2021届北京市理工大学附属中学高三下学期第三次模拟考试物理试题

这是一份2021届北京市理工大学附属中学高三下学期第三次模拟考试物理试题，共13页。试卷主要包含了下列说法正确的是，回旋加速器的工作原理如图所示等内容，欢迎下载使用。

第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．下列说法正确的是（ ）
A．不同色光在同一种均匀介质中的传播的速度相同
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的全发射形成的
C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
2．已知氢原子的基态能量为，激发态能量，其中，3，4…，用n表示普朗克常量，c表示真空中的光速。有一氢原子处于的激发态，在它向低能态跃迁时，可能辐射的光子的最大波长为（ ）
A． B． C． D．
3．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是悬浮在液体中，固体颗粒分子的无规则运动
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D．一定质量的气体，体积不变，温度越高，气体的压强就越大
4．天体演变的过程中，红巨星发生“超新星爆炸”后，可以形成中子星，中子星具有极高的密度。若已知某中子星的半径为R，密度为，引力常量为G。则正确的是（ ）
A．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最小周期为
B．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大加速度为
C．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大角速度为
D．该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大线速度为
5．一列简谐横波沿x轴传播，时的波形如图所示，质点A与质点B相距1m，A点速度沿y轴正方向；时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知（ ）
A．此波沿x轴正方向传播
B．此波的传播速度为50m/s
C．从时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1m
D．在时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向
6．如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，以速率沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么（ ）
A．小球对玻璃环的压力一定不断增大
B．小球受到的磁场力一定不断增大
C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动
D．由于涡旋电场力对小球做正功，小球的动能一直在增大
7．回旋加速器的工作原理如图所示：和是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。A处的粒子源产生的粒子在两盒之间被电场加速，两个半圆盒处于垂直于盒面的匀强磁场中。粒子进入半圆金属盒内做匀速圆周运动。若忽略粒子在电场中的加速时间且不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越小
B．粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越大
C．仅增大两盒间的电势差，粒子离开加速器时的动能增大
D．仅增大金属盒的半径，粒子离开加速器时的动能增大
8．如图所示，在矩形abdc区域中有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，某种正粒子（不计粒子的重力）从O点以初速度水平射入后偏转角为．现电场换为方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），仍使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为角，若匀强磁场的磁感应强度大小为B，粒子穿过电场和磁场的时间之比为，则（ ）
A．， B．，
C．， D．，
9．如图所示，在水平连线MN和PQ间有竖直向上的匀强电场，在MN上方有水平向里的匀强磁场。两个质量和带电量均相等的带正电的粒子A、B，分别以水平初速度、从PQ连线上O点先后进入电场，带电粒子A、B第一次在磁场中的运动时间分别为和，前两次穿越连线MN时两点间的距离分别为，和，粒子重力不计，则（ ）
A．一定小于，一定等于 B．一定小于，可能小于
C．可能等于，一定等于 D．可能等于，可能小于
10．如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡和．已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关断开时正常发光，且电流表示数为0.01A。则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
B．若开关S闭合，灯泡将更亮
C．若开关S闭合，电流表示数将增大
D．灯泡的额定功率为2W
11．“太极球”运动是一项较流行的健身运动，做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上，现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则（ ）
A．在B、D两处小球运动的加速度一定相同
B．只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处可能不受平板的摩擦力作用
C．平板对小球的作用力在A处最大，在C处最小
D．小球运动过程中机械能保持不变
12．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为S的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力F，如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度。下列结论正确的是（ ）
A．磁感应强度 B．磁感应强度
C．磁感应强度 D．磁感应强度
13．两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的O、M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中C点电势能最大，则下列说法正确的是（ ）
A．为正电荷，为负电荷
B．电荷量小于的电荷量
C．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功
D．将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
14．根据量子理论：光子既有能量也有动量；光子的能量E和动量p之间的关系是，其中c为光速。由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的冲量，也就对物体产生了一定的压强。根据动量定理可近似认为：当动量为p的光子垂直照到物体表面，若被物体反射，则物体受到的冲量大小为2p；若被物体吸收，则物体受到的冲量大小为p。某激光器发出激光束的功率为，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，物体对该激光的反光率为，则激光束对此物体产生的压强为（ ）
A． B． C． D．
第二部分
本部分共6题，共58分。
15．（1）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100，内阻900）；电阻箱（阻值范围0~999.9）；电阻箱（阻值范围0~99999.9）；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。
回答下列问题：
①在虚线框内画出电路图并标出和，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
②电阻箱的阻值_____；_____（保留到个位）
（2）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约l）；
电流表（量程0～100mA，内阻约5）；
电流表（量程0～0.6A，内阻约0.2）；
电阻箱R（0~999.9）；
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F．断开开关。
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测阻值__________mm；
②实验中电流表应选择__________（选填“”或“”）；
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为，在L轴的截距为，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率__________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小还是不产生影响。（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）
答：_______________________________________________________________________________________
16．某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤．实验操作如下：
a．用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；
b．在重锤1上加上质量为m的小钩码；
c．左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；
d．重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t；
请回答下列问题；
（1）步骤d可以减小对下落时间t测量的__________（选填“偶然”或“系统”）误差。
（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了__________。
A．使H测得更准确B．使重锤1下落的时间长一些
C．使系统的总质量近似等于2MD．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做_____________
_____________________________________________________________________________。
（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为。用实验中的测量量和已知量表示g，得__________。
17．一辆汽车的质量为m，其发动机的额定功率为。从某时刻起汽车以速度在水平公路上沿直线匀速行驶，此时汽车发动机的输出功率为，接着汽车开始沿直线匀加速行驶，当速度增加到时，发动机的输出功率恰好为。如果汽车在水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比，求：
（1）汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率；
（2）汽车匀加速行驶所经历的时间；
（3）汽车匀加速行驶所通过的距离。
18．在如图甲所示的电路中，电阻，圆形金属线圈的半径为，线圈导线的电阻为R，半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计。闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定。

