2021届北京市海淀区高三下学期期末练习反馈题（二模）物理试题 Word版含答案

这是一份2021届北京市海淀区高三下学期期末练习反馈题（二模）物理试题 Word版含答案，共11页。试卷主要包含了05，6A，5W B．15Ω，1，5V等内容，欢迎下载使用。

海淀区2020~2021学年第二学期期末练习反馈题
高三物理 2021.05
1．下列说法中正确的是
A．泊松亮斑证实了光的粒子性
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
D．干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理

2．下列说法中正确的是
A． 核反应堆产生的能量来自轻核聚变
B． 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
D．放射性元素衰变的快慢不仅与原子核内部自身的因素有关，还跟原子所处的化学状态和外部条件有关
E．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，会释放光子
F．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加

3．关于分子动理论，下列说法中正确的是






A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10m
B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子势能变小
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的分子平均动能较大
E．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，其中曲线②对应状态下的每一个分子的动能都比曲线①对应状态下每一个分子的动能大
4．下列说法中正确的是
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．声波不会发生干涉现象
E．光需要介质才能传播
图1
5．在如图1所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是
测试点
A、B
D、E
E、F
F、B
多用表示数
1.5V
0
1.5V
0
A．A、C间导线断路
B．D、E间导线断路
C．灯泡断路
D．F、B间导线断路

图2
6．某同学用如图2所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上，副线圈接一定值电阻，分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是
A．只增加副线圈的匝数就可以增大副线圈中的电流
B．只增加副线圈的匝数就可以增大原线圈的输入功率
C．若不安装铁芯，则原、副线圈两端的电压比依旧等于其匝数比
D．匝数较多的线圈应该使用较粗的导线

图3
7．如图3所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是
A．验电器的金属球带负电
B．若将金属网接地，箔片会张开
C．金属网罩和带正电的金属球电势相等
D．拿掉金属网，验电器的箔片会张开
T 2
O
L
a
b
c
图4

8．在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图4中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是
A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
B．出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次
C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
图5
A
B
v0
9．如图5所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法中正确的是
A．从子弹开始射入物块A到弹簧被压缩到最短的过程中，子弹、物块A和B组成的系统机械能守恒
B．子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的作用力所做的功等于子弹克服物块A对子弹的作用力所做的功
C．子弹射入物块A的过程中，子弹损失的动能等于物块A增加的动能
D．子弹射入物块A的过程中，子弹动量变化量的大小等于物块A动量变化量的大小
E．整个过程的任意时刻，子弹、物块A和物块B组成的系统的动量守恒

图6
A
B
1
2
3
10．2020年12月17日“嫦娥五号”首次地外天体采样返回任务圆满完成。在采样返回过程中，“嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道示意图如图6所示，轨道1是贴近月球表面的圆形轨道，轨道2和轨道3是变轨后的椭圆轨道，并且都与轨道1相切于A点。A点是轨道2的近月点，B点是轨道2的远月点，“嫦娥五号”在轨道1上的运行速率约为1.7km/s。不计变轨中“嫦娥五号”的质量变化，不考虑其他天体的影响，下列说法中正确的是
A．“嫦娥五号”在轨道2上运行的过程中，经过A点时的加速度大于经过B点时的加速度
B．“嫦娥五号”从轨道1进入轨道2需要在A点加速
C．“嫦娥五号”在轨道2经过A、B两点时的机械能相等
D．“嫦娥五号”在轨道3上运行时所受到的万有引力始终不做功

11．氢原子的能级图如图7甲所示，一群处于第 4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出 6 种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb两种光可让图7乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图7丙所示。下列说法中正确的是
图7
甲
乙
丙
Uc1
Uc2
O
U











A．a光的波长小于b光的波长
B．a、b两种光源相比，a光源照射光电管阴极K单位时间发出的光电子数较多
C．通过微安表的电流方向由上到下
D．滑片P在最左端时微安表的示数一定为零

图8
t
12．手机无线充电功能的应用为人们提供更大的便利。图8甲为其充电原理的示意图，充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈中产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图8乙所示的交变电流时（电流由a流入时的方向为正），不考虑感应线圈的自感，下列说法中正确的是
A．感应线圈和励磁线圈的电磁作用力一定是斥力
B．若只减小励磁线圈中交流电的周期，感应线圈中产生的交流电的有效值减小
C．t2时刻，感应线圈中感应电流的瞬时值最大
D．t3时刻，感应线圈和励磁线圈的电磁作用力最大

