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1、海淀区高三年级第二学期期末练习 理科综合能力测试 2019.5 本试卷共 14页， 共300分。 考试时长 150分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上 作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分 （选择题共 120 分） 13关于花粉颗粒在液体中的布朗运动，下列说法正确的是 A液体温度越低，布朗运动越显著 B花粉颗粒越大，布朗运动越显著 C布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的 D布朗运动是由花粉颗粒内部分子无规则运动引起的 14. 粒子散射实验说明了 A. 原子具有核式结构 B. 原子内存在着带负电的电子 C. 原子核由质子和中子组成 D. 正电荷均匀分布在整个原子内
2、15如图所示， 把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板 时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是 A验电器带正电，锌板带负电 B验电器带负电，锌板也带负电 C若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转 D若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转 16 图 1 所示为一列简谐横波在t=0 时的 波动图象， 图 2 所示为该波中x=2m 处质点P 的振动图象，下列说法正 确的是 0 10 y/cm x/m 2 4 图 1 1 3 -10 P 0 10 y/cm t/s 24 图 2 13 -10 A该波的波速为2m/s B该波沿x 轴负方向
3、传播 Ct= 1.0s 时，质点P 的速度最小，加速度最大 D在 t=0 到 t=2.0s 的时间内，质点P 的速度和加速度方向均未发生改变 17. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，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， 棒在竖直向上的恒力F 作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是 A通过电阻R 的电流方向向左 B棒受到的安培力方向向上 C棒机械能的增加量等于恒力F 做的功 D棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量 18. 如图所示， 把石块从高处抛出，初速度方向与水平方向夹角为（ 0o m2 C小球
4、 m1每次必须从斜轨同一位置释放 D需用秒表测定小球在空中飞行的时间 在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与 O 点的距 离 分 别 为OM 、 OP 、 ON 。 在 实 验 误 差 允 许 范 围 内 ， 若 满 足 关 系 式，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测 量的物理量表示） 验证动量守恒的实验也可以在如图3 所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别 从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发 生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A 的总质量为m1、滑块 B 的总质量为m2，两滑块 遮光片的宽度相同，光电
5、门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光 电门 右侧光 电门 碰 前 T1T2 碰 后 T3、T3无 a在实验误差允许范围内，若满足关系式，即验证了碰撞 滑块 B 左侧光电门右侧光电门 滑块 A 遮光片 图 3 前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） b. 关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速的的定义，从理论上推导得出碰撞前后两滑 块的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程（推导过程中对我用的物理量做 必要的说明） 。 22 （16 分） 电磁轨道炮的加速原理如图所示。金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与 轨道良好接触。 开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹
6、会被安培力加速，最后从导轨另 一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离L0.10 m， 导轨长 s5.0 m， 炮弹质量m0.030 kg。导轨上电流I 的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内匀加速运动，它所在处 磁场的磁感应强度始终为B2.0 T， 方向垂直于纸面向里。 若炮弹出口速度为v2.0 10 3 m/s， 忽略摩擦力与重力的影响。求： （1）炮弹在两导轨间的加速度大小a； （2）炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小F； （3）通过导轨的电流I。 23（ 18 分） 动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下 的运动， 这时两个定理表达式中的力均
