1、北京市东城区 2018 届高三第三次模拟考试理综试卷物理试题一、选择题1.如图表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。M 是该时刻波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。以下说法中错误的是（ ）A. 质点 M 的振动始终是加强的 B. 质点 M 的振幅最大C. 质点 M 的位移始终最大 D. 质点 M 的位移有时为 0【答案】C【解析】M 点是波峰与波峰相遇点，振幅最大，即是加强点，加强点在振动过程中始终是加强的，AB 正确；加强点在振动过程中位移从-2A 到零再到 2A，也是做周期性变化的，C 错误 D正确【点睛】解决本题的关键知道波峰和波峰叠加，波谷与波谷
2、叠加振动加强，波峰与波谷叠加，振动减弱注意振动加强点是振幅最大，不是始终处于波峰或波谷位置2.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极K，电流计 G 的指针发生偏转。而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时，电流计 G的指针不发生偏转，那么（ ）A. a 光的波长一定大于 b 光的波长B. 增加 b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转C. 用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电流是由 d 到 cD. 只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大【答案】D【解析】试题分析：据题意，a 照射光照射能发生光电效应，说明 ，而用
3、b 照射光时不能发生，则说明： ，因此 ，故 A 选项正确；当 b 照射光频率小于金属极限频率时，无论如何增加 b 光强度，都不能发生光电效应，故 B 选项错误；a 光照射阴极，电子飞向 A 端，则电流流向 K 端，即从 c 到 d，故 C 选项错误；当增大 a 光的强度，相当于增加了单位时间内单位面积的光子数，可以在单位时间内打出更多的光电子数，则电流增强，故 D 选项正确。考点：本题考查光电效应。3.给一定质量、温度为 0的水加热，在水的温度由 0上升到 4的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形
4、成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能。在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题的下列说法中正确的是（ ）A. 水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B. 水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C. 水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D. 水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功【答案】D【解析】试题分析：由于水的温度在升高，故水分子的平均动能增大，所以 A、B 是不对的；吸收热量的一部分使水分子之间的结构
5、发生了变化，而变化时是需要一定能量的，用来克服原来分子间原来的结合力而做功，故 D 的说法是正确的。考点：温度的含义，内能的增加，克服分子间的作用力。4.2017 年 4 月 7 日出现了“木星冲日”的天文奇观，木星离地球最近最亮。当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学称之为“木星冲日”。木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动。不考虑木星与地球的自转，相关数据见下表。则（ ）A. 木星运行的加速度比地球运行的加速度大B. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大C. 下一次“木星冲日 ”的时间大约在 2027 年 7 月份D. 在木星表面附近发射飞行
6、器的速度至少为 7.9km/s【答案】B【解析】太阳对行星的引力充当行星做圆周运动的向心力，则 ，可得 木星与太阳间距离比地球与太阳间距离大，木星运行的加速度比地球运行的加速度小，A 错误；行星对表面物体的万有引力等于物体在表面时受到的重力，则 ，可得木星质量是地球质量的 320 倍，木星半径是地球半径的 11 倍，则木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大，B 正确；据开普勒第三定律， ，则年设从木星冲日到下次木星冲日的时间间隔为 t，则 ，解得t1.1 年，所以下一次“木星冲日”的时间大约在 2018 年 5 月份，C 错误；绕星球表面做圆周运动的飞行器 ，则 ，木星质量是地球质量的
7、320 倍，木星半径是地球半径的 11 倍，所以在木星表面发射的飞行器的最小速度大于地球表面发射的飞行器最小速度（7.9km/s ） ，D 错误5.如图，是磁电式转速传感器的结构简图。该装置主要由测量齿轮、软铁、永久磁铁、线圈等原件组成。测量齿轮为磁性材料，等距离地安装在被测旋转体的一个圆周上（圆心在旋转体的轴线上） ，齿轮转动时线圈内就会产生感应电流。设感应电流的变化频率为 f，测量齿轮的齿数为 N，旋转体转速为 n。则A. f = nNB. C. 线圈中的感应电流方向不会变化D. 旋转体转速高低与线圈中的感应电流无关【答案】A【解析】旋转体转一圈，测量齿轮靠近和远离线圈 N 次，线圈中的感
