北京市人大附中2021届高三上学期开学考试物理试题,Word版含答案

　人大附中 2020-2021 学年度高三年级开学考试 物理 2020 年 08 月 19 日 本试卷共 6 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

　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.分子间的引力总是大于斥力 B.分子间同时存在引力和斥力 C.布朗运动就是液体分子的无规则运动 D.液体中悬浮微粒越大，布朗运动越显著 2.如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为 a、b、c 三束单色光。如果 b 光是绿光，则以下说法正确的是：

　A.a 光可能是蓝光 B.c 光可能是红光 C.a 光的频率小于 b 光的频率 D.c 光的波长大于 b 光的波长 3.下列现象中，与原子核内部变化有关的是：

　A. ? 粒子散射现象

　B.天然放射现象 C.光电效应现象

　 D.原子发光现象 4.如图所示，用一根轻质细绳将一幅重力为 10N 的画框对称悬挂在墙壁上，当绳上的拉力为 10N 时，两段细绳之间的夹角为：

　A.45°

　B.60°

　C.90°

　D.120° 5.将一定值电阻分别接到如图甲和图乙所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为Q 1 和 Q 2 ，则1 2: Q Q 等于：

　A.2:1

　B.1:2 C. 2 :1

　 D. 1: 2

　6.甲乙两位同学分别使用图中左图所示的同一套装置，观察单摆做简谐运动时的振动图象，已知两人实验时所用的摆长相同，落在同一木板上的细砂分别形成的曲线如右图 N 1 、N 2 所示。下面关于两图线相关的分析，正确的是：

　A.N 1 表示砂摆摆动的幅度较大，N 2 摆动的幅度较小； B.N 1 表示砂摆摆动的周期较大，N 2 摆动周期较小； C.N 1 对应的木板运动速度比 N 2 对应的木板运动速度大； D.N 1 对应的砂摆摆到最低点时，摆线的拉力比 N 2 对应的拉力大； 7.如图甲所示，A、B 是一条电场线上的两点，若在 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 两点的电场强度大小分别为 E A 、E B ，电势分别为A? 、B? ，则：

　A.E A =E B ，A B? ? ?

　B.E A <E B ，A B? ? ?

　C.E A >E B ，A B? ? ?

　D.E A =E B ，A B? ? ?

　8.如图所示，粗糙斜面固定在地面上，斜面上一质量为 m 的物块受到竖直向下的力 F 的作用，沿斜面向下以加速度 a 做匀加速运动。则：

　A.若撤去 F，则物块可能沿斜面减速下滑 B.若撤去 F，则物块可能沿斜面匀速下滑 C.若增大 F，则物块加速下滑且加速度将增大 D.若增大 F，则物块加速下滑且加速度将不变 9.如图甲所示，两小球 a、b 在足够长的光滑水平面上发生正碰。小球 a、b 质量分别为 m 1 和 m 2 ，且1200 m ?g。取水平向右为正方向，两小球碰撞前后位移随时间变化的 x-t 图像如图乙所示。下列说法正确的是：

　A.碰撞前球 a 做加速运动，球 b 做匀速运动 B.碰撞后球 a 做减速运动，球 b 做加速运动 C.碰撞前后两小球的机械能总量减小 D.碰撞前后两小球的机械能总量不变 10.为简单计，把地-月系统看成地球静止不动而月球绕地球做匀速圆周运动，如图所示。图中的虚线圆为月球轨道。在地月连线上存在一些所谓“拉格朗日点”的特殊点。在这些点，质量极小的物体（如人造卫星）仅在地球和月球引力共同作用下可以始终和地球、月球在同一条线上。则图中地球-月球连线上四个点中，不可能是“拉格朗日点”的是：

　 A.A 点

　 B.B 点 C.C 点

　 D.D 点 11.如图所示，圆心角为 90°的扇形区域 MON 内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P 点为半径 OM 的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子 a、b，以不同的速度先后从 P 点沿 ON 方向射入磁场，并分别从 M、N 两点射出磁场。不计粒子所受重力及粒子间相互作用。粒子在磁场中运动过程中，下列说法正确的是：

　A.粒子 a 带正电，粒子 b 带负电 B.粒子 a 在磁场中的运动时间短 C.粒子 a、b 的加速度大小之比为 1:5 D.粒子 a、b 的速度大小之比为 5:1 12.在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示。线圈 a 作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈 b 接小灯泡。他所用的线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是：

