北京市2020届高三高考压轴卷物理试题 （含解析）

2020北京市高考压轴卷物理Word版含解析 第一部分（选择题共42分） 一、选择题，本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．钍基熔盐堆核能系统(TMSR)是第四代核能系统之一．其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪．以下说法正确的是(　　) A．题中铀核裂变的核反应方程为 B．钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C．钍核经过2次β衰变可变成镤 D．在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小 2．根据热学知识可以判断，下列说法不正确的是(　　) A．物体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变 B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功 C．在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 D．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为 3．如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高．当线拉力最小时，推力F等于(　　) A．mgsin α B．mgsin α C．mgsin 2α D．mgsin 2α 4．随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0 竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点．已知月球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是(　　) A．月球表面的重力加速度为 B．月球的质量为 C．宇航员在月球表面获得 的速度就可能逃脱月球吸引 D．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 5．如图所示是具有登高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在5 min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400 kg)上升60 m到达灭火位置．此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已知水炮的出水量为3 m3/min，水离开炮口时的速率为 20 m/s，则用于(　　) A．水炮工作的发动机输出功率约为1×104 W B．水炮工作的发动机输出功率约为4×104 W C．水炮工作的发动机输出功率约为2.4×106 W D．伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800 W 6．如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.5s后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T大于0.5 s．以下说法正确的是(　　) A．如果波是向左传播的，波速是0.12 m/s B．波的周期可能是4 s C．如果波是向右传播的，波速是0.72 m/s D．波的周期一定是 s 7．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点间的竖直高度差为h，速度为v，则(　　) A．由A到B重力做的功等于mgh B．由A到B重力势能减少mv2 C．由A到B小球克服弹力做功为mgh D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh + 8．如图，边长为a的立方体ABCD­A′B′C′D′八个顶点上有八个带电质点，其中顶点A、C′电荷量分别为q、Q，其他顶点电荷量未知，A点上的质点仅在静电力作用下处于平衡状态，现将C′上质点电荷量变成－Q，则顶点A上质点受力的合力大小为(不计重力)(　　) A．　　 　B．　　 　C．　 　　D．0 9．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则下列说法正确的是(　　) A．若电阻R2短路，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 B．在将滑动变阻器滑片 P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．在将滑动变阻器滑片 P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流 D．在将S断开，电路稳定后，油滴向下运动，G中无电流通过 10．如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M、N分别为O 关于导线ab、cd的对称点，当三根导线中通以大小相等，方向如图所示的电流时，M点磁感应强度的大小为B1，O点磁感应强度大小为B2，若将导线ab中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N点磁感应强度的大小 为(　　) A．B1＋B2 B．B1－B2 C．(B1＋B2) D．(3B2－B1) 11．如图所示，一束光从空气中射向折射率为n＝的某种玻璃的表面，θ1表示入射角，则下列说法中错误的是(　　) A．当θ1＞45°时会发生全反射现象 B．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45° C．欲使折射角θ2＝30°，应以θ1＝45°的角度入射 D．当入射角θ1＝arctan时，反射光线和折射光线恰好互相垂直 12．如图所示，甲球从O点以水平速度v1飞出，落在水平地面上的A点．乙球从O点以水平速度v2飞出，落在水平地面上的B点，反弹后恰好也落在A点．两球质量均为m．若乙球落在B点时的速度大小为v3，与地面的夹角为60°，且与地面发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，下列说法不正确的是(　　) A．乙球在B点受到的冲量大小为mv3 B．抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能 C．OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是3∶1 D．由O点到A点，甲、乙两球运动时间之比是1∶1 13．如图甲所示，在MN、QP间存在一匀强磁场，t＝0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙所示，已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω，则(　　) A．线框的加速度为1m/s2 B．磁场宽度为6 m C．匀强磁场的磁感应强度为2T D．线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为 C 14．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比．n1∶ n2＝10∶1；b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R＝10 Ω．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是(　　) A．当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 A B．当S与a连接后，t＝0.01 s时理想电流表示数为零 C．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的2倍 D．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz 第二部分（非选择题共58分） 二、填空题（共15、16两道小题，共16分） 15．（6分）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B 两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2，重力加速度为g．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明． (1)下列必要的实验测量步骤是________． A．用天平测出运动小物体的质量m B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h C．测出小物体释放时离桌面的高度H D．用秒表测出运动小物体由传感器A到传感器B所用时间Δt (2)若该同学用d和t1、t2的比值分别来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足_______关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的． 16．（10分）测量一个长约5 cm、电阻R1约为30 Ω、横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率，所用器材如下： 游标卡尺(20分度)； 螺旋测微器； 直流电源E(电动势为18 V，内阻可忽略不计)； 标准电流表A1(量程1.5 A，内阻r1＝6 Ω)； 电流表A2(量程2 A，内阻r2约为5 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω)； 开关S，导线若干． (1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数L＝____________ cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数D＝____________ mm． (2)请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图，要求获得较多的实验数据． （3）若某次测量中两电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，则由已知量和测量 量计算电阻率的表达式为ρ＝　　　　　　　　　Ｗ． 三、计算题（42分，共17、18、19、20四道小题） 17．(8分)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m＝1 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F＝16 N，无人机上升过程中最大速度为 6 m/s．若无人机从地面以最大升力竖直起飞，达到最大速度所用时间为3 s，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变．g取10 m/s2．求： (1)无人机在竖直上升过程中所受阻力Ff的大小； (2)无人机从地面起飞竖直上升至离地面h＝30 m的高空所需的最短时间． 18．(8分)如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑绝热汽缸，汽缸下面有加热装置．开始时整个装置处于平衡状态，缸内理想气体Ⅰ、Ⅱ两部分高度均为L0，温度均为T0．已知活塞A导热、B绝热，A、B质量均为m，横截面积为S，外界大气压强为p0保持不变，环境温度保持不变．现对气体Ⅱ缓慢加热，当A上升h时停止加热．求： (1)此时气体Ⅱ的温度； (2)若在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于m时，气体Ⅰ的高度． 19．(12分)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上放置两根导体棒a和b，俯视图如图甲所示．两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻不计，在整个导轨平面内，有磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场．导体棒与导轨始终垂直接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，两棒均静止，间距为x0，现给导体棒a一水平向右的初速度v0，并开始计时，可得到如图乙所示的Δv－t 图象(Δv表示两棒的相对速度，即Δv＝va－vb)． (1)试证明：在0～t2时间内，回路产生的焦耳热Q与磁感应强度B无关； (2)求t1时刻棒b的加速度大小； (3)求t2时刻两棒之间的距离． 20．(14分)如图，光滑水平面上静止一质量m1＝1.0 kg、长L＝0.3 m的木板，木板右端有质量m2＝1.0 kg 的小滑块，在滑块正上方的O点用长r＝0.4 m的轻质细绳悬挂质量m＝0.5 kg的小球．将小球向右上方拉至细绳与竖直方向成θ＝60°的位置由静止释放，小球摆到最低点与滑块发生正碰并被反弹，碰撞时间极短，碰撞前后瞬间细绳对小球的拉力减小了4.8 N，最终小滑块恰好不会从木板上滑下．不计空气阻力，滑块、小球均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2．求： (1)小球碰前瞬间的速度大小； (2)小球碰后瞬间的速度大小； (3)小滑块与木板之间的动摩擦因数． 1．【答案】 A 【解析】 根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为：，选项A正确；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；钍核()经过1次β衰变可变成镤()，选项C错误；重核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，故D错误． 2．【答案】 B 【解析】 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大，选项A正确；载重汽车卸去货物的过程中，汽车轮胎内的气体体积