2020年北京市海淀区高考物理二模试卷

一、本部分共14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．

• 1．下列说法中正确的是（　　）

  A．天然放射现象说明原子具有复杂的结构

  B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变

  C．原子核分成单个核子的过程一定有质量亏损，释放出能量

  D．一群处于n=2能级的氢原子自发跃迁，可能发出3种不同频率的光子
  组卷：289引用：3难度：0.8

  解析

• 2．下列说法中不正确的是（　　）

  A．水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和，说明分子间有空隙

  B．将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味，这是扩散现象

  C．在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果

  D．用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力
  组卷：227引用：1难度：0.8

  解析

• 3．下列说法中正确的是（　　）

  A．用光导纤维束传送图象信息，这其中应用到了光的全反射现象

  B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象

  C．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象

  D．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象
  组卷：273引用：7难度：0.8

  解析

• 4．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）

  A．床面从A位置下降到B位置的过程中，小明的动能不断变小

  B．床面在B位置时，小明所受合外力为零

  C．小明接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态

  D．小明从最高点运动到将床面压至B位置的过程中，重力对他的冲量与床面对他的冲量大小相等
  组卷：245引用：4难度：0.6

  解析

• 5．为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（　　）

  A．若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针（俯视）方向转动

  B．制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果

  C．制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果

  D．磁铁接近A环的过程中，A环将有扩张的趋势
  组卷：290引用：5难度：0.8

  解析

• 6．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s,t=0时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图象。下列说法中正确的是（　　）
  

  A．质点b与质点d的速度总是相同的

  B．经t=4.0s质点a沿波传播方向运动4.0m

  C．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置

  D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz
  组卷：293引用：4难度：0.6

  解析

• 7．一货箱随竖直升降机运动的速度—时间图象如图所示，取竖直向上为正方向，下列说法中正确的是（　　）

  A．在t2时货箱运动到最高位置

  B．在t2～t3时间内，货箱所受的合力竖直向上且不断减小

  C．在t4～t5时间内，货箱处于失重状态

  D．在t6～t7时间内，货箱的机械能可能保持不变
  组卷：226引用：3难度：0.6

  解析

三、解答题（共6小题，满分40分）

• 21．功是物理学中非常重要的概念，通过做功的过程可以实现能量转化。如图21所示为简化的直流电动机模型，固定于水平面的两根相距为L的平行金属导轨，处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，在两导轨的左端通过开关连接电动势为E、内阻为r的电源。导体棒MN放置在导轨上，其与导轨接触的两点之间的电阻为R，导体棒与导轨间的阻力恒定且不为0．闭合开关S后，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势E_反，此时闭合回路的电流大小可用I=

  E

  -

  E

  反

  R

  总

  来计算，式中R_总为闭合电路的总电阻。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒运动所能达到的最大速度大小为v。求达到最大速度后经过时间t导体棒克服阻力做的功W。
  组卷：241引用：3难度：0.6

  解析

• 22．处于自然状态的物体会不断地向外辐射电磁波，同时也会吸收由其他物体辐射来的电磁波，当辐射和吸收达到平衡时，物体的温度保持不变。如果某物体能完全吸收入射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就称为黑体。黑体也会同时向外辐射电磁波，已知单位时间内从黑体表面单位面积辐射出电磁波的能量I与黑体表面热力学温度T的4次方成正比，即I=σT⁴，其中σ为已知常量。
  （1）若将火星看成表面温度相同的球形黑体，火星的半径为r,火星中心到太阳中心的距离为L，且L远远大于r,所以火星接收到来自太阳的辐射可视为垂直射到面积为πr²的圆面上。已知太阳向外辐射电磁波的总功率为P₁．火星大气层对太阳辐射的吸收和反射、太阳辐射在传播过程中的能量损失，以及其他天体和宇宙空间的辐射均可忽略不计。
  ①求在火星表面垂直于太阳和火星连线的单位面积接收到的来自太阳辐射的功率P₀；
  ②设火星向四面八方各个方向均匀辐射，请写出当吸收和辐射达到平衡时火星表面热力学温度T_火的表达式。
  （2）太阳辐射电磁波的能量来源于如图甲所示的太阳中心的“核反应区”。“核反应区”产生的电磁波在向太阳表面传播的过程中，会不断被太阳的其他部分吸收，然后再辐射出频率更低的电磁波。为了研究“核反应区”的温度，某同学建立如下简化模型：如图乙所示，将“核反应区”到太阳表面的区域视为由很多个“薄球壳层”组成，第1“薄球壳层”的外表面为太阳表面；各“薄球壳层”的内、外表面都同时分别向相邻内“薄球壳层”和外“薄球壳层”均匀辐射功率相等的电磁波（第1“薄球壳层”的外表面向太空辐射电磁波，最内侧的“薄球壳层”的内表面向“核反应区”辐射电磁波），如图丙所示；“核反应区”产生的电磁波的能量依次穿过各“薄球壳层”到达太阳的表面，每个“薄球壳层”都视为黑体，且辐射和吸收电磁波的能量已达到平衡，所以各“薄球壳层”的温度均匀且恒定。
  已知太阳表面热力学温度为T₁，所构想的“薄球壳层”数目为N，太阳半径R₁与“核反应区”的半径R_N满足R₁=kR_N（k为已知的常数），第1“薄球壳层”的外表面向外辐射电磁波的总功率为P₁．请根据该同学建立的模型和题目中给出的信息，解答下列问题。
  ①求第2、第3和第N“薄球壳层”向相邻的外“薄球壳层”辐射电磁波的功率P₂、P₃和P_N；
  ②若认为“核反应区”的温度和第N“薄球壳层”的温度T_N相等，请推导出“核反应区”热力学温度T_N的表达式。结合所得到T_N的表达式，请说明该同学的模型是否合理？若不合理，请说明理由。
  
  组卷：233引用：2难度：0.2

  解析