7、指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动 量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值， 动能定理中的平均力F2是合力指对位移的 平均值。 （1）质量为 1.0kg 的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s 的时间内运动 了 2.5m 的位移，速度达到了2.0m/s。分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1 和 F2的值。 （2）如图 1 所示，质量为m 的物块，在外力作用下沿 直线运动，速度由v0变化到 v 时，经历的时间为 t，发生的位移为x。分析说明物体的平均速度 与 v0、v 满足什么条件时，F1和 F2是相等的。 v v0v 图 1 F x 图 2 A kA O 电
8、源 电磁炮弹 I （3）质量为 m 的物块，在如图2 所示的合力作用下，以某一初速度沿x 轴运动，当由位 置 x=0 运动至 x=A 处时，速度恰好为0，此过程中经历的时间为，求此 过程中物块所受合力对时间t 的平均值。 24. （20 分） 利用电场可以控制电子的运动，这一技术在现代设备中有广泛的应用。已知电子的质量 为 m，电荷量为 -e，不计重力及电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。 （1）在宽度一定的空间中存在竖直向上的匀强电场，一束 电子以相同的初速度v0沿水平方向射入电场， 如图 1 所 示， 图中虚线为某一电子的轨迹，射入点 A 处电势为A， 射出点 B 处电势为B。 求该电
9、子在由A 运动到 B 的过程中，电场力做的功WAB； 请判断该电子束穿过图1 所示电场后， 运动方向是否仍 然彼此平行？若平行，请求出速度方向偏转角的余弦值cos （速度方向偏转角 是指末速度方向与初速度方向之间的夹角）；若不平行，请说明是会聚还是发散。 （2）某电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚 或发散作用，其原理可简化为图2 所示。一球形界 面外部空间中各处电势均为1，内部各处电势均为 2（21） ，球心位于z轴上 O 点。一束靠近z 轴 且关于 z 轴对称的电子以相同的速度v1平行于 z轴 射入该界面，由于电子在界面处只受到法线方向的 作用力，其运动方向将发生改变，改变前后能量守
10、 恒。 请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图（画出电子束边缘处两条 即可） ； 某电子入射方向与法线的夹角为 1，求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹 角 2的正弦值 sin2。 2 m t k A B 图 1 v0 界面 1 2法线 1 图 2 v1 z 法线 O 海淀区高三年级第二学期期末练习 物理参考答案 2019.5 第一部分（共48 分，每小题6 分） 13. C 14.A 15.D 16.C 17.D 18.B 19.D 20.B 第二部分（共72 分） 21（ 18 分） （1） BD （2 分）3200 （2 分） （2） 55.50 （ 55.4055.60）（
11、2 分）BC （3 分） m1OP= m1OM + m2ON（3 分） a. 1212 123 + -=- mmmm TTT （3 分） b. 根据牛顿第三定律有F1 = - F2 根据牛顿第二定律有m1a1 = - m2a2 根据加速度定义a= t v 有m1 1 t v = - m2 2 t v 有m1 v1 = - m2v2 （3 分） 22.（16 分） （1）炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v 22as 则a 2 2s v 解得a4.0 10 5 m/s2 （6 分） （2）忽略摩擦力与重力的影响，合外力则为安培力，所以 Fma 解得 F1.2 10 4 N （4 分） （3）炮弹作
12、为导体受到磁场施加的安培力为FILB 解得 I6.0 10 4 A （ 6 分） 23.（18 分） （1）物块在加速运动过程中，应用动量定理有 1t F tmv 解得 1 1.02.0 2.0 t m F t v N=1.0N 物块在加速运动过程中，应用动能定理有 2 2 1 2 t Fxmv 解得 22 2 1.02.0 222.5 t m F x v N=0.8N （6 分） (2) 物块在运动过程中，应用动量定理有 10 Ftmmvv 解得 0 1 ()m F t vv 物块在运动过程中，应用动量定理有 22 20 11 22 F xmmvv 解得 22 0 2 () 2 m F x
13、vv 当 F1=F2时，由上两式得： 0 2 x t vv v（ 6 分） (3) 由图 2 可求得物块由x=0 运动至 x=A 过程中，外力所做的功为 2 2 1 2 1 kAAkAW 设物块的初速度为v 0, 由动能定理得 2 0 1 0 2 Wmv 解得： 0 k A m v 设在 t 时间内物块所受平均力的大小为F，由动量定理得 0 0Ftmv 由题已知条件 2 m t k 解得 2kA F （6 分） 24.（20 分） （1） A、B 两点的电势差UAB=A-B 在电子由A 运动到 B 的过程中电场力做的功WAB=-eUAB=e(B-A) （ 4 分） 平行。 设电子在 B 点处的速度大小为v，根据动能定理 22 AB0 11 22 Wmmvv 由于 0 cosvv（2 分） 可得 00 2 0 cos 2 () BA e m vv v v （6 分） （2）见答图1。（2 分） 设电子穿过界面后的速度为v2，由于电子只受法线方向的作用力，其沿界面方向速 度不变。则 1122 sinsinvv 电子穿过界面的过程中，能量守恒，则 22 1122 11 22 memevv 可解得 212 21 2e m vv 则 11 2 2 21 1 sin sin 2 ()e m v v （8 分） 界面 1 2法线 1 答图 1 v1 z 法线 O