图甲 图乙
（1）判断通过电阻的电流方向、电容器上极板所带电荷的电性；
（2）线圈中产生的感应电动势的大小E；
（3）电阻两端的电压。
19．如图所示为某灌溉工程示意图，地面与水面的距离为H。用水泵从水池抽水（抽水过程中H保持不变），水龙头离地面高h，水管横被面积为S，水的密度为，重力加速度为g，不计空气阻力。
水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出，水落地的位置到管口的水平距离为。设管口横截面上各处水的速度都相同。求：
（1）单位时间内从管口流出的水的质量；
（2）假设水击打在水面上时速度立即变为零，且在极短时间内击打水面的水受到的重力可忽略不计，求水击打水面竖直向下的平均作用力的大小；
（3）不计额外功的损失，水泵输出的功率P。
20．（1）如图甲为光电管产生的光电子进行比荷测定的原理装置图，整个装置放在真空中，电源电动势为E，内阻为r，的总电阻为4r，两块水平的平行金属板分别由两种材料制成，其中N为锌板，M为铜板，两板相距为d，当仅锌板N受紫外线照射后，将发射沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流计的指针偏转，若闭合开关S，调节逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零，此时滑动变阻器Pb之间的阻值为。若切断开关S，在MN间加垂直于纸面磁感应强度为B的匀强磁场时，也恰能使电流计的电流为零。求
a．滑动变阻器Pb的阻值大小；
b．光电子的比荷为多大。
（2）现将装置中的部分器材拆除，如图乙所示。让频率为v紫外线弧光灯同时照射原来都不带电的锌板和铜板，已知锌板和铜板的极限频率分别为和，且，板面积为S，间距d保持不变。假设光电子全部到达另一极板。已知普朗克常量为h，电子的电量的绝对值为e，平行板电容器的电容决定式为。求
a．试导出电容器的最终所带的电荷量Q；
b．电容器内最终的场强E。
理工附中高三物理统一测试参考答案
2021．5
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
第二部分
本部分共6题，共58分。
15．（1）①图所示 ②100 2910
（2）①0.728~0.732 ② ③ ④不产生影响
16．（1）偶然 （2）B （3）在重锤1上粘．上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉熏锤1能观察到其匀速下落 （4）
17．（1）汽车以速度在水平公路上沿直线匀速行驶时发动机的输出功率为
汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率
解得
（2）当汽车速度增加到时，设牵引力为F，汽车的加速度为a，
汽车匀加速行驶所经历的时间，解得
（3）汽车匀加速行驶通过的距离，解传。
18．（1）电阻的电流方向向右，电容器上极板带负电。（2）。（3）
19．（1）水从管口沿水平方向喷出做平抛运动，设水喷出时的速度为，下落时间为t
竖直方向，水平方向，则。
时间内喷出的水的质量，
单位时间内从管口喷出的水的质量
（2）在内击打在水面上的水的质量
水击打在水面上竖直方向的速度大小
向下为正，由动量定理：
据牛顿第三定律，水面在竖直方向平均作用力大小：
（3）内水泵的输出功
输出功率
20．（1）a．由于，则
b．设光电子的电荷量为e，质量为m，根据动能定理有：。
具有最大初动能的光电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r为d/2时恰好无光电子到达M板，即：。
由牛顿第二定律得：，联立得：
（2）a．现用频率为的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知单色光只能锌板发生光电效应，光电子最大初动能，
临界状态是电子减速到负极板（铜板）时速度刚好为零，。
据，则。
b．据，则。
1
2
3
4
5
6
7
D
A
D
B
D
C
D
8
9
10
11
12
13
14
C
A
C
B
B
D
B