📚 原卷真题 · 精编解析
东城区20202021学年度下学期第二次统一检测
物理
满分：100分
考生须知
- 题量与分值以下方各题标注为准；点击题卡可展开答案与解析。
- 在线作答仅供练习参考，如需书面作答请下载学生版 PDF。
一、选择题
本部分共14题。
1．下列说法中正确的是
【答案】A
【详解】待补
2．用如图1所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图2所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是
【答案】B
【详解】待补
3．甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，由图像可知
【答案】C
【详解】待补
4．游乐场中的升降机在竖直方向上运行，t=0时刻初速度为0，其加速度随时间变化的a-t图像如图所示，以向上为正方向，则下列对升降机的说法正确的是
【答案】B
【详解】待补
5．氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=4能级的激发态，下列说法正确的是
【答案】C
【详解】待补
6．如图所示，一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物以相同的初速度沿垂直匀强电场的方向进入同一偏转电场，且经过偏转后都从右侧离开了电场，则三种粒子相同的是
【答案】B
【详解】待补
7．如图所示，物块A、B均静止于倾角为θ的斜面上，它们的质量分别为M和m，已知Mgsinθ＞mg。若斜面倾角θ变大，B仍保持静止，则
【答案】D
【详解】待补
8．质量为m的小球用长为l的细线悬于A点，初始时刻使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。由于空气阻力作用，小球的运动状态缓慢变化，最终静止在A点的正下方，在此过程中
【答案】B
【详解】待补
9．一个迷你型电风扇安装有小直流电动机，其线圈电阻为RM，额定电压为U，额定电流为I，将它与电动势为E，内阻为r的直流电源相连，电动机恰好正常工作，则
【答案】D
【详解】待补
10．如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是
【答案】B
【详解】待补
11．用图1所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是
【答案】D
【详解】待补
12．2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器在距火星 400 km的位置瞬间变速，成功被火星捕获，完成了环绕火星飞行的任务。“火星捕获”是火星探测任务中风险最高的环节之一，如变速后速度过快，探测器会脱离火星的吸引；速度过慢，则会一头扎到火星上。已知火星的第一宇宙速度和第二宇宙速度分别为v₁和v₂，火星的半径为3400km，设“天问一号”瞬间变速后速度为v，下列说法正确的是： v可以小于v₁ v可以大于v₂ v一定大于v₁ v一定在v₁和 v₂之间
【答案】A
【详解】待补
13．图1所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯B可以安装在铁芯A的横梁上以形成闭合铁芯；原、副线圈的匝数分别为n₁和n₂，将它们分别套在铁芯A的两臂上，则如图2所示。某同学为测量原线圈的电阻，将多用电表的欧姆挡调到合适挡位，用两表笔接触原线圈的两接线柱，等指针稳定后读数，读数完毕后将两表笔与接线柱脱开；之后使原线圈与正弦式交流电源相连，并测得原、副线圈的电压分别为U₁和U₂。下列说法正确的是 两表笔与接线柱接触瞬间，有比稳定时更大的电流通过欧姆表 两表笔与接线柱脱开瞬间，有比稳定时更大的电流流过原线圈 若铁芯B没有安装在铁芯A上，U₁:U₂>n₁:n₂ 无论铁芯B是否安装铁芯A上，U₁:U₂=n₁:n₂
【答案】C
【详解】待补
14．地球半径约为6400km，地球表面的大气随海拔高度增加而变薄，大气压强也随之减小到零，海拔100km的高度被定义为卡门线，为大气层与太空的分界线。有人设想给太空飞船安装“太阳帆”，用太阳光的“光子流”为飞船提供动力来实现星际旅行。已知在卡门线附近，一个正对太阳光、面积为1.0×10⁶m²的平整光亮表面，受到光的压力约为9N；力虽小，但假设以同样材料做成面积为1.0×10⁴m²的 “帆”安装在飞船上，若只在光压作用下，从卡门线附近出发，一个月后飞船的速度可达到2倍声速。设想实际中有一艘安装了“帆”（面积为1.0×10⁴m²）的飞船，在卡门线上正对太阳光，下列说法正确的是
【答案】C
【详解】待补
二、非选择题
本部分共6题。
15．某同学测量电动玩具电池的电动势和内电阻。
【答案】（1）b
（2）右
（3）；
（2）右
（3）；
【详解】待补
16．如图1所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m₁的A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放，A球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为m₂的B球放在水平轨道末端，将A球仍从位置C由静止释放，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。
【答案】（1）AE
（2）m₁ x₂= m₁ x₁+ m₂ x₃
