1、理科综合能力测试第 1 页 （共 10 页）北京市朝阳区高三年级第一次综合练习理科综合能力测试20183本试卷共 16 页，共 300 分。考试时长 150 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：第一部分（选择题 共 120 分）本部分共 20 小题，每小题 6 分，共 120 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。13下列说法中正确的是A外界对气体做功，气体的内能一定增大B气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大C液体的温度越高，布朗运动越明显D液体的温度越低，布朗运动越明显14下面是四种与光有关的事
2、实：白光通过棱镜在屏上呈现彩色；雨后的天空出现彩虹；肥皂泡的表面呈现彩色；白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹。其中，与光的干涉有关的是A B C D15一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，图 1 是该横波 t=0 时的波形图，图 2 是介质中某质点的振动图像，则图 2 描述的可能是图 1 图 2Ax=3m 处质点的振动图像 Bx=2m 处质点的振动图像Cx=1m 处质点的振动图像 Dx=0 处质点的振动图像162017 年 2 月，美国宇航局宣布，在一颗恒星的周围发现多达 7 颗大小与地球接近的行星，其中 3 颗可能存在生命。若某颗行星绕该恒星做圆周运动，并测出了轨道半径和运行周期。引力常量已知，
3、则可推算出A行星的质量 B行星的半径 C恒星的质量 D恒星的半径理科综合能力测试第 2 页 （共 10 页）17如图所示，虚线框 MNQP 内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从 PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则A粒子 a 带负电，粒子 b、c 带正电B粒子 c 在磁场中运动的时间最长C粒子 c 在磁场中的加速度最大D粒子 c 在磁场中的动量最大18如图所示，一根绳子穿过滑轮，绳子的一端挂一个重物，另一端有一只猴子，恰好处于静止状态。绳子的质量、滑轮的质量以及滑轮的摩擦均可
4、忽略。若猴子沿绳子向上爬，则A重物将向上运动B重物将向下运动C重物将保持不动D以上三种情况都有可能19如图所示，将带铁芯的电感器 L 与灯泡 A 串联，再与另一个完全相同的灯泡 B 并联，接在以正弦交流信号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮，可以改变输出电压和信号的频率。闭合开关 S，A、B 两灯均发光。关于该实验，下列说法中正确的是A保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现 A 灯始终比 B 灯亮B保持输出电压不变，提高交流信号频率，发现 A、B 灯均变亮C保持输出电压和信号频率不变，撤去铁芯后，发现 A 灯比原来亮D断开开关 S，发现 A 灯闪亮一下，然后熄灭20风化侵
5、蚀的产物有可能被风、流水、冰川和海浪挟带而离开原位置，地理学家把这种现象叫做“搬运” 。为了讨论水流的搬运作用，设水的流速为 v，物块的几何线度为l，并作如下简化：物块的体积与 l3 成正比，水流对物块的作用力与 l2v2 成正比，物块受到的阻力与物块的重力成正比。已知水的流速为 v 时，能搬运石块的重力为 G。当水的流速为 2v 时，能搬运石块的重力为A2G B4G C16G D64G理科综合能力测试第 3 页 （共 10 页）第二部分（非选择题 共 180 分）本部分共 11 小题，共 180 分。21 （18 分）（1）利用如图所示的装置研究平抛运动。实验中，下列说法中正确的有_。A斜槽
6、轨道必须光滑B通过调节使斜槽末端保持水平C每次释放小球的位置可以不同D每次必须由静止开始释放小球（2）利用如图 1 所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。 现有电压表（03V）、开关和导线若干，以及下列器材：A电流表（00.6A） B电流表（03A）C滑动变阻器（020 ） D滑动变阻器（0100 ） 实验中电流表应选用_；滑动变阻器应选用_。 （选填相应器材前的字母）图 1图 2 在图 2 中用笔画线代替导线，按图 1 将电路连线补充完整。 实验中，某同学记录的 6 组数据如下表所示，其中 5 组数据的对应点已经标在图 3 的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出 U-I 图线
7、。序号 1 2 3 4 5 6电压U（V）1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10电流I（A）0.12 0.14 0.24 0.30 0.36 0.42理科综合能力测试第 4 页 （共 10 页）图 3 根据图 3 可得出干电池的电动势 E =_V，内电阻 r =_ 。 小明同学学习了电源的相关知识后，制作了如图 4 所示的水果电池。为了测量该电池的电动势，他从实验室借来了灵敏电流表（内阻未知，且不可忽略） 、电阻箱、开关以及若干导线，设计了如图 5 所示的电路图。你认为小明同学能否准确测出水果电池的电动势，并说明理由。Cu Zn ZnCu图 4 图 522 （16 分）如图
8、所示，平行金属导轨水平放置，宽度 L = 0.30m，一端连接 R =0.50 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B =0.20T。导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现使导体棒 MN 沿导轨向右匀速运动，速度 v = 5.0 m/s。求：（1）导体棒 MN 切割磁感线产生的感应电动势 E；（2）导体棒 MN 所受安培力 F 的大小；（3）感应电流的功率 P。理科综合能力测试第 5 页 （共 10 页）23 （18 分）图 1 所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点
