2020年北京市十一学校高考物理三模试卷

一、选择题（本部分共14小题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。请将各小题选项填涂在答题卡相应位置。）

• 1．物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（　　）

  A．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构

  B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的

  C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的

  D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
  组卷：175引用：11难度：0.9

  解析

• 2．用a、b两种不同的单色光在相同条件下分别经同一单缝衍射装置得到的衍射图样如图甲、乙所示。现使a光从水中斜射向水面上的O点，其入射角为i、折射角为r,如图丙所示。对于这两种单色光，下列说法正确的是（　　）

  A．在真空中a光的波长较短

  B．水对a光的折射率n= sini sinr

  C．在水中a光的传播速度较大

  D．a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较小
  组卷：150引用：2难度：0.6

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• 3．如图所示，一定量的理想气体由状态A经过过程①到达状态B，再由状态B经过过程②到达状态C，其中过程①图线与横轴平行，过程②图线与纵轴平行。对于这个变化过程，下列说法中正确的是（　　）

  A．从状态A到状态B的过程，气体放出热量

  B．从状态A到状态B的过程，气体分子热运动的平均动能在减小

  C．从状态B到状态C的过程，气体内能保持不变

  D．从状态B到状态C的过程，气体吸收热量
  组卷：163引用：1难度：0.6

  解析

• 4．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（　　）

  A．在P和Q中都做自由落体运动

  B．在两个下落过程中的机械能都守恒

  C．在P中的下落时间比在Q中的长

  D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大
  组卷：1931引用：31难度：0.9

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• 5．关于下列实验及现象的说法，正确的是（　　）
  

  A．图甲说明薄板是非晶体

  B．图乙说明气体速率分布随温度变化且T1＞T2

  C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关

  D．图丁说明水黾受到了浮力作用
  组卷：163引用：13难度：0.7

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• 6．某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M．弹簧测力计B的挂钩处系一细线，把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处，手持弹簧测力计B水平向左拉，使O点缓慢地向左移动，且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变．不计弹簧测力计所受的重力，两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程，则弹簧测力计A、B的示数F_A、F_B的变化情况是（　　）

  A．FA变大，FB变小	B．FA变小，FB变大
  C．FA变大，FB变大	D．FA变小，FB变小
  组卷：328引用：6难度：0.9

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三、计算题（本部分共4小题，共40分。）

• 19．1665年，就读于剑桥大学的牛顿回到乡下躲避鼠疫，他利用这个宁静的时间思考了“是什么力量使得行星围绕太阳运转，苹果为什么会落到地上而不是天上”等问题，在此基础上他提出了万有引力定律，为经典力学体系的建立打下了坚实的基础。
  （1）将行星绕太阳的运动简化成匀速圆周运动，应用牛顿运动定律和开普勒第三定律（

  r

  3

  T

  2

  =k,其中r为行星中心到太阳中心间的距离，T为行星运动的周期，k为常数）等，推导行星和太阳之间的引力满足F=G

  m

  M

  r

  2

  ，其中m为行星的质量，M为太阳的质量，G是比例常数；
  （2）上面（1）的推导是源于开普勒行星运动定律，因此它只适用于行星与太阳之间的力，牛顿在此基础上又向前走了一大步，提出了任何两个质点之间都存在引力，且都满足（1）中的表达式。在牛顿时代已经能比较精确地测定：月球轨道半径r、月球公转周期T、地球半径R、地球表面的重力加速度g。若维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真是同一种力，请求出上述4个量应满足的关系；
  （3）2019年4月10日人类公布了拍摄到的首张黑洞的照片。黑洞密度极大，质量极大，半径很小，以最快速度传播的光（光在真空中的速度大小为c）都不能逃离它的引力，因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前就有人利用经典力学体系预言过黑洞的存在。我们知道，在经典力学体系中，当两个质量分别为m₁、m₂的质点相距为r时也会具有势能，称之为引力势能，其大小为E_p=-G

  m

  1

  m

  2

  r

  （规定无穷远处势能为零）。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体，请你利用以上信息，推测质量为M′的黑洞，之所以能够成为“黑”洞，其半径R最大不能超过多少？
  组卷：241引用：2难度：0.3

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• 20．回旋加速器的示意图如图所示。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝；两个D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在D₁盒中心A处有粒子源，它产生并发出带电粒子，经狭缝电压加速后，进入D₂盒中。在磁场力的作用下运动半个圆周后，垂直通过狭缝，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D型盒的边缘，以最大速度被导出。已知某粒子所带电荷量为q,静止时质量为m₀，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计。设该粒子从粒子源发出时的初速度为零，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。
  （1）忽略相对论效应，求
  ①交变电压的周期T；
  ②粒子被加速后获得的最大动能E_km；
  （2）人们使用早期制造的回旋加速器加速带电粒子时发现，粒子能量达到25～30MeV后，就很难再加速了。原因是：按照狭义相对论，粒子的质量m随着速度v的增加而增大（具体关系为m=

  m

  0

  1

  -

  （

  v

  c

  ）

  2

  ，c为真空中的光速），质量的变化会导致其回转周期的变化，从而破坏了交变电压的周期与粒子在磁场中运动周期的一致性（若将m₀换成m=

  m

  0

  1

  -

  （

  v

  c

  ）

  2

  后，粒子在磁场中运动的周期公式仍然成立）。已知：在高速运动中，动能定理仍然成立，只不过物体的动能表达式需要修改为E_k=mc²-m₀c²．考虑相对论效应后，适当调整交变电压的周期，可以使粒子获得更大的动能。
  ①求粒子第n次通过狭缝时，交变电压的周期T_n；（注：结果用U、n、B、m₀、q、c和π表示）
  ②若交变电压的最终周期为T_m，求粒子被加速后获得的最大动能E_km'（注：结果用Tm、B、q、m₀、c和π表示）。
  组卷：162引用：2难度：0.6

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