絕密★啟用前

北京市2021年普通高中學業(yè)水平等級性考試

物理模擬試題（三）

本試卷共8頁，100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。考試結束

后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

1、新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式

體溫測量儀，通過人體輻射的紅外線測量體溫，防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保

駕護航。紅外線和紫外線相比較（）

A.紅外線的光子能量比紫外線的大B.真空中紅外線的波長比紫外線的長

C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D,紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能

2、如圖1所示，一定質量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)過等壓變化到達狀態(tài)b,再從狀態(tài)6經(jīng)過等容變化到達狀

態(tài)c。狀態(tài)a與狀態(tài)c溫度相等。下列說法正確的是

,、P

a*-?~*b

_L

OV

圖1

A.氣體在狀態(tài)a的溫度大于在狀態(tài)b的溫度

B.氣體在狀態(tài)”的內能等于在狀態(tài)c的內能

C.從狀態(tài)。到狀態(tài)人的過程中，外界對氣體做正功

D.從狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，氣體的內能增加

3、太陽就是一個巨大的熱核反應堆，氫核聚變成氨核的反應不停地進行著，不斷地放出能量。太陽的總輸

出功率約為3.8x1026%,太陽在“核燃燒，，的過程中“體重，，不斷減輕。已知光速為3xl0%/s,估算太陽每秒失去質

量的數(shù)量級為

A.106kgB.109kgc.10l2kgD.10l5kg

4、2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空，標志我國成為世界上少數(shù)擁有

在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期，并已知地球的半

徑和地球表面的重力加速度。若將衛(wèi)星繞地球的運動看作是勻速圓周運動，且不考慮地球自轉的影響，根據(jù)以

上數(shù)據(jù)可以計算出衛(wèi)星的

圖2

A.密度B.向心力的大小

C.離地高度D.衛(wèi)星軌道平面與赤道的夾角

5、如圖3所示，實線為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在/=0時刻的波形，虛線是該波在f=0.20s時

刻的波形，則此列波的周期可能為

A.0.10sB.0.20sC.0.40sD.0.80s

6、教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機（內阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻R

供電，電路如圖4所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為/、U,R消耗的功率為P。若

發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼囊?，則

2

0?

圖4

A.R消耗的功率變?yōu)?尸

B.電壓表V的讀數(shù)為

22

C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?/D.通過R的交變電流頻率不變

7、如圖5所示，電荷量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距2d,點電荷到帶電薄板的垂線通過板的兒何

