1、第 1 页 共 12 页 丰台区 20202021 学年度第一学期期末练习和答案 高三物理 2021. 01 （本试卷满分为 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，用橡皮擦除干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
2、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。 第第卷卷 （选择题（选择题 共共 42 分）分） 一、本题共一、本题共 14 小题，每小题小题，每小题 3 分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。 1如图所示，质量为m的箱子在恒力F作用下向右匀速运动。F与水平方向夹角为，箱子与 地面间的动摩擦因数为 。下列说法正确的是 A箱子受到的支持力大小为 mg B箱子受到的支持力大小为 Fsin C箱子受到的摩擦力大小为 Fcos D箱子受到的摩擦力大小为
3、 mg 2对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是 A气体压强只与气体分子的密集程度有关 B气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大 C气体的温度升高，气体内能一定增大 D若气体膨胀对外做功 50 J，则内能一定减少 50 J 3一列沿 x 轴传播的简谐横波，波速为 4m/s。某时刻波形如图所示，此时 x = 4m 处质点沿 y 轴负方向运动。下列说法正确的是 A这列波沿 x 轴负方向传播 B这列波的振幅是 4cm C这列波的周期为 8s D此时 x = 8m 处质点的速度为 0 x/m y/cm 2 -2 0 2 4 6 8 10 12 F m v 第 2 页 共 12 页 4关于布朗运动，
4、下列说法正确的是 A布朗运动是液体分子的无规则运动 B悬浮在液体中的颗粒越小、液体温度越高，布朗运动越明显 C悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的分子数越多，布朗运动越明显 D布朗运动的无规则性反映了颗粒内部分子运动的无规则性 5如图所示，一束可见光经过玻璃三棱镜折射后分为 a、b 两束单色光。下列说法正确的是 A玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 B玻璃中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 C真空中 a 光的波长大于 b 光的波长 D如用 a 光照射某金属能发生光电效应，则用 b 光照射该金属也一定发生光电效应 62020 年 12 月 4 日，我国新一代“人造太阳”装置中国环流
5、器二号 M 装置正式建成， 为本世纪中叶实现聚变能应用的目标打下了坚实的基础。“人造太阳”利用聚变反应放出巨 大能量，并且实现聚变反应的持续可控。下列核反应方程中，属于核聚变的是 A 2342340 90911 ThPae B 2341 1120 HHHen C 2351144891 92056360 U+ nBakr+3 n D 2382344 92902 UThHe 7下列选项中，属于光的衍射现象的是 8将图甲所示的正弦交变电流加在图乙所示的理想变压器 的原线圈上，变压器原、副线圈匝数比 n1n2=101，电路中 电表均为理想交流电表，定值电阻 R1=5，热敏电阻 R2的 阻值随温度的升高
6、而减小。下列说法正确的是 A原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u=10sin50t（V） Bt=0.01s 时，电压表示数为 0 CR1消耗的电功率为 0.02W DR2温度升高时，电流表示数增大 泊松亮斑 沙漠蜃景 等间距条纹 太阳光下的肥皂膜 A B C D b a 可见光 t/s u/V 10 0 0.02 10 0.01 V A n1 n2 R1 R2 甲 乙 第 3 页 共 12 页 9如图所示， 甲乙同学根据自由落体运动规律将一把刻度尺制作成 “人 的反应时间测量尺”。g 取 10m/s2，以下四幅图中反应时间刻度线标注 正确的是 10如图所示，摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一
7、。摩天 轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动，将某一座舱及其乘客组成的系 统作为研究对象，下列说法正确的是 A转动过程中，系统的机械能守恒 B转动过程中，系统的动量守恒 C从最高点转动到最低点，合力做功为零 D从最高点转动到最低点，合力的冲量为零 11在示波器、 电子显微镜等器件中都需要将电子束聚焦， 常采用的聚焦装置之一是静电透 镜。静电透镜内电场分布的截面图如图中所示，虚线为等势面，实线为电场线，相邻等势面 间电势差相等。现有一束电子以某一初速度从左侧进 入该区域，P、Q 为电子运动轨迹上的两点。下列说法 正确的是 AP 点的电场强度大于 Q 点的电场强度 BP 点的电势高于 Q 点的电势 C电
