门头沟区届高三年级一模考试物理试题及答案.docx
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门头沟区届高三年级一模考试物理试题及答案
门头沟区2021届高三年级一模考试
物理试卷
2021.3
考生须知
1.本试卷共8页，分为两部分，第一部分选择题，包括1-1题，共42分；第二部分非选择题，包括15~20题，共58分。
2.试程所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
请使用黑色字迹签字笔或钢笔作答。
3.考试时间90分钟，试卷满分100分。
第一部分选择题（共42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，选出最符合题目要求的一项。
1.如图1所示，一束白光通过三棱镜发生色散，a、b是其中的两束单色光，这两束光相比较
A.在真空中，a光的速度大
B.在真空中，a光的波长大
C.水对b光的折射率小
D.光从水中射向空气，b光的临界角大
2.关于放射性元素的衰变，以下说法正确的是
A.原子核发生α衰变所释放的射线中一定有高速运动的电子
B.原子核发生β衰变所释放的射线中一定有高速运动的氦原子核
C.
U衰变成
Rn经过了2次α衰变和4次β衰变
D.
U衰变成
Rn经过了4次α衰变和2次β衰变
3.如图2所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上。
当用可见光照射锌板时，验电器指针不偏转。
当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度
A.若减小紫外线的强度，验电器的指针也会偏转
B.若改用红光长时间照射，验电器的指针也会偏转
C.用紫外线照射锌板时，锌板带正电，验电器带负电
D.这个现象说明了光具有波动性
4.手摇交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流i随时间t变化关系如图3所示，则
A.该交变电流的频率是0.4Hz
B.该交变电流的有效值是0.8A
C.t=0.Is时，穿过线圈平面的磁通量最小
D.该交变电流i的瞬时值表达式是i=0.8
sin5πt
5.一根绳子的右端固定在墙壁上，其左端的P点沿竖直方向振动产生一列横波。
P点振动的周期为T，横波的波长为λ，当波刚刚传播到Q点时的波形如图4所示，则
A.P点起振方向向下
B.此刻P点向下运动
C.P、Q两点间距离等于3λ
D.波从P点传到Q点经历7T
6.下列说法正确的是
A.气体温度升高时，每个气体分子动能都增加
B.气体体积变大时，其内能一定减小
C若液体的温度升高，布朗运动更加剧烈
D.布朗运动是液体分子的无规则运动
7.据国家航天局消息，北京时间2020年12月12日，嫦娥五号轨道器和返回器组合体实施了第一次月地转移。
如图5所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。
以下说法正确的是
A.组合体在近月点减速，从而变为椭圆轨道
B.组合体在近月点加速，从而变为椭圆轨道
C.组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的线速度小于远月点的线速度
D.组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的加速度小于远月点的加速度
8.如图6所示，是某电场的电场线和一条等势线（虚线）。
下列说法正确的是
A.A点和B点的电场强度相同
B.A点的电势高于B点的电势
C.A附近的等差等势线比B附近稀疏
D.负电荷在B点具有的电势能比在A点小
9.如图7所示，为洛伦兹力演示仪的结构示意图。
由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。
当通有恒定电流时前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。
电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I米调节。
适当调节U和I,玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。
通过下励磁线圈列调节，一定能让圆形径迹半径减小的是
A.减小U，增大IB.增大U，减小I
C.同时减小U和ID.同时增大U和I
10.如图8所示，是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场，将P、Q与电阻R相连接。