图9
甲
乙
I
z
x
y
13A．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图9甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图9乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。已知霍尔元件中导电的载流子为“空穴”（可看做正电荷），ΔUH/Δz定义为仪表的灵敏度。下列说法中正确的是
A．若上表面电势高，则相对于坐标原点的位移Δz沿z轴的负方向
B．若霍尔电压UH随时间按正弦规律变化，表明待测物体做简谐运动
C．仪表的灵敏度与坐标z有关
D．电流I越大，仪表的灵敏度越低
图9
甲
乙
I
z
x
y

13B．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，而半导体是制作霍尔元件的重要材料，若其中的载流子带正电，则成为P型半导体，若其中的载流子带负电，则称为N型半导体。如图9甲所示，将固定有一个带有由P型半导体制成的霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图9乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH。当用霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。现将一个电压表并联在霍尔元件的两端，当霍尔元件的位置坐标为z＝z0＞0时，电压表的示数U＝U0＞0。已知在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表当成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是
A．保持其他条件不变，仅换用由N型半导体制成的霍尔元件，则有z＝z0时，U＝－U0
B．保持其他条件不变，仅将两磁体的放置方向变为两S极，则有z＝z0时，U＝－U0
C．保持其他条件不变，仅将电流I的方向变为沿－x方向，则有z＝－z0时，U＝U0
D．保持其他条件不变，仅减小霍尔元件沿y轴方向的厚度，则可以提高测量的精确度

图10

甲
帆面
船身
A
B
F

乙
F1
F2
帆面
船身
C
A
B
α
φ
14．如图10甲所示，在静水中，当风的方向与无自带动力帆船的目标航向（图中由A指向B）一致时，只需将帆面与船身垂直安放，则帆船能沿直线顺利到达目标位置B；如图10乙所示，在静水中，当风的方向与无自带动力帆船的目标航向（图中由A指向B）相反时，若调整船身和帆面的位置使帆面与船身的夹角为φ，帆船也可以逆风到达目标位置B，例如，帆船可先到达C再到达目标位置B。帆船能沿AC段运动的动力来源可简化解释为：风以某一角度α吹到帆面上，碰撞后弹出的角度也是α，碰撞前、后的风速大小相同。风与帆面的碰撞导致风对帆面施加了一个垂直于帆面的冲量，使帆船受到了一个方向与帆面垂直的压力F，这个压力沿船身方向及垂直于船身方向的分力分别为F1和F2，F1就是船沿AC航线前进的动力（其大小与风速v的平方成正比），F2则有使船侧向漂移的作用，可以认为该力被水对船的横向阻力平衡，不考虑帆船行进过程中帆的弯曲。设风的密度为ρ，帆的面积为S，风速远大于船速。结合以上解释和所学的物理知识，下列说法中正确的是
A．帆船前进的动力的大小为2ρSv2sinα·sinj
B．水对船横向阻力的大小为2ρSv2sinα·cosj
C．其他条件相同时，如果仅增大帆的面积，帆船可以获得更大的动力
D．其他条件相同时，如果仅升高空气的温度，帆船可以获得更大的动力
E．只要条件合适，无自带动力帆船的速度可能大于风的速度
F．当φ角取0时，不管α角取多少，F1的大小均为0





图11
垂直线
15．“用DIS研究机械能守恒定律”实验装置如图11所示。
（1）为让标尺盘处于竖直平面内，标尺盘上的垂直线与自然下垂的摆线要______（选填“平行”或“垂直”）。
（2）某同学以摆锤运动的最低点为零势能面，在离开最低点一定高度h处静止释放摆锤，测量摆锤到达最低点的瞬时速度，测得动能与重力势能的三组数据。由第1组数据可估算出摆锤下落高度h约为 m。

挡光时间（s）
最低点处动能（J）
释放点处重力势能（J）
1
0.004698
0.0109
0.0110
2
0.004659
0.0111
0.0110
3
0.004619
0.0113
0.0110
摆锤宽度：0.0080m 重力加速度g=9.8m/s2
（3）该同学根据上述三组数据中动能与重力势能近似相等，得出：摆锤在释放后，摆动整个过程近似满足机械能守恒。这一推断证据______（选填“充分”或“不充分”），理由是________________________________________________。

