📚 原卷真题 · 精编解析
海淀区2021—2022学年第二学期期中练习
物理
满分：100分
考生须知
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一、选择题
本部分共14题。
1．以下现象不属于衍射的是（ ）
【答案】B
【详解】待补
2．如图所示为氦离子（He⁺）的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
【答案】D
【详解】待补
3．陆游在诗作《村居山喜》中写到“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是（ ）
【答案】B
【详解】待补
4．如图所示，一定量的理想气体从状态a开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
【答案】D
【详解】待补
5．如图所示，质量为m的木块沿着斜面体匀速下滑、已知斜面体的倾角为、质量为M，始终静止在水平桌面上。下列说法正确的是（ ）
【答案】D
【详解】待补
6．图甲为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=1s时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
【答案】A
【详解】待补
7．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R和两个阻值相同的定值电阻R₀，电表均视为理想电表。滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动过程中（ ）
【答案】D
【详解】待补
8．在如图所示平面内，两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，MN为AB的垂直平分线，C、D两点在MN上且OC=OD。下列说法正确的是（ ）
【答案】C
【详解】待补
9．如图所示，电路中电感线圈L的自感系数足够大，且其直流电阻与定值电阻R的阻值相等。闭合开关S，待电路达到稳定后，灯泡正常发光，两个支路中电流分别为I₁和I₂。下列说法正确的是（ ）
【答案】C
【详解】待补
10．在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场分别射入，两带电粒子进入磁场时的速度方向与x轴的夹角如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计带电粒子所受重力。根据上述信息可以判断（ ）
【答案】B
【详解】待补
11．如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为Ig，定值电阻R₁、R₂的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为I₁，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为I₂。下列说法正确的是（ ）
【答案】C
【详解】待补
12．如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接；R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定联接；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（ ）
【答案】D
【详解】待补
13．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，图乙为真空室的俯视图。当电磁铁线圈通入如图丙所示的正弦式交变电流时，可使电子在真空室中做加速圆周运动。以图甲中所示电流方向为正方向，不考虑相对论效应，在每个周期T内，电子能沿逆时针方向（俯视）做加速圆周运动的时间为（ ）
【答案】D
【详解】待补
14．“啁啾（zhōu jiū）激光脉冲放大技术”是高强度激光研究的重大技术创新和核心技术。如图所示，该技术原理可以简化为：种子激光脉冲经过单模光纤的色散作用，将时长为飞秒（10⁻¹⁵s）脉宽的激光脉冲在时间上进行了展宽；展宽后的脉冲经过激光增益介质放大，充分提取了介质的储能；最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值。 上述技术中的关键是“啁啾”脉冲。种子激光脉冲包含有不同的频率分量，因此在单模光纤中，频率高的部分和频率低的部分传播速度不同，这样光脉冲在时间上就被逐渐拉宽，形成脉冲前沿、后沿频率不同的现象，宛如鸟儿发出的不同声音。下列说法正确的是（ ）
【答案】B
【详解】待补
二、非选择题
本部分共6题。
15．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
【答案】（1）00；1.1×10³
（2）C、D、B
（3）6.3×10⁻⁷；通过测多个亮条纹间距求平均值可减少误差
（2）C、D、B
（3）6.3×10⁻⁷；通过测多个亮条纹间距求平均值可减少误差
【详解】待补
16．如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。测得A球的质量为mA， B球的质量为mB。
【答案】（1）①BC；②B
（2）mA·OE = mA·OD + mB·OF； mA·OE² = mA·OD² + mB·OF²
（3）A
（2）mA·OE = mA·OD + mB·OF； mA·OE² = mA·OD² + mB·OF²
