2021届北京市门头沟区高三下学期物理一模试卷含答案

这是一份2021届北京市门头沟区高三下学期物理一模试卷含答案，共11页。试卷主要包含了单项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1.以下核反响方程中，属于重核裂变的是〔 〕
A. B.
C. D.
2.一定质量的理想气体，在温度升高的过程中〔 〕
A. 气体的内能一定增加 B. 外界一定对气体做功
C. 气体一定从外界吸收热量 D. 气体分子的平均动能可能不变
3.如图是双缝干预实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干预条纹．以下说法正确的选项是( )．
A. 减小双缝间的距离，干预条纹间的距离减小 B. 增大双缝到屏的距离，干预条纹间的距离增大
C. 将绿光换为红光，干预条纹间的距离减小 D. 将绿光换为紫光，干预条纹间的距离增大
4.对于一定质量的理想气体，以下表达中正确的选项是〔 〕
A. 当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小
B. 当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大
C. 当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大
D. 当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大
5.一束单色光从真空斜射向某种介质的外表，光路如下列图。以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 此介质的折射率等于1.5 B. 此介质的折射率等于
C. 入射角小于45°时可能发生全反射现象 D. 入射角大于45°时可能发生全反射现象
6.如下列图，是一测定风力仪器的结构图，悬挂在O点的轻质细金属丝的下端固定一个质量为m的金属球P，在竖直平面内的刻度盘可以读出金属球P自由摆动时摆线的摆角。图示风向水平向左，金属球P静止时金属丝与竖直方向的夹角为 ，此时风力F的大小是〔 〕
A. B. C. D.
7.假设引力常量G，那么利用以下四组数据可以算出地球质量的是〔 〕
A. 一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期
B. 一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度
C. 月球绕地球公转的轨道半径和地球自转的周期
D. 地球绕太阳公转的周期和轨道半径
8.一列简谐横波沿x轴传播，图〔甲〕是t=0时刻的波形图，图〔乙〕是x=1.0m处质点的振动图像，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 该波的波长为2.0m B. 该波的周期为1s C. 该波向x轴正方向传播
9.如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，假设在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示，设A、B两点的电场强度分别为 ，电势分别为 ，那么〔 〕
A. B. C. D.
10.如下列图，一理想变压器，其原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，为了使变压器输入功率增大，可使〔 〕
A. 其他条件不变，原线圈的匝数n1增加 B. 其他条件不变，副线圈的匝数n2减小
C. 其他条件不变，负载电阻R的阻值增大 D. 其他条件不变，负载电阻R的阻值减小
11.如下列图，足够长的两平行金属板正对着竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线
B. 电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大
C. 电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长
D. 定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长
12.以下对图中的甲、乙、丙、丁四个图像表达正确的选项是〔 〕
A. 图甲是流过导体某个横截面的电量随时间变化的图像，那么电流在均匀增大
B. 图乙是某物体的位移随时间变化的图像，那么该物体受不为零的恒定合力作用
C. 图丙是光电子最大初动能随入射光频率变化的图像，那么与实线对应金属的逸出功比虚线的大
D. 图丁是某物体的速度随时间变化的图像，那么该物体所受的合力随时间增大
13.如下列图的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略．现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是〔 〕
A. a灯变亮，b灯和c灯变暗 B. a灯和c灯变亮，b灯变暗
C. a灯和c灯变暗，b灯变亮 D. a灯和b灯变暗，c灯变亮
14.有趣的“雅各布天梯〞实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯〞向上“爬〞，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 每次弧光上“爬〞的起点位置是a、a′处 B. 每次弧光上“爬〞的起点位置是b、b'处
C. 弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大 D. 弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大
二、实验题
15.某同学用如下列图的实验器材来探究产生感应电流的条件。
〔1〕图中已经用导线将局部器材连接，请补充完成图中实物间的连线。
〔2〕假设连接好实验电路并检查无误后，闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈________〔填“A〞或“B〞〕中有了感应电流。开关闭合后，他还进行了其他两项操作尝试，发现也产生了感应电流，请写出两项可能的操作：
①________；
②________。
16.在“用单摆测量重力加速度的大小〞的实验中。
〔1〕安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如下列图，那么摆球直径d=________cm，再测量摆线长l，那么单摆摆长L=________〔用d、l表示〕；
〔2〕摆球摆动稳定后，当它到达________〔填“最低点〞或“最高点〞〕时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n〔n=1、2、3……〕，当n=60时刚好停表。停止计时的秒表如下列图，其读数为________s，该单摆的周期为T=________s〔周期要求保存三位有效数字〕；
〔3〕计算重力加速度测量值的表达式为g=________〔用T、L表示〕，如果测量值小于真实值，可能原因是________；
A．将摆球经过最低点的次数n计少了
B．计时开始时，秒表启动稍晚
C．将摆线长当成了摆长
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长
〔4〕正确测量不同摆L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出T2与L的关系图线，如下列图。由图线算出重力加速度的大小g________m/s2〔保存3位有效数字，计算时π2取9.86〕。
三、解答题
17.如下列图，竖直平面内的光滑形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量M=3.0kg的小物块B静止在水平面上。质量m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.80m的P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰，碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度g=10m/s²。求：
〔1〕A经过Q点时速度的大小 ；
〔2〕A与B碰后共同速度的大小 ；
〔3〕碰撞过程中，A与B组成的系统所损失的机械能ΔE。
18.如下列图，虚线O1O2是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为B1 ， 匀强电场的场强为E〔电场线没有画出〕。照相底片与虚线O1O2垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为B2。现有一个离子沿着虚线O1O2向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上〔不计离子所受重力〕。
〔1〕求该离子沿虚线运动的速度大小v；
〔2〕求该离子的比荷 ；
〔3〕如果带电量都为q的两种同位素离子，沿着虚线O1O2射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为d，求这两种同位素离子的质量差△m。
19.如下列图，长为L的轻质细绳上端固定在O点，下端连接一个质量为m的可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中的A点，绳与竖直方向的夹角θ=37°。此匀强电场的空间足够大，且场强为E。取sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。
〔1〕请判断小球的电性，并求出所带电荷量的大小q；
〔2〕如将小球拉到O点正右方C点〔OC=L〕后静止释放，求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小F；
〔3〕O点正下方B点固定着锋利刀片，小球运动到最低点时细绳突然断了。求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的过程中重力对小球所做的功W。
20.我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度〞、“引力势〞的概念描述引力场。地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。
〔1〕类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E〞的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r〔r>R〕处的引力场强度的表达式 ；
〔2〕设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为 和 ，如果它们满足 ，那么该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h〔取地球半径R=6400km〕；
〔3〕某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势〞的表达式为 〔以无穷远处引力势为0〕。请你设定物理情景，简要表达推导该表达式的主要步骤。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A是发现质子的反响，属于人工核转变；B属于α衰变；C属于聚变方程；D属于重核裂变方程。
故答案为：D。

