北京市房山区2021届高三物理下学期4月一模考试试题.doc

北京市房山区2021届高三物理下学期4月一模考试试题

北京市房山区2021届高三物理下学期4月一模考试试题

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15

北京市房山区2021届高三物理下学期4月一模考试试题
本试卷共8页，共100分考试时长的90分钟，考生务必将答案作答在答题卡上。在试卷上作答无效。
第一部分
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，选出合题目要求的一项
1.关于热现象下列说法正确的是
A两分子间距离增大，分子势能一定增大
B.气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击的结果
C.物体从外界吸热，其内能一定增大
D.悬浮在液体中的固体颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显
2.关于光现象下列说法正确的是
A.用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理
B.光电效应现象说明光具有波动性
C.通过游标卡尺两个卡脚间狭缝，看到的远处日光灯的彩色条纹是光的干涉所致
D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光强度增大，则干涉条纹间距变宽
3.关于原子和原子核下列说法正确的是
A.β射线是原子被电离后核外电子形成的电子流
B.太阳辐射的能量主要来源于太阳内部的重核裂变
C.氢原子的核外电子从高能级跃迁到低能级时，放出光子，电子的动能增加
D.两个质子和两个中子结合成一个α粒子，两个质子与两个中子的质量之和小于α粒子的质量
4.一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形如图1所示，a、b、c为介质中的三个质点，质点a此时向上运动，下列判断正确的是

A.该波沿x轴负方向传播
B.质点b振动的周期比质点c振动的周期小
C.该时刻质点b向上运动，质点c向下运动
D.从该时刻起，质点c比质点b先到达平衡位置
5.2020年11月28日晚间，嫦娥五号探测器经过四天多弄月飞行，成功实施第一次近月制动，完成“太空刹车减速”被月球铺获，顺利进入一个近月点为P的环月大椭圆轨道I，经过一段时间后，嫦娥五号探测器再次制动，最终进入椭圆轨道II环绕月球运动，如图2所示。则

A.探测器在轨道I上运行的周期大于在轨道II上运行的周期
B.探测器在轨道I上运行时的机械能等于在轨道II上运行时的机械能
C.探测器沿轨道I经过P点的速度小于沿轨道II经过P点的速度
D.探测器沿轨道I经过P点的加速度小于沿轨道II经过P点的加速度
6.图3是线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流的U-t图像。将该交变电流接在如图4所示的理想变压器原线圈M、N两端，副线圈接有阻值为2Ω的电阻R，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1。下列说法正确的是

A.原线圈的输入电流为0.5 A
B.副线圈输出电压为14.1 V
C.在一个周期内通过电阻R的电荷量为0.2C
D.流过灯泡的电流方向每秒钟改变100次
7.中国高速铁路最高运行时速350km，被誉为中国“新四大发明”之一。几年前一位来中国旅行的瑞典人在网上发了一段视频，高速行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图5所示。在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车转弯的时候，硬币才倒下。这一视频证明了中国高铁极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是

A.硬币直立过程中，列车一定做匀速直线运动
B.硬币直立过程中，一定只受重力和支持力，处于平衡状态
C.硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
D.列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
8.如图6所示，图中实线是一簇未标明方向的电场线虚线是某带电粒子通过该电场区城时的运动轨迹，a、b是轨迹运动方向相反的轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可以判断

A.带电粒子所带电荷的电性
B. a、b两点的电场强度方向
C.带电粒子在a点的速度小于在b点的速度
D.带电粒子在a、b两点的受力方向
9.两根长直导线，垂直穿过光滑绝缘水平面，与水平面的交点分别为M和N，两导线内通有大小相等、方向相反的电流I，图7为其俯视图。A、B是该平面内M、N连线中垂线上两点，从B点以一指向A点的初速度v释放一个带正电的小球，则小球的运动情况是

A.小球将做匀速直线运动 B.小球先做减速运动后做加速运动
C.小球将向左做曲线运动 D.小球将向右做曲线运动
10.如图8所示，一个原来不带电的空心金属球，放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，达到静电平衡后，下列说法正确的是

A.空心金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B.空心金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势
C.点电荷Q在空心金属球内产生的电场强度处处为零
D.空心金属球内只有球心处电场强度为零
11.将平行板电容器、滑动变阻器、电源按如图9所示连接。若平行板电容器内存在垂直纸面向里的匀强磁场，—电子束沿垂直于电场线与磁感线方向，从左侧入射后偏向A极板，为了使电子束沿入射方向做直线运动，可采取的方法是

