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石景山区2019—2020学年第二学期高三统一测试试卷
物理
满分：58分
考生须知
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一、选择题
本部分共14题。
1．下列说法正确的是
2．图甲和图乙所示的是两束单色光分别用同一单缝装置进行实验，在距装置恒定距离的屏上得到的图样，图甲是光照射时形成的图样，图乙是光照射时形成的图样。下列说法正确的是
3．氢原子的能级图如图2所示。如果大量氢原子处于能级的激发态，则下列说法正确的是
4．关于气体的压强，下列说法正确的是
5．如图3所示，一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以的频率监视前方的交通状况。当车速且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下，若该车在不同路况下的“全力自动刹车”的加速度取之间的某一值，则该车应设计的最小安全距离最接近
6．沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形图如图4所示，此时波传播到处的质点，质点恰好位于波谷位置。当时，质点恰好第二次处于波峰位置，则以下判断正确的是
7．时刻，两质点从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的平均速度与时间的关系分别为图5中的直线。下列判断正确的是
8．如图6所示，单摆摆球的质量为，摆球从最大位移处由静止释放，摆球运动到最低点时的速度大小为，重力加速度为，不计空气阻力。则摆球从运动到的过程中
9．如图7所示，在两等量异种点电荷的电场中，为两电荷连线的中垂线，三点所在直线平行于两电荷的连线，且与关于对称，两点位于上。以下判断正确的是
10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8所示。下列说法中正确的是
11．一直径为的皮球，在温度为时，球内气体的压强为，球壳处于张紧状态。球壳中任意一个直径为圆周两侧的球面之间存在彼此相拉的力，若大气压强为，试估算其每厘米长度上该力的大小
12．速度和加速度等运动学概念，是伽利略首先建立起来的。伽利略相信，自然界的规律简洁明了。他从这个信念出发，猜想落体一定是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，定义加速度，其中和分别表示一段时间内的初速度和末速度；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，定义加速度，其中和分别表示一段位移x内的初速度和末速度。下列说法正确的是
13．如图9所示，竖直放置的两根平行金属导轨间接有定值电阻，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中。棒从静止开始运动至达到最大速度的过程中，下列说法正确的是
14．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图10为音箱的简化电路图，高、低频混合电流由端输入，和是线圈，和是电容器，则下列说法正确的是
二、非选择题
本部分共6题。
15．某同学在探究加速度和力、质量的关系的实验中，保持小车的质量不变，测得其加速度和拉力的数据如下表所示。
【答案】（1）如答图1所示（2分）
（2）小车(和砝码)总质量的倒数（2分） 【如果写或小车质量的倒数也可以给2分】
（3）小车受到的阻力为（2分） 【如果只写小车受到的阻力也给2分】
（4）1.0kg（2分）
（2）小车(和砝码)总质量的倒数（2分） 【如果写或小车质量的倒数也可以给2分】
（3）小车受到的阻力为（2分） 【如果只写小车受到的阻力也给2分】
（4）1.0kg（2分）
【详解】待补
16．在“测电池的电动势和内电阻”的实验中，具有如下器材：待测干电池E一节，电压表，电流表，滑动变阻器，滑动变阻器，开关，导线若干。（结果均保留2位小数）
【答案】（1）(2分)
（2）如答图2所示(2分)
（3）(1分)；(1分)
（4）将该电阻R与电源连成闭合电路时通过电阻R的电流和它两端的电压(1分)；(1分)
（5）不变(1分)；不变(1分) 三、计算题（共4小题，共40分）
（2）如答图2所示(2分)
（3）(1分)；(1分)
（4）将该电阻R与电源连成闭合电路时通过电阻R的电流和它两端的电压(1分)；(1分)
（5）不变(1分)；不变(1分) 三、计算题（共4小题，共40分）
【详解】待补
17．开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期的二次方成正比，即,是一个常量。
【答案】（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有
（2分） 解得（1分）
即仅与中心天体（太阳）的质量有关。（1分）