9、，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力。如图 2所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到 P 点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为 Q 点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到 Q 点的过程中，机械能损失可忽略。弹性绳的弹力大小可以用 F=kx 来计算，式中 k 为常量，x 为弹性绳的伸长量。（1）弹性绳的原长为 l0，弹性绳对游客的弹力为 F，游客相对蹦极平台的位移为 x，取竖直向下为正方向，请在图 3 中画出 F 随 x 变 化 的 示 意 图 ；（2）借助 Fx 图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（
10、xl 0）时，弹性绳弹性势能 EP 的表达式；（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力 Fm=4.3103N，游客下落至最低点与地面的距离 。已知 l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离 D=55m。3md取重力加速度 g=10m/s2。试通过计算说明：总质量 M=160kg 的游客能否被允许使用该蹦极设施。图 1 图 2 图 3理科综合能力测试第 6 页 （共 10 页）24 （20 分）在玻尔的原子结构理论中，氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光，波长可以用巴耳末里德伯公式 来计算，式中 为波长，R 为21()Rkn里德伯常量，n、k 分别表示氢原子跃迁前
11、和跃迁后所处状态的量子数，对于每一个k，有 n=k+1、k +2、k +3。其中，赖曼系谱线是电子由 n1 的轨道跃迁到 k=1 的轨道时向外辐射光子形成的，巴耳末系谱线是电子由 n2 的轨道跃迁到 k=2 的轨道时向外辐射光子形成的。（1）如图所示的装置中，K 为一金属板，A 为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，S 为石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板 K 上。实验中：当滑动变阻器的滑片位于最左端，用某种频率的单色光照射 K 时，电流计 G 指针发生偏转；向右滑动滑片，当 A 比 K 的电势低到某一值 Uc（遏止电压）时，电流计 G 指针恰好指向零。现用氢原子发出的光照射某种金属
12、进行光电效应实验。若用赖曼系中波长最长的光照射时，遏止电压的大小为 U1；若用巴耳末系中 n=4 的光照射金属时，遏止电压的大小为 U2。金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须克服这种阻碍做功。使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。已知电子电荷量的大小为 e，真空中的光速为 c，里德伯常量为 R。试求：a赖曼系中波长最长的光对应的频率 1；b普朗克常量 h 和该金属的逸出功 W0。（2）光子除了有能量，还有动量，动量的表达式为 p= （h 为普朗克常量） 。a请你推导光子动量的表达式 p= ；hb处于 n=2 激发态的某氢原子以速度 v0 运动，
13、当它向 k=1 的基态跃迁时，沿与v0 相反的方向辐射一个光子。辐射光子前后，可认为氢原子的质量为 M 不变。求辐射光子后氢原子的速度 v（用 h、R、M 和 v0 表示） 。+ -电源 EAS理科综合能力测试第 7 页 （共 10 页）北京市朝阳区高三年级第一次综合练习理科综合能力测试参考答案20183第一部分（选择题 共 120 分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20答案 C D A C B A C D第二部分（非选择题 共 180 分）21 （18 分）（1）BD （2分）（2） A（2分）C（2分） 答案如
14、图1所示（2分）图1 图2 答案如图2所示（2分） 1.45（1.431.47）（2分）理科综合能力测试第 8 页 （共 10 页）0.83（0.800.86）（2分） 可以准确测出水果电池的电动势。根据闭合电路欧姆定律有 ，变形可得 。g()EIRrg1rRIE实验中，改变电阻箱的阻值R，可读出灵敏电流表相应的读数I，得到多组对应R、I数据，并画出 -R图像。在 -R图像中，图线的斜率 ，所以 。1I1I k1k（4分）22 （16 分）解：（1）导体棒 MN 切割磁感线产生的电动势（5 分）0.3VEBLv（2）通过导体棒 MN 中的电流 0.6AIR所以导体棒 MN 所受的安培力（6 分
15、）.3NFILB（3）感应电流的功率（5 分）20.18WPIR23 （18 分）解：（1）弹性绳对游客的弹力 F 随游客位移 x 变化关系的图线如图 3 所示。（4分）（2）在图 3 中，图线与 x 轴所围面积表示弹力 F 做的功，则在游客位移从 l0 变为 x 的过程中，弹力 F 做的功201()Wkl所以弹性绳的弹性势能（6 分）2P0()Exl（3）设游客从蹦极平台第一次到达最低点的距离为 l，在此过程中，根据机械能守恒定律 201()mglkl图 3理科综合能力测试第 9 页 （共 10 页）解得 或 （舍）50ml2l则 （符合要求）3dDl当游客第一次到达最低点时，弹性绳的弹力最
16、大，此时弹性绳的弹力（符合要求）30m()4.1NFklF所以该游客可以使用该蹦极设施（8 分）24 （20 分）解：（1）a在赖曼系中，氢原子由 n=2 跃迁到 k=1，对应光的波长最长，波长为 。则1有 21()R所以 43所以 （6 分）1cb在巴耳末系中，氢原子由 n=4 跃迁到 k=2，对应光的波长为 ，频率为 。22则有 221()4R2c设 、 对应的最大初动能分别为 Ekm1、E km2。根据光电效应方程有12km10EhW2根据动能定理有 1km1eU220E联立解得 ， （8 分）16()9hcR012(4)3WeU（2）a根据质能方程有 2Emc又因为 hp所以 （3 分）理科综合能力测试第 10 页 （共 10 页）b光子的动量 34hRp根据动量守恒定律有 0Mpv解得 （3 分）34h
