14/142021北京西城高三一模物理2021.4本試卷共9頁，100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案寫在答題卡上，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．下列說法正確的是A．液體分子的無規則運動稱為布朗運動B．兩分子間距離減小，分子間的引力和斥力都增大C．物體做加速運動，物體內分子的動能一定增大D．物體對外做功，物體內能一定減小2．以下現象能顯著表現出光的波動性的是A．單色光經過楊氏雙縫后在屏上得到明暗相間的圖樣B．紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出C．光在同一種均勻介質中沿直線傳播D．光經過三棱鏡后發生偏折3．對于愛因斯坦提出的質能方程E=mc2，下列說法中不正確的是A．E=mc2表明物體具有的能量與其質量成正比B．根據ΔE=Δmc2可以計算核反應中釋放的核能C．若m表示核電站參與反應的鈾235的質量，則E表示核反應釋放的核能D．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應，因此太陽的質量在不斷減少4．用小球和輕彈簧組成彈簧振子，使其沿水平方向振動，振動圖像如圖所示，下列描述正確的是A．1~2s內，小球的速度逐漸減小，加速度逐漸增大B．2~3s內，彈簧的勢能逐漸減小，彈簧彈力逐漸增大C．t=4s時，小球的動能達到最大值，彈簧的勢能達到最小值D．t=5s時，彈簧彈力為正的最大值，小球的加速度為負的最大值5．2020年7月31日上午，北斗三號全球衛星導航系統正式開通，并為全球提供服務。北斗三號系統由24顆中圓地球軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星組成。其中，中圓地球軌道衛星距地面高度約為2.2×104km，地球靜止軌道衛星距地面高度約為3.6×104km，它們都繞地球做近似的勻速圓周運動。則A．中圓地球軌道衛星的運行速度大于第一宇宙速度B．地球靜止軌道衛星的加速度大于9.8m/s2C．中圓地球軌道衛星的周期大于地球靜止軌道衛星的周期D．中圓地球軌道衛星的角速度大于地球靜止軌道衛星的角速度6．真空中靜止的點電荷的電場線分布如圖所示，A、B為同一條電場線上的兩點。已知A點的場強為EA，B點的場強為EB，A、B兩點之間距離為d，電荷量為+q的試探電荷在A點的電勢能為EpA，在B點的電勢能為EpB。有關A、B兩點的說法正確的是A．該試探電荷在A點受靜電力較小B．該試探電荷在B點具有的電勢能較大C．A、B兩點間的電勢差等于D．A、B兩點間的電勢差等于7．如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。若將滑動變阻器的滑動觸頭向下移動，下列說法正確的是A．電表A1、A2的示數都增大B．電表V1、V2的示數都不變C．原線圈輸入功率減小D．電阻R0消耗的電功率減小8．如圖所示的U-I圖像中，直線A為電源的路端電壓與電流的關系，直線B、C分別是電阻R1、R2的電壓與電流的關系。若將這兩個電阻分別直接與該電源連接成閉合電路，則A．兩個電阻的電功率相等B．R1接在電源上時，電源的輸出功率較大C．R2接在電源上時，電源內阻的熱功率較大D．兩種情況下，電源中非靜電力做功的功率相等9．云室是借助過飽和水蒸氣在離子上凝結來顯示通過它的帶電粒子徑跡的裝置。右圖為一張云室中拍攝的照片。云室中加了垂直于紙面向里的磁場。圖中a、b、c、d、e是從O點發出的一些正電子或負電子的徑跡。有關a、b、c三條徑跡以下判斷正確的是A．a、b、c都是正電子的徑跡B．a徑跡對應的粒子動量最大C．c徑跡對應的粒子動能最大D．c徑跡對應的粒子運動時間最長10．某同學用手機的加速度傳感器測量了電梯運行過程中的加速度，得到了圖1所示的圖線（規定豎直向上為正方向），為了簡化問題研究，將圖線簡化為圖2所示的圖像。已知t=0時電梯處于靜止狀態，則以下判斷正確的是A．t=5s時電梯處于失重狀態B．8~9s內電梯在做減速運動C．10~15s內電梯在上行D．17~20s內電梯在下行11．某女子鉛球運動員分別采用原地推鉛球和滑步推鉛球兩種方式進行練習，右圖為滑步推鉛球過程示意圖。她發現滑步推鉛球比原地推鉛球可增加約2米的成績。假設鉛球沿斜向上方向被推出，且兩種方式鉛球出手時相對地面的位置和速度方向都相同，忽略空氣阻力，下列說法正確的是A．兩種方式推出的鉛球在空中運動的時間可能相同B．采用原地推鉛球方式推出的鉛球上升的高度更高C．兩種方式推出的鉛球在空中運動到最高點時的速度都相同D．滑步推鉛球可以增加成績，可能是因為延長了運動員對鉛球的作用時間12．