2018北京东城高三物理二模试题与答案
东城区2017-2018学年度第二学期高三综合练习（二）
2018.05
13．下列说确的是
A ．对于温度不同的物体，温度低的物体能一定小
B ．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
C ．一定质量的气体当温度不变压强增大时，其体积可能增大
D ．在完全失重的情况下，密闭容器的气体对器壁没有压强
14．用蓝光照射一光电管，有光电效应现象发生。欲使光电子逸出时最大初动能增大，下列方法有效的是 A ．改用紫光照射
B ．改用红光照射
C ．延长蓝光的照射时间
D ．增大蓝光的强度
15．质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释
放的能量是（c 表示真空中的光速） A ．123()m m m c -- B ． 123()m m m c +- C ．2123()m m m c --
D ． 2123()m m m c +-
16．在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s 第一次达到最大位移处，在这段时间波传播了0.8 m ，则可知这列波
A ．周期是0.2 s
B ．波长是0.8 m
C ．波速是8 m/s
D ．振幅是0.4m
17. 由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的
A. 周期可以不同
B. 离地高度可以不同
C. 动能可以不同
D. 运行速率可以不同
18．假如要撑住一扇用弹簧拉着的门，在门前地面上放一块石头，门往往能推动石头慢慢滑动。然而，在门下缝隙处塞紧一个木楔（侧面如图所示），虽然木楔比石头的质量更小，却能把门卡住。下列分析正确的是
A ．门能推动石头是因为门对石头的力大于石头对门的力
B ．将门对木楔的力正交分解，其水平分力与地面给木楔的摩擦力大小相等
C ．若门对木楔的力足够大，门就一定能推动木楔慢慢滑动
D ．塞在门下缝隙处的木楔，其顶角θ无论多大都能将门卡住
顶角θ很小
木楔
19．图中所示ox 轴沿水平方向，oy 轴沿竖直向上方向。在x >0，y >0的区域存在某种分布围足够广的介质，其折射率随着y 的变化而变化。一束细光束入射到介质表面，并沿着如图所示从a 到b 的一条弧形路径传播。下列判断正确的是
A ．此介质的折射率随着y 的增大而减小
B ．海洋蜃景发生时空气折射率随高度的变化与此类似
C ．沙漠蜃景发生时空气折射率随高度的变化与此类似
D ．这束细光束在继续传播的过程中会发生全反射
20．光滑斜面上，某物体在沿斜面向上的恒力作用下从静止开始沿斜面运动，一段时间后撤去恒力，不计空气阻力，设斜面足够长。物体的速度用v 表示，物体的动能用E k 表示，物体和地球组成系统的重力势能用E P 表示、机械能用E 表示，运动时间用t 表示、路程用l 表示。对整个运动过程，下图表示的可能是
A ． v 随t 变化的 v –ｔ 图像
B ． E P 随t 变化的E P –t 图像
C ． E 随l 变化的E –l 图像
D ．
E k 随l 变化的E k –l 图像
21．（18分）
（1）用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
①对测量原理的理解正确的是 。（选填选项前的字母） A ．由g ＝4π2l
T
2可知，T 一定时，g 与l 成正比
B ．由g ＝4π2l
T
2可知，l 一定时，g 与T 2成反比
C ．单摆的振动周期T 和摆长l 可用实验测定，由g ＝4π2l
T
2可算出当地的重力加速度
②若测量结果得到的g 值偏大，可能是因为 。（选填选项前的字母） A ．组装单摆时，选择的摆球质量偏大 B ．测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长
C ．测量周期时，把n 次全振动误认为是(n ＋1)次全振动 ③下表是某同学记录的实验数据，并做了部分处理。
组次 1 2 3 4 5 6 摆长l / cm
40.00
50.00
60.00
80.00
100.00
120.00
y
x
a b
50次全振动时t/s 63.0 74.0 77.5 89.5 100.0 109.5
周期T/s 1.26 1.48 1.55 1.79 2.19
周期的平方T2/s2 1.59 2.01 2.40 3.20 4.80
请计算第5组实验中的T2= s2。
④将上表数据输入计算机，可得到右图所示的l－T2图像，图线经过坐标
原点，斜率k=0.25m/s2。由此求得重力加速度g＝________ m/s2。（π2=9.87，
此空答案保留3位有效数字）
（2）在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3k 的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。
①根据图甲所示的电路，观察图乙
．．可知：充电电流与放电电流方向（选填“相同”或“相反”），大小都随时间；（选填“增加”或“减小”）
②该电容器的电容值为____________F；（结果保留2位有效数字）
③某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。
22．（16分）
如图所示，一质量为m=0.10kg的小物块以初速度υ0从粗糙水平桌面上某处开始运动，经时间t=0.2s后以速度υ=3.0 m/s飞离桌面，最终落在水平地面上。物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，桌面高h=0.45m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）小物块的初速度υ0的大小；
（3）小物块落地时的动能E k。
23. （18分）
地球表面附近存在一个竖直向下的电场，其大小约为100V/m。在该电场的作用下，大气中正离子向下运动，负离子向上运动，从而形成较为稳定的电流，这叫做晴天地空电流。地表附近某处地空电流虽然微弱，但全球地空电流的总电流强度很大，约为1800A。以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。
