若空气阻力和摩擦阻力的大小保持不变，不计绳、滑轮的质量，则下列分析正确的是

A.(m1g-T1)< (m2g-T2)，ΔE1=ΔE2

B.(m1g-T1)= (m2g-T2)，ΔE1=ΔE2

C.(m1g-T1)< (m2g-T2)，ΔE1<ΔE2

D.(m1g-T1)= (m2g-T2)，ΔE1<ΔE2

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如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（　　）

A. B. C. D.

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从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2 所示．下列说法正确的是

A.该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz

B.该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz

C.该图线的斜率为普朗克常量

D.该图线的斜率为这种金属的逸出功

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随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是(　 )

A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”

B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电

C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同

D.只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电

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在测量金属丝电阻率的实验中：

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图所示，则金属丝直径 d =________mm

（2）测量金属丝的电阻 Rx时，应选用下面电路图中的________图

（3）若金属丝的长度为 L，直径为 d，金属丝两端电压为 U，流过金属丝的电流为 I，则金属丝电阻率的表达式 ρ =______________（用测得的量表示）

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利用单摆测当地重力加速度的实验中：

(1)利用游标卡尺测得金属小球直径如图所示，小球直径 d =____cm；

(2)甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度，甲组同学采用图甲所示的实验装置：

①为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用__；（用器材前的字母表示）

a.长度接近 1m的细绳

b.长度为30cm左右的细绳

c.直径为1.8cm的塑料球

d.直径为1.8cm的铁球

e.最小刻度为1cm的米尺

f.最小刻度为1mm的米尺

②该组同学先测出悬点到小球球心的距离 L，然后用秒表测出单摆完成 n 次全振动所用的时间 t，请写出重力加速度的表达式g=____；（用所测物理量表示）

③在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值___；（选填“偏大”、“偏小”或 “不变”）

④乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的 v—t 图线。由图丙可知，该单摆的周期 T=__s；更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出 T2—L（周期平方摆长）图线，并根据图线拟合得到方程 T2＝4.04L＋0.035，由此可以得出当地的重力加速度g＝__m/s2；（取 π2＝9.86，结果保留3位有效数字）

⑤某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误，那么他得到的实验图像可能是下列图像中的____。

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用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后， 作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。这块玻璃砖的折射率n=________（用图中字母表示）。如果有几块宽度 d 不同的玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度 d 较__________（选填“大”或“小”）的 玻璃砖来测量。

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如图所示，光滑绝缘水平面上方分布着场强大小为E，方向水平向右的匀强电场。质量为3m，电量为+q的球A由静止开始运动，与相距为L、质量为m的不带电小球B发生对心碰撞，碰撞时间极短，碰撞后作为一个整体继续向右运动。两球均可视为质点，求：

(1)两球发生碰撞前A球的速度；

(2)A、B碰撞过程中系统损失的机械能；

(3)A、B碰撞过程中B球受到的冲量大小。

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如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场．一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动．粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点．测得O、A两点间的距离为L．不计粒子重力．

（1）试判断P、Q间的磁场方向；

（2）求粒子做匀速直线运动的速度大小v；

（3）求粒子的电荷量与质量之比．

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在研究某些物理问题时，有很多物理量难以直接测量，我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应，把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量．

（1）在利用如图1所示的装置探究影响电荷间相互作用力的因素时，我们可以通过绝缘细线与竖直方向的夹角来判断电荷之间相互作用力的大小．如果A、B两个带电体在同一水平面内，B的质量为m，细线与竖直方向夹角为θ，求A、B之间相互作用力的大小．

（2）金属导体板垂直置于匀强磁场中，当电流通过导体板时，外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成电场，该电场对运动的电子有静电力的作用，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差，这种现象称为霍尔效应．利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度．

如图2所示，若磁场方向与金属导体板的前后表面垂直，通过所如图所示的电流I，可测得导体板上、下表面之间的电势差为U，且下表面电势高．已知导体板的长、宽、高分别为a、b、c，电子的电荷量为e，导体中单位体积内的自由电子数为n．求：

a．导体中电子定向运动的平均速率v；

b．磁感应强度B的大小和方向．

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电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意图如图所示．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，导轨间存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．电容器电容C，首先开关接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，MN由静止开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度vm，之后离开导轨．问：

（1）这个过程中通过MN的电量q；

（2）直流电源的电动势E；

（3）某同学想根据第一问的结果，利用的公式求MN加速过程的位移，请判断这个方法是否可行，并说明理由．

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