北京市丰台区2021届高三下学期3月综合练习（一）（一模）物理试题 Word版含答案

这是一份北京市丰台区2021届高三下学期3月综合练习（一）（一模）物理试题 Word版含答案，共15页。试卷主要包含了03，如图所示为氢原子的能级图等内容，欢迎下载使用。

2021.03
本试卷满分共100分 考试时间90分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必先将答题卡上的学校、年级、班级、姓名、准考证号用黑色字迹签字笔填写清楚，并认真核对条形码上的准考证号、姓名，在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。
2.本次考试所有答题均在答题卡上完成。选择题必须使用2B铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑，如需改动，用橡皮擦除千净后再选涂其它选项。非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写，要求字体工整、字迹清楚。
3.请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试卷、草稿纸上答题无效。
4.请保持答题卡卡面清洁，不要装订、不要折叠、不要破损。
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－项。
1.下列说法正确的是
A.是裂变B.是聚变
C.是衰变D.是裂变
2.一束单色光从空气进人水中，下列说法正确的是
A.光的频率不变B.光的传播速度变大
C.折射角大于人射角D.人射角增大到某一角度时将会发生全反射
3.两个分子间的作用力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，下列说法正确的是
A.在r由无限远到趋近于0的过程中，F先变小后变大
B.在r由无限远到趋近于0的过程中，F先做正功后做负功
C.在r由无限远到趋近于0的过程中，分子势能先增大后减小再增大
D.在r＝r0处分子势能为零
4.图甲为一列简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，图乙为x＝4m处的质点Q的振动图象。下列说法正确的是
A.该波的传播速度为1.6m/s
B.t＝0.1s时，质点Q的速度沿y轴正方向
C.该波沿x轴正方向传播
D.从t＝0.1s到t＝0.2s，质点Q通过的路程为8cm
5.利用双缝干涉装置测红光波长时，得到红光的干涉图样；仅将红光换成蓝光，得到另一干涉图样。两图样如图所示，下列说法正确的是
A.图甲为红光干涉图样
B.将光屏远离双缝，干涉条纹间距减小
C.红光比蓝光更容易发生衍射现象
D.若蓝光照射某金属时能发生光电效应，改用红光照射也一定能发生光电效应
6.如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于n＝3的激发态上，下列说法正确的是
A.原子向n＝2的能级跃迁需要吸收能量
B.原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
C.原子跃迁到低能级后电子动能减小
D.原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离
7.为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，将于2021年7月出厂待发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星，一天内环绕地球飞14圈。下列说法正确的是
A.卫星2的速度大于卫星1的速度
B.卫星2的周期大于卫星1的周期
C.卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度
D.卫星2所处轨道的重力加速度等于卫星1所处轨道的重力加速度
8.由交流发电机、定值电阻R、交流电流表组成的闭合回路如图所示。线圈ABCD逆时针方向转动，下列说法正确的是
A.线圈转动过程中AD、BC边产生感应电动势
B.线圈转动到图中位置时，感应电流方向为ADCBA
C.线圈匀速转动时，交流电流表指针左右摆动
D.线圈转动到中性面的瞬间，电路中的电流最大
9.元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的。实验装置如图所示：两块金属板水平放置，间距为d，电压为U，质量为m的油滴悬浮在两板间保持静止。已知重力加速度g，两板间电场可视为匀强电场。下列说法正确的是
A.悬浮油滴带正电
B.悬浮油滴的电荷量为
C.悬浮油滴的比荷为异
D.油滴的电荷量不－定是电子电荷量的整数倍
10.用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是
A.甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD中的磁感线条数不变
B.乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈
C.丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动
D.丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动