中心。，圖中AO=OB=d,A點的電場強度為零。下列說法正確的是

圖5

A.薄板帶負電，電子在A點所具有的電勢能一定為零

B.B、。兩點間的電勢差與力、。兩點間的電勢差相等

C.電子在B點所具有的電勢能小于在A點所具有的電勢能

D.帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點的電場強度為嗎

9d2

8、在如圖6所示的電路中，電源內阻不可忽略。開關S閉合后，在滑動變阻器&的滑動端由。向6緩慢

滑動的過程中

圖6

A.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小B.電容器C所帶的電荷量減小

C.品的電功率增大D.電源的輸出功率一定增大

9、如圖7所示，某同學練習定點投籃，其中有兩次籃球垂直撞在豎直籃板上，籃球的軌跡分別如圖中曲

線1、2所示。若兩次拋出籃球的速度0和V2的水平分量分別為Vh?和V2X，豎直分量分別為“和V2J”不計空

氣阻力，下列關系正確的是

圖7

A.Vlx<V2x>V\y>V2yB.V|x>V2x>Vly<V2y

C.V]X<V2X>Vly<V2yD.Vlx>V2,v?Vh>V2j

10、質量為〃7的物體系于輕彈簧下端，如圖8所示。當彈簧沿豎直方向拉住物體，系統(tǒng)靜止時彈簧仰長

量為八。當彈簧以如圖所示方式拉住物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量也為Lo,此時

圖8

A.物體不受靜摩擦力

B.物體所受靜摩擦力大小為0.5〃圾，方向沿斜面向下

C.物體所受靜摩擦力大小為機g,方向沿斜面向下

D.物體所受靜摩擦力大小為1.5mg,方向沿斜面向上

11、復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性

成果。如圖9所示為一列質量為小的動車，初速度為%,以恒定功率尸在平直軌道上運動，經(jīng)時間f達到該

功率下的最大速度%,設動車行駛過程所受到的阻力/保持不變。動車在時間1內（）

圖9

A.做勻加速直線運動B.加速度逐漸增大

C.牽引力的功率P=D.牽引力做功W=（加％2—

12、如圖10所示，垂直于紙面的勻強磁場局限在長為L的虛線框內，邊長為d的正方形閉合線圈在外力作

用下由位置1勻速穿過磁場區(qū)域運動到位置2。若2>2d,則在運動過程中線圈中的感應電流隨時間變化的情況

可以用以下哪幅圖像來描述

圖10

13、筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦

正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖11所示，一塊寬為長

為c的矩形半導體霍爾元件，元件內的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向

移動速度為丫。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)

電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的（）

圖11

A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無關

C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為衛(wèi)

a

14、（2020年西城區(qū)二模第14題）激光陀螺儀是很多現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件，廣泛應用于民航飛機等

交通工具。激光陀螺儀的基本元件是環(huán)形激光器，其原理結構比較復雜，我們簡化為如圖12所示模型：由激光

器發(fā)出的A、B兩束激光，經(jīng)完全對稱的兩個通道（圖中未畫出）在光電探測器處相遇，產(chǎn)生干涉條紋。如果

整個裝置本身具有繞垂直紙面的對稱軸轉動的角速度，那么沿兩個通道的光的路程差就會發(fā)生變化，同時光電

探測器能檢測出干涉條紋的變化，根據(jù)此變化就可以測出整個裝置的旋轉角速度。

某次測試，整個裝置從靜止開始，繞垂直紙面的對稱軸，順時針方向逐漸加速旋轉，最后轉速穩(wěn)定，這個

過程中光電探測器的中央位置C處檢測出光強經(jīng)過了強?弱?強?弱?強的變化過程。根據(jù)上述材料，結合所學知

識，判斷下列說法正確的是

反射鏡反射鏡

A.A束激光的頻率大于B束激光的頻率

B.整個裝置加速轉動過程中，A束激光到達光電探測器的路程逐漸變大

C.整個裝置加速轉動過程中，C處始終沒有出現(xiàn)干涉明條紋

D.整個裝置加速轉動過程中，兩束激光的路程差變化了2個波長

第二部分

本部分共6題，共58分。

15、（8分）在“油膜法估測分子直徑”的實驗中，我們通過宏觀量的測量間接計算微觀量。

（1）本實驗利用了油酸分子易在水面上形成（選填“單層”或“多層”）分子油膜的特性。若將

含有純油酸體積為/的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的

直徑為o

（2）某同學實驗中先取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測量并計算一滴油酸

酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進行了下列操作：

A.將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地擴展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜

B.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上計算油酸薄膜的面枳

C.將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上

D.向淺盤中倒入約2cm深的水，將琲子粉均勻地撒在水面上

以上操作的合理順序是（填字母代號）。

（3）若實驗時琲子粉撒的太厚，則所測的分子直徑會（選填“偏大”或“偏小

16、（10分）在“用單擺測量重力加速度的大小”的實驗中

（1）安裝好實驗裝置后，先用游標卡尺測量擺球直徑4,測量的示數(shù)如圖13所示，則擺球直徑“=cm,

再測量擺線長/,則單擺擺長L=（用d、I表示）；

（2）擺球擺動穩(wěn)定后,并記錄此后擺球再次

經(jīng)過最低點的次數(shù)〃5=1、2、3…），當〃=60時剛好停表。停止計時的秒表如圖14所示，其讀數(shù)為.