一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入磁场。
下列说法正确的是
A.P板的电势低于Q板的电势
B.通过R的电流方向由b指向a
C.若只改变磁场强弱，通过R的电流保持不变
D.若只增大粒子入射速度，通过R的电流增大
11.如图9所示，为研究平抛运动的实验装置,金属小球A、B完全相同。
用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。
图9中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是
A.两球同时经过水平面1，且速率相同
B.两球同时经过水平面1，且重力做功的瞬时功率相同
C.两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球大
D.两球从水平面1到2的过程，A球动能变化量比B球大
12.如图10（a）所示，甲分子固定在原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与分子间距离的关系如图10（a）中曲线所示。
F>0为斥力，F<0为引力。
A、B、C、D为x轴上四个特定的位置。
现把乙分子从A处由静止释放，图10（b）中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的加速度、速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中正确的是
13.如图11所示，（a）图为研究木块运动情况的装置，计算机与位移传感器连接，可描绘木块位置随时间变化的图线。
将木块自O点静止释放，计算机描绘木块对O点的位置随时间变化的x-t图像是（b）图中的曲线②。
（b）图中木块先后经过x1、x2、x3、位置时的时间间隔相同。
以下说法正确的是。
图11
A.若x1:
x2:
x3=1:
3:
5,则表明木块做匀加速直线运动
B.若x1＝x2－x1＝x3－x2，则表明木块一定做匀加速直线运动
C.若只增大木板的倾角，则计算机描绘的x-t可能是（b）图中的曲线①
D.若只增大木块的质量，则计算机描绘的x-t可能是（b）图中的曲线③
14.永磁体之间的相互作用与电荷之间的相互作用相似，人们将电荷的相关概念引入磁现象的研究之中。
认为磁棒的两极存在两种磁荷，N极带正磁荷，S极带负磁荷。
“磁荷”观点认为磁荷可以激发磁场，描述磁场的基本物理量定义为磁场强度H。
类比电场强度的定义方法，用正磁荷在磁场中受到的磁场力F和其磁荷Q的比值表示磁场强度H，方向与该处正磁荷受力方向一致。
用图12装置，可以测量通电线圈产生的磁场和“磁荷”间的作用力。
假设图中N极的磁荷QN，线圈不通电时，测力计示数为F0。
A.当线圈中通顺时针方向（俯视）电流时，测力计示数小于F0
B.磁铁N极所处位置的磁场强度大小
C.通电后测力计示数改变量为F，则磁铁N极所处位置的磁场强度大小
D.如果将一根较短磁铁挂在测力计上，并使磁铁完全放入线圈中，则通电后测力计的示数变小
第二部分
本部分共6小题，共58分。
15.（9分）
验证机械能守恒定律的实验装置如图13所示。
（1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是________（只有一个选项符合要求，填选项前的符号）。
A.直流电源及导线、天平及砝码
B.直流电源及导线、刻度尺
C.交流电源（220V,50Hz）及导线、天平及砝码
D.交流电源（220V,50Hz）及导线、刻度尺
（2）图14中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。
打点计时器打下O点（中未标出）时，重锤开始下落，a、b、c是打点计时器连续打下的3个点。
刻度尺的刻线与O点对齐，a、b、c三个点所对刻度如图14所示。
打点计时器在打出b点时锤下落的高度hb=________cm，下落的速度为vb=________m/s（计算结果保留3位有效数字）。
（3）某同学用上述方法测出各计数点到O点的距离h，算出对应的速度平方v2，并作出v2－？
图像，设当地重力加速度为g。
下列说法正确的是______。
（填选项前的符号）
A.v2－h图像一定过原点
B.若v2－h图像是一条过原点的直线，则机械能一定守恒
C.若v2－h图像是一条过原点的直线，则斜率等于g
D.若v2－h图像是一条过原点的直线，则斜率略小于2g
16.（9分）利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图15所示，其中电源电动势E＝8V。