8、子在 P 点的电势能小于在 Q 点的电势能 D电子在 P 点的动能小于在 Q 点的动能 12利用如图所示电路研究某小型手持风扇的电动机性能。调节滑动变阻器 R0，测得风扇 运转时电压表示数为 U1，电流表示数为 I1；扇叶被卡住停止转动时，电压表的示数为 U2， 电流表的示数为 I2，且 I2 I1。下列说法正确的是 A. 电动机线圈电阻 r = B. 扇叶被卡住时，电流增大是因为电动机的线圈电阻变小 C. 风扇运转时线圈发热功率 P热= D. 风扇运转时输出的机械功率 P出= 1 12 2 U IU I R0 A E r V M S cm 50 40 30 0 10 20 0 s 0 .3s
9、 0 .2s 0 .1s cm 50 40 30 0 10 20 0 s 0 .3s 0 .2s 0 .1s cm 50 40 30 0 10 20 0 s 0 .3s 0 .2s 0 .1s cm 50 40 30 0 10 20 0 s 0 .3s 0 .2s 0 .1s 0 .4s A B CD 第 4 页 共 12 页 13. 利用如图甲所示的实验电路观察电容器的 充电过程。 实验中， 电压传感器与计算机相连， 显示出电容器两端电压随时间变化的 U-t 图像 如图乙所示。关于电容器充电过程中电流 I、 电荷量 Q 随时间 t 变化的关系，正确的是 14. 如图所示，来自外层空间的大量带
10、电粒子进入地磁场影响范围后，粒子将绕地磁感线做 螺旋运动，形成范艾伦辐射带。螺旋运动中回转一周的时间称为周期，回转一周前进的距离 称为螺距。 忽略带电粒子之间以及带电粒子与空气分子之间的相互作用， 带电粒子向地磁场 两极运动的过程中，下列说法正确的是 A粒子运动的速率逐渐变大 B粒子运动的周期不变 C粒子螺旋运动的半径不变 D粒子螺旋运动的螺距逐渐变小 卷卷 （非选择题（非选择题 共共 58 分）分） 二、本题共二、本题共 2 小题，共小题，共 18 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。 15. “用单摆测量重力加速度”的实验中： （1）用游
11、标卡尺测量小球的直径，如图甲所示，测出 的小球直径为 mm； （2） 实验中下列做法正确的是 （多选） ； A.摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些 B.摆球要选择质量大些、体积小些的 C.拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔作 为单摆周期T 的测量值 D.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5。释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆球 做30 次全振动所用的时间 t，则单摆周期 t I 0 t I 0 t Q 0 t Q 0 A B C D 甲 乙 t U 0 接计算机 电压 传感 器 S N 1 2 0 5 10 甲 cm 第 5 页 共 12 页
12、 （3）实验中改变摆长 L 获得多组实验数据，正确操作后作出的 T 2L 图像为图乙中图线。某同学误将悬点到小球上端的距离 记为摆长 L，其它实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中 （选填、） ；利用该图线求得的重力加速 度 （选填“大于” 、 “等于” 、 “小于” ）利用图线 求得的重力加速度。 16. 用多用电表测量某一电阻： （1）将选择开关旋转到欧姆挡的“ 10 ”挡，指针指在图甲中 a 位置。为减小测量误 差，应当将选择开关旋转到 (选填“ 1 ”、 “ 100 ” 、“ 1K ”) 位 置。 （2）接下来的实验操作步骤为 （请按操作顺序写出） A将红表笔和黑表笔接到待测电阻两端
13、B将红表笔和黑表笔短接 C调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 D调节欧姆调零旋钮使指针指向电流的 0 刻度线 （ 3 ） 经 以 上 正 确 操 作 后 指 针 指 在 图 甲 中 b 位 置 ， 则 该 电 阻 的 测 量 值 为 . （4）图乙为简化后的某型号多用电表内部构造原理图，其中 R1=13.6 ，R2=151 ， R3=1670 。 （1）中将选择开关从“ 10 ” 位置旋转到正确位置后，应当 （选填“增大”、“减小”、“不改变”）欧姆调零电阻 R0的大小，理由是 。 T 2 O L a b 乙 a b 甲 10 G Rg R0 R3 R4 R2 R1 E r 100 选择开关