該單擺的周期為T=（周期要求保留三位有效數(shù)字）；

（3）計算重力加速度測量值的表達式為g=.（用T、L表示），如果測量值小于真實值，可能原因是

A.將擺球經(jīng)過最低點的次數(shù)n計少了B.計時開始時，秒表啟動稍晚

C.將擺線長當成了擺長D.將擺線長和球的直徑之和當成了擺長

（4）正確測量不同擺L及相應的單擺周期T,并在坐標紙上畫出矛與L的關系圖線，如圖15所示。由圖線計

算出重力加速度的大小8=___m/s\（保留3位有效數(shù)字，計算時兀2取9.86）

八r7s2

5.0

4.0

Um

3.0—>

0.800.901.001.101.20

圖15

17、（9分）長為/的輕繩上端固定，下端系著質量為犯的小球4處于靜止狀態(tài)。/受到一個水平瞬時

沖量后在豎直平面內做圓周運動，恰好能通過圓周軌跡的最高點。當4回到最低點時，質量為機2的小球8與

之迎面正碰，碰后48粘在一起，仍做圓周運動，并能通過圓周軌跡的最高點。不計空氣阻力，重力加速度

為g，求

（1）/受到的水平瞬時沖量/的大?。?/p>

（2）碰撞前瞬間8的動能線至少多大？

18、（9分）如圖16所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小為E=5&N/C，同時存在

著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應強度大小8=0.5T。有一帶正電的小球，質量m=lxio-

6kg,電荷量q=2xl0-6C,正以速度v在圖示的豎直面內做勻速直線運動，當經(jīng)過P點時撤掉磁場（不考慮磁場

消失引起的電磁感應現(xiàn)象），取g=10m/s2。求：

BxXXXXX

圖16

（1）小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；

（2）從撤掉磁場到小球再次穿過尸點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間

19、(10分)如圖17所示，固定在水平面上間距為/的兩條平行光滑金屬導軌，垂直于導軌放置的兩根金

屬棒和PQ長度也為/、電阻均為R,兩棒與導軌始終接觸良好。兩端通過開關S與電阻為H的單匝

金屬線圈相連，線圈內存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量圖中虛線右側有垂直于導軌平

面向下的勻強磁場，磁感應強度大小為8。PQ的質量為，"，金屬導軌足夠長，電阻忽略不計。

(2)斷開S,PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過尸。的電荷量為q,

求該過程安培力做的功

20、（12分）物理學中有一個非常有趣的現(xiàn)象：研究微觀世界的粒子物理、量子理論，與研究宇宙的理論

竟然相互溝通，相互支撐。目前地球上消耗的能量，追根溯源，絕大部分還是來自太陽內部核聚變時釋放的核

能。

⑴已知太陽向各個方向輻射能量的情況是相同的。如果太陽光的傳播速度為c,到達地球需要的時間為t,

在地球大氣層表面每秒鐘每平方米垂直接收到的太陽輻射能量為瓦。請你求出太陽輻射的總功率P的表達式。

⑵根據(jù)量子理論可知，光子既有能量也有動量，光子的動量P==，其中〃為普朗克常量，入為光的波長。

X

太陽光照射到地球表面時，如同大量氣體分子頻繁碰撞器壁一樣，會產(chǎn)生持續(xù)均勻的“光壓力為了將問題簡

化，我們假設太陽光垂直照射到地球上且全部被地球吸收，到達地球的所有光子能量均為4X10T9J,每秒鐘照射

到地球的光子數(shù)為4.5x1035。已知真空中光速c=3xl08〃?/s,太陽對地球的萬有引力大小約為3.5X1（）22N。請你結

合以上數(shù)據(jù)分析說明，我們在研究地球圍繞太陽公轉時，是否需要考慮太陽“光壓力”對地球的影響。（結果保留

一位有效數(shù)字）

⑶在長期演化過程中，太陽內部的核反應過程非常復雜，我們將其簡化為氫轉變?yōu)榘?。己知目前階段太陽

輻射的總功率Po=4xl（）26億太陽質量Mo=2xlO3Okg（其中氫約占70%）,氫轉變?yōu)闅涞倪^程中質量虧損約為1%。

請你估算如果現(xiàn)有氫中的10%發(fā)生聚變大約需要多少年。（結果保留一位有效數(shù)字，1年按3x107s計算）

絕密★啟用前

北京市2021年普通高中學業(yè)水平等級性考試

物理模擬試題（三）

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束

后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

1、新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式

體溫測量儀，通過人體輻射的紅外線測量體溫，防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保

駕護航。紅外線和紫外線相比較（）

A.紅外線的光子能量比紫外線的大B.真空中紅外線的波長比紫外線的長

C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D,紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能