（3）a. b.当入射小球A与被碰小球B碰撞后分别做平抛运动时，由于被碰小球B的速度大，会先打到竖直墙上，之后会被墙壁反弹，由于竖直方向上两球运动基本同步，因此B反弹后的运动过程中有非常大的可能与入射小球A再次相碰。
（2）m₁ x₂= m₁ x₁+ m₂ x₃
（3）a. b.当入射小球A与被碰小球B碰撞后分别做平抛运动时，由于被碰小球B的速度大，会先打到竖直墙上，之后会被墙壁反弹，由于竖直方向上两球运动基本同步，因此B反弹后的运动过程中有非常大的可能与入射小球A再次相碰。
【详解】待补
17．如图所示，一边长为L、阻值为R的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。线框在一大小为F的水平恒力作用下由静止开始向左运动，并最终以恒定的速度匀速离开磁场区域，线框离开磁场的全过程所用时间为t₀。
【答案】（1）逆时针
（2）当线框匀速运动时外力F与安培力大小相等，因此有，，得。
（3）由，得
（2）当线框匀速运动时外力F与安培力大小相等，因此有，，得。
（3）由，得
【详解】待补
18．如图所示，在xoy平面上，一个以原点O为对称中心、边长为a的正方形区域内存在着匀强磁场。磁场方向垂直于xoy平面向里。在原点O处静止着一个放射性原子核，某时刻该核发生衰变，放出一个正电子和一个反冲核Y。已知正电子从O点射出时沿x轴正方向，而反冲核刚好不会离开磁场区域。不计重力影响和粒子间的相互作用。
【答案】（1）见答图
（3）由于该核衰变的过程满足动量守恒定律，因此可知正电子和反冲核的动量大小相等，方向相反； 它们在磁场中做圆周运动时满足，可知做圆周运动的半径 因此正电子的半径R₁与反冲核的半径 R₂满足 由反冲核刚好不会离开磁场区域可知，，因此 正电子离开磁场时的横坐标x=。
（3）由于该核衰变的过程满足动量守恒定律，因此可知正电子和反冲核的动量大小相等，方向相反； 它们在磁场中做圆周运动时满足，可知做圆周运动的半径 因此正电子的半径R₁与反冲核的半径 R₂满足 由反冲核刚好不会离开磁场区域可知，，因此 正电子离开磁场时的横坐标x=。
【详解】待补
19．在一个点电荷Q的电场中，以点电荷Q的位置为原点O建立平面直角坐标系，如图1所示，在其中A、B两点分别放置试探电荷，试探电荷受到静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图2中直线a、b所示。已知A点的坐标为（0.3 m，0）。
【答案】；
由，得，得r₂=4 r₁=1.2m
（3）如答图所示，连接OB，以Ｑ所在处的原点O为圆心，分别过A做圆弧与OB相交于Ｃ、过Ｂ做圆弧与ｘ轴相交于Ｄ，则所选两条路径分别为从B到Ｃ到Ａ和从B到Ｄ到Ａ。 ＣＡ和ＢＤ分别为点电荷Ｑ的等势面，沿等势面移动电荷时电场力做功为零； ＢＣ和ＤＡ分别沿半径方向，根据到点电荷距离相等的各点场强大小相等的场强分布特点可知，试探电荷分别从Ｂ到Ｃ和从Ｄ到Ａ的过程中，电场力在每小段距离上做的功都对应相等。 因此，电场力做功与这两条路径无关，只取决于初位置Ｂ和末位置Ａ。
（3）如答图所示，连接OB，以Ｑ所在处的原点O为圆心，分别过A做圆弧与OB相交于Ｃ、过Ｂ做圆弧与ｘ轴相交于Ｄ，则所选两条路径分别为从B到Ｃ到Ａ和从B到Ｄ到Ａ。 ＣＡ和ＢＤ分别为点电荷Ｑ的等势面，沿等势面移动电荷时电场力做功为零； ＢＣ和ＤＡ分别沿半径方向，根据到点电荷距离相等的各点场强大小相等的场强分布特点可知，试探电荷分别从Ｂ到Ｃ和从Ｄ到Ａ的过程中，电场力在每小段距离上做的功都对应相等。 因此，电场力做功与这两条路径无关，只取决于初位置Ｂ和末位置Ａ。
【详解】待补
20．接触物体之间的相互作用，如绳中的拉力、接触面间的压力、支持力等是生活中常见的力的作用。在处理这些相互作用时，我们常用到一些理想模型：如物体间通过轻绳连接，斜面与平面间通过光滑小圆弧连接，等等。这些理想化的连接条件与一般的情形相比有哪些区别和联系呢？请分析以下问题。
【答案】（1）a.以物块和绳的整体为研究对象，由牛顿第二定律有
以物块和与其相连的长为（l―x）的绳为研究对象，由牛顿第二定律有
联立解得
b.由上式可知，当M>>m时，对于x在0到l之间取任意值时，都有。即若绳质量m远小于物块质量M，可认为绳中拉力处处相等，且等于绳端点受到的力。
（若不依据此题的情景证明，证明正确也得全分）
（2）b.设小物体与平面相互作用时，竖直方向的弹力为FN，水平方向的摩擦力为µFN；设相互作用前瞬间，小物体水平分速度和竖直分速度的大小分别为v₀cosα和v₀sinα，经过时间Δt后分别变为vx和 vy。小物体与平面作用后的运动情况与其材质有关。 依据题目条件，小物体的材质使得其碰到平面后不反弹，则存在以下两种可能： 若在Δt时间内，小物体的竖直分速度vy变为零的同时，水平分速度vx也变为零，则小物体静止于斜面底端很近的位置。这种情况由于在竖直方向上，在水平方向上，可知发生这种情况要求=。如>，小物体也静止于斜面底端。 若<，则竖直分速度vy为零时，水平分速度vx还不为零，则小物体在平面上以vx为初速度，―g为加速度做减速运动直至停下。
（2）b.设小物体与平面相互作用时，竖直方向的弹力为FN，水平方向的摩擦力为µFN；设相互作用前瞬间，小物体水平分速度和竖直分速度的大小分别为v₀cosα和v₀sinα，经过时间Δt后分别变为vx和 vy。小物体与平面作用后的运动情况与其材质有关。 依据题目条件，小物体的材质使得其碰到平面后不反弹，则存在以下两种可能： 若在Δt时间内，小物体的竖直分速度vy变为零的同时，水平分速度vx也变为零，则小物体静止于斜面底端很近的位置。这种情况由于在竖直方向上，在水平方向上，可知发生这种情况要求=。如>，小物体也静止于斜面底端。 若<，则竖直分速度vy为零时，水平分速度vx还不为零，则小物体在平面上以vx为初速度，―g为加速度做减速运动直至停下。
【详解】待补