（2）在地球-卫星系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为，周期为，地球同步卫星正常运行时到地球表面的距离为，运行周期为，地球半径为， （2分） 由于天 解得（2分）
（2）在地球-卫星系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为，周期为，地球同步卫星正常运行时到地球表面的距离为，运行周期为，地球半径为， （2分） 由于天 解得（2分）
【详解】待补
18．如图13所示，参加某娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后，落在水平传送带上，由于传送带足够粗糙，选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止，再经过反应时间后，立刻以向右的加速度跑至传送带最右端。已知平台与传送带的高度差，水池宽度，传送带左端与右端之间的距离。
【详解】（1）选手离开平台后做平抛运动，在竖直方向
解得（1分）
在水平方向(1分)
选手落在传送带上的位置与端之间的距离（1分）
选手在传送带上做匀加速运动的位移
解得
选手运动的总时间(1分)【合并共计4分】
（2）设水平跃出的速度为，落到传送带上反应时间内向左运动的位移大小(1分)
然后向左减速至速度为的过程中，向左运动的位移(1分)
选手不从传送带上掉下，平抛水平位移(1分)
则
所以选手从平台上跃出的最小水平速度为(1分)
解得（1分）
在水平方向(1分)
选手落在传送带上的位置与端之间的距离（1分）
选手在传送带上做匀加速运动的位移
解得
选手运动的总时间(1分)【合并共计4分】
（2）设水平跃出的速度为，落到传送带上反应时间内向左运动的位移大小(1分)
然后向左减速至速度为的过程中，向左运动的位移(1分)
选手不从传送带上掉下，平抛水平位移(1分)
则
所以选手从平台上跃出的最小水平速度为(1分)
19．如图甲所示，一边长为、质量为的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。线框在一水平力作用下由静止开始向左运动，经过一段时间被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，求：
【答案】（1）根据，由图象得：
（2）又根据 得
（3）由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：（1分） 由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的， （1分） 线框做匀加速直线运动，加速度（1分） 线框在外力和安培力作用下做匀加速直线运动，（1分） 其中（1分） 解得（1分）
（2）又根据 得
（3）由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：（1分） 由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的， （1分） 线框做匀加速直线运动，加速度（1分） 线框在外力和安培力作用下做匀加速直线运动，（1分） 其中（1分） 解得（1分）
【详解】待补
20．如图甲所示，静电除尘装置中有一长为、宽为、高为的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压为的高压直流电源相连。质量为、电荷量为、分布均匀的尘埃以水平速度进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距可以改变收集效率。当时（即离下板范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。
【详解】（1）上、下两板间的电场（1分）
（1分）根据牛顿第二定律（1分）
尘埃的加速度（1分）
（1分）（2）根据题意，收集效率为（2分）
【只要有就可以给2分，若算出的表达式代入等其他形式，正确即可给分】
收集效率为，即离下板的尘埃恰好到达下板的右端边缘，
在水平方向
在竖直方向
当减少两板间距，能够增大电场强度，提高装置对尘埃的收集效率。收集效率恰好为时，两板间距为。如果进一步减少，收集效率仍为。在水平方向
在竖直方向
其中
解得（3分）
（3）稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量（1分）
①当时，，因此（1分）
②当时，
解得因此（1分）
【说明】其他方法正确即可给分
（1分）根据牛顿第二定律（1分）
尘埃的加速度（1分）
（1分）（2）根据题意，收集效率为（2分）
【只要有就可以给2分，若算出的表达式代入等其他形式，正确即可给分】
收集效率为，即离下板的尘埃恰好到达下板的右端边缘，
在水平方向
在竖直方向
当减少两板间距，能够增大电场强度，提高装置对尘埃的收集效率。收集效率恰好为时，两板间距为。如果进一步减少，收集效率仍为。在水平方向
在竖直方向
其中
解得（3分）
（3）稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量（1分）
①当时，，因此（1分）
②当时，
解得因此（1分）
【说明】其他方法正确即可给分