【答案】B

【解析】因為紅外線的頻率小于紫外線，根據(jù)七=加/可知紅外線的光子能量比紫外線的低，故A錯誤；根

據(jù)肥=￡可知紅外線的波長比紫外線的波長長，故B正確；真空中紅外線和紫外線的傳播速度是一樣的，故C

錯誤；光都具有偏振現(xiàn)象，故D錯誤。

2、如圖1所示，一定質量的理想氣體由狀態(tài)。經(jīng)過等壓變化到達狀態(tài)人再從狀態(tài)b經(jīng)過等容變化到達狀

態(tài)c。狀態(tài)a與狀態(tài)c溫度相等。下列說法正確的是

O7

圖1

A.氣體在狀態(tài)a的溫度大于在狀態(tài)b的溫度

B.氣體在狀態(tài)a的內能等于在狀態(tài)c的內能

C.從狀態(tài)。到狀態(tài)6的過程中，外界對氣體做正功

D.從狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，氣體的內能增加

【答案】B

【解析】因為一定質量的理想氣體的狀態(tài)方程為莊=c,故由狀態(tài)。經(jīng)過等壓變化到達狀態(tài)〃時，因為6

T

的體積大，故人對應的溫度就較高，選項A錯誤；

因為。和c兩個狀態(tài)的溫度相等，故氣體在狀態(tài)。的內能等于在狀態(tài)c的內能，選項B正確；

從狀態(tài)”到狀態(tài)6的過程中，氣體的體積增大，相當于膨脹，故是它對外做功，對氣體而言，這個功是負

的，所以不是外界對氣體做正功，選項C錯誤；從狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，體積不變，壓強減小，故溫度降

低，則氣體的內能減少，選項D錯誤。

3、太陽就是一個巨大的熱核反應堆，氫核聚變成氨核的反應不停地進行著，不斷地放出能量。太陽的總輸

出功率約為3.8*1026億太陽在“核燃燒，，的過程中“體重，，不斷減輕。已知光速為3xlO8"“s,估算太陽每秒失去質

量的數(shù)量級為

A.106kgB.109kgC.10l2kgD.10l5kg

【答案】B

【解析】根據(jù)愛因斯坦的質能方程因為太陽的總輸出功率約為3.8x1026%,所以它每秒釋放的能

3.8xl026

量為E=H=3.8xl026仍＜1S=3.8X1()26J；所以太陽每秒失去質量為△〃產(chǎn)不=kg=0.42xl0lokg=4.2x!09kg,

(3xl08)2

即選項B正確。

4、2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空，標志我國成為世界上少數(shù)擁有

在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期，并已知地球的半

徑和地球表面的重力加速度。若將衛(wèi)星繞地球的運動看作是勻速圓周運動，且不考慮地球自轉的影響，根據(jù)以

上數(shù)據(jù)可以計算出衛(wèi)星的

圖2

A.密度B.向心力的大小

C.離地高度D.衛(wèi)星軌道平面與赤道的夾角

【答案】C

【解析】由于通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期T,并已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度

3萬

g;如果衛(wèi)星是近地衛(wèi)星，則其密度p=-7,通過周期T一個物理量就可以求得地球的密度，但該衛(wèi)星不是

GT2

近地衛(wèi)星，故選項A錯誤；

由于不知道衛(wèi)星的質量m,故也不能求出向心力的大小，選項B錯誤；

GMm,GMm(/?+/?)...........—

由mg=R2-和(R+/)'=----不-----聯(lián)立，u]■以用掉GM,從而計算出h來，選項C正確；

由以上數(shù)據(jù)，沒辦法計算出衛(wèi)星軌道平面與赤道的夾角，選項D錯誤。

5、如圖3所示，實線為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在r=0時刻的波形，虛線是該波在t=0.20s時