14、+ 1 乙 红表笔 黑表笔 第 6 页 共 12 页 三、三、本题共本题共 4 小题，共小题，共 40 分。分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最 后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17图甲所示为 2022 年北京冬奥会上以“雪如意”命名的跳台滑雪场地。图乙为跳台滑雪赛 道的简化图，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角 均为 37 ，直线 AB 段长度 L=100m。运动员连同装备总质量 m=6
15、0kg，由 A 点无初速下滑， 从起跳区的 C 点起跳后降落在着陆坡上的 D 点。重力加速度 g=10m/s2，sin37 =0.6， cos37 =0.8。 （1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到 B 点的速度大小 v1； （2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到 B 点的速度大小 v2=30m/s，求运动员从 A 点下 滑到 B 点过程中克服阻力做的功； （3）若运动员从 C 点起跳时的速度大小 v3=32m/s，方向沿水平方向。忽略其在空中运动时 受到的一切阻力，求 CD 间的距离。 18如图所示，光滑平行导轨置于磁感应强度 B=0.1 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直
16、于导轨 所在平面。导轨间距 l=0.4 m，一端接有电阻 R=0.4 ，其余部分电阻不计。导体棒 ab 的电 阻 r= 0.1 ，以 v=5m/s 的速度向右匀速运动，运动过程中与 导轨接触良好。求： （1）回路中感应电流 I 的大小并判断导体棒 ab 中的电流 方向； （2）导体棒所受安培力 F 的大小； a b B R A B D 助滑道 起跳区 着陆坡 C 甲 乙 B 第 7 页 共 12 页 图甲 图乙 汞蒸汽 （3）电阻 R 上消耗的功率 P。 19. 量子理论是 20 世纪物理学发展的重大成就之一，玻尔提出的原子结构理论推动了量子 理论的发展。玻尔理论的一个重要假设是原子能量的量子
17、化，1914 年，弗兰克和赫兹利用 粒子碰撞的方式证明了原子能量的量子化现象。 弗兰克赫兹实验原理如图甲所示，灯丝 K 发射出初速度不计的电子，K 与栅极 G 间 加有电压为U的电场使电子加速， GA间加0.5V的反向电压使电子减速。 当电子通过K-G 空 间加速后进入 G-A 空间时，如果能量较大，就可以克服 G-A 间的反向电场到达接收极 A， 形成电流通过电流表。 在原来真空的容器中充入汞蒸汽， 当电子的动能小于汞原子从基态跃 迁到第一激发态所需的能量时， 由于汞原子的能量不能连续变化， 电子与汞原子发生弹性碰 撞； 当电子的动能大于汞原子从基态跃迁到第一激发态所需的能量时， 电子与汞原
18、子发生非 弹性碰撞，汞原子吸收电子的一部分动能，使自己从基态跃迁到第一激发态。已知电子质量 为 m，电荷量为 e，汞原子质量远大于电子质量。 （1）求容器中未充入汞蒸汽时电子被加速到栅极 G 的速度大小； （2）证明一个运动的电子与一个静止的汞原子发生弹性正碰时，电子几乎不会因碰撞损 失能量； （证明过程中需要用到的物理量请自行设定） （3）实验得到如图乙所示的 IU 图像，从图中看出，每当 KG 间电压增加 4.9V 时，电 流就会大幅下降，请解释这一实验结果。 第 8 页 共 12 页 20. 2020 年 11 月 24 日，我国“嫦娥五号”探测器成功发射并进入地月转移轨道。28 日 “
19、嫦 娥五号”在图甲 B 处成功实施近月制动，进入环月椭圆轨道，月球在椭圆轨道的焦点上；29 日探测器在椭圆轨道的近月点 A 处再次“刹车”，进入环月圆轨道（图甲没有按实际比例画 图） 。研究探测器在椭圆轨道上的运动可以按照以下思路进行：对于一般的曲线运动，可以 把这条曲线分割为许多很短的小段， 质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分， 其 半径称为曲线在某点的曲率半径。图乙中最大内切圆的半径 即为曲线在 P 点的曲率半径， 图甲中椭圆在 A 点和 B 点的曲率半径 A B AB AB 2 = r r rr ，rA为 A 点到月球球心的距离，rB为 B 点到月球球心的距离。已知月球质量为
20、M，引力常量为 G。 （1）求探测器在环月圆轨道 1 上运行时线速度 v1的大小； （2）证明探测器在椭圆轨道 2 上运行时，在近月点 A 和远月点 B 的线速度大小满足： vA rA=vB rB； （3）某同学根据牛顿运动定律分析得出：质量为 m 的探测器在圆轨道 1 和椭圆轨道 2 上经 过 A 点时的加速度 a1、a2均满足= ma，因此 a1=a2。请你利用其它方法证明上述结论。 （若规定两质点相距无限远时引力势能为零， 则质量分别为 m1和 m2的两个质点相距 r 时的 引力势能 Ep=。 ） M 1 2 A 月球 B 图甲 P 图乙 第 9 页 共 12 页 丰台区 2020202