【分析】原子核的半衰期与原子的结构有关，与温度无关；电子是由于中子转变成质子产生的；原子核衰变时，遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒。
2.【解析】【解答】AD．理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，A符合题意，D不符合题意；
BC．温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，BC不符合题意。
故答案为：A.

【分析】改变内能的方法有两种，做功和热传递，气体吸热但对外做功，内能就不能确定。
3.【解析】【解答】根据公式 ，减小双缝间的距离，干预条纹间的距离变大，A不符合题意，
根据公式 ，增大双缝到屏的距离，干预条纹间的距离增大，B符合题意，
根据公式 ，将绿光换为红光，频率减小，即波长增大，所以干预条纹间的距离增大，C不符合题意
根据公式 ，将绿光换为紫光，频率增大，即波长减小，所以干预条纹间的距离减小，D不符合题意，
故答案为：B

【分析】双缝干预产生的条纹是等距平行的条纹，明确游标卡尺的读数规那么进行读数，利用公式求解光的波长。
4.【解析】【解答】气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大。
故答案为：C。

【分析】压强的微观解释是大量分子对容器壁的碰撞的平均值；压强越大，碰撞次数越多。
5.【解析】【解答】AB．折射率
A不符合题意，B符合题意；
CD．全发射必须从光密介质射入光疏介质,真空射向介质不可能发生全反射，CD不符合题意。
故答案为：B。

【分析】当光从一种介质传播到另一种介质时，传播方向会发生偏折，折射关系和入射光线分居法线两侧，处在空气中的角最大。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。
6.【解析】【解答】如图受力分析：
那么风力
故答案为：C。

【分析】对物体进行受力分析，在重力、拉力和吹力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
7.【解析】【解答】ABC．可根据方程
和
联立可以求出地球质量M，BC不符合题意，A符合题意；
D．地球绕太阳公转的周期和轨道半径可以求出太阳质量，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径，根据向心力公式列方程求解卫星的速度即可。
8.【解析】【解答】ABD．根据甲、乙图可知，波长4m，周期2s，波速
AB不符合题意，D符合题意；
C．根据图乙t=0s时，质点向下振动，所以甲图x=1m坐标向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，C不符合题意。
故答案为：D。

【分析】通过两个图形读出波的波长和周期，进而求出波速，再结合选项逐一分析即可。
9.【解析】【解答】电子受力向右，因为电子带负电，受力方向与电场线方向相反，所以电场方向由B指向A；根据沿着电场线方向电势逐渐降低， ；图乙电子做匀加速运动，a不变，F=ma=Eq，所以 。
故答案为：A。

【分析】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，结合粒子的速度变化分析求解即可。
10.【解析】【解答】据题意，变压器原线圈输入功率由副线圈输出功率决定，为了使变压器输入功率增大，可以调整副线圈的输出功率，当原线圈输入电压不变时，副线圈上的电压也不变，由 可知，当负载电阻减小时，副线圈输出功率增加，D选项正确而C选项错误；其它条件不变，当增加原线圈匝数时，据 可得 ，那么副线圈电压减小，而功率也减小，A选项错误；副线圈匝数减小，同理可得变压器功率减小，B选项错误．
故答案为：D