8、应电流变化 N 次,旋转体的转速为 n，感应电流的变化频率为 f，则 ，A 正确 B 错误；测量齿轮靠近和远离线圈时，线圈中磁通量的变化相反，产生的感应电流方向相反，C 错误；旋转体转速越高，测量齿轮靠近和远离线圈越快，线圈中磁通量的变化越快，线圈中感应电动势越大，线圈中的感应电流越强，D 错误6.在一个很小的厚度为 d 的矩形半导体薄片上，制作四个电极 E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件，如图所示。在 E、F 间通入恒定的电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，则薄片中的载流子（形成电流的自由电荷）就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使 M、N 间出现了电压，称为霍尔电
9、压 UH。可以证明 UH=kIB/d，k 为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。下列说法正确的是A. 若 M 的电势高于 N 的电势，则载流子带正电B. 霍尔系数 k 较大的材料，其内部单位体积内的载流子数目较多C. 借助霍尔元件能够把电压表改装成磁强计（测定磁感应强度）D. 霍尔电压 UH 越大，载流子受到磁场的洛仑兹力越小【答案】C【解析】根据左手定则可知正流子向 N 偏转，即 N 带正电，N 的电势高于 M 的电势，A 错误；设上下两个表面相距为 L，电子所受的电场力等于洛仑兹力 ，设材料单位体积内电子的个数为 n，材料截面积为 S， ， ，联立解得： ，令 ，则，所以根据 可知单位体积
10、内的载流子数目，随着霍尔系数越大，而越小，B错误；根据 可得 ，故借助霍尔元件能够把电压表改装成磁强计（测定磁感应强度） ，C 正确；载流子受到的洛伦兹力 ，霍尔电压 UH 越大，载流子受到磁场的洛仑兹力越大，D 错误7.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。关于电线充电，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
11、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【答案】C【解析】试题分析：无线充电的原理，其实就是电磁感应现象，而不是电流的磁效应，故选项 A 错误；发生电磁感应的条件是电流要发生变化，故不能接到直流电源上，选项 B 错误；发生互感时，二个线圈中的交流电的频率应该相同，故选项 C 正确；只有无线充电底座，但是手机内部的线圈与底座上的线圈的频率相同时才可以进行充电，故选项 D 错误。考点：电磁感应现象。二、非选择题8.如图甲，利用恒速滴液瓶（每隔相同时间从玻璃管口滴下一个液滴）和频闪光源来研究自由落体运动。实验时，调节频闪光源的频率和恒速液滴的频率，使两者恰好相
12、等，屏幕上就会出现“液滴不动” 的影点，设此时频闪光源的频率为 f。某次实验的影点位置如图乙所示，三个影点间的距离分别为 h1、h 2 和 h3。若图乙中最上边一个影点的初速度恰好为零，则 h1：h 2：h 3_，液滴下落加速度的表达式为 a_。图乙中自上而下第二个影点瞬时速度的表达式为 v_。【答案】 (1). （1）1： 3：5 (2). （其它结果表示正确也同样得分） (3). 【解析】(1) 最上边一个影点的初速度恰好为零，初速度为零的匀加速直线运动，在相邻相等时间内通过的位移之比设液滴从一个影点到下一个影点所用时间为 ，则据 ，解得：(2) 图乙中自上而下第二个影点瞬时速度点睛：初速
13、度为零的匀加速直线运动在连续相等时间内的位移之比为9.某同学想要描绘标有“2.5V，0.3A”字样的小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到额定值，且尽量减小实验误差，可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：A. 电压表 V，量程 03V，内阻约 5kB. 电流表 A1，量程 0300mA，内阻约 0.25C. 电流表 A2，量程 0100mA，内阻约 5D.滑动变阻器 R1，最大阻值 10，额定电流 2.0AE. 滑动变阻器 R2，最大阻值 100，额定电流 1.0AF. 直流电源 E，电动势约 3V，内阻 2上述器材中，电流表应选_，滑动变阻器应选_（填写所选器材前
14、的字母代号） 。请将虚线框内图 1 所示的实验电路图补画完整，并在图 2 中进行实物连线。如图 3 是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线。从图线可以得出小灯泡灯丝的电阻率随温度变化的特点是_。在实验中，当小灯泡两端加 2.5V 的电压时，此时小灯泡的电阻为_ （保留两位有效数字） 。在滑动变阻器滑动过程中，若用 P、I 、U 、R 分别表示小灯泡的功率、通过的电流、两端的电压和电阻，则下列图像可能正确的是_【答案】 (1). B D（如图所示） (2). (3). 随着温度的升高，小灯泡灯丝的电阻率增大 (4). 8.3 (5). AC【解析】小灯泡额定电流为 0.3A，故电流表选 A1。
15、根据题意，要求小灯泡两端电压从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，应选用总阻值较小的 R1；滑动变阻器采用分压式接法，同时灯泡的电阻较小，为了减小误差，故只能采用电流表外接法，如图所示：从绘制出的伏安特性曲线的弯曲情况可以看出，随着温度的升高，小灯泡灯丝的电阻率增大；当小灯泡电压为 2.5V 时，从图中读出此时流过小灯泡的电流为 0.3A，故 =8.3由公式 和 可知，图 A 和图 C 的描述均正确；图 B 中斜率代表电流，与实际情况不符；图 D 中 P 和 R 关系不明，故错误。【点睛】首先要明白实验原理，根据给定的仪表进行选择；然后要判断实验电路的接法，知道本实验是采用电流表外接法，和