刻的波形，則此列波的周期可能為

A.0.10sB.0.20sC.0.40sD.0.80s

【答案】D

【解析】對于x=lm位置的質點而言，其振動方向是向上的，經(jīng)過0.2s的時間，它由平衡位置向上運動到

T0?vx4

最大位置，所以滿足匕+〃7M).2s,所以周期片，所以當”=0時，7=0.8s,選項D正確；再取〃=1時,

41+4”

7=0.16s,當“取較大整數(shù)時周期都變得很小了，故只有D滿足題意。

6、教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻K

供電，電路如圖4所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為/、U,R消耗的功率為凡若

發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼?，則

2

圖4

A.R消耗的功率變?yōu)锽.電壓表V的讀數(shù)為

22

C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?/D.通過R的交變電流頻率不變

【答案】B

【解析】因為發(fā)電機輸出電壓的最大值為Em=NBS3,若發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼膭t最大值會變

2

為原來的一半，則有效值也為原來的一半，故經(jīng)過變壓器變壓后，副線圈的電壓也變?yōu)樵瓉淼囊话?，則選項B

正確；/?消耗的功率變?yōu)椤甈,選項A錯誤；副線圈的電流變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t原線圈的電流也變?yōu)樵瓉淼?/p>

4

一半，即電流表的讀數(shù)變?yōu)椤甀,選項C錯誤；通過/?的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項D錯誤。

2

7、如圖5所示，電荷量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距2d,點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何

中心。，圖中AO=OB=d,A點的電場強度為零。下列說法正確的是

圖5

A.薄板帶負電，電子在A點所具有的電勢能一定為零

B.B、。兩點間的電勢差與A、0兩點間的電勢差相等

C.電子在B點所具有的電勢能小于在A點所具有的電勢能

D.帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點的電場強度為當

【答案】C

【解析】由于A點的電場強度為0,+g的點電荷在A處產(chǎn)生向左的電場，所以薄板會在該處產(chǎn)生向右的

電場，所以薄板帶負電，A點的電場強度為0,但是該點的電勢不一定為0,這要看你如何規(guī)定零電勢能點了，

所以在A點放一個電子，在這里的電勢能也不一定是零，選項A錯誤；

雖然BO與AO間的電場強度是變化的，我們也可以設它們的大小大致為EBO和EAO,EBO是由點電荷產(chǎn)

生的場強田與薄板產(chǎn)生場強￡2的疊加，且二者方向相同，即EBO=&+E，￡AO是由點電荷產(chǎn)生的場強當與薄

板產(chǎn)生的場強民的疊加，二者方向相反，即49=氏-心，故EAO<￡BO,再根據(jù)￡=0可得UAO<UBO,選項B錯

a

誤；

電子從B點移動到A點的過程中，電場力在BO和在OA段都要做功，在BO段做正功，在OA段做負

功，因為UAO〈UBO,故此OA<用BO,故整體還是做正功，即電子的電勢能會減小，故選項C正確;

因為A點的電場強度為0,故薄板對A的場強民'與點電荷在A點的場強相等，即及，=&'=—紇=

(3d)?

&T，而帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中8點的電場強度與在A點的電場強度及湘等，其大小都是鳥，選項

9/9d2

D錯誤。

8、(在如圖6所示的電路中，電源內阻不可忽略。開關S閉合后，在滑動變阻器&的滑動端由a向6緩慢

滑動的過程中

圖6

A.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小B.電容器C所帶的電荷量減小

C.Ri的電功率增大D.電源的輸出功率一定增大

【答案】A

【解析】這是一個變阻器口與定值電阻修串聯(lián)后與電源相連接的電路，電容器C并聯(lián)在變阻器生兩端;

當滑動變阻器的滑片向b端滑動時，變阻器&的阻值變大，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，變阻器兩端分得的電壓