【分析】变压器的原理是电磁感应定律，两端磁通量变化率是相同的，变压器原副线圈的电流频率相同，电流的电压的大小与原副线圈的匝数比有关。
11.【解析】【解答】A．液滴在磁场中受重力及电场力，电场力沿水平方向，重力沿竖直方向；因液滴由静止释放，故合力的方向一定与运动方向一致，故液滴做直线运动，A不符合题意；
B．两板间的电势差等于电源电压，当电动势变大时，两板上的电压变大，由U=Ed可知，板间的电场强度增大，电场力变大，合力变大，故加速度增大，B符合题意；
C．因粒子最终打在极板上，故运动时间取决于水平向的加速度，当电动势变大时，其水平方向受力增大，加速度增大，运动时间减小，C不符合题意；
D．定值电阻在此电路中只相当于导线，阻值的变化不会改变两板间的电势差；故带电粒子受力不变，加速度不变，运动时间不变，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】粒子在水平方向做匀变速运动，水平方向的偏移量，利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解即可。
12.【解析】【解答】A、由于q=It，q-t图像的斜率不变，所以电流不变，A不符合题意；
B、由图像可知，物体做匀速直线运动，合力为0，B不符合题意；
C、根据光电效应方程 得，延长图像，图像的纵截距绝对值为逸出功，那么与实线对应金属的逸出功比虚线的大，C符合题意；
D、v-t图像斜率是加速度，斜率越来越小，加速度减小，那么合力减小，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。
13.【解析】【解答】变阻器R的滑片稍向上滑动一些，滑动变阻器电阻减小，根据“串反并同〞与其串联的灯泡C电流增大，变亮，与其并联的灯泡b电流减小，变暗，与其间接串联的灯泡a电流增大，变亮，B对；
故答案为：B

【分析】滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用功率公式P=UI求解灯泡的功率。
14.【解析】【解答】两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬〞的起点位置是b、b'处，在c、c'处距离最远，场强最小，那么最终弧光在c、c'处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。
故答案为：B。

【分析】电容器是一种存储电荷的容器，电容大存储的电荷多，但是电容的大小与它存储的电荷的多少没有关系，在电容器之间插入电介质，会增加电容器的电容，结合电容器公式分析电容器两极板之间电势差和电场强度的变化即可。
二、实验题
15.【解析】【解答】〔1〕连接实物图如下列图：
;〔2〕闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈B中有了感应电流，
根据感应电流产生的 条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化即可，所以要想是电流计指针发生偏转，那么还可以采取的措施为：将线圈A〔或铁芯〕快速抽出；断开开关的瞬间
【分析】感应电流产生的 条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，所以要想探究这个问题就要从这个条件出发，尽可能的改变穿过线圈B的磁通量，到达电流计发生偏转的效果。
16.【解析】【解答】(1)摆球直径d=1.8cm+0.1mm×4=1.84cm；
单摆摆长L= ；(2)摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n〔n=1、2、3……〕，当n=60时刚好停表。停止计时的秒表读数为67.5s，该单摆的周期为 ；(3)根据 可得计算重力加速度测量值的表达式为
A．将摆球经过最低点的次数n计少了，那么计算周期T偏大，那么g测量值较小，A符合题意；
B．计时开始时，秒表启动稍晚，那么周期测量值偏小，那么g测量值偏大，B不符合题意；
C．将摆线长当成了摆长，那么L偏小，那么g测量值偏小，C符合题意；
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长,那么L偏大，那么g测量值偏大，D不符合题意；
故答案为：AC。(4) 根据 可得
由图像可知
2

【分析】〔1〕明确游标卡尺的读数规那么进行读数即可。
〔2〕秒表有两个表盘，小表盘是分钟，大表盘是秒钟，分别读数相加即可。
〔3〕摆线比较长，周期比较大，测量时间误差比较小；选择密度较大的实心金属小球可以减小空气阻力对实验的影响；
〔4〕单摆的周期公式为， 周期与摆线长度和重力加速度有关，结合选项分析求解即可。
三、解答题
17.【解析】【分析】〔1〕对物体进行受力分析，对物体从最高点运动到最低点的过程应用动能定理求解物体的末速度；
〔2〕两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可。
〔3〕利用系统的末状态的动能减初状态的动能即可。
18.【解析】【分析】〔1〕对于该速度选择器，当流过的带电粒子受到的电场力洛伦兹力等大反向时，粒子才可以穿过，列方程求解即可；速度选择器只选择粒子的速度，与粒子的电性和带电量不做要求；
〔2〕电荷在磁场中做圆周运动，结合向心力公式求解比荷；
〔3〕结合粒子在磁场中做圆周运动的半径大小，结合向心力公式分析求解即可。
19.【解析】【分析】〔1〕〔2〕对物体进行受力分析，在重力、拉力和电场力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可；
〔3〕当力的方向与运动方向垂直的时候，力是不做功的，力如果做功，利用公式W=Fs csα求解外力做功即可，其中α是力与位移的夹角。
20.【解析】【分析】〔1〕结合电场力的定义式分析引力场的定义式即可；
〔2〕结合题目该出的判定和第一问求解的引力场强度分析求解即可。