11.两条平行的通电直导线AB、CD通过磁场发生相互作用，电流方向如图所示。下列说法正确的是
A.两根导线之间将相互排斥
B. I2在I1位置产生的磁场方向垂直纸面向外
C. AB受到的力是由I2的磁场施加的
D.若I1＞I2，则AB受到的力大于CD受到的力
12.如图所示，金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度均匀增大。下列说法正确的是
A.圆环内产生感应电流是因为自由电子受到洛伦兹力的作用
B.圆环内产生感应电流是因为自由电子受到电场力的作用
C.圆环内产生的感应电流逐渐增大金属圆环
D.如果把金属圆环换成金属圆盘，不会产生感应电流
13.如图所示，货车在平直道路上向右以加速度a，做加速运动时，与石块B接触的物体对它的作用力为F，方向如右图所示。若货车向右以加速度a2（a2>a1）做加速运动，则与石块B接触的物体对它的作用力F1表示正确的是
14.选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同：如图甲所示，在自由下落的电梯中，电梯外的人看到小球只受重力作用，做自由落体运动，符合牛顿定律；电梯内的人看到小球只受重力却是“静止”的，“违反”了牛顿定律。为了能够用牛顿定律描述对地面作加速运动的参考系（又称“非惯性参考系”）中物体的运动，在非惯性系中引入惯性力的概念：惯性力F惯＝－ma，a表示非惯性系的加速度，负号表示与a方向相反。引入惯性力后，电梯中的人认为小球受到向上的惯性力与重力平衡，小球静止，符合牛顿定律。如图乙所示，某人在以加速度a作匀加速运动的高铁上，距地面为h处，以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球。已知重力加速度g，关于此人看到的小球运动，分析正确的是
A.小球在竖直方向上做初速度等于零，加速度小于g的匀变速直线运动
B.小球水平方向作匀速直线运动
C.当时，小球将落在抛出点的正下方
D.当时，小球将落在抛出点的正下方
第二部分
本部分共6题，共58分。
15.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。在橡皮条另一端拄上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。
（1）判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是_________
A.F的大小等于F1与F2的大小之和
B.使橡皮条伸长相同的长度
C.使橡皮条_上的结点到达同一位置
（2）实验中需要标记或者记录的信息有
A.橡皮条的原长
B.橡皮条原长时结点的位置
C.力F的大小和方向
D.力F1、F2的大小和方向
（3）下列措施可以减小实验误差的是_________
A.橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上
B.用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个绳套的夹角必须等于90°
C.用两个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计尽量与木板平行
D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
16.在“测量金属丝的电阻率”实验中，金属丝的电阻约为5Q
（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图所示，则d＝_________mm；
（2）实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：
电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15k92）
电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω；量程0~3A内阻约0.02Ω）
滑动变阻器（0~5Ω）
电源（电动势为3V）
甲同学为了使金属丝两端电压调节范围更大，并使测量结果尽量准确，应选用下图所示的哪个电路进行实验________________；
A B C D
（3）实验时电压表量程应选________，电流表量程应选________；
（4）乙同学利用如图所示的电路进行实验时想到：向左移动滑片，滑动变阻器两端的电压U和流过它的电流I均发生变化，请你判断此过程的值________（选填“增大”、“减小”或者“不变”），理由是_________________。
17.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为La一根质量为m的金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。M、P两点间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑，下降高度h时达到最大速度。
金属杆下滑时与导轨接触良好，已知重力加速度为g求：
（1）金属杆由静止释放瞬间的加速度大小；
（2）金属杆最大速度的大小；
（3）从静止到最大速度的过程中，电阻R上产生的热量。