A只将变阻器滑片P向b端滑动
B.只将电子的入射速度适当增大
C.只将磁场的磁感应强度适当减小
D.只将极板间距离适当减小
12. 2022年2月，北京市和张家口市将联合举办第24届冬季奥林匹克运动会，某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练。某次训练中，蓝色冰壶静止在圆形区域内。运动员用质量相等的红色冰壶撞击蓝色冰壶，红、蓝两只冰壶发生正碰，如图10所示。若碰撞前后两壶的v-t图像如图11所示，则

A.两只冰壶发生碰撞过程中机械能守恒
B.碰撞后，蓝色冰壶受到的滑动摩擦力较大
C.碰撞后，蓝色冰壶经过5s停止运动
D.碰撞后，两壶相距的最远距离为1.2m
13.如图12所示，接通电键S，灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处，则下列说法正确的是

A.如果将电压表并联在cd两端有示数，说明cd间完好
B.如果将电压表并联在ac两端示数为0，说明ac间断路
C.如果将电流表并联在ac两端示数为0，说明cd间完好
D.如果将电压表并联在ad两端有示数，并联ac两端示数为0，说明cd间断路
14.电荷周围有电场，具有质量的物体周围有引力场，引力场与电场有很多相似之处，和描述电场一样，描述引力场也用引力场强度、引力势、引力线等。设地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，结合有关静电场的知识进行合理的类比和猜想，则下列关于引力场说法错误的是
A.地球附近某点引力场强度就是该点的重力加速度g
B.类比电场强度，质量为m的质点在与之相距r处的引力场强度g'=G
C.类比电势，引力场中某点的“引力势”反映引力场能的性质，大小与零势面选取有关
D.如果把地球抽象为一个孤立质点，它的“引力场线”分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布
第二部分
本部分共6题，共58分。
15.（10分）某实验小组利用一捆长度为L＝100m铜芯导线测量铜的电阻率，实验如下：
（1）用螺旋测微器测铜芯线的铜芯直径示数如图13所示，铜芯的直径D为__________mm
（2）为多测几组数据，要求电压能从零开始连续调节，请用笔画线代替导线，在图14中将未完成的实物电路补充连接好；

（3）在方框内画出符合（2）问要求的实验电路图；

（4）正确连接实物电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得的电流为I，电压为U，铜芯的直径为D。请用以上物理量写出铜的电阻率表达式p＝______
（5）实验小组通过查阅教材发现本实验测得的电阻率明显偏大，造成偏大的可能原因是（ ）
A.电流表测得的电流大于通过铜芯导线的电流
B.实验时钢芯导线的温度过高
C.用螺旋测微器测得导线的铜芯直径偏大
D.选用的铜芯导线太长
16.（8分）某同学用如图15所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上集固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次，再把同样大小的b球静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让a球仍从原固定点由静止开始滚下与b球相碰，碰后两球分别落在记录纸的不同位置，重复10次。

（1）关于实验，下列说法正确的是_____________
A.实验时，a、b两个小球相碰后应同时落地
B.实验时，a、b两个小球的直径可以不相同
C.实验时，人射球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放
D.实验时，斜槽末端的切线必须水平
（2）实验必须测量的物理量是_________（填序号字母）
A. a、b两个小球的质量ma、mb
B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
C. a球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度h
D. a、b两个小球离开斜槽轨道听做平抛运动的飞行时间
E.记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离
（3）入射a球从固定点下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实脸结果是否会有影啊？并说明理由。
___________________________________________________________________________
（4）如果以各球落点所在直线为x轴，以O为原点，A、B、C三点坐标分别为xA＝0.4m，xn＝1.0m，xC＝1.2m，若碰撞中符合动量守恒。实验所用小球直径均为2cm则a、b两小球的质量之比__________。
17.（9分）如图16所示，把一个小球用一根不可伸长的轻质细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长L＝1m，最大摆角为θ＝37º小球质量m＝0.2kg.重力加建度g＝10m/s2(sin37º＝0.6；cos37º＝0.8)求：
（1）小球摆到最低位置O时，小球速度v的大小；
（2）小球摆到最低位置O时，细线对小球的拉力F的大小；
（3）如图17所示，若在O点的正下方钉一个钉子B。当细线与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球。细线就越容易被拉断。请解释这现象。

