2016届北京市东城区高三零模物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

物体由大量分子组成，下列说法正确的是

A．物体温度升高，物体内每个分子的动能都增大

B．物体运动的速度越大，分子做热运动的平均动能就越大

C．分子间的作用力（即引力和斥力的合力）总是随着分子间的距离增大而减小

D．物体吸收热量，温度不一定升高

2. 难度：简单

关于原子模型，下列说法错误的是

A．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

B．卢瑟福完成的粒子散射实验，说明了原子的“枣糕”模型是不正确的

C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子

D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加

3. 难度：困难

如图是一质点做简谐运动的振动图像。关于该质点的运动，下列说法正确的是

A．0．025s和0．075s两个时刻的速度大小和方向都相同

B．0．025s和0．075s两个时刻的加速度大小和方向都相同

C．0．025s时刻速度和加速度方向相同

D．从0．025s算起的四分之一个周期内该质点的路程为0．5 cm

4. 难度：困难

两束不同频率的单色光a、b从空气彼此平行射人水中，发生了如图所示的折射现象（）。下列结论中正确的是

A．光束a在水中的传播速度比光束b在水中的传播速度小

B．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大

C．若单色光a照射某金属时能发生光电效应，那单色光b照射该金属时也一定能发生光电效应

D．用单色光a和单色光b分别做双缝干涉实验，在其他条件一定的情况下，单色光a的条纹间距比单色光b的条纹间距小

5. 难度：中等

如图所示，在光滑的水平面上有两物体A、B，它们的质量均为m。在物体B上固定一个轻弹簧处于静止状态。物体A以速度v₀沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用。下列说法正确的是

A. 当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零

B. 当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的速度为零

C. 在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B所做的功为

D. 在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反

6. 难度：简单

如图所示，正方形线圈两端接在电容器a、b两极板上，匀强磁场竖直向上穿过线圈，此时电容器a、b两极板不带电。当磁场随时间均匀增强时，下列说法中正确的是

A．电容器a极板带正电，且所带电量逐渐增大

B．电容器a极板带负电，且所带电量逐渐增大

C．电容器a极板带正电，且所带电量保持不变

D．电容器a极板带负电，且所带电量保持不变

7. 难度：中等

利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品薄片放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是上、下表面间建立起电场E_H，同时产生霍尔电势差U_H。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E_H和U_H达到稳定值，U_H的大小与I和B满足关系U_H=k_HIB，其中k_H称为霍尔元件灵敏度。已知此半导体材料是电子导电，薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e。下列说法中正确的是

A．半导体样品的上表面电势高于下表面电势

B．霍尔元件灵敏度与半导体样品薄片的长度a、宽度b均无关

C．在其他条件不变时，单位体积中导电的电子数n越大，霍尔元件灵敏度越高

D．在其他条件不变时，沿磁场方向半导体薄片的厚度c越大，霍尔元件灵敏度越高

8. 难度：中等

“竹蜻蜓”是一种在中国民间流传甚广的传统儿童玩具，是中国古代一个很精妙的小发明，距今已有两千多年的历史。其外形如图所示，呈T字形，横的一片是由木片经切削制成的螺旋桨，当中有一个小孔，其中插一根笔直的竹棍，用两手搓转这根竹棍，竹蜻蜓的桨叶便会旋转获得升力飞上天，随着升力减弱而最终又落回地面。二十世纪三十年代，德国人根据“竹蜻蜓”的形状和原理发明了直升机的螺旋桨。下列关于“竹蜻蜓”的说法正确的是

A. “竹蜻蜓”从手中飞出直至运动到最高点的过程中，始终在加速上升

B. “竹蜻蜓”从手中飞出直至运动到最高点的过程中，始终在减速上升

C. 为使“竹蜻蜓”能以图示方向旋转上升，其桨叶前缘应比后缘略高

D. 为使“竹蜻蜓”能以图示方向旋转上升，其桨叶前缘应比后缘略低

9. 难度：中等

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电为学生电源，输出电压为6V（频率为50Hz）的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C．用天平测出重锤的质量

D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带

E．测量纸带上某些点间的距离

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，有_______。

某同学按照正确的操作选得纸带如上图，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm）。

该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9．80m／s²,他用AC段的平均速度作为打出B点时对应的物体的即时速度，则OB段重锤重力势能的减少量为      ，而动能的增加量为      （计算结果均保留3位有效数字，重锤质量用m表示），造成上述实验结果不相等的原因主要是___________。