21、1 学年度第一学期期中练习 高三物理参考答案 2021.1 第第卷卷 （选择题）（选择题） 一、本题共一、本题共 1414 小题，每小题小题，每小题 3 3 分，共分，共 4242 分分 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C C A B A B A 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 D A C D C B D 卷卷 （非选择题（非选择题 共共 58 分）分） 二、本题共二、本题共 2 2 小题，共小题，共 1818 分分 15.（8 分） （1） 14.5mm （2） BD （3） ，等于 16 （10 分） （1） “ 100 ” （2） BCA （3） 1900 （4
22、）增大；选择开关旋转到正确位置后，总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，流 过表头的电流 I 增大，欧姆调零时指针指在欧姆零点右侧。增大 R0，I总减小，流过电流表 第 10 页 共 12 页 的电流 04 3 g3 R II R +R +R +R 总，因此增大 R0使得 I 减小指针重新指向欧姆零点。 三、三、本题共本题共 4 4 小题，小题，4040 分分 17.（9 分） （1）由牛顿第二定律可得 mgsin =ma （1 分） 代入数据可得 a = 6m/s2 由匀加速直线运动公式 v12 = 2aL （1 分） 代入数据可得 1=20 3 vm/s （1 分） （2）从 A 到 B，
23、根据动能定理 mgLsinW克f = 2 2 1 mv 2 （2 分） 解得 W克f =9000J （1 分） （3） 设 CD 间距离为 L ，根据平抛运动的规律 3 cos =L v t （1 分） 2 1 sin 2 Lgt （1 分） 联立解得 =192m L （1 分） 18.（8 分） （1）导体棒切割产生的感应电动势 E=Blv （1 分） 回路中感应电流 E I= R+r （1 分） 联立解得 I =0.4A （1 分） 方向由 b 到 a （1 分） （2）导体棒 ab 所受安培力 F=BIl （1 分） F =0.016N （1 分） （3）电阻 R 上消耗的功率 P=I2
24、R （1 分） P=0.064W （1 分） 19.（11 分） （1）对某一电子从 K 与栅极 G 间，应用动能定理得； eU= 2 2 1 mv （2 分） 第 11 页 共 12 页 解得 m eU v 2 （1 分） （2）设汞原子的质量为 M，碰撞前电子的速度为 v，碰后瞬间电子和汞原子速度分别为 v1、 v2，电子与汞原子发生弹性正碰时， 由动量守恒定律得： mv=mv1+Mv2 （1 分） 由机械能守恒定律得： 2 1 mv2= 2 1 mv12+ 2 1 Mv22 （1 分） 联立解得 1 mM vv mM （1 分） 当 mM， 可得 1 vv （1 分） 因此发生弹性正碰时
25、电子几乎没有能量损失 （1 分） （3）当 K-G 间电压达到 4.9 V 时，电子在到达 G 极附近时获得的能量是 4.9 eV，与汞原子 发生非弹性碰撞时， 有可能把全部能量传递给汞原子， 使汞原子从基态跃迁到最近的一个能 量较高（4.9 eV）的激发态，碰后的电子无法克服 G-A 间的反向电压到达 A 极，因此 A 极 电流大幅度下降。 （2 分） 等到 K-G 间的电压超过 4.9 V 较多时，电子在 K-G 空间与汞原子碰撞而转移掉 4.9 eV 的能量后，还留有足够的能量，又能克服反向电压从 G 极到达 A 极，电流又上升了。 当 K-G 间的电压是 4.9 V 的 2 倍或 3
26、倍时，电子在 K-G 空间有可能经过两次或三次碰 撞而耗尽能量，从而使电流再次下降。 （1 分） 20.（12 分） （1）探测器在圆轨道 1 上运行时，万有引力提供向心力： 2 1 2 AA vMm Gm rr （2 分） 得： 1 A GM v r （1 分） （2）在轨道 2 的 A 点、B 点分别取一段相等的极短时间t，根据开普勒第二定律， 有： AB 11 22 AB vt rvt r （2 分） 得： ABAB vrvr - （1 分） （3）探测器在圆轨道 1 上的加速度 2 1 1 A v a = r = 2 A M G r （1 分） 第 12 页 共 12 页 探测器在椭圆轨道 2 上经过 A 点时的加速度为 2 A 2 A = v a - （1 分） 探测器在椭圆轨道 2 上从 A 点到 B 点过程中，由机械能守恒，有： 22 AB AB 11 + 22 MmMm GmvGmv rr - （2 分） 联立可得： 2B A ABA 2 () GM r v rrr （1 分） 结合 A B A AB 2r r rr 联立可得： 2 2 A = M aG r 因此 12 =aa （1 分）
