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门头沟区2021年高三年级综合练习（一）
物理
满分：97分
考生须知
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一、选择题
本部分共13题。
1．如图1所示，一束白光通过三棱镜发生色散，a、b是其中的两束单色光，这两束光相比较
2．关于放射性元素的衰变，以下说法正确的是
3．如图2所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用可见光照射锌板时，验电器指针不偏转。当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度
4．手摇交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流i随时间t变化关系如图3所示，则
5．一根绳子的右端固定在墙壁上，其左端的P点沿竖直方向振动产生一列横波。P点振动的周期为T，横波的波长为λ，当波刚刚传播到Q点时的波形如图4所示，则
6．下列说法正确的是
7．据国家航天局消息，北京时间2020年12月12日，嫦娥五号轨道器和返回器组合体实施了第一次月地转移。如图5所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。以下说法正确的是
8．如图6所示，是某电场的电场线和一条等势线(虚线)。下列说法正确的是
9．如图7所示，为洛伦兹力演示仪的结构示意图。由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。当通有恒定电流时前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I米调节。 适当调节U和I,玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。通过下励磁线圈列调节，一定能让圆形径迹半径减小的是
10．如图8所示，是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场，将P、Q与电阻R相连接。一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入磁场。下列说法正确的是
11．如图9所示，为研究平抛运动的实验装置,金属小球A、B完全相同。用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。图9中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是
13．如图11所示，(a)图为研究木块运动情况的装置，计算机与位移传感器连接，可描绘木块位置随时间变化的图线。将木块自O点静止释放，计算机描绘木块对O点的位置随时间变化的x-t图像是(b)图中的曲线②。(b)图中木块先后经过x₁、x₂、x₃、位置时的时间间隔相同。以下说法正确的是。 图11
14．永磁体之间的相互作用与电荷之间的相互作用相似，人们将电荷的相关概念引入磁现象的研究之中。认为磁棒的两极存在两种磁荷，N极带正磁荷，S极带负磁荷。 “磁荷”观点认为磁荷可以激发磁场，描述磁场的基本物理量定义为磁场强度H。类比电场强度的定义方法，用正磁荷在磁场中受到的磁场力F和其磁荷Q的比值表示磁场强度H，方向与该处正磁荷受力方向一致。 用图12装置，可以测量通电线圈产生的磁场和“磁荷”间的作用力。假设图中N极的磁荷QN，线圈不通电时，测力计示数为F₀。
二、非选择题
本部分共6题。
15．验证机械能守恒定律的实验装置如图13所示。
【答案】（1）D（2分）
（2）19.40（19.38～19.42）（2分，没估读的0分）：1.94（1.93～1. 95）（2分）；
（3）AD（3分，只选对一个2分；有错选0分）
（2）19.40（19.38～19.42）（2分，没估读的0分）：1.94（1.93～1. 95）（2分）；
（3）AD（3分，只选对一个2分；有错选0分）
【详解】待补
16．利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图15所示，其中电源电动势E＝8V。先使开关S与1相连，电容器充电结束后把开关S掷向2，电容器通过电阻箱R故电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图17所示。
【答案】（1）3360 （2分）；正电（1分）
（2）电容器在△t时间内的放电量（1分）：4.2×10⁴~4.6×10⁴（42～46格。应该是45格）（2分）
（3）A（1分）；D（2分）
（2）电容器在△t时间内的放电量（1分）：4.2×10⁴~4.6×10⁴（42～46格。应该是45格）（2分）
（3）A（1分）；D（2分）
【详解】（1）M为正极： …………………………………………………………（1分）
等效电路图（略）………………………………………………………（1分）
（2）电动势E＝Blv……………………………………………………………（1分）
流过电阻R的电流……………………………………………（1分）
功率P＝I²R ……………………………………………（1分）
得P＝6.4×10⁻²W ……………………………………………（1分）
（3） ……………………………………………（1分）
则φ＝φ。+0.2t ……………………………………………（1分）
图像如图 ……………………………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
等效电路图（略）………………………………………………………（1分）
（2）电动势E＝Blv……………………………………………………………（1分）
流过电阻R的电流……………………………………………（1分）
功率P＝I²R ……………………………………………（1分）
得P＝6.4×10⁻²W ……………………………………………（1分）
（3） ……………………………………………（1分）
则φ＝φ。+0.2t ……………………………………………（1分）
图像如图 ……………………………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
17．滑雪是广受师生喜欢的运动，某滑雪的滑道如图19所示。斜面滑道与水平滑道由很小的圆弧平滑衔接，斜面滑道的倾角α＝37°。学生乘坐滑雪板由静止开始，从滑道上高h＝1.8m处滑下，滑上水平面后，与静止的老师所坐的滑雪板发生碰撞，碰撞后他们以共同的速度运动，碰撞前后学生的运动方向不变。已知学生和滑雪板的总质量m＝30kg，老师和滑雪板的总质量为M＝60kg，人与滑雪板均可视为质点，不计一切摩擦和阻力，取重力加速度g＝10m/s，sin α＝0.6，cos α＝0.8。求：