二、实验题

10. 难度：中等

有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N，如图（a）所示。用多用电表电阻挡测得MN间的电阻膜的电阻约为100。陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。

某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。

A．毫米刻度尺

B．游标卡尺（20分度）

C．电流表A₁（量程0一50 mA，内阻约10）

D．电流表A₂（量程O～0．6A，内阻约0．6）

E．电压表V₁（量程3V，内阻约5 k）

F．电压表V₂（量程15V，内阻约15 k）

G．滑动变阻器R₁（阻值范围0一20，额定电流1．5A）

H．滑动变阻器R₂（阻值范围0一100，额定电流1A）

I．电源E（电动势6V，内阻可不计）

J．开关一个，导线若干

他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l，用游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图（b）所示，该陶瓷管的外径D=      cm；

为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表      ，电压表      ，滑动变阻器      ；（填写器材前面的字母代号）

在方框中画出实验电路图；

连接好电路后移动滑片，闭合开关。改变滑动变阻器接人电路的电阻，记录多组电压表的读数和电流表的读数，根据数据做出电压—电流图像（题图线为一条直线），并计算出图线的斜率为k。若镀膜材料的电阻率为，计算电阻膜厚度d的数学表达式为d=      （用题目给出的已知量符号或数学常数的符号表示）。

三、计算题

11. 难度：中等

如图所示，在竖直平面内有轨道ABC，其中AB段为水平直轨道，与质量m=0．5 kg的小物块（可视为质点）之间的动摩擦因数=0．2，BC段为光滑半圆形轨道，轨道半径R=2m，轨道AB与BC在B点相切。小物块在水平拉力F=3N的作用下从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达圆弧轨道的最低点B时撤去拉力，此时速度v_B=10m／s。取g=10m／s²，则：

（1）拉力F做了多少功；

（2）经过B点后瞬间，物块对轨道的压力是多大；

（3）若物块从最高点C飞出后落到水平轨道上的D点（图中未画出），求BD间的距离。

12. 难度：困难

显像管是旧式电视机的主要部件，显像管的简要工作原理是阴极K发射的电子束经电场加速后，进入放置在其颈部的偏转线圈形成的偏转磁场，发生偏转后的电子轰击荧光屏，使荧光粉受激发而发光，图（a）为电视机显像管结构简图。

显像管的工作原理图可简化为图（b）。其中加速电场方向、矩形偏转磁场区域边界MN和PQ均与OO平行，荧光屏与OO垂直。磁场可简化为有界的匀强磁场，MN=4d，MP=2d，方向垂直纸面向里，其右边界NQ到屏的距离为L。

若阴极K逸出的电子（其初速度可忽略不计），质量为m，电荷量为e，从O点进入电压为U的电场，经加速后再从MP的中点射入磁场，恰好从Q点飞出，最终打在荧光屏上。

（l）求电子进入磁场时的速度；

（2）求偏转磁场磁感应强度B的大小以及电子到达荧光屏时偏离中心O点的距离；

（3）电子束在屏上依次左右上下经过叫做扫描。每次击中荧光屏上的一个点称为像素，整屏的像素多少叫做显示分辨率。图像由大量像素组成，每屏图像为一帧。为了能让眼睛看到活动的画面，并且感觉不出来图像的扫描过程，需要依靠视觉暂留现象，短时间内完成多帧扫描。假设每个像素同时由n个电子击中而发光，显示器的分辨率为p，每秒显示整屏图像的帧数为k，求进人磁场的电子束的等效电流。

四、简答题

13. 难度：中等

随着科学技术水平的不断进步，相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此，科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地球做匀速圆周运动，人们生活在空间站的环形管道中，管道内部截面为圆形，直径可达几千米，如图（a）所示。已知地球质量为M，地球半径为R，空间站总质量为m，G为引力常量。

（1）空间站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R，求空间站在轨道上运行的线速度大小；

（2）为解决长期太空生活的失重问题，科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转，使在空间站中生活的人们获得“人工重力”。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r₁、r₂，环形管道壁厚度忽略不计，如图（b）所示。若要使人们感受到的“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样（不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心轴静止），则该空间站的自转周期应为多大；

（3）为进行某项科学实验，空间站需将运行轨道进行调整，先从半径为2R的圆轨道上的A点（近地点）进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点（远地点）时，再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响，且每次调速持续的时间很短。

①请说明空间站在这两次调速过程中，速度大小是如何变化的；

②若以无穷远为引力势能零点，空间站与地球间的引力势能为，式中r表示空间站到地心的距离，求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。