2021届北京市朝阳区高三物理二模试卷含答案

这是一份2021届北京市朝阳区高三物理二模试卷含答案，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.光线由空气进入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中。下面四幅光路图中，O点是半圆形玻璃砖的圆心，可能正确的选项是〔 〕
A. B.
C. D.
2.关于 、 、 三种射线，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 射线是一种波长很短的电磁波 B. 射线是一种波长很短的电磁波
C. 射线的电离能力最强 D. 射线的电离能力最强
3.一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如下列图，由图可知〔 〕
A. 质点振动的频率为1.6Hz
C. 在0.3s和0.5s两时刻，质点的速度方向相同 D. 在0.3s和0.5s两时刻，质点的加速度方向相同
4.如下列图，A、B两物块的质量分别为m和M，把它们靠在一起从光滑斜面的顶端由静止开始下滑。斜面的倾角为θ，斜面始终保持静止。那么在此过程中，物块A对物块B的作用力为〔 〕
A. 0 B. Mgsinθ C. mgsinθ D. (M-m)gsinθ
5.如下列图，质量为m的小球，用不可伸长的轻绳悬挂在O点。现将小球从A点由静止释放，小球向下摆动至最低点B。在此过程中，小球重力做的功为W，小球重力的冲量为I，小球动能的变化量为 ，小球动量的变化量为 。不计空气阻力，以下关系式正确的选项是〔 〕
A. ， B. ，
C. ， D. ，
6.如下列图，空间存在垂直纸面向里的磁场，磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，且关于竖直平面MN对称。绝缘细线上端固定在M点，下端与一个粗细均匀的铜制圆环相接。现将圆环由P处无初速释放，圆环第一次向右摆动最远能到达Q处〔图中未画出〕。圆环始终在同一竖直平面内摆动，那么在圆环从P摆向Q的过程中，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 位置P与Q可能在同一高度 B. 感应电流方向始终逆时针
C. 感应电流方向先逆时针后顺时针 D. 安培力方向始终与运动方向相反
7.某物理学习小组在做“研究平抛运动〞的实验时，得到小球做平抛运动的轨迹，以小球被抛出的位置为原点，初速度的方向为x轴的方向，竖直向下的方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系，如下列图。该小组对实验进一步分析，分别画出了x、y、 和动能Ek随时间t变化关系的示意图，其中不正确的选项是〔 〕
A. B. C. D.
8.1916年，斯泰瓦和托尔曼发现，不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯性，自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影响，可等效为自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力〞F1 ， 但正离子晶格对自由电子的作用力F2不允许自由电子无限制地增大速度，F1和F2会到达平衡，其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。F1与线圈角速度的变化率α成正比，F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 假设线圈加速转动，α越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同
B. 假设线圈加速转动，α越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反
C. 假设线圈减速转动，α越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同
D. 假设线圈减速转动，α越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反
二、非选择题
9.在“油膜法估测油酸分子的大小〞实验中，有以下实验步骤：
a．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
c．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
①上述步骤中，正确的操作顺序是________。〔填写步骤前面的字母〕
②某同学做完实验后，发现自己所测的分子直径明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．计算油膜面积时，将不完整的方格均视为完整方格处理
10.在“练习使用多用电表〞的实验中，图1为某多用电表的面板。
①假设用此电表测量一阻值约为1000Ω的定值电阻，选择开关应调到电阻挡的________〔选填“×1〞、“×10〞、“×100〞或“×1k〞〕位置。
②图2为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在电阻挡“×100〞，那么读数为________Ω；如果选择开关在直流电压挡“50V〞，那么读数为________V。
③假设将一个满偏电流为3mA的电流表改装成欧姆表，调零后用它测量阻值为500Ω的标准电阻时，指针恰好在刻度盘的正中间。如果用它测量某待测电阻时，指针指在1mA处，那么该待测电阻的阻值为________。
A．1000Ω B．1500Ω C．2000Ω D．2500Ω
④某欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小，但此表仍能欧姆调零。现按正确操作方法测量一个阻值为3000Ω的电阻，从理论上分析，该电阻的测量结果________〔选填“偏大〞、“不变〞或“偏小〞〕，其原因是________
11.如下列图，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，进入磁场后经历半个圆周，从P点射出磁场。O、P两点间的距离为l，忽略重力的影响，求：
〔1〕匀强电场场强E的大小；
〔2〕粒子从电场射出时速度v的大小；
〔3〕匀强磁场磁感应强度B的大小。
12.建立理想化的物理模型既是物理学的根本思想方法，也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径。
〔1〕一段直导线，单位长度内有n个自由电子，电子电荷量为e。该导线通有电流时，自由电子定向移动的平均速率为v，求导线中的电流I。
〔2〕一水平放置的细水管，距地面的高度为h，有水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向射出，水流稳定后落地的位置到管口的水平距离为 。管口处水柱的横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g。水流在空中不散开，不计空气阻力。求：
a．水从管口水平射出速度v0的大小；
b．水流稳定后，空中水的总质量m。
〔3〕现有一个点光源以功率P均匀地向各个方向发射波长为λ的光，如果每秒有n个光子射入人的瞳孔，就能引起人眼的视觉效应。人眼瞳孔的直径为d，普朗克常量为h，光在空气中速度为c，不计空气对光的吸收。求人眼能看到这个光源的最大距离Lm。
13.做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势〞和“势能〞的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如静电场和引力场。
〔1〕如下列图，真空中静止点电荷+Q产生的电场中，A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与点电荷+Q间的距离分别为r1和r2。取无穷远处的电势为零，那么在距离点电荷+Q为r的某点电势 〔式中k为静电力常量〕。
a．现将电荷量为+q的检验电荷放置在A点，求该检验电荷在A点时的电势能EpA；
b．现将电荷量为+q的检验电荷，由A点移至B点，求在此过程中，电场力所做的功W。
〔2〕质量为M的天体周围存在引力场。该天体的半径为R，引力常量为G。
a．请类比点电荷，取无穷远处的引力势为零，写出在距离该天体中心为r〔 〕处的引力势 的表达式；
b．天体外表上的物体摆脱该天体万有引力的束缚，飞向宇宙空间所需的最小速度，称为第二宇宙速度，又叫逃逸速度。求该天体的第二宇宙速度v。
〔3〕2021年4月10日，人类首张黑洞照片面世。黑洞的质量非常大，半径又非常小，以致于任何物质和辐射进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸。黑洞的质量为M0 ， 引力常量为G，真空中的光速为c，求黑洞可能的最大半径rm。
答案解析局部
一、选择题
1.【解析】【解答】AB. 当光由空气沿半径方向射入半圆形玻璃砖时，传播方向不发生改变，但由玻璃射向空气时折射角应大于入射角，反射角和入射角相等，反射光线沿半径方向射出，所以A这种情况不可能发生，B是可能的，A不符合题意B符合题意；
C. 光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，C不符合题意；
D. 光由空气垂直射入半圆形玻璃砖时，传播方向不发生改变，D不符合题意。
故答案为：B