【答案】（1）小孩和滑雪板在斜面滑道下滑时的受力如图所示…………………（1分）
根据牛顿第二定律…………………………………………………………（1分）
mg sin α＝ma………………………………………………………………（1分）
.............................................. （I分）
（2）由机械能守恒定律有 ………………………………………………………………（1分） 解得：………………………………………………（1分）
（3）碰撞过程中学生和老师（包括各自冰车）组成的系统动量守恒，设碰撞后他们相同的速度大小为v，系统损失的机械能为△E …………………………………………………………（1分） ………………………………………………（1分） 解得v＝2.0m/s △E＝360J………………………………………………（1分） （其它正确做法参照给分）
（2）由机械能守恒定律有 ………………………………………………………………（1分） 解得：………………………………………………（1分）
（3）碰撞过程中学生和老师（包括各自冰车）组成的系统动量守恒，设碰撞后他们相同的速度大小为v，系统损失的机械能为△E …………………………………………………………（1分） ………………………………………………（1分） 解得v＝2.0m/s △E＝360J………………………………………………（1分） （其它正确做法参照给分）
【详解】待补
18．如图20甲所示，平行导轨与电阻R连接，导体棒MN在运动中与平行导轨始终保持垂直。电阻不计的平行导轨宽l＝0.4m,所接电阻R＝0.4Ω。匀强磁场的磁感应强度B＝0.1T，磁场方向垂直于纸面向里。导体棒MN的电阻r＝0.1Ω，以v＝5m/s的速度向右匀速运动。
19．如图21甲所示，两个相同的平行金属极板P、Q水平放置，高速电子在O₁点沿中线O₁O₂射入，速度大小为v₀。极板P、Q的长度为L，极板间的距离为d，电子的质量为m，电荷量为e，忽略电子所受重力和电子之间的相互作用。
【详解】（1）电子向上偏转，由左手定则得磁感应强度方向垂直纸面向外。
根据牛顿第二定律有②
………………………①
几何关系 ………………………②
解得：
（此小问共计3分，过程的①②式共1分，方向、大小的结果各1分）
（2）带电粒子在P、Q极板间沿竖直方向做匀加速直线运动，有
………………………①
根据牛顿第二定律有 ………②
电子在水平方向.上做匀速直线运动，有 …③
联立解得 ………④ 代入，得
（此小问共计3分，过程的①②③④式共2分，结果1分）
（3）由（2）中的④可知：P、Q极板间电压加倍，电子在竖直方向的最大位移也加倍，故此，P、Q极板间电压加图21乙所示的交变电压时，所有电子穿过P、Q极板时，在竖直方向的长度范围是d/2，且O₂点是中心点。………………………①
P、Q极板间电压加图21乙所示的交变电压时，电子在竖直方向长度d/2范围内是均匀扫描，设在单位时间内打在金属条内的电子数为n，则有
………………………（1分）
金属条上检测到的平均电流强度
I＝en ………………………（1分）
求得： ………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
根据牛顿第二定律有②
………………………①
几何关系 ………………………②
解得：
（此小问共计3分，过程的①②式共1分，方向、大小的结果各1分）
（2）带电粒子在P、Q极板间沿竖直方向做匀加速直线运动，有
………………………①
根据牛顿第二定律有 ………②
电子在水平方向.上做匀速直线运动，有 …③
联立解得 ………④ 代入，得
（此小问共计3分，过程的①②③④式共2分，结果1分）
（3）由（2）中的④可知：P、Q极板间电压加倍，电子在竖直方向的最大位移也加倍，故此，P、Q极板间电压加图21乙所示的交变电压时，所有电子穿过P、Q极板时，在竖直方向的长度范围是d/2，且O₂点是中心点。………………………①
P、Q极板间电压加图21乙所示的交变电压时，电子在竖直方向长度d/2范围内是均匀扫描，设在单位时间内打在金属条内的电子数为n，则有
………………………（1分）
金属条上检测到的平均电流强度
I＝en ………………………（1分）
求得： ………………………（1分）
（其它正确做法参照给分）
20．2020年12月1日23时11分，嫦娥五号的着上组合体成功着陆在月球的预定区域。由于其着陆腿具有缓冲、吸能、防振、防倾斜等功能，确保了着上组合体稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱”。
【详解】（1）①E＝mgH ………………………（2分）
②侬据动量定理，物块着地过程中，
………………………（1分）
（动量定理表达式写为给此1分）
由于4p一定，加缓冲弹簧使得O1变大，则冲击力F变小………………………（1分）
（2）设地球质量和半径分别为m₁和R₁，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为m、R₂和g'，则有：
地球表物体面的 ……………………（1分）
月球表物体面的 ……………………（1分）
一个着陆退的冲击力做功的估算值为F=7×10³N与S=175mm围成的矩形面积，设为为S₀（参见下图乙，阴影面积为S₀）
………………………（2分）
（能够表达面积等于冲击力做功，估算值在1.0×10³J~1.4×10³J的均给2分。单位错误的0分）
着上组合体减少的能量被四个着陆腿吸收：
………………………（2分）
解得: M=816kg ………………………（1分）
（结果667kg～993kg，均给1分）
（其它正确做法参照给分）
②侬据动量定理，物块着地过程中，
………………………（1分）
（动量定理表达式写为给此1分）
由于4p一定，加缓冲弹簧使得O1变大，则冲击力F变小………………………（1分）
（2）设地球质量和半径分别为m₁和R₁，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为m、R₂和g'，则有：
地球表物体面的 ……………………（1分）
月球表物体面的 ……………………（1分）
一个着陆退的冲击力做功的估算值为F=7×10³N与S=175mm围成的矩形面积，设为为S₀（参见下图乙，阴影面积为S₀）
………………………（2分）
（能够表达面积等于冲击力做功，估算值在1.0×10³J~1.4×10³J的均给2分。单位错误的0分）
着上组合体减少的能量被四个着陆腿吸收：
………………………（2分）
解得: M=816kg ………………………（1分）
（结果667kg～993kg，均给1分）
（其它正确做法参照给分）