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延庆区2021-2022学年第二学期质量监测试卷
物理
满分：50分
考生须知
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一、选择题
本部分共12题。
1．2020年11月27日，华龙一号核电5号机（如图1）组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列说法正确的是（ ）
2．如图2所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（ ）
3．如图3所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，取向右为x轴正方向。若振子位于M点时开始计时，则其振动图像为（ ）
4．1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。某同学做了一个类似的实验，用显微镜观察炭粒的运动得到某个观测记录如图4。图4中记录的是（ ）www.ks5.u.com
6．2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图6所示，天和核心舱处于半径为r₃的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r₁的圆轨道Ⅰ，运行周期为T₁，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是（ ）
7．在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3 m和0.6 m（如图7甲）。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图7乙中直线a、b 所示。下列说法正确的是（ ）
8．如图8所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20 m的圆面。某时间内该地区的风速是5.0 m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m³，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，π取3。下列说法正确的是（ ）
9．随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展。截至 2017 年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是（ ）
【答案】平均速度为
【详解】待补
11．如图11所示，用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。图11甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图11乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。图11乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。图11丙是励磁线圈示意图。下列关于实验现象和分析正确的是（ ）
12．如图12所示，边长为L的正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M垂直于ad边，以一定速度射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从ab边中点N射出磁场。忽略粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
13．在如图13装置中，将开关S拨至1可以给电容器充电，拨至2可以让电容器放电，通过电压表、电流表的示数，可以观察电容器充放电过程中电压和电流的变化情况。则下列说法中正确的是（ ）
14．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号携带2公斤月壤回归地球。数十亿年太阳风的吹拂下，月壤奇迹般收藏了几百万吨氦3，这是大自然赐给人类的宝贵财富，先到先得。随着能源危机的加剧和航天成本的降低，使得登陆月球有了现实意义。用氦3替代具有放射性的氚与氘聚变时，不产生中子，是完美的核燃料，按目前的用电量，可以支撑人类一万年。然而，这种完美的能源地球上几乎不存在。根据文中信息和所学知识判断，下列说法正确的是（ ）
二、非选择题
本部分共5题。
16．①在利用如图16所示装置验证动量守恒的实验中，还需要的仪器有_________
【答案】（共
【详解】待补
17．如图17所示，半径为R的光滑四分之一圆弧轨道AB与粗糙的水平轨道BC平滑连接，A点是四分之一圆弧轨道最高点，B点是四分之一圆弧轨道最低点，现有质量均为m的两物块M和N（可看成质点）。物块N静止于B点，物块M从A点由静止释放，两物块在B点发生弹性碰撞，已知水平轨道与物块之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：
【答案】（1）mgR=mv²/2 -------------------------------------------------（1分）
F-mg=mv²/R ------------------------------------------------（2分）
F=3mg --------------------------------------------------（1分）
（2）mv=mvA+mvB ------------------------------------------（1分） mv²/2= mvA²/2 +mvB²/2 -----------------------------（1分） -μmgx=0-mvB²/2 --------------------------------------（2分） x =R/μ ---------------------------------------（1分）
（2）mv=mvA+mvB ------------------------------------------（1分） mv²/2= mvA²/2 +mvB²/2 -----------------------------（1分） -μmgx=0-mvB²/2 --------------------------------------（2分） x =R/μ ---------------------------------------（1分）
【详解】待补