16．现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在1~5Ω范围内，允许通过的最大电流为0.6A。为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图12（a）所示的电路进行实验，图中R1为保护电阻，R2为电阻箱。
图12








（1）（单选）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R1宜选用 ；
A．5Ω，2.5W B．15Ω，1.0W C．15Ω，10W D．150Ω，5.0W
（2）接好电路，闭合电键，调节电阻箱，记录R2的阻值和相应的电压传感器示数U，测量多组数据。为了利用图（b）更加便捷的测量电源电动势E和内阻r，该同学选定纵轴表示电压的倒数，则横轴应为________。这是因为： 。
（3）该同学利用图（a）测量另一电源的电动势和内阻时，选取R1为10Ω的定值电阻，将电压传感器接在A、C之间。调节电阻箱，测出若干R2的阻值和R1上相应的电压U1，绘出图（c）所示的图像。依据图像，可以测出电源的电动势E=______V。

图13
R
M
Q
b
a
B
P
θ
θ
N
17A．如图13所示，MN、PQ为两足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距L=1.0m，导轨所在平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一阻值R=0.3Ω的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。将一根质量m=0.1kg的金属棒ab垂直于MN、PQ方向置于导轨上，金属棒与导轨接触的两点间的电阻r=0.2Ω，导轨的电阻可忽略不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，当金属棒沿导轨下滑4.05m时，速度达到5m/s。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求金属棒由静止释放后沿导轨下滑4.05m：
（1）通过金属棒的电流方向；
（2）电路中产生电热的大小Q；
（3）通过金属棒电荷量的大小q；
（4）所用时间的大小t。

图13
R
M
Q
b
a
P
θ
θ
N
17B．如图13所示，MN、PQ为两足够长的平行金属导轨，两导轨的间距L=1.0m，导轨所在平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一阻值R的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。将一根质量m=0.2kg的金属棒ab垂直于MN、PQ方向置于导轨上，金属棒、导轨的电阻可忽略不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25。
（1）当金属棒下滑速度为v时，画出金属棒沿ba方向视图的受力示意图；
（2）当金属棒的下滑速度稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该稳定速度的大小；
（3）在（2）中，若R=2Ω，并且金属棒中电流方向为由a到b，求磁感应强度的大小和方向。

图14
18A．如图14所示，运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，冰壶投出后，可以用毛刷在其滑行前方来回摩擦冰面，减小冰壶与冰面间的动摩擦因数以调节冰壶的运动。将冰壶的运动简化为直线运动且不考虑冰壶的转动。已知未摩擦冰面时，冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.02。重力加速度g取10m/s2。
（1）求冰壶投出后在冰面上滑行时的加速度大小；
（2）运动员以3.6m/s的水平速度将冰壶投出，求冰壶能在冰面上滑行的时间；
（3）若运动员仍以3.6m/s的水平速度将冰壶投出，滑行一段距离后，其队友在冰壶滑行前方摩擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的90%。已知冰壶运动过程中，滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为6m。这6m若是连续或间断的，冰壶多滑行的距离Δs是否会发生变化？请说明你的观点。




甲
t/s
v/(m·s–1)
O
乙
18B．如图14甲所示，运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，冰壶投出后，可以用毛刷在其滑行前方来回摩擦冰面，减小冰壶与冰面间的动摩擦因数以调节冰壶的运动。将冰壶的运动简化为直线运动且不考虑冰壶的转动。已知未摩擦冰面时，冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.02。重力加速度g取10m/s2。






图14
（1）若运动员以3.6m/s的水平速度将冰壶投出，滑行一段距离后，其队友在冰壶滑行前方摩擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的90%。已知冰壶运动过程中，滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为6m，在图14乙中画出冰壶运动的v-t图像。
（2）设未摩擦冰面时，冰壶与冰面的动摩擦因数为μ，摩擦后二者之间的动摩擦因数变为kμ，其中0＜k＜1，若运动员仍以某一水平速度将冰壶投出，设运动过程中，冰壶滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为L，请证明：与不摩擦冰面相比，冰壶运动可以多滑行的距离Ds=(1－k)L。若L是冰壶运动中累计的滑过被毛刷摩擦过的冰面长度，上述结论还成立吗？尝试进行说明与论证。

