2020年北京市十一學(xué)校高考物理三模試卷

一、選擇題（本部分共14小題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。請將各小題選項(xiàng)填涂在答題卡相應(yīng)位置。）

• 1．物理學(xué)重視邏輯推理，崇尚理性，其理論總是建立在對事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上，下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)

  B．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的

  C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的

  D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的
  組卷：161引用：11難度：0.9

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• 2．用a、b兩種不同的單色光在相同條件下分別經(jīng)同一單縫衍射裝置得到的衍射圖樣如圖甲、乙所示?，F(xiàn)使a光從水中斜射向水面上的O點(diǎn)，其入射角為i、折射角為r,如圖丙所示。對于這兩種單色光，下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．在真空中a光的波長較短

  B．水對a光的折射率n= sini sinr

  C．在水中a光的傳播速度較大

  D．a(chǎn)光從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較小
  組卷：139引用：2難度：0.6

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• 3．如圖所示，一定量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過過程①到達(dá)狀態(tài)B，再由狀態(tài)B經(jīng)過過程②到達(dá)狀態(tài)C，其中過程①圖線與橫軸平行，過程②圖線與縱軸平行。對于這個(gè)變化過程，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，氣體放出熱量

  B．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能在減小

  C．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程，氣體內(nèi)能保持不變

  D．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程，氣體吸收熱量
  組卷：159引用：1難度：0.6

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• 4．如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（　　）

  A．在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)

  B．在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒

  C．在P中的下落時(shí)間比在Q中的長

  D．落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大
  組卷：1875引用：29難度：0.9

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• 5．關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象的說法，正確的是（　?。?br/>

  A．圖甲說明薄板是非晶體

  B．圖乙說明氣體速率分布隨溫度變化且T1＞T2

  C．圖丙說明氣體壓強(qiáng)的大小既與分子動(dòng)能有關(guān)也與分子的密集程度有關(guān)

  D．圖丁說明水黽受到了浮力作用
  組卷：161引用：12難度：0.7

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• 6．某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”．將彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M．彈簧測力計(jì)B的掛鉤處系一細(xì)線，把細(xì)線的另一端系在彈簧測力計(jì)A下端細(xì)線上的O點(diǎn)處，手持彈簧測力計(jì)B水平向左拉，使O點(diǎn)緩慢地向左移動(dòng)，且總保持彈簧測力計(jì)B的拉力方向不變．不計(jì)彈簧測力計(jì)所受的重力，兩彈簧測力計(jì)的拉力均不超出它們的量程，則彈簧測力計(jì)A、B的示數(shù)F_A、F_B的變化情況是（　?。?/h2>

  A．FA變大，F(xiàn)B變小	B．FA變小，F(xiàn)B變大
  C．FA變大，F(xiàn)B變大	D．FA變小，F(xiàn)B變小
  組卷：323引用：6難度：0.9

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三、計(jì)算題（本部分共4小題，共40分。）

• 19．1665年，就讀于劍橋大學(xué)的牛頓回到鄉(xiāng)下躲避鼠疫，他利用這個(gè)寧靜的時(shí)間思考了“是什么力量使得行星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，蘋果為什么會(huì)落到地上而不是天上”等問題，在此基礎(chǔ)上他提出了萬有引力定律，為經(jīng)典力學(xué)體系的建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
  （1）將行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和開普勒第三定律（

  r

  3

  T

  2

  =k,其中r為行星中心到太陽中心間的距離，T為行星運(yùn)動(dòng)的周期，k為常數(shù)）等，推導(dǎo)行星和太陽之間的引力滿足F=G

  m

  M

  r

  2

  ，其中m為行星的質(zhì)量，M為太陽的質(zhì)量，G是比例常數(shù)；
  （2）上面（1）的推導(dǎo)是源于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，因此它只適用于行星與太陽之間的力，牛頓在此基礎(chǔ)上又向前走了一大步，提出了任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間都存在引力，且都滿足（1）中的表達(dá)式。在牛頓時(shí)代已經(jīng)能比較精確地測定：月球軌道半徑r、月球公轉(zhuǎn)周期T、地球半徑R、地球表面的重力加速度g。若維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋果下落的力真是同一種力，請求出上述4個(gè)量應(yīng)滿足的關(guān)系；
  （3）2019年4月10日人類公布了拍攝到的首張黑洞的照片。黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光（光在真空中的速度大小為c）都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測直接確定黑洞的存在。嚴(yán)格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識(shí)，但早在相對論提出之前就有人利用經(jīng)典力學(xué)體系預(yù)言過黑洞的存在。我們知道，在經(jīng)典力學(xué)體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m₁、m₂的質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)也會(huì)具有勢能，稱之為引力勢能，其大小為E_p=-G

  m

  1

  m

  2

  r

  （規(guī)定無窮遠(yuǎn)處勢能為零）。假定黑洞為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球形天體，請你利用以上信息，推測質(zhì)量為M′的黑洞，之所以能夠成為“黑”洞，其半徑R最大不能超過多少？
  組卷：225引用：2難度：0.3

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• 20．回旋加速器的示意圖如圖所示。它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開有一條狹縫；兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場中并接在高頻交變電源上。在D₁盒中心A處有粒子源，它產(chǎn)生并發(fā)出帶電粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D₂盒中。在磁場力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，垂直通過狹縫，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運(yùn)動(dòng)的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知某粒子所帶電荷量為q,靜止時(shí)質(zhì)量為m₀，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)。設(shè)該粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度為零，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力。
  （1）忽略相對論效應(yīng)，求
  ①交變電壓的周期T；
  ②粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能E_km；
  （2）人們使用早期制造的回旋加速器加速帶電粒子時(shí)發(fā)現(xiàn)，粒子能量達(dá)到25～30MeV后，就很難再加速了。原因是：按照狹義相對論，粒子的質(zhì)量m隨著速度v的增加而增大（具體關(guān)系為m=

  m

  0

  1

  -

  （

  v

  c

  ）

  2

  ，c為真空中的光速），質(zhì)量的變化會(huì)導(dǎo)致其回轉(zhuǎn)周期的變化，從而破壞了交變電壓的周期與粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)周期的一致性（若將m₀換成m=

  m

  0

  1

  -

  （

  v

  c

  ）

  2

  后，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期公式仍然成立）。已知：在高速運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)能定理仍然成立，只不過物體的動(dòng)能表達(dá)式需要修改為E_k=mc²-m₀c²．考慮相對論效應(yīng)后，適當(dāng)調(diào)整交變電壓的周期，可以使粒子獲得更大的動(dòng)能。
  ①求粒子第n次通過狹縫時(shí)，交變電壓的周期T_n；（注：結(jié)果用U、n、B、m₀、q、c和π表示）
  ②若交變電壓的最終周期為T_m，求粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能E_km'（注：結(jié)果用Tm、B、q、m₀、c和π表示）。
  組卷：151引用：2難度：0.6

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