先使开关S与1相连，电容器充电结束后把开关S掷向2，电容器通过电阻箱R故电。
传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图17所示。
（1）实验中电阻箱的示数如图16所示，其阻值R=______Ω。
t＝2s时，电容器的a极板带_______电（选填“正”或“负”）。
（2）图17中画出了对应较短时间△t的狭长矩形,该矩形面积的物理意义是_________，估算该电容器的电容C＝_________F。
（3）一同学在深入研究的过程中发现：
当改变一个或几个物理量时，I-t图像会发生有规律的变化，图18中的虚线示意了4种可能的变化情形。
如果只增大电阻R，I-t图像的变化应该是选项_________（填写相应选项的字母）；如果只增大电容C，I-t图像的变化应该是选项________（填写相应选项的字母）。
17.（9分）滑雪是广受师生喜欢的运动，某滑雪的滑道如图19所示。
斜面滑道与水平滑道由很小的圆弧平滑衔接，斜面滑道的倾角α＝37°。
学生乘坐滑雪板由静止开始，从滑道上高h＝1.8m处滑下，滑上水平面后，与静止的老师所坐的滑雪板发生碰撞，碰撞后他们以共同的速度运动，碰撞前后学生的运动方向不变。
已知学生和滑雪板的总质量m＝30kg，老师和滑雪板的总质量为M＝60kg，人与滑雪板均可视为质点，不计一切摩擦和阻力，取重力加速度g＝10m/s，sinα＝0.6，cosα＝0.8。
求：
（1）小孩和滑雪板在斜面滑道下滑的加速度a的大小；
（2）小孩和滑雪板滑到斜面底端时的速度v的大小；
（3）碰撞过程中学生和老师（包括各自滑雪板）组成的系统损失的机械能△E。
18.（9分）如图20甲所示，平行导轨与电阻R连接，导体棒MN在运动中与平行导轨始终保持垂直。
电阻不计的平行导轨宽l＝0.4m,所接电阻R＝0.4Ω。
匀强磁场的磁感应强度B＝0.1T，磁场方向垂直于纸面向里。
导体棒MN的电阻r＝0.1Ω，以v＝5m/s的速度向右匀速运动。
（1）判断M、N中哪个位置相当于电源的正极？
画出闭合电路的等效电路图；
（2）求电阻R产生电热的功率P；
（3）设t＝0s时，穿过回路所围成面积的磁通量为
，求出穿过回路的磁通量
随t变化的函数关系，并在图20乙中画出相应的
-t图像。
图20
19.（10分）如图21甲所示，两个相同的平行金属极板P、Q水平放置，高速电子在O1点沿中线O1O2射入，速度大小为v0。
极板P、Q的长度为L，极板间的距离为d，电子的质量为m，电荷量为e，忽略电子所受重力和电子之间的相互作用。
（1）若在极板P、Q间只加垂直于纸面的匀强磁场，电子垂直打在极板P上，求此匀强磁场的磁感应强度B；
（2）若在极板P、Q间只加恒定电压U,电子穿过极板P、Q时，沿竖直方向偏移的距离为
d，求U0的大小；
（3）若在极板P、Q间只加一交变电压，其电压u随时间t变化的图像如图21乙所示，电压的最大值为2U0电子在O1点持续均匀的沿O1O2射入，且在单位时间内射入的电子数为N，在O2点竖直放置一个较短的金属条，金属条长为△l（△l比
d小）。
求该金属条上能够检测到的平均电流强度I的大小。
（由于电子在P、Q板间运动时间极短，远小于交变电压的周期，电子在穿过P、Q板间时的电压认为不变）。
20.（12分）2020年12月1日23时11分，嫦娥五号的着上组合体成功着陆在月球的预定区域。
由于其着陆腿具有缓冲、吸能、防振、防倾斜等功能，确保了着上组合体稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱”。
（1）着陆腿的工作原理可简化为：
如图22甲所示，附着轻弹簧的物块由静止释放，当物块在着地过程中速度减为零时，缓冲弹簧不再发生形变，物块即刻平稳地静止在地面上。
设物块的质量为m，下落高度为H。
①此过程中弹簧“吸收”物块的能量E是多少？
②简要说明减小物块对地面冲击力的原理。
（2）着上组合体在月表上方约30m时自主确定着陆点并开始垂直降落。
关闭发动机时，它对月面高h＝2m,速度v＝2m/s。
具有“吸能”功能的四个着陆腿是用特制的铝蜂窝材料做成的，图22乙是在地面做模拟试验时得到的着陆腿所受冲击力随位移变化的F-x曲线。
假设着上组合体在月球着陆时，着陆腿所受的冲击力随位移变化的F-x曲线与图22乙相同。
请你估算着上组合体的质量M（计算时，取地球和月球的半径之比k1≈4，质量之比k2≈80，地球表面附近的重力加速度g＝10m/s2）。
图22
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
D
A
C
A
C
B
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
A
D
B
A
C
C