18．如图18所示为回旋加速器原理图，它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒（D形盒）隔开相对放置，D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。在D形盒所在处存在匀强磁场。置于中心附近的粒子源产生的带电粒子，在电场中被加速，带电粒子在D形盒内不受电场力，只在洛伦兹力作用下，在垂直磁场平面内作匀速圆周运动。 一质量为m，电荷量为q的带电粒子自半径为R的D形盒的中心附近由静止开始加速，D形盒上所加交变电压大小恒为U，D形盒所在处的磁场的磁感应强度为B，不考虑相对论效应，求：
【答案】（1）Bgv=mv²/R ------------------------------------------------------（2分）
v=BqR/m ----------------------------------------------------------（1分）
（2）T=2πR/v ---------------------------------------------------------（2分） T=2πm/Bq ----------------------------------------------------------（1分）
（3）nqU=mv²/2 ---------------------------------------------------------（2分） n=mv²/2qU=B²qR²/2mU -----------------------------------------（1分）
（2）T=2πR/v ---------------------------------------------------------（2分） T=2πm/Bq ----------------------------------------------------------（1分）
（3）nqU=mv²/2 ---------------------------------------------------------（2分） n=mv²/2qU=B²qR²/2mU -----------------------------------------（1分）
【详解】待补
19．阳光明媚的中午，小明同学把一块长木板放在院子里，调整倾斜角度，使阳光刚好和木板垂直。在斜面顶端固定一个弹射装置，把一个质量为0.1kg的小球水平弹射出来做平抛运动。调整初速度大小，使小球刚好落在木板底端。然后使用手机连续拍照功能，拍出多张照片记录小球运动过程。通过分析照片，小明得出：小球的飞行时间为0.4s；小球与其影子距离最大时，影子A距木板顶端和底端的距离之比约为7:9，如图19所示。取g=10m/s²。
【答案】（1）飞行高度： ------------------------------------------（2分）
重力对小球做功： -----------------------------------（1分）
（2）垂直斜面方向小球做匀变速运动，与影子距离最大时垂直斜面速度为0，由对称性两边时间必然相等。--------------------------------------------------------（3分）
（3）影子沿斜面方向做匀加速运动，A点前后时间相等，位移为7:9，平均速度为7:9。设从抛出到A点 影子速度变化为 可得 化简得 如图： ， 解得 ，θ=30⁰ 所以斜面长约为1.6m -----------------------（4分）
（2）垂直斜面方向小球做匀变速运动，与影子距离最大时垂直斜面速度为0，由对称性两边时间必然相等。--------------------------------------------------------（3分）
（3）影子沿斜面方向做匀加速运动，A点前后时间相等，位移为7:9，平均速度为7:9。设从抛出到A点 影子速度变化为 可得 化简得 如图： ， 解得 ，θ=30⁰ 所以斜面长约为1.6m -----------------------（4分）
【详解】待补
20．自从钻木取火之后人类第一次烧烤起，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（图20甲）是百万年间的一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉要用铁锅的原因众说纷纭，我们来揭秘其中原理。 电磁炉可以看做一个变压器：炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。由于没有铁芯，炉盘的能量传输会有一定损耗，传输效率为η。锅底感应的电动势与原线圈电压的比值称作耦合系数，设为n。一方面铁锅是顺磁质，耦合系数很高，适合做锅体；另一方面铁锅的电阻较为合适，这是由炉盘中的阻抗匹配决定的。 电磁炉工作原理可简化为图20乙，电源为频率、有效值恒定的电压U，炉盘中配有定值阻抗Rx，锅体回路中的电阻相当于负载。
【详解】（1） ---------------------------------（2分）
------------------------------------（1分）
解得 锅体平均电动势： ----------------（1分）
（2） ------------------------------（1分）
----------------------------------（1分）
即： ------------------------------------（1分）
解得： -------------------------------（1分）
（3） -----------------------------------------------------------（1分）
由均值定理，当时，最大，负载功率也最大-------（2分）
可得 -----------------------------------------------------------------------（1分）
------------------------------------（1分）
解得 锅体平均电动势： ----------------（1分）
（2） ------------------------------（1分）
----------------------------------（1分）
即： ------------------------------------（1分）
解得： -------------------------------（1分）
（3） -----------------------------------------------------------（1分）
由均值定理，当时，最大，负载功率也最大-------（2分）
可得 -----------------------------------------------------------------------（1分）