18. (9分)如图18所示，空间分布着磁感应强度B=0.5T的水平方向匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m，正方形线框PQMN的边长L= 0.4m，质量m=0.2 kg+电阻R=0.1Ω.静止在光滑绝缘水平板上“I”位置。现用一水平向右的恒力F=0.8N.从静止开始拉线框，当PQ边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，到达“II”位置时MIN边刚好出磁场。求:

（1）进入磁场时线框中感应电流I的大小和方向；
（2）进入进场时线框的速度大小v和进入磁场前线框移动的距离x；
（3）从“I”位置到“II”位置的过程中线根产生的焦耳热Q。

19.（10分）物理学研究向题一般从最简单的理想情况入手，由简入繁，逐渐贴近实际。在研究真实的向上抛出的物体运动时，我们可以先从不受阻力入手，再从受恒定阻力研究。最后再研究受到变化阻力的接近真实的运动情形。现将一个质量为m的小球以速度v0竖意向上抛出，重力加速度为g。
（1）若忽略空气阻力影响，求物体经过多长时间回到抛出点；
（2）若空气阻力大小恒定为小球所受重力的k倍(0<k<1)，求小球回到抛出点的速度大小vt
（3）若空气阻力与速度成正比，小球运动的v-t图像如图19所示，小球经过时间t1落回抛出点时速度大小为v1。求：
a.小球从抛出到落回抛出点空气阻力的冲量；
b.整个过程中加速度的最大值。

20.(12分)右图是电子加速系统，K是与金属板M距离最近的灯丝，电源E1给K加热可以产生初速度不计的热电子，N为金属网，M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上，M、N之间的电场近似为匀强电场，系统放置在真空环境中，正常工作时，从K发出的电子经M、N之间的电场加速后，大多数电子从金属网N的小孔射出，少部分电子打到金属网丝上被吸收，从而形成回路电流，电流表的示数稳定为I。已知电子的质量为m、电量为e，不计电子所受的重力和电子之间的相互作用。
（1）求单位时间内被金属网N吸收的电子数n；
（2）若金属网N吸收电子的动能全部转化为内能，证明金属网的发热功率P＝IU；
（3）电子可认为垂直打到金属网N上，并假设打在金属网N上的电子全部被吸收，不反弹。求被金属网吸收的电子对金属网的作用力大小F。

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参考答案
第一部分：（每题3分，共42分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
A
C
C
A
A
C
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
A
B
B
C
D
D

第二部分：
15.（1）1.395±0.003mm（2分）
（2）见图（2分） （3）电路图（2分）

图14
（4）（2分） （5）B、C（2分）
16.（1）A、D（2分） （2）A、E（2分）
（3）不影响（1分），理由：只要求a球每次到达斜槽底端（碰前）速度相同即可 （1分）
（4）2:1（2分）
17.（1）由动能定理：，带入数据解得v=2m/s （3分）
（2）由牛顿第二定律，带入数据得：F=2.8N （3分）
（3）①细线遇到钉子，摆球由于惯性保持原速，②B点越靠近小球，圆周运动的半径会越小，③细线受到的拉力就越大，越容易断。 （3分）
18.（1）线框做匀速运动，安培力与拉力平衡即BIL=F，带入数据解得I=4A，由右手定则可知进入磁场时电流方向为逆时针方向。 （3分）
（2）由闭合电路欧姆定律，法拉第电磁感应定律，
解得v=2m/s （2分）
没进磁场前，由牛顿第二定律得线框，由v2=2a·x，
解得x=0.5m （2分）
（3）由功能关系Q=2FL，解得Q=0.64J （2分）
19.（1）由机械能守恒可知；落回出发点的速度为，由，得（2分）
（2）上升：由牛顿第二定律，得，由得由动能定理： 得： （4分）
（3）由动量定理，。即可给满分（2分）
若利用微元法，考虑到上升与下降的高度相等，利用数学知识可解得I=0也对。也给2分。由图可知小球最终做匀速运动即：，，
刚抛出时加速度最大，解得： （2分）
20.（1）由，， （3分）
（2）每个电子被加速，
单位时间内金属网吸收的电子动能转化为金属网的发热功率
（5分）
（3）由得，
由动量定理得，得
由牛顿第三定律，金属网对电子的作用力与电子对金属网的作用力大小相等（4分）