15.（9分）
（1）D（2分）
（2）19.40（19.38～19.42）（2分，没估读的0分）：
1.94（1.93～1.95）（2分）；
（3）AD（3分，只选对一个2分；有错选0分）
16.（9分）
（1）3360（2分）；正电（1分）
（2）电容器在△t时间内的放电量（1分）：
4.2×104~4.6×104（42～46格。
应该是45格）（2分）
（3）A（1分）；D（2分）
17.（9分）
（1）小孩和滑雪板在斜面滑道下滑时的受力如图所示…………………（1分）
根据牛顿第二定律…………………………………………………………（1分）
mgsinα＝ma………………………………………………………………（1分）
..............................................（I分）
（2）由机械能守恒定律有
………………………………………………………………（1分）
解得：
………………………………………………（1分）
（3）碰撞过程中学生和老师（包括各自冰车）组成的系统动量守恒，设碰撞后他们相同的速度大小为v，系统损失的机械能为△E
…………………………………………………………（1分）
………………………………………………（1分）
解得v＝2.0m/s△E＝360J………………………………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
16.（9分）
（1）M为正极：
…………………………………………………………（1分）
等效电路图（略）………………………………………………………（1分）
（2）电动势E＝Blv……………………………………………………………（1分）
流过电阻R的电流
……………………………………………（1分）
功率P＝I2R……………………………………………（1分）
得P＝6.4×10-2W……………………………………………（1分）
（3）
……………………………………………（1分）
则φ＝φ。
+0.2t……………………………………………（1分）
图像如图……………………………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
19.（10分）
（1）电子向上偏转，由左手定则得磁感应强度方向垂直纸面向外。
根据牛顿第二定律有②
………………………①
几何关系
………………………②
解得：
（此小问共计3分，过程的①②式共1分，方向、大小的结果各1分）
（2）带电粒子在P、Q极板间沿竖直方向做匀加速直线运动，有
………………………①
根据牛顿第二定律有
………………………②
电子在水平方向.上做匀速直线运动，有
………………………③
联立解得
………………………④
代入
，得
（此小问共计3分，过程的①②③④式共2分，结果1分）
（3）由
（2）中的④可知：
P、Q极板间电压加倍，电子在竖直方向的最大位移也加倍，故此，P、Q极板间电压加图21乙所示的交变电压时，所有电子穿过P、Q极板时，在竖直方向的长度范围是d/2，且O2点是中心点。
………………………①
P、Q极板间电压加图21乙所示的交变电压时，电子在竖直方向长度d/2范围内是均匀扫描，设在单位时间内打在金属条内的电子数为n，则有
………………………（1分）
金属条上检测到的平均电流强度
I＝en………………………（1分）
求得：
………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
20.（12分）
（1）①E＝mgH………………………（2分）
②侬据动量定理，物块着地过程中，
………………………（1分）
（动量定理表达式写为
给此1分）
由于
4p一定，加缓冲弹簧使得
O1变大，则冲击力F变小………………………（1分）
（2）设地球质量和半径分别为m1和R1，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为m、R2和g'，则有：
地球表物体面的
………………………（1分）
月球表物体面的
………………………（1分）
一个着陆退的冲击力做功的估算值为F=7×103N与S=175mm围成的矩形面积，设为为S0（参见下图乙，阴影面积为S0）
………………………（2分）
（能够表达面积等于冲击力做功，估算值在1.0×103J~1.4×103J的均给2分。
单位错误的0分）
着上组合体减少的能量被四个着陆腿吸收：
………………………（2分）
解得:
M=816kg………………………（1分）
（结果667kg～993kg，均给1分）
（其它正确做法参照给分）
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