增大，電壓表的示數(shù)變大，則電路中的總電阻增大，電流表的示數(shù)減小，故選項A正確；由于電容器C兩端的

電壓增大，故電容器C所帶的電荷量增大，選項8錯誤；當電路中的電流減小時，電阻凡消耗的電功率會減

小，故選項C錯誤；電源的輸出功率尸=E/,而電流在減小，故電源的輸出功率會減小，選項D錯誤。

9、如圖7所示，某同學練習定點投籃，其中有兩次籃球垂直撞在豎直籃板上，籃球的軌跡分別如圖中曲

線1、2所示。若兩次拋出籃球的速度0和V2的水平分量分別為1和VZr，豎直分量分別為叫和V2.V，不計空

氣阻力，下列關系正確的是

圖7

A.V\x<V2x^V\^V2yB.V\x>V2x^^\y<V2y

C.Vlx<V2x>V\y<V2yD.Vlx>V2x，Viy>V2y

【答案】A

【解析】兩次籃球垂直撞在豎直籃板上，說明此時豎直向上的分速度為0,而1的位置在2的上方，所以

人拋出的球的豎直向上的分速度1的大于2的，即vb>v2j,選項BC錯誤；

1球上升的高度高，說明1球的空中需要的時間長，而1、2兩球的水平距離是相等的，所以1球的水平分

速度較小，選項A正確，D錯誤。

10、質量為機的物體系于輕彈簧下端，如圖8所示。當彈簧沿豎直方向拉住物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長

量為Lo。當彈簧以如圖所示方式拉住物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量也為L。，此時

A.物體不受靜摩擦力

B.物體所受靜摩擦力大小為0.5叫，方向沿斜面向下

C.物體所受靜摩擦力大小為加g,方向沿斜面向下

D.物體所受靜摩擦力大小為1.5mg,方向沿斜面向上

【答案】B

【解析】因為當彈簧沿豎直方向拉住物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量為心,故由于彈簧的拉力大小為

F=kL0=mg;對物體放在斜面上時受力分析可得，物體受重力mg,重力在斜面方向上的分力為

mgsin30°-0.5mg,方向沿斜面向下，彈簧對物體的拉力大小為尸=mg,物體處于靜止狀態(tài)，所以物體受到的靜

摩擦力大小為0.5mg,方向沿斜面向下，選項B正確。

11、復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性

成果。如圖9所示為一列質量為機的動車，初速度為%,以恒定功率P在平直軌道上運動，經(jīng)時間f達到該

功率下的最大速度%,設動車行駛過程所受到的阻力尸保持不變。動車在時間f內（）

圖9

A.做勻加速直線運動B.加速度逐漸增大

C.牽引力的功率P=f\nD.牽引力做功W一；〃??2

【答案】C

【解析】動車的功率恒定，根據(jù)可知動車的牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律得/一尸=機。，可

知動車的加速度減小，所以動車做加速度減小的加速運動，AB錯誤；當加速度為0時，牽引力等于阻力，則額

定功率為「=f%，選項C正確；動車功率恒定，在，時間內，牽引力做功為『=尸，根據(jù)動能定理得

Pt-Fs--mvL--mvi)選項D錯誤。

22

12、如圖10所示，垂直于紙面的勻強磁場局限在長為乙的虛線框內，邊長為d的正方形閉合線圈在外力作

用下由位置1勻速穿過磁場區(qū)域運動到位置2。若L>2d,則在運動過程中線圈中的感應電流隨時間變化的情況

可以用以下哪幅圖像來描述

圖10

【答案】D

【解析】由題意可知，線圈是勻速穿過的，需要判斷的是在運動過程中線圈中的感應電流隨時間變化的情

況；我們先從線圈從位置1開始，在進入磁場的過程中，線圈的右邊框切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，由于速

度不變，故由E=8及可知，電動勢的大小不變，產(chǎn)生的感應電流的大小也不變，所以選項A8中感應電流大小

都是逐漸增大的，就不對了，AS錯誤；

到線圈全部進入磁場中時，線圈內的磁通量沒變化，故此時感應電流為0:到線圈穿出磁場時，變成了線圈

的左邊框切割磁感線了，根據(jù)右手定則可以判斷出此時的感應電流方向與進入時的方向相反，所以選項C錯誤，

D正確。

關于感應電流的方向也可以由楞次定律判斷，當線圈進入磁場時，穿過線圈的磁通量在增加，故感應電流

的磁場與原磁場方向相反，感應電流是逆時針方向；當線圈出磁場時，穿過線圈的磁通量在減少，故感應電流

的磁場與原磁場方向相同，感應電流是順時針方向，選項D正確。

13、筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦

正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖11所示，一塊寬為4、長

為c的矩形半導體霍爾元件，元件內的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向

移動速度為丫。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)