　A.增大电源电压 B.适当增加原线圈 a 的匝数 C.换一个电阻更小的灯泡 D.将线圈 a 改接在学生电源直流输出端 13.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L、小灯泡 A、开关 S 和电池组 E，用导线将它

　们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小灯泡正常发光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是：

　A.线圈的电阻偏大 B.小灯泡的额定电压偏大 C.电源的电动势偏小 D.线圈的自感系数偏小 14.测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为 3kΩ的电阻 R、电源（上端为正极）、单刀双掷开关 S 按图甲所示电路图进行连接。先使开关 S 与 1 相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关 S掷向 2，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值分别为 6V 和-6V”及图线与时间轴所围“面积分别为 182.7V·s 和-180.4V·s”的图像。则：

　A.开关 S 与 2 相连时，通过电阻的电流方向从上向下 B.由以上信息可知，电容器的电容大小大约为 30F

　C.如果将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，则无法测出电容器的电容值 D.如果将电阻换成 1kΩ，则图丙中的峰值不会变，阴影面积会变为现在的 1/3，充放电的时间会缩短 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。

　15.（8 分）现利用图（a）所示装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有 A、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块 B 左侧也带有一弹簧片，上面

　固定一遮光片，光电计数器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。

　实验测得滑块 A 的质量10.301 m ? kg，滑块 B 的质量20.108 m ? kg，遮光片的宽度 d=1.00cm；打点计时器所用交流电的频率 f=50.0Hz。

　将光电门固定在滑块 B 的右侧，启动打点计时器，给滑块 A 一向右的初速度，使它与 B 相碰。碰后光电计数器显示的时间为Bt ? =3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。

　（1）碰撞前、后 A 的速率分别为 v A =________m/s；Av?=________m/s；碰撞后 B 的速率为Bv?=________m/s（计算结果均保留三位有效数字）

　（2）若实验允许的相对误差绝对值（ 100% ?碰撞前后总动量之差碰前总动量）最大为 5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。

　16.（10 分）从下表中选出适当的实验器材设计一电路来测量电阻 R x 的阻值。要求方法简捷，得到多组数据，有尽可能高的测量精度。

　器材（代号）

　规格 待测电阻（R x ）

　电流表（A 1 ）

　电流表（A 2 ）

　电压表（V 1 ）

　阻值约 10kΩ 0~ 300 A ? ，内阻约 100Ω 0~0.6A，内阻约 0.125Ω

　电压表（V 2 ）

　滑动变阻器（R）

　电源（E）

　电键（S）

　导线若干 0~3V，内阻约 3kΩ 0~15V，内阻约 15kΩ 总阻值约 50Ω 电动势 3V，内阻很小 （1）电流表应选用_________________，电压表应选用___________。

　（2）滑动变阻器应该选择限流接法还是分压接法？简要说明理由。

　（3）在答题纸相应位置（方框内）画出电路图。

　（4）完成下图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

　17.（9 分）无人机在距离水平地面高度 h 处，以速度0v 水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为 g。

　（1）求包裹释放点到落地点的水平距离 x； （2）求包裹落地时的速度大小 v； （3）以释放点为坐标原点，初速度方向为 x 轴正方向，竖直向下为 y 轴正方向，建立平面直角坐标系，写出该包裹运动的轨迹方程。

　18.（9 分）如图甲所示，N=200 匝的线圈（图中只画了 2 匝），电阻 r=2Ω，其两端与一个 R=48Ω的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。

　（1）判断通过电阻 R 的电流方向； （2）求线圈产生的感应电动势 E； （3）求电阻 R 两端的电压 U。

　19.（10 分）如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计.物块（可视为质点）的质量为 m，在水平桌面上沿 x 轴运动，与桌面间的动摩擦因数为 ? 。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O，当弹簧的伸长量为 x 时，物块所受弹簧弹力大小为 F=kx，k 为常量。

　 （1）请画出 F 随 x 变化的示意图；并根据 F-x 图象求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中弹力所做的功； （2）物块由 x 1 向右运动到 x 3 ，然后由 x 3 返回到 x 2 ，在这个过程中， ①求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量； ②求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。

　20.（12 分）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以 O 为圆心，半径为 R 的圆，AB 为圆的直径，如图所示。质量为 m，电荷量为 q（q>0）的带电粒子在纸面内自 A 点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的 C 点以速率0v 穿出电场，AC 与 AB 的夹角 ? =60°。运动中粒子仅受电场力作用。

　（1）求电场强度的大小； （2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为0mv ，该粒子进入电场时的速度应为多大？

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