【分析】当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时，光线会发生全反射。
2.【解析】【解答】A、 射线电离本领最大，贯穿本领最小，但不属于电磁波，A不符合题意；
B、 射线是原子核在发生 衰变和 衰变时产生的能量以 光子的形式释放，是高频电磁波，波长很短，B符合题意；
C、 射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即 粒子，但电离能力没有 射线强，C不符合题意；
D、 射线不带电，没有电离能力，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】解决此题的关键知道α、β、γ三种射线的实质，以及三种射线的穿透能力强弱和电离能力强弱．
3.【解析】【解答】A. 由图读出周期T=1.6s，那么频率
A不符合题意；
B. 质点的振幅等于振子的位移最大值，由图直接读出振幅A=2cm，B不符合题意；
C. 在0.3s时刻，质点正从平衡位置向最大位移处运动，速度沿正方向；在0.5s时刻，质点正从正向最大位移向平衡位置运动，速度方向沿负方向，故这两个时刻的速度方向相反。C不符合题意；
D. 由简谐运动的特征
分析得知，在0.3s和0.5s两时刻，质点的位移相同，所以加速度方向相同，D符合题意。
故答案为：D

【分析】简谐振动，当物体处在最大位移处时，速度最小，动能最小，弹性势能最大，当物体处在零位移处时，速度最大，动能最大，弹性势能最小。
4.【解析】【解答】对A、B组成的整体受力分析可知，整体受重力、支持力而做匀加速直线运动；由牛顿第二定律可知，
那么再对B由牛顿第二定律可知：
合力等于B的重力沿斜面向下的分力；故说明AB间没有相互作用力。
故答案为：A

【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体之间的力。
5.【解析】【解答】小球在摆动过程中，只有重力做功，轻绳的弹力不做功，根据动能定理可知，重力的功等于动能的变化量，即W=△Ek；小球在摆动过程中，受到了重力和绳子拉力的冲量，故重力的冲量不等于动量的变化量
故答案为：B

【分析】求解外力做功，利用公式W=Fs求解即可，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
6.【解析】【解答】A.圆环从P摆向Q的过程中，由于磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，导致环中磁通量变化，从而产生感应电流，出现焦耳热，那么环的重力势能会减小，因此Q不可能与P在同一高度，A不符合题意；
BC.根据楞次定律，环在向下摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在增大，当向上摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在减小，那么感应电流那么先逆时针后顺时针，B不符合题意，C符合题意；
D.根据左手定那么，结合感应电流方向先逆时针后顺时针，及磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，且关于竖直平面MN对称，可知，安培力是阻碍环的运动，但不与运动方向相反，D不符合题意。
故答案为：C

