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- 2021-06-05 发布
昌平区2019年高三年级第二次统一练习
理科综合能力测试
2019.5
本试卷共16页,共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
第一部分(选择题 共120分)
本部分共20小题,每小题6分,共120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。
图1
13.图1所示为“东方超环”可控核聚变实验装置,它通过高温高压的方式使氘核与氚核发生聚变,其核反应方程为。X表示的是
A.质子 B.中子
C.电子 D.粒子
14.将一定质量的氧气从0℃缓慢升高到100℃,下列说法中正确的是
A.氧气分子的平均动能一定变大
B.每个氧气分子的运动速率一定变大
C.氧气分子的密集程度一定变大
D.气体的压强一定变大
a
b
图2
15.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐波。某一时刻的波形如图2所示,绳上的a质点处于平衡位置、b质点处于波峰位置,a、b两质点间的水平距离为L。下列说法正确的是
A.该简谐波是纵波
B.该简谐波的波长为2L
C.此时刻a质点的振动方向向上
11
D.此时刻b质点的加速度方向向下
图3
16.北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,它由空间段、地面段和用户段三部分组成。第三代北斗导航卫星计划由35颗卫星组成,如图3所示。其中有5颗地球静止轨道卫星(运行在地球同步轨道,离地高度约3.6×104km)、27颗中地球轨道卫星(运行在3个互成120°的轨道面上,离地高度约2.15×104km)、3颗倾斜同步轨道卫星(其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同)。假设所有北斗卫星均绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是
A.中地球轨道卫星的线速度最小
B.倾斜同步轨道卫星能定点在北京上空
C.中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期
D.倾斜同步轨道卫星的轨道半径大于地球静止轨道卫星的轨道半径
A
小锤
B
图4
17.为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图4所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A 球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中不正确的是
A.应选用体积小、密度大的小球
B.两球的质量应相等
C.应改变装置的高度,多次实验
D.应改变打击的力度,多次实验
Ay
x
抛物线
弹道曲线
AO
图5
18.由于空气阻力的影响,子弹、炮弹的实际飞行轨道不再是抛物线,而是按“弹道曲线”飞行,如图5所示。下列说法正确的是
A.炮弹到达最高点时,水平方向的加速度和速度均为零
B.炮弹到达最高点时,竖直方向的加速度和速度均为零
C.炮弹在上升过程中,动能减小;下落过程中,重力势能减小
11
D.炮弹在上升过程中,机械能减小;下落过程中,机械能增加
R1
R2
a
b
19.如图6所示,两个电阻串联后接在电路中a、b两点。已知a、b两点间的电压保持10V不变。某同学把一个电压表并联在R1两端时,电压表读数为5V。下列说法正确的是
图6
A.将该电压表并联在R2两端时,电压表读数小于5V
B.将该电压表并联在R2两端时,电压表读数等于5V
C.R1<R2
D.R1=R2
20.5G是“第五代移动通信网络”的简称,目前世界各国正大力发展 5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图7),比目前4G及以下网络(通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10G bps(bps为bits per second的英文缩写,即比特率、比特/秒),是4G网络的50-100倍。关于5G网络使用的无线电波,下列说法正确的是
可见光
紫外线/
无线电波
红外线
x/γ射线
甚长波
长波
中波
短波
超短波
分米波
波
厘米波
毫米波
红外线
可见光
紫外线
λ/m
105
104
103
102
10
1
10-1
10-2
10-3
10-6
8×10-7
模拟
电视
2G/3G手机
WLAN2.4G
数字电视
图7
甚低频
低频
中频
高频
甚高频
特高频
波
超高频
极高频
f/Hz
3×103
3×104
3×105
3×106
3×107
3×108
3×109
3×1010
3×1011
3×1014
A.在真空中的传播速度更快
B.在真空中的波长更长
C.衍射的本领更强
D.频率更高,相同时间传递的信息量更大
11
第二部分(非选择题 共180分)
本部分共11小题,共180分。
21.(18分)
图8
(1)在练习使用多用电表(如图8)的实验中,
①用多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约为2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请在以下操作步骤中选择必须的操作,并按操作顺序排列:_____________(选填选项前的字母)。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指0
B.将红表笔和黑表笔接触
C.把选择开关旋转到“×1k”位置
D.把选择开关旋转到“×100”位置
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
②如图9所示,甲图是用电流档测小灯泡电流的原理示意图,乙图是用电压档测量小灯泡电压的原理示意图,丙图是用欧姆档测量电阻阻值的原理示意图。其中甲、乙、丙三图中开关在测量时都处于闭合状态。实验中不符合操作规程的是_____________。(选填“甲”、“乙”或“丙”)
红
黑
(甲)
红
(乙)
黑
红
(丙)
R
黑
图9
(2)某实验小组利用如图10所示的装置,对轻质弹簧的弹性势能进行探究。一轻质弹簧放置在较光滑的水平桌面上,弹簧右端固定,左端与一小球接触但不拴接;
11
弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘。向右推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放,小球离开桌面后落到铺有白纸和复写纸的水平地面上,通过测量和计算,可得到弹簧被压缩后的弹性势能。