電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的（）

圖11

A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無關

C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為辿

a

【答案】D

【解析】由于該霍爾元件內的導電粒子是電荷量為e的自由電子，電子帶負電，故當電流向右時，根據(jù)左

手定則，它受到的洛倫茲力的方向是向后的，故后表面的電勢低，選項A錯誤；當前后積累一定的電荷后，前

后會形成電場，電子又受到電場力的作用，當F『F濟時，前后的電壓就穩(wěn)定了，故且e=Bev,即U=Bav,所以

a

前、后表面間的電壓U與v有關，選項B錯誤；

因為U=Bav,而I=neSv,而S=ah,h是上下表面的厚度，整理得U=旦，可見它與c無關，選項C錯誤；

neh

自由電子受到的洛倫茲力大小就是電場力的大小，故F,w=F『2e,選項D正確。

a

14、（2020年西城區(qū)二模第14題）激光陀螺儀是很多現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件，廣泛應用于民航飛機等

交通工具。激光陀螺儀的基本元件是環(huán)形激光器，其原理結構比較復雜，我們簡化為如圖12所示模型：由激光

器發(fā)出的A、B兩束激光，經(jīng)完全對稱的兩個通道（圖中未畫出）在光電探測器處相遇，產(chǎn)生干涉條紋。如果

整個裝置本身具有繞垂直紙面的對稱軸轉動的角速度，那么沿兩個通道的光的路程差就會發(fā)生變化，同時光電

探測器能檢測出干涉條紋的變化，根據(jù)此變化就可以測出整個裝置的旋轉角速度。

某次測試，整個裝置從靜止開始，繞垂直紙面的對稱軸，順時針方向逐漸加速旋轉，最后轉速穩(wěn)定，這個

過程中光電探測器的中央位置C處檢測出光強經(jīng)過了強?弱~強~弱?強的變化過程。根據(jù)上述材料，結合所學知

識，判斷下列說法正確的是

A.A束激光的頻率大于B束激光的頻率

B.整個裝置加速轉動過程中，A束激光到達光電探測器的路程逐漸變大

C.整個裝置加速轉動過程中，C處始終沒有出現(xiàn)干涉明條紋

D.整個裝置加速轉動過程中，兩束激光的路程差變化了2個波長

【答案】D

【解析】由于A、B兩束激光，經(jīng)完全對稱的兩個通道在光電探測器處相遇，產(chǎn)生干涉條紋，說明這兩束

激光的頻率是相等的，選項A錯誤；

在裝置加速沿順時針轉動的過程中，激光器射出的B光沿順時針方向先由反射鏡再到光電探測器，而A光

沿逆時針方向先由反射鏡再到光電探測器，故A光的光程會變短，B光和光程會變長，這與運動的相對性類似，

設甲車在向右運動，車中間放一個發(fā)光源，則對車外的人而言，光到達右端的時間要比到達左端的時間長，所

以選項B錯誤；

甲乙登

整個裝置加速轉動過程中，已經(jīng)知道在光電探測器C上出現(xiàn)了強、弱、強和變化，則說明該處有明條紋和

暗條紋出現(xiàn)，即有加強和減弱的區(qū)域，選項C錯誤；

因為整個裝置加速轉動過程中，光電探測器的中央位置c處已經(jīng)檢測出光強經(jīng)過了強?弱?強?弱?強的變化

過程，設第一個強，說明是光的加強，兩束激光的路程差為0,它變成弱，由光程差是0變化為半波長的奇數(shù)