【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，利用楞次定律判断电流的流向。
7.【解析】【解答】AB. 可将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，那么水平方向位移与时间成正比，即x=v0t
而竖直位移与时间关系式
两者是二次函数关系，AB正确，不符合题意；
C. 将竖直位移与水平位移之比，即为：
因此 与 应该是成正比，C错误，符合题意；
D. 由于有水平初速度，那么小球的动能为：
因此动能Ek随时间t是二次函数关系，D正确，不符合题意。
故答案为：C

【分析】做平抛运动的物体只受到重力力，合力为零，故加速度恒定，为匀变速运动；平抛运动的物体运动的时间与竖直方向的距离有关，距离越远，运动时间就越长。
8.【解析】【解答】AB. 假设线圈加速转动，即正离子晶格合线圈波长相对静止加速转动，自由电子相对于正离子晶格向后运动，由于规定正电荷定向运动的方向为电流方向，负电荷定向运动的方向和电流方向相反，所以电流方向与线圈转动方向相同；α越大，即线圈角速度的变化率越大，电流越大，A符合题意、B不符合题意；
CD. 假设线圈减速转动，即正离子晶格合线圈波长相对静止减速转动，自由电子相对于正离子晶格向前运动，由于规定正电荷定向运动的方向为电流方向，负电荷定向运动的方向和电流方向相反，所以电流方向与线圈转动方向相反；α越大，即线圈角速度的变化率越大，电流越大，CD不符合题意。
故答案为：A

【分析】产生感应电流的条件是，对于闭合回路中的某一局部，磁通量发生改变，磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大。
二、非选择题
9.【解析】【解答】①油膜法估测油酸分子的大小〞实验步骤为：配制酒精油酸溶液〔教师完成，记下配制比例〕→测定一滴酒精油酸溶液的体积 →准备浅水盘〔c〕→形成油膜〔a〕→描绘油膜边缘〔d〕→测量油膜面积〔b〕→计算分子直径〔b〕
②根据 ，那么有：
A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，那么计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，A符合题意；
B.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，那么测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，B符合题意；
C. 计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，那么计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，C不符合题意

【分析】利用油酸估计分子的大小，利用油酸的体积除以油酸的底面积即可，其中油酸的底面积可以通过数格子得到。
10.【解析】【解答】①表盘中央刻度线为15，用此电表测量一阻值约为1000Ω的定值电阻，选择开关应调到电阻挡的×100；②选择开关在电阻挡“×100〞，由图示表盘可知，读数为：15×100=1500Ω；
如果选择开关在直流电压挡“50V〞，由图示表盘可知，其分度值为1V，其读数为：25.0V。③测量阻值为500Ω的标准电阻时，指针恰好在刻度盘的正中间，欧姆表内阻为500Ω，用欧姆表测电阻时，电流为：
待测电阻阻值为：RX=1000Ω，A符合题意；④欧姆调零时：
电池电动势E变小，欧姆调零时欧姆表内阻R内变小，用欧姆表测电阻时有：
由于欧姆表内阻R内减小，电流I变小，指针偏左，所测电阻阻值偏大。

【分析】〔1〕〔2〕用多用电表测量电阻，应选用大档位尽可能的使指针半偏，读数时利用表盘的示数乘以倍率即可；
〔3〕结合标准电阻的阻值，利用欧姆定律求解待测电阻的阻值；
〔4〕电动势变小，内阻变小，对电路应用闭合电路欧姆定律求解电阻的表达式进行分析即可。
11.【解析】【分析】〔1〕求解AB两点间的电场强度，利用公式E=U/l求解即可，其中l是AB两点间的距离；
〔2〕粒子在电场的作用下做加速运动，利用动能定理求解末速度的大小；
〔3〕带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，根据磁场方向、电性和运动方向确定粒子的运动轨迹，结合向心力公式求解轨道半径。
12.【解析】【分析】〔1〕电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可；
〔2〕物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据水平方向的位移求解初速度；
〔3〕结合题目中给出的波长，结合普朗克常数和光速，利用德布罗意关系求解光子的能量和动量。
13.【解析】【分析】〔1〕电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小；
〔2〕引力势能类似于电势能，引力对天体做正功，引力势能减小，引力对天体做负功，引力势能增加，结合动能定理求解天体的速度即可；
〔3〕当卫星的轨道半径为中心天体的半径时，此时的速度为第一宇宙速度，结合万有引力定律和向心力公式求解此时的速度。