图10
①为测得小球离开桌面时的动能Ek,已知重力加速度g,需要测量下列物理量中的_____________(选填选项前的字母)。
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量x
②用所选择的测量量和已知量表示Ek,Ek=_____________。
EP/J
图11
x2/m2
③如果忽略桌面摩擦阻力的影响,可认为小球离开桌面时的动能Ek等于弹簧被压缩后的弹性势能Ep。实验时,测得小球质量m=190.0g,桌面到地面的高度h=40.00cm。已知弹簧的劲度系数k=40N/m,本地重力加速度g=9.8m/s2。
某同学根据实验数据作出弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量的二次方x2关系的图像,如图11所示。在Ep–x2图像中,设图像的斜率为β,由图像可得Ep随x2变化的表达式为______________。根据功与能的关系,弹性势能的表达式中可能包含x2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_____________。通过寻找这个物理量与β间的数值关系,可得到弹簧的弹性势能的表达式为Ep=_____________。
11
22.(16分)
×
×
×
×
×
×
B
×
×
×
A
M
×
×
×
×
×
×
×
N
图12
+
ˉ
如图12所示,水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U,距离为d;匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间,恰好沿直线从M点射出;如果撤去磁场,粒子从N点射出。M、N两点间的距离为 h。不计粒子的重力。求:
(1)匀强电场场强的大小E;
(2)粒子从A点射入时的速度大小v0;
(3)粒子从N点射出时的动能Ek。
11
23.(18分)
在电磁感应现象中,根据磁通量发生变化的方式不同可以将感应电动势分为“动生电动势”和“感生电动势”两种。
B
图13
图2
a
b
R
F
M
N
P
Q
(1)如图13所示,相互平行的金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间距为L。导体棒ab垂直放置在两导轨上。导轨的左端接一阻值为R的定值电阻,其它电阻不计。整个装置处在竖直向下匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现对导体棒ab施加一水平向右的恒力F,使其由静止开始运动,运动过程中导体棒未滑出导轨。求:
a.ab棒的速度大小为v时,其所受安培力的大小FA;
b.ab棒运动过程中能达到的最大速度vm。
B
图14
图2
r0
O
r
(2)如图14所示,空间内存在着均匀分布的有界磁场,磁场的某个横截面是以O为圆心、r0为半径的圆。磁场的磁感应强度B随时间t均匀增强,设。将一半径为r(r< r0)的金属圆环放在磁场中,圆环所在平面与磁场垂直,圆心与O点重合。
a.求圆环中感生电动势大小ε;
b.圆环处感生电场场强的大小E。
11
24.(20分)
(1)如图15所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接。质量为m1的弹性小球从高h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为m2的弹性小球发生碰撞,碰撞前后两球的运动方向在同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。求:
a.m1球运动到B点时的速度大小v1;
b.碰撞过程中,系统的弹性势能的最大值Epm。
h
m1
m2
A
B
C
图15
(2)2018年诺贝尔物理学奖授予了阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)等三位科学家,以表彰他们在激光领域的杰出成就。阿瑟·阿什金发明了光学镊子(如图16),能用激光束“夹起”极其微小的粒子。
a.为了简化问题,将激光束看作是粒子流,其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上,会对物体产生力的作用,光镊效应就是一个实例。
现有一透明介质小球,处于非均匀的激光束中(越靠近光束中心光强越强)。小球的折射率大于周围介质的折射率。两束相互平行且强度①>②的激光束,穿过介质小球射出时的光路如图17所示。若不考虑光的反射和吸收,请分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。
b.根据上问光束对小球产生的合力特点,试分析激光束如何“夹起”粒子的?
图16
①
②
图17
11
昌平区2019年高三年级第二次统一练习
理科综合能力测试参考答案
13.B 14.A 15.D 16.C 17.B 18.C 19.A 20.D
21.(18分)
(1)①DBE (3分) ②丙 (3分)
(2)①ABC (3分) ② (3分)
③(2分),弹簧的劲度系数k(2分),(2分)
22.(16分)
(1)电场强度 (4分)
(2)粒子做匀速直线运动,电场力与洛伦兹力大小相等,方向相反。
(4分)
解得 (2分)
(3)粒子从N点射出,由动能定理得
(4分)
解得 (2分)
23.(18分)
(1)a.ab棒的速度大小为v时,产生的感应电动势 ε=BLv (1分)
感应电流 (1分)
ab棒所受安培力大小 (1分)
解得 (2分)
11
b.当时,速度最大。即 (3分)
解得 (2分)
(2)a.r< r0时,圆环中感生电动势大小 (2分)
(2分)
b.根据电动势的定义得 (2分)
解得 (2分)
24.(20分)
(1)a.m1从初始高度h由静止下滑,到达水平面时的速度为 v1
(2分)
(2分)
b.m1球和m2球碰撞过程中,当两球速度相同时,弹性势能最大。
由动量守恒定律和机械能守恒定律得
(2分)
(2分)
解得:
最大弹性势能
(2分)
(2)a.由图1可知,△v的方向即为小球对光束作用力的方向。
11
当强度①>②强度相同时,作用力F1>F2,由平行四边形定则知,①和②光速受力合力的方向向左偏下,则由牛顿第三定律可知,两光束因折射对小球产生的合力的方向向右偏上。 (6分)
①
②
图2
Fx
Fy
F合
v10
v1'
△v1
①
△v2
②
F1
F合
F2
v20
v2'
图1
b.如图2所示,小球受到的合力向右偏上。此力的横向分力Fy,会将小球推向光束中心。一旦小球偏离光速中心,就会受到指向中心的分力,实现光束对小球的约束,如同镊子一样“夹住”小球。 (4分)
11
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