如圖所示，赤道附近地區的幾位同學在做“搖繩發電”實驗：把一條長約20m的導線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合回路。甲、乙兩位同學按某一方向搖動導線的AB段，另兩位同學觀察電流計的指針。下列說法正確的是甲甲乙ABA．若搖繩同學沿南北方向站立，搖繩過程中觀察到電流計指針偏轉不明顯，其主要原因是導線太短B．若搖繩同學沿東西方向站立，當導線運動到最高點時回路中的電流最小C．若搖繩同學沿東西方向站立，搖繩過程中回路中的電流方向始終不變D．若搖繩同學沿東西方向站立，換用更細的導線會使電流計指針偏轉更明顯13．如圖1所示，用重物牽引小車在水平面上由靜止開始運動，小車后面連接紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點。圖2為一次實驗得到的紙帶，A、B、C為打點計時器在紙帶上打下的三個點。下列說法正確的是A．圖2中的紙帶的右端與小車相連B．A到B和B到C兩個過程中小車動能的變化量相等C．若將小車的質量加倍，則小車的加速度一定減為原來的D．重物的質量越大，繩上拉力與重物重力的比值越小14．地球剛誕生時自轉周期約是8小時，因為受到月球潮汐的影響，自轉在持續減速，現在地球自轉周期是24小時。與此同時，在數年、數十年的時間內，由于地球板塊的運動、地殼的收縮、海洋、大氣等一些復雜因素以及人類活動的影響，地球的自轉周期會發生毫秒級別的微小波動。科學研究指出，若不考慮月球的影響，在地球的總質量不變的情況下，地球上的所有物質滿足m1ωr12+m2ωr22+….+miωri2=常量，其中m1、m2、……mi表示地球各部分的質量，r1、r2、……ri為地球各部分到地軸的距離，ω為地球自轉的角速度，如圖所示。根據以上信息，結合所學，判斷下列說法正確的是A．月球潮汐的影響使地球自轉的角速度變大B．若地球自轉變慢，地球赤道處的重力加速度會變小C．若僅考慮A處的冰川融化，質心下降，會使地球自轉周期變小D．若僅考慮B處板塊向赤道漂移，會使地球自轉周期變小第二部分本部分共6題，共58分。15.（9分）某同學通過實驗測量一個電阻的阻值。（1）他先用多用電表對該電阻進行了初步測量。他用電阻×1擋進行測量，指針位置如圖1所示，則該電阻的阻值約為_________。圖圖1（2）在（1）基礎上，他想用電壓表和電流表更精確地測量這個電阻的阻值。他找來如下器材：電流表：量程0~0.6A，內阻約0.1；電壓表：量程0~3V，內阻約3k；滑動變阻器：最大阻值15，額定電流1.0A；電源：電動勢3V，內阻約0.5；開關一個，導線若干。①為了減小實驗誤差，電流表和電壓表的連接方法應該選用圖2中的______（選填“甲”或“乙”），采用這種方式測量的結果與真實值相比偏______（選填“大”或“小”）。②他在相關實驗手冊中，看到圖3所示的兩種滑動變阻器的連接方式，他選擇了其中一種，經過實驗他得到下表中的數據。電壓U/V0.100.400.601.001.201.501.702.00電流I/A0.020.080.120.190.250.310.340.40由數據可知，他選擇的滑動變阻器的連接方式是圖3中的______（選填“甲”或“乙”）。你的判斷依據是：________________________________________________________________________________________________________________16.（9分）用如圖所示的裝置，來完成“驗證動量守恒定律”的實驗。實驗中使用的小球1和2半徑相等，用天平測得質量分別為m1、m2，且m1>m2。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復寫紙，記下重錘線所指的位置O。先不放小球2，使小球1從斜槽上某一點S由靜止滾下，落到水平地面P點。再把小球2靜置于斜槽軌道末端，讓小球1仍從S處由靜止滾下，小球1和小球2碰撞后分別落在復寫紙上，在白紙上留下各自落點的痕跡。（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過測量小球做平拋運動的射程來解決這個問題。確定碰撞前后落點的位置P、M、N，用刻度尺測量出水平射程OP、OM、ON。①本實驗必須滿足的條件是_____________A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端必須是水平的C.