（3）A
【详解】待补
17．如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为L，左端连接阻值为R的电阻。电阻为r的导体棒ab放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨以速度v向右做匀速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长，不计导轨的电阻和空气阻力。
【答案】（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势
导体棒ab中电流为
得
（2）拉力大小等于安培力大小 可得
（3）拉力对导体棒ab所做的功 回路中产生的热量 可见，F对导体棒ab所做的功W等于回路中产生的热量Q
（2）拉力大小等于安培力大小 可得
（3）拉力对导体棒ab所做的功 回路中产生的热量 可见，F对导体棒ab所做的功W等于回路中产生的热量Q
【详解】待补
18．如图所示，粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD的半径R=0.40m，D是轨道的最高点，一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去力F，之后物体沿圆轨道BCD运动，物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数，取重力加速度g=10m/s²。求：
【详解】（1）物体恰好能通过D点，根据牛顿第二定律
可得
（2）物体经B点时的受力分析如答图1
根据动能定理，物体由B点运动到D点的过程中，有
根据牛顿第二定律有
得
（3）物体在水平面上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
根据匀变速直线运动公式，有
得
可得
（2）物体经B点时的受力分析如答图1
根据动能定理，物体由B点运动到D点的过程中，有
根据牛顿第二定律有
得
（3）物体在水平面上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
根据匀变速直线运动公式，有
得
19．电荷的定向移动形成电流。已知电子质量为m，元电荷为e。 如图1所示，两个截面不同的均匀铜棒接在电路中通以稳恒电流，已知电子定向移动通过导体横截面A形成的电流为I₁。求时间内通过导体横截面B的电子数N。
【详解】（1）根据，得单位时间通过导体横截面A的电子数
因为单位时间通过导体横截面A的电子数与通过导体横截面B的电子数相等
所以时间Δt内通过导体横截面B的电子数
（2）a．以具有最大动能且沿垂直金属板运动的电子为研究对象，若其刚到达P板时速度刚好减小到0，则不会有电子经过灵敏电流计G，此为I为零的临界情况，意味着UPQ<0。
根据动能定理，光电子由Q板到P板的过程中，有
得
b．当UPQ＞0时，若从锌膜边缘平行Q板射出的动能最大的光电子做匀变速曲线（类平抛）运动，刚好能到达P板边缘时，则所有电子均能到达P板，此时电源两端电压为Um。设电子的初速度为v、运动时间为t。
电流的最大值 Im=ne
根据牛顿第二定律，光电子运动的加速度
平行于金属板方向的运动有
垂直于金属板方向的运动有
光电子最大动能与初速度关系
联立可得
c．结合上述结论，可定性画出I随UPQ变化的图线如答图2。
因为单位时间通过导体横截面A的电子数与通过导体横截面B的电子数相等
所以时间Δt内通过导体横截面B的电子数
（2）a．以具有最大动能且沿垂直金属板运动的电子为研究对象，若其刚到达P板时速度刚好减小到0，则不会有电子经过灵敏电流计G，此为I为零的临界情况，意味着UPQ<0。
根据动能定理，光电子由Q板到P板的过程中，有
得
b．当UPQ＞0时，若从锌膜边缘平行Q板射出的动能最大的光电子做匀变速曲线（类平抛）运动，刚好能到达P板边缘时，则所有电子均能到达P板，此时电源两端电压为Um。设电子的初速度为v、运动时间为t。
电流的最大值 Im=ne
根据牛顿第二定律，光电子运动的加速度
平行于金属板方向的运动有
垂直于金属板方向的运动有
光电子最大动能与初速度关系
联立可得
c．结合上述结论，可定性画出I随UPQ变化的图线如答图2。
20．2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。
【详解】（1）a．设太阳质量为M，地球质量为m₁，火星质量为m₂
根据万有引力定律结合圆周运动规律，有
联立可得
b．设地球、火星绕日公转的角速度分别为ω₁、ω₂
有 ，
根据运动关系
解得
（2）a．喷出气体的质量
喷出气体前探测器与所喷出气体组成的系统初动量
喷出气体后探测器末动量
喷出气体前后p₁、p₂方向垂直，建立图答图3所示Oxy直角坐标系。
喷出气体速度u在x、y方向上的分量分别为ux、uy，根据动量守恒定律有
x方向
y方向
喷出气体速度满足
联立可得
b．探测器与所喷出气体组成的系统
喷气前总动能
喷气后总动能
消耗的化学能
联立可得
根据万有引力定律结合圆周运动规律，有
联立可得
b．设地球、火星绕日公转的角速度分别为ω₁、ω₂
有 ，
根据运动关系
解得
（2）a．喷出气体的质量
喷出气体前探测器与所喷出气体组成的系统初动量
喷出气体后探测器末动量
喷出气体前后p₁、p₂方向垂直，建立图答图3所示Oxy直角坐标系。
喷出气体速度u在x、y方向上的分量分别为ux、uy，根据动量守恒定律有
x方向
y方向
喷出气体速度满足
联立可得
b．探测器与所喷出气体组成的系统
喷气前总动能
喷气后总动能
消耗的化学能
联立可得