2022 北京人大附中高三物理自主复习练习一含答案

　2019 北京人大附中高三物理自主复习练习一 13. 利用下列哪一组物理量可以算出二氧化碳的摩尔质量 A．二氧化碳的密度和阿伏加德罗常数 B．二氧化碳分子的体积和二氧化碳的密度 C．二氧化碳分子的质量和阿伏加德罗常数 D．二氧化碳分子的体积和二氧化碳分子的质量 14．实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中没有突出体现波动性的是(

　)

　 A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B．β 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D．电子束通过单缝实验装置后可以得到单缝衍射图样 15．A、B 两列波在某时刻的波形如图所示，经过 t=T A 时间（ T A 为波 A 的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比 v A ：

　v B 不可能的是 A．1∶3

　 B．3∶1 C．1∶2

　 D．2∶1 16．小行星绕恒星运动，由于恒星均匀地向四周辐射能量，其质量缓慢减小。则经过足够长的时间后，小行星的运动将：（此过程中可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动）

　A．半径变大

　 B．速率变大

　C．角速度变大 D．加速度变大 17．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J，他克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程中 A．动能增加了 1 900 J

　B．动能增加了 2 000 J C．重力势能减小了 1 900 J

　D．重力势能减小了 2 000J 18．如图（a），线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上，在 ab 线圈中通以变化的电流，测得 cd 间的的电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比， 则下列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是：

　（

　）

　v A

　a

　v B

　a

　 19、在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为 V ，之后又进行了下列操作，其中错误的是 A．向浅水盘中倒入约 2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 B．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 S ，再根据 d =SV估算出油酸分子的直径 20．2016 年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家，以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献。

　我们知道，按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类，而拓扑绝缘体性 质独特，它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料。例如，在通常条件下石墨烯正常导电，但在温度极低、外加强磁场的情况下，其电导率（即电阻率的倒数）突然不能连续改变，而是成倍变化，此即量子霍尔效应（关于霍尔效应，可见下文注释）。在这种情况下，电流只会流经石墨烯边缘，其内部绝缘，导电过程不会发热，石墨烯变身为拓扑绝缘体。但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件，所以其低能耗的优点很难被推广应用。

　2012 年 10 月，由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队，首次在实验中发现了量子反常霍尔效应，被称为中国“诺贝尔奖级的发现”。量子反常霍尔效应不需要外加强磁场，所需磁场由材料本身的自发磁化产生。这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能。

　注释：霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中，当磁场方向与电流方向垂直时，导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差。

　根据以上材料推断，下列说法错误．．的是 A．拓扑绝缘体导电时具有量子化的特征 B．霍尔效应与运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力有关 C．在量子反常霍尔效应中运动电荷不再受磁场的作用 D．若将拓扑绝缘材料制成电脑芯片有望解决其工作时的发热问题 21．（18 分）

　（1）

　兴趣小组的同学想测量一捆带绝缘漆的镍铬合金丝的长度。

　①如图 2 所示，他们用螺旋测微器测得合金丝的直径 d =_________mm。

　查得镍铬合金丝的电阻率为 ρ ，若测出合金丝的电阻为 R ，则合金丝的长度可以根据公式 L =__________求出（用 ρ 、 d 、 R 表示）。

　②该小组同学为了精准测量金属丝的电阻率，设计了一个实验，电路如图乙所示， R 为保护电阻，已测出电阻丝的横截面积为 S ，用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度 L ，实验中记录了几组不同长度 L对应的电流 I 。他准备利用图像法处理数据来计算该电阻丝的电阻率。

　请分析说明小鹏同学应该做出怎样的线性函数图像，并定性画出该图像；请指出在本实验中电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果有无影响。

　（2）研究性学习小组的同学们用如图 6 甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势 E 和内电阻 r 。实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围 0～999.9）；开关、导线若干。

　①请根据图 6 甲所示的电路图，在图 6 乙中画出连线，将器材连接成实验电路。

　 ②某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值 R ，读取与 R 对应的电压表的示数 U ，并将相应的数据转化为坐标点描绘在 U-U / R 图中。请将图 6 丙、丁中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图 7 所示的坐标系中（用“+”表示），并画出 U-U / R 图线； ③根据图 7 中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值 E =_____V，内电阻测量值 r =______Ω。（保留 3 位有效数字）

　④实验测量都存在误差，关于本实验的误差，下列说法中正确的是

　 （选填选项前的字母）。

　A．由于读数所引起的误差属于偶然误差 B．利用图象法处理本实验数据可以减小系统误差 C．由于电压表内阻引起的误差属于系统误差 D．电压表的内阻越大，其引起的误差越大 ⑤不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的输出功率 P 随外电阻 R 变化的关系，以及电池组的输出功率 P 随路端电压 U 变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图 8 所示的 P-R 和 P-U 图象。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是

　（选填选项的字母）。

　 22．（16 分）如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度 E =1.0×102 V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度 h= 0.80m 的 a 处有一粒子源，盒内粒子以 v 0 =2.0×102 m/s 的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为 m= 2.0×10-15 kg，电荷量为q= +10-12 C 的带电粒子，粒子最终落在金属板b上。若不计粒子重力，求：（计算结果均保留两位有效数字）

　（1）粒子源所在处 a 点的电势； （2）带电粒子打在金属板上时的动能； （3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）；

　23．某同学设计了一个测量物体质量的电子装置，其结构如图甲、乙所示。

　E 形磁铁的两侧为 S 极，中心为 N 极，可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场。一边长为 L 横截面为正方形的线圈套于中心磁极，线圈、骨架与托盘连为一体，总质量为 m 0 ，托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上，支撑起上面的整个装置，线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接（图上未标出）。当被测量的重物放在托盘上时，弹簧继续被压缩，托盘和线圈一起向下运动，之后接通外电路对线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为 k ，线圈匝数为 n ，重力加速度为g 。

　a b h

　 （1）当线圈与外电路断开时 a . 以不放重物时托盘的位置为位移起点，竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出，托盘轻轻放上质量为 m 的重物后，托盘向下运动过程中弹簧弹力 F 的大小与托盘位移 x 的关系图象； b．根据上面得到的 F - x 图象，求从托盘放上质量为 m 的重物开始到托盘达到最大速度的过程中，弹簧弹力所做的功 W ； （2）当线圈与外电路接通时 a ．通过外电路给线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能够承受的最大电流为 I ，求该装置能够测量的最大质量 M ； b．在线圈能承受的最大电流一定的情况下，要增大质量的测量范围，可以采取哪些措施？（至少答出 2 种）

　24．（20 分）

　2018 年 11 月 16 日，第 26 届国际计量大会规定普朗克常数ℎ = 6.62607015 × 10 −34

　kg∙m2 ∙s -1 ，以普朗克常数为基础给出了千克的新定义。规定普朗克常数后，我们可以结合基布尔秤、迈克尔孙干涉仪、约瑟夫森结和量子霍尔效应来精确测量物体的质量。测量结果只依赖于普朗克常数ℎ的数值。下面我们来分别讨论这些仪器的工作原理。

　《基布尔秤》：基布尔秤是一种通过精确测量电流和电压来测量物体质量的仪器。由于被测物体质量与电压和电流的乘积成正比，所以基布尔秤也被称为瓦特秤。基布尔秤可以简化为如图 1 所示的等臂电流天平。天平右臂竖直悬挂着矩形线圈，匝数为

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