2020-2021學(xué)年北京市高三（下）入學(xué)定位物理試卷

一、選擇題（共14小題，每小題3分，滿分42分）

• 1．下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．盧瑟福用α粒子散射實(shí)驗(yàn)測(cè)出了原子的大小

  B．大量氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)，最多能發(fā)出3種不同頻率的光

  C．碳的同位素原子核與一般碳原子的原子核中的核子數(shù)相同

  D．太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的聚變反應(yīng)
  組卷：72引用：1難度：0.7

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• 2．如圖所示，一細(xì)束白光通過玻璃三棱鏡折射后分為幾種單色光，對(duì)其中的a、b兩種色光進(jìn)行研究，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．玻璃對(duì)a光的折射率較大

  B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度較大

  C．若a光照射某金屬板M上能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則b光照射在金屬板M上不一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)

  D．若分別用這兩種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，且保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，a光形成的干涉條紋的寬度較小
  組卷：51引用：1難度：0.7

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• 3．下列說法中正確的是（　　）

  A．“花香撲鼻”的現(xiàn)象與分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)

  B．海綿容易壓縮，說明分子間存在引力

  C．滴入水中的紅墨水迅速散開，說明分子間存在斥力

  D．足球充足氣后很難壓縮，是因?yàn)樽闱騼?nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果
  組卷：97引用：1難度：0.7

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• 4．一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程如圖所示，圖中p-V坐標(biāo)系的每個(gè)方格的邊長(zhǎng)均相等。則對(duì)于氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的整個(gè)過程中，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．氣體的溫度保持不變

  B．氣體的內(nèi)能先增加后減少

  C．氣體對(duì)外做功并放熱

  D．外界對(duì)氣體做功并吸熱
  組卷：98引用：1難度：0.4

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• 5．2020年6月23日，北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，至此北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成。北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，以及24顆軌道低一些的中圓地球軌道衛(wèi)星，它們均為圓軌道衛(wèi)星。關(guān)于這些衛(wèi)星，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．地球同步靜止軌道的高度大于其他兩種軌道的高度

  B．中圓地球軌道衛(wèi)星所受的向心力一定大于地球同步軌道衛(wèi)星所受的向心力

  C．中圓地球軌道衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期一定小于同步軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期

  D．在相同的地點(diǎn)發(fā)射質(zhì)量相等的中圓地球軌道衛(wèi)星與發(fā)射同步軌道衛(wèi)星相比，中圓地球軌道衛(wèi)星所需要的能量更多
  組卷：61引用：1難度：0.7

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• 6．如圖所示，一物塊被水平繩拉住靜止在傾角θ=30°的光滑斜面頂端，現(xiàn)保持物塊在原位置不動(dòng)，使繩在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過α=60°角，在此過程中，關(guān)于斜面對(duì)物體的支持力N和繩對(duì)物體的拉力T變化情況，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．N不斷減小

  B．N不斷增大

  C．T不斷減小

  D．T不斷增大
  組卷：41引用：1難度：0.7

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二、解答題（共6小題，滿分58分）

• 19．相傳，在1865年就讀于劍橋大學(xué)的牛頓回到鄉(xiāng)下躲避鼠疫期間，被樹上掉下來的蘋果砸中，由此引發(fā)他對(duì)萬有引力的思考，并將地球?qū)ξ矬w的引力與行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的引力統(tǒng)一起來，提出了提出了萬有引力定律，為經(jīng)典力學(xué)體系的建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
  （1）由于物體隨地球自轉(zhuǎn)需要向心力，所以我們感受的到的重力，并不是地球?qū)ξ矬w的吸引力。設(shè)想地球是質(zhì)量為M、半徑為R的均勻球體，其自轉(zhuǎn)周期為T，并已知引力常量為G。請(qǐng)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律，寫出靜止在地球赤道上質(zhì)量為m₀的物體所受重力大小的表達(dá)式（用題中已知量的字母及相關(guān)的常量表示）；
  （2）將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和開普勒第三定律（

  r

  3

  T

  2

  =k,其中r為行星中心到太陽(yáng)中心間的距離，T為行星運(yùn)動(dòng)的周期，k為常數(shù)）等，推導(dǎo)行星和太陽(yáng)之間的引力滿足F=

  GM

  m

  r

  2

  ，其中m為行星的質(zhì)量，M為太陽(yáng)的質(zhì)量，G是比例常數(shù)；
  （3）上面（2）的推導(dǎo)是源于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。因此它只適用于行星與太陽(yáng)之間的力，牛頓在此基礎(chǔ)上又向前走了一大步，提出了任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間都存在引力，且都滿足上述（2）中的表達(dá)式。在牛頓時(shí)代已經(jīng)能比較精確地測(cè)定；月球軌道半徑r、月球公轉(zhuǎn)周期T、地球半徑R，地球表面的重力加速度g。若維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋果下落的力真是同一種力，求出上述4個(gè)量應(yīng)滿足的關(guān)系。
  組卷：103引用：1難度：0.3

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• 20．回旋加速器的示意圖如圖所示。它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開有一條狹縫；兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上。在D₁盒中心A處有粒子源，它產(chǎn)生并發(fā)出帶電粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D₂盒中。在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，垂直通過狹縫，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知某粒子所帶電荷量為q,靜止時(shí)質(zhì)量為m₀，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)。設(shè)該粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度為零，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力。
  （1）忽略相對(duì)論效應(yīng)，求
  ①交變電壓的周期T；
  ②粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能E_km；
  （2）人們使用早期制造的回旋加速器加速帶電粒子時(shí)發(fā)現(xiàn)，粒子能量達(dá)到25～30MeV后，就很難再加速了。原因是：按照狹義相對(duì)論，粒子的質(zhì)量m隨著速度v的增加而增大（具體關(guān)系為m=

  m

  0

  1

  -

  （

  v

  c

  ）

  2

  ，c為真空中的光速），質(zhì)量的變化會(huì)導(dǎo)致其回轉(zhuǎn)周期的變化，從而破壞了交變電壓的周期與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期的一致性（若將m₀換成m=

  m

  0

  1

  -

  （

  v

  c

  ）

  2

  后，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期公式仍然成立）。已知：在高速運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)能定理仍然成立，只不過物體的動(dòng)能表達(dá)式需要修改為E_k=mc²-m₀c²．考慮相對(duì)論效應(yīng)后，適當(dāng)調(diào)整交變電壓的周期，可以使粒子獲得更大的動(dòng)能。
  ①求粒子第n次通過狹縫時(shí)，交變電壓的周期T_n；（注：結(jié)果用U、n、B、m₀、q、c和π表示）
  ②若交變電壓的最終周期為T_m，求粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能E_km'（注：結(jié)果用Tm、B、q、m₀、c和π表示）。
  組卷：154引用：2難度：0.6

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