倍，即1倍，所以為乙，然后再由弱變?yōu)閺?，又變?yōu)榘氩ㄩL的偶數(shù)倍，即為2倍，所以光程差為々x2=2,同理

22

可以得出最后強相對于最初的強變化了々x4=27,即2個波長，選項D正確。

2

第二部分

本部分共6題，共58分。

15、（8分）在“油膜法估測分子直徑”的實驗中，我們通過宏觀量的測量間接計算微觀量。

（1）本實驗利用了油酸分子易在水面上形成（選填“單層”或"多層”）分子油膜的特性。若將

含有純油酸體積為憶的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的

直徑為。

（2）某同學實驗中先取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測量并計算一滴油酸

酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進行了下列操作：

A.將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地擴展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜

B.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上計算油酸薄膜的面積

C.將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上

D.向淺盤中倒入約2cm深的水，將琲子粉均勻地撒在水面上

以上操作的合理順序是（填字母代號）。

（3）若實驗時琲子粉撒的太厚，則所測的分子直徑會（選填“偏大”或"偏小”）。

【答案】（1）單層；VIS（3分）；（2）DACB（3分）；（3）偏大（2分）。

-V

【解析】（1）本實驗利用了油酸分子易在水面上形成單層分子油膜的特性；油酸分子的直徑為D=工：

S

（2）操作順序應該是在淺盤中先倒入水D,再滴油酸A,再畫出面積C,再計算面積B；

（3）若實驗時琲子粉撒的太厚，則油酸分子展開就不會充分，故所測的面積會減小，所測的分子直徑會

偏大。

16、（10分）在“用單擺測量重力加速度的大小''的實驗中

（1）安裝好實驗裝置后,先用游標卡尺測量擺球直徑d,測量的示數(shù)如圖13所示,則擺球直徑d=cm,

（2）擺球擺動穩(wěn)定后，當它到達（填“最低點”或“最高點”）時啟動秒表開始計時，并記錄此后擺球

再次經(jīng)過最低點的次數(shù)〃（〃=1、2、3…），當"=60時剛好停表。停止計時的秒表如圖14所示，其讀數(shù)為：

該單擺的周期為7=s（周期要求保留三位有效數(shù)字）；

（3）計算重力加速度測量值的表達式為g=（用T、L表示），如果測量值小于真實值，可能原因是

A,將擺球經(jīng)過最低點的次數(shù)〃計少了B.計時開始時，秒表啟動稍晚

C.將擺線長當成了擺長D.將擺線長和球的直徑之和當成了擺長

（4）正確測量不同擺L及相應的單擺周期7，并在坐標紙上畫出『與L的關系圖線，如圖15所示。由圖

線計算出重力加速度的大小g=^nz/s2。（保留3位有效數(shù)字，計算時兀2取9.86）

0

八2/（2/+d）,,八、“

【答案】(1)1.84s/+-(2分)；（2）最低點；67.4；1.12（3分）；（3）----方----（1分）；AC

2

（2分）；（4）9.86（2分）。

【解析】（1）該游標卡尺的主尺讀數(shù)為L8cm,觀察到游標尺的第4個刻度線與上面刻度線對齊了，而游

標是10分度，即游標尺對應的讀數(shù)為4X——=0.4〃"〃=0.04C〃3故擺球的直徑d=1.8c〃?+0.04c〃?=1.84c,〃；單擺

10

的擺長為￡=/+-；

2

（2）當球擺動到最低點時才啟動秒表計時，因為最低點時，球運動的速度快，球在最低點停留的時間最短，

測量誤差最?。好氡淼淖x數(shù)為，先看小圈，它的單位是分鐘，過了刻度“1”，但未到“1.5”，計為1分鐘，再看大

圈，它的單位是秒，為7.4s,故秒表的時間為？=60s+7.4s=67.4s；所以單擺的周期為=電芻sT.12s；

n60

歷4/L4萬（/+R

（3）因為單擺的周期公式7=2式，士，故重力加速度測量值的友達式為疔絲;=-----—

\gT2T2

2/(2/+d)

如果測量值小于真實值，則可能是分母變大了，或者分子變小了，對于A而言，將擺球經(jīng)過最

T2

低點的次數(shù)〃計少了，則計算的周期片上就變大了，會使測量值小于真實值，選項A正確；計時開始時，秒

n

表啟動稍晚，則測量的時間f偏小，故周