19A．质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。如图15所示，某种带电粒子，从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场，其初速度可忽略不计。这些粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，随后粒子束在照相底片MN图15
U
P
M
B
A
S1
S2
N
上的P点形成一个曝光点。对于同一种元素，若有几种同位素时，就会在底片上的不同位置出现按质量大小分布的谱线，经过分析谱线的条数、强度(单位时间内打在底片上某处的粒子动能)就可以分析该种元素的同位素组成。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求比荷为的粒子进入磁场的速度大小；
（2）若测得某种元素的两种同位素a、b打在底片上的位置距离小孔S2的距离分别为D1和D2，强度分别为P1和P2，求：
①两种同位素a、b的粒子质量之比m1 : m2；
②两种同位素a、b在该种元素物质组成中所占的质量之比M1 : M2。


图15
U0
P
M
B
A
S1
S2
N
19B．质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。如图15所示，某种粒子，从容器A下方的小孔S1进入电压为U0的加速电场，其初速度可忽略不计。这些粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，随后粒子束在照相底片MN上的P点形成一个曝光点。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）若粒子的质量为m，电量为＋q，求粒子进入磁场时动量的大小p；
（2）已知某种粒子的电量为＋q，其在照相底片MN上的P点到S2的距离为L1，求这种粒子的质量m；
（3）若某种粒子在照相底片MN上的P点到S2的距离为L2，求这种粒子的比荷（即电量与其质量之比）；
（4）若某种粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁场后，形成等效电流为I的粒子束，其在照相底片MN上的P点到S2的距离为L3，求该粒子束单位时间内对P点的冲击力的大小F；
（5）加速电压存在一定的波动性，即电压范围在U0－DU和U0＋DU之间，由此导致同一种粒子在照相底片上的曝光情况为一条长为d的线，设该种粒子的比荷为k，求电压波动范围的大小DU；

b
图16
a
20A．放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图16所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，射出电子的最小动能为E1，最大动能为E2。在E1和E2之间，任意相等的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便，假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动，忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e，a和b为接线柱。
（1）当a、b间的电压为U且大于E1/e时，证明外电路消耗的功率P1等于单位时间内到达球壳的电子，在从放射性物质到球壳运动时损失的动能之和DEk1；
（2）如果认为单位时间内电子在与球壳碰撞过程中损失的动能之和DEk2等于电源内阻消耗的功率P2，证明在（1）的情形下电路的内电压。
（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）
20B．放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图16所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，射出电子的最大动能为Ekm。在0和Ekm之间的电子分布是均匀的，即任意相等的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便，假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动，忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e，a和b为接线柱。
（1）求a、b之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短。
（2）图示装置可看作直流电源，在a、b间接上负载时，两极上的电压为U，通过负载的电流为I，在图17中画出I与U关系的图线。并由图像分析该电源电动势和内阻。
b
图16
a


I
Ne
O
U
图17
























参考答案
1．C 2．BF 3．AD 4．A 5．C 6．AB 7．D 8．C 9．DE 10．ABC 11．B 12．C 13A．B 13B．ABC 14．CEF
15．（1）平行 （2）0.15 （3）不充分，只有初末位置的数据，不能说明整个过程机械能始终守恒
16．（1）C （2） 将E=U+r变形为=+·。在-坐标系中，图线的两个截距分别表示和-，计算比较方便 （3）7.5V
17A．（1）金属棒中的电流从b流向a （2）1.18J （3）1.62C （4）1.373s
mg
N
f
F安
答图1
17B．（1）如答图1所示
（2）10m/s
（3）0.4T，垂直轨道平面向下


18A．（1）0.2m/s2； （2）18s； （3）依据全程动能定理，不管这6m是连续还是间断的，滑动摩擦力对冰壶做的负功是一样多的，因此冰壶多滑行的距离Δs是不会发生变化的。
18B．（1）图略 （2）结论成立，论证略。
19A．（1） （2）① D12 : D22 ② P1D12 : P2D22
19B．（1） （2） （3） （4） （5）
20A．（1）P1＝I1U＝N1eU＝DEk1 （2）证明略

I
Ne
O
U
答图2
20B．（1）由动能定理，Ekm = eUm，可得 短路时所有逸出电子都到达b壳，故短路电流
（2）此时电流 ，图像如答图2所示。由图像的截距和斜率也可能得出电源的电动势，电源内阻。