18.图甲为2022年北京冬奥会国家雪车雪橇中心“游龙”总览图。赛道含长度x的水平直道出发区（图甲中1位置）和滑行区，滑行区起终点高度差为h，赛道截面为U型槽，图甲中4位置为螺旋弯道，转弯半径为r某运动员和雪车总质量m，在该赛道完成了一次“钢架雪车”测试赛。运动员在出发区的运动可视为由静止开始的匀加速运动，离开出发区时速度为v1；在整个滑行区滑行的路程为s，到达终点时速度为v2。已知重力加速度为g，求：
（1）运动员在出发区加速度的大小；
（2）运动员和雪车在滑行区所受平均阻力的大小；
（3）如图乙和丙所示，若运动员在螺旋弯某处速度为v3，求此时刻钢架雪车平面与水平面夹角θ的正切值（不计阻力）。
19.我国的东方超环（EAST）是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。装置中的中性化室将加速到很高能量的离子束变成中性粒子束，注人到发生聚变反应的等离子体中，将等离子体加热到发生聚变反应所需点火温度。没有被中性化的高能带电离子对实验装置有很大的破坏作用，因此需要利用“剩余离子偏转系统”将所有带电离子从粒子束剥离出来。
剩余离子电偏转系统的原理如图所示，让混合粒子束经过偏转电场，未被中性化的带电离子发生偏转被极板吞噬，中性粒子继续沿原有方向运动被注人到等离子体中。若粒子束中的带电离子主要由动能为、、的三种正离子组成。所有离子的电荷量均为q，质量均为m，两极板间电压为U，间距为d。
（1）若离子的动能Ek由电场加速获得，其初动能为零，求加速电压U0；
（2）要使三种带电离子都被极板吞噬，求：
a.离子在电场中运动的最长时间
b.偏转极板的最短长度
（3）剩余离子偏转系统还可以利用磁偏转进行带电离子的剥离。如图所示，粒子束宽度为d，吞噬板MN长度为2d。要使三种能量的离子都能打到吞噬板上，求磁感应强度大小的取值范围。
20.守恒是物理学中的重要思想。请尝试用守恒思想分析下列问题：
（1）如图所示将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。沿虚线将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB判断这两部分电荷量的正负及大小关系，并说明理由。
（2）康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与人射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，用X光子与静止电子的碰撞模型可以解释这一现象。请在图中通过作图表示出散射后X光子的动量，并简述作图的依据。
（3）波是传递能量的一种方式，传播过程能量守恒。简谐波在传播过程中的平均能量密度表示单位体积内具有的能量：，其中A为简谐波的振幅，为简谐波的圆频率（波传播过程中不变），为介质的密度。能流密度I表示波在单位时间内流过垂直单位面积上的平均能量。
a.简谐波沿直线传播的速度为v，证明波的能流密度
b.球面简谐波是从波源处向空间各个方向传播的简谐波，在均匀介质中传播时振幅会发生变化。忽略传播过程中的能量损失，求波在距波源r1和r2处的振幅之比A1:A2。
参考答案
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.（6分）
（1）C
（2）C、D
（3）C、D
16.（12分）
（1）d＝ 0.184 mm；（读数范围0.183－0.185）
（2）A
（3）0~3V，0~0.6A
（4）则会的值 不变
理由：由闭合电路欧姆定律可知，U＝E－(RA＋R井＋r)I
U-I图像为倾斜直线，斜率k＝RA＋R井＋r，的值等于斜率大小，所以的造不学
17. （9分）
（1）杆刚释放瞬间不受安培力，由牛顿第二定律得：
则
（2）当杆受的安培力等于成力沿料面的分力时，其速度最大，设为Vm
联立解得
（3）由能量守恒，杆的重力势能转化为其动能和焦耳热
将代入，解得
18.（9分）
（1）以运动员和雪车整体为研究对象，匀加逮过程有
（2）以运动员和雪车整体为研究对象，对滑行过程应用动能定理
（3）运动员和雪车在螺旋弯运动时任意时刻在水平方向匀速圆周运动，重力和支持力合力提供向心力，由匀速圆周运动牛顿第二定律得
19.（12分）
（1）根据动能定理
（2）a.所有打在极板上的离子中，运动时间最长的离子偏转距离为d；
，
则最长时间
b.要使所有高子都能被极板吞噬，上极板左边缘进入的全能量离子要恰好打到下极板的右边缘。此过程离子水平飞行的距离即为极板最短长度，根据
，
可得：
（3）由分析可知，粒子束上边缘进入的三分之一能量离子到达吞噬板上边缘时，半径最小，磁感应强度最大，根据：
可得：
粒子束下边缘进入的全能量离子到达吞噬板下边缘时，半径最大，磁感应强度最小，此时：
得：
所以，磁感应强度的取值范围为：
20.（10分）（1）由器电感应，A部分带正电、B部分带负电，由电荷量守恒，A、B两部分电荷量的大小相等，QA=QB；
（2）设散射后X光子的动量为P3，根据碰撞过程动量守恒和平行四边形定则（或三角形定则），画图如图所示：
（3）a.沿传播方向，任取于传播方向垂直的横截面，面积为S.在△t时间内流过S面的能量：
单位时间内流过垂直单位面积上的平均能量：
联立解得：
b.在第二间的基础上，△t时间内流过S1面上的能量：
△t时间内流过S2面上的能量：
由能量守恒，
联立解得
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
A
B
D
C
D
A
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
B
B
B
C
B
C
D