16、滑动变阻器的分压式解法，连接电路并绘制电路图；根据图象切线斜率的物理意义，可以判断电阻率的变化；伏安特性曲线中的 U 和I 一一对应，可以求出任一电压对应下的电阻值；10.如图所示，光滑轨道 ABCD 由倾斜轨道 AB 和半圆轨道 BCD 组成。倾斜轨道 AB 与水平地面的夹角为 ，半圆轨道 BCD 的半径为 R，BD 竖直且为直径， B 为最低点，O 是BCD 的圆心，C 是与 O 等高的点。一个质量为 m 的小球在斜面上某位置由静止开始释放，小球恰好可以通过半圆轨道最高点 D。小球由倾斜轨道转到圆轨道上时不损失机械能。重力加速度为 g。求：（1）小球在 D 点时的速度大小（2）小球开始下滑
17、时与水平地面的竖直高度与半圆半径 R 的比值。（3）小球滑到斜轨道最低点 B 时（仍在斜轨道上） ，重力做功的瞬时功率【答案】 （1） （2） （3）【解析】试题分析：本题中，小球经历了沿斜面向下的匀加速运动，还有平面内的圆周运动。考查了学生利用已知物理模型，灵活处理实际问题的能力。题目中小球运动过程中，满足机械能守恒。（1）小球恰好可以通过半圆轨道最高点 D，则在最高点满足：故小球在 D 点的速度 =（2）设小球开始下滑时与水平地面的高度为 h则从开始下滑，一直到圆弧轨道最高点 D，根据动能定理可知：解得：（3）设小球到达最低点 B 时的速度大小为 ，则滑到最低点 B 的过程中满足方程： 解
18、得所以在 B 点，小球重力的瞬时功率 =【点睛】 （1）小球恰好通过圆弧轨道的最高点，这是一个轻绳模型，由此可判断，此时在D 点，只有重力充当向心力，可以求出小球在 D 点的速度。 （2）确定好物理过程的初、末位置及状态后，根据机械能守恒，或利用动能定理，均可求解相关量；（3）重力的瞬时功率，应等于重力与重力方向分速度的乘积。11.如图甲所示，空间存在 B 0.5T 方向竖直向下的匀强磁场。MN、PQ 是相互平行的粗糙的长直导轨，处于同一水平面内，其间距 L0.2m，电阻 R0.4 ；ab 是垂直跨接在导轨上质量 m0.1kg 的导体棒，它与导轨间的动摩擦因数 0.2。从 t0 时刻开始，通过
19、一小型电动机对 ab 棒施加一个水平向左的牵引力 F，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是导体棒的速度时间图象（其中OA 是直线，AC 是曲线，DE 是 AC 曲线的渐近线） 。小型电动机在 12s 末达到额定功率（设电动机的功率为它的输出功率） ，此后功率保持不变。除 R 以外，其余部分的电阻均不计，g 取 10m/s2。求：（1）导体棒在 012s 内的加速度大小；（2）电动机的额定功率；（3）若已知 012s 内电阻 R 上产生的热量为 12.5J，则此过程中牵引力做的功。【答案】 （1） （2） （3）【解析】【详解】 （1）由图中可得：1
20、2s 末的速度为导体棒在 0 12s 内的加速度大小为（2）当导体棒达到收尾速度棒受力平衡，有：此时 （2 分）代入后得故（3）在 0 12s 内 F 是变力，据动能定理又设 12s 内金属棒移动的距离为 S1联立解得12.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段横截面积为 S、长为 l 的金属电阻丝，单位体积内有 n 个自由电子，每一个电子电量为 e。该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为 U，假设自由电子定向移动的速率均为 v。（1）求导线中的电流 I；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。
21、为了求解在时间 t 内电流做功 W 为多少，小红记得老师上课讲过，WUIt，但是不记得老师是怎样得出WUIt 这个公式的，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即 E ，设导体中全部电荷为 q 后，再求出电场力做的功 ，将 q 代换之后，小红没有得出 WUIt 的结果。a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程。b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为 j，导线的电阻率为 ，试证明： 。（3）由于恒定电场的作用，导体内自由电
22、子会发生定向移动，但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化。金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为 t0（这个时间由自由电子热运动决定，为一确定值） ，碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计。请根据以上内容，推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关。【答案】 （1） （2）见解析 （3）电阻率 为定值，与电压无关。【解析】（1）假设在 ts 内，通过导线横截面的总电量为 q，则：q=Vne其中 ts 内，通过横截面所以电子所占体积 V=Svt所以 q=Svnet根据电流的定义，得： =neSv（2）a如图所示，根据电场强度和电势差的关系，所以在 ts 内，恒定电场对自由电荷的静电力做功其中 ，带入上式得b根据题意，单位时间内，通过单位面积的电荷量，称为电流密度即：根据电阻定律：又因为 所以： （3）自由电子连续两次与同一个不动粒子碰撞的时间间隔为 t0，碰后电子立刻停止运动。根据动量定理由 ，得电子定向移动的平均速率为根据电流得微观表达式根据欧姆定律根据电阻定律可知故影响电阻率的因素为:单位体积的自由电子数目 n,电子在恒定电场中由静止加速的平均速度 t0.