（1）请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低？
（2）如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的，且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强；地表附近电场的大小用E表示，地球半径用R表示，静电力常量用k表示，请写出地表所带电荷量的大小Q 的表达式；
（3）取地球表面积S=5.1×1014m2，试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小；
（4）我们知道电流的周围会有磁场，那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场？如果会，说明方向；如果不会，说明理由。
24. （20分）
有电阻的导电圆盘半径为R，其边缘用电阻不计的导电材料包裹，可绕固定点O在水平面
转动，其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力，空气阻力也忽略不计。用导线
将电动势为Ｅ的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，如图1所示在圆盘所在区域充满竖直向下的匀强磁场，如图2所示只在A、O之间的一块圆形区域存在竖直向下的匀强磁场，两图中磁场的磁感应强度大小均为B，且磁场区域固定。如果将开关S闭合，圆盘将会转动起来。
（1）在图1中，将开关S闭合足够长时间后，圆盘转速达到稳定。
a．从上往下看，圆盘的转动方向是顺时针还是逆时针？
b．求稳定时圆盘转动的角速度ω1的大小。
（2）在图2中，进行了两次操作：第一次，当圆盘加速到ω0时将开关断开，圆盘逐渐减速停下；第二次，当圆盘加速到2ω0时将开关断开，圆盘逐渐减速停下。已知从理论上可以证明：在圆盘减速过程中任意一个极短的时间Δt，角速度的变化量Δω=kFΔt，F是该时刻圆盘在磁场区域受到的安培力的大小，k为常量。求两次操作中从开始减速到停下的过程中圆盘转过的角度之比θ1：θ2。
（3）由于图1中的磁场围比图2中的大，所以刚闭合开关瞬时，图1中圆盘比图2中圆盘加速得快。有人认为：断开开关后，图1中圆盘也将比图2中圆盘减速得快。请分析说明这样的想法是否正确。
参考答案
21.（1）①C ②C ③4.00 ④9.87
（2）①相反，减小 ②1.0×10－2
③正确。因为当开关S 与2连接，电容器放电的过程中，电容器C 与电阻R 上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值U m ”及曲线与时间轴所围“面积S ”，仍可应用m
Q S
C U RU ==
计算电容值。 22．（16分）
（1）小物块的加速度g m
mg m f a μμ===
，由at v v =-0，将υ=3.0 m/s ，μ=0.25，t=0.2s 代入，得小物块的初速度v 0=3.5m/s 。
（2）小物块飞离桌面后做平抛运动，飞行时间g
h
t 2=
，将h=0.45m 代入，得t =0.3s ，由vt x =，将υ=3.0 m/s 代入得小物块落地点距飞出点的水平距离x =0.9m
。 （3）对小物块从离开桌面到落地的过程应用动能定理，2
2
1mv E mgh k -=，将h=0.45m ，υ=3.0 m/s ，m=0.10kg 代入，得小物块落地时的动能E k =0.9J 。 23. （18分） （1）降低。
（2）由2Q E k R
=，得电荷量的大小2
ER Q k =。
（3）如图，从地表开始向上取一小段高度为Δh 的空气层（Δh 远小于地球半径R ），则从空气层上表面到下表面之间的电势差为U =E ·Δh ，这段空气层的电
阻0
h r S ρ?=，且r U I =；三式联立得到0ES I
ρ=，将E =100V/m ，I =1800A ，S =5.1×1014m 2
代入，得ρ0=2.8×1013Ω·m 。
（4）方法一：如图，为了研究地球表面附近A 点的磁场情况，可以考虑关于过A 点的地球半径对称的两处电流I 1和I 2，根据右手螺旋定则可以判断，这两处电流在A 点产生的磁场的磁感应强度刚好方向相反，大小相等，所以I 1和I 2产生的磁场在A 点的合磁感应强度为零。同理，地球上各处的地空电流在A 点的合磁感应强度都为零，即地空电流不会在A 点产生磁场。同理，地空电流不会在地球附近任何地方产生磁场。
方法二：因为电流关于地心分布是球面对称的，所以磁场分布也必将关于地心球面对称，这就要求磁感线只能沿半径方向；但是磁感线又是闭合曲线。以上两条互相矛盾，所以地空电流不会产生磁场。 24.（20分）
（1）a . 从上往下看，圆盘的转动方向是逆时针方向。
b ．圆盘转动时，产生沿半径方向的感应电动势，在与轴O 距离为r 处沿半径方向取一小段长度Δr ，这一小段距离上的感应电动势ΔＥ感＝Ｂr ωΔr ，从轴O 到圆盘边缘处求和，可得感应电动势20+1
=(
)22
R E B R BR ωω=感。当转动稳定后，圆盘的感应电动势（即反电动势）与电源电动势相等，因此有
E BR =122
1
ω，解得：212BR E =ω。
（2）图2中开关断开圆盘减速时，由于磁场区域固定，所以仍有圆盘的感应电动势
ω∝感E ，且可认为圆盘中电流流经的路径及电阻不变，因此安培力ω∝∝∝E I F ，即安
培力F 与角速度ω成正比；
由题意知：在任意一段极短的时间Δt ，角速度的变化量Δω=kF Δt ，考虑到其中ω∝F ，可知Δω=k ’ωΔt （k ’为另一常量），又因为ωΔt=Δθ（圆盘转过角度的变化量），因此有：对应任一小段时间Δt ，总有Δθ∝Δω。
所以，从开始减速到停下的这段时间，圆盘转过的角度正比于其角速度的改变量，即θ1:θ2=ω0:2ω0=1:2。
（3）开关断开后，由于图1
中磁场充满整个圆盘，使得圆盘沿每条半径方向的感应电动势
都一样大，电荷只在盘心和盘边缘处积累，不会在圆盘部形成电流（涡流），因此在开关断开后，只要没有其它的阻力，圆盘将匀速转动不会减速。图2中由于磁场存在于圆盘中的一部分区域，使得开关断开后，仍有电流在圆盘部形成回路（涡流），进而引起安培力使圆盘减速。因此这样的想法错误。