小球1每次必須從同一高度由靜止釋放②若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為：________________________③通過測量小球做平拋運動的射程來代替小球的速度，這樣做的依據是：___________________________________________________________________________（2）在上述實驗中換用不同材質的小球，其它條件不變，可以改變小球的落點位置。下面三幅圖中，可能正確的落點分布是___________17.（9分）如圖所示，垂直于紙面的勻強磁場磁感應強度為B。紙面內有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，ab邊與磁場邊界平行。線框在向右的拉力作用下以速度v勻速進入磁場。從ab邊剛進入磁場直至cd邊剛要進入磁場的過程中，求：（1）金屬線框中的感應電流I的大小和方向；（2）金屬線框產生的焦耳熱Q；（3）安培力的沖量大小I安。18.（9分）雪車是冬奧會的比賽項目之一，風馳電掣般的高速行駛是雪車的最大看點之一。北京2022年冬奧會雪車項目的比賽將在延慶賽區的國家雪車雪橇中心進行。雪車比賽所用賽道長1.5km左右，落差在100m至150m之間。比賽可以分為兩個過程：過程1中運動員手推雪車沿斜向下的賽道奔跑獲得初始速度，如圖1所示；過程2中運動員跳入車體內，呈坐姿在彎曲的賽道上無動力滑行，如圖2所示。設雪車的質量為m1，運動員的總質量為m2，重力加速度為g，忽略冰面與雪車之間的摩擦。（1）過程1中運動員推車奔跑使雪車獲得速度v0，這一過程中賽道的落差為h，求這一過程中運動員對雪車做的功W。（2）過程2中為了讓運動員乘坐雪車能高速且安全地通過彎道，彎道處的賽道均向內側傾斜。若雪車以速度v通過半徑為r的一小段彎道，彎道落差可忽略。建立圖3所示的模型，將運動員和雪車整體看作質點，求在彎道處賽道對雪車的支持力FN的大小。

19.（10分）在研究物理學問題時，為了更好地揭示和理解物理現象背后的規律，我們需要對研究對象進行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建構物理模型。諧振子模型是物理學中在研究振動問題時所涉及的一個重要模型。（1）如圖1所示，在光滑水平面上兩個物塊A與B由彈簧連接（彈簧與A、B不分開）構成一個諧振子。初始時彈簧被壓縮，同時釋放A、B，此后A的v-t圖像如圖2所示（規定向右為正方向）。已知mA=0.1kg，mB=0.2kg，彈簧質量不計。a.在圖2中畫出B物塊的v-t圖像；b.求初始時彈簧的彈性勢能Ep。（2）雙原子分子中兩原子在其平衡位置附近振動時，這一系統可近似看作諧振子，其運動規律與（1）的情境相似。已知，兩原子之間的勢能EP隨距離r變化的規律如圖4所示，在r=r0點附近EP隨r變化的規律可近似寫作，式中和k均為常量。假設原子A固定不動，原子B振動的范圍為，其中a遠小于r0，請畫出原子B在上述區間振動過程中受力隨距離r變化的圖線，并求出振動過程中這個雙原子系統的動能的最大值。

20.（12分）利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。（1）如圖1，將一半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產生電勢差，這一現象稱為霍爾效應。其原因是薄片中能夠自由移動的電荷受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是在c、f間產生霍爾電壓UH。已知半導體薄片的厚度為d，自由電荷的電荷量為q，求薄片內單位體積中的自由電荷數n。（2）利用霍爾元件可以進行微小位移的測量。如圖2所示，將兩塊完全相同的磁體同極相對放置，在兩磁體間的縫隙中放入圖1所示的霍爾元件，當霍爾元件處于中間位置時，霍爾電壓UH為0，將該點作為位移的零點。當霍爾元件沿著x軸方向移動時，則有霍爾電壓輸出。若該霍爾元件是電子導電的，在霍爾元件中仍通以由a向b的電流，那么如何由輸出的霍爾電壓判斷霍爾元件由中間位置沿著x軸向哪個方向移動？請分析說明。（3）自行車測速碼表的主要工作傳感器也是霍爾傳感器。如圖3，霍爾元件固定在自行車前叉一側，一塊強磁鐵固定在一根輻條上。當強磁鐵經過霍爾元件時，使其產生電壓脈沖。已知自行車在平直公路上勻速行駛，車輪與地面間無滑動，車輪邊緣到車軸的距離為r。a.若單位時間內霍爾元件檢測到m個脈沖，求自行車行駛的速度大小v。b.圖4中的兩幅圖哪個可以大致反映自行車正常行駛過程中車輪邊緣一點相對地面的運動軌跡？請說明理由。

2021北京西城高三一模物理參考答案第一部分共14題，每題3分，共42分。1.B 2.A 3.C 4.C 5.D 6.D 7.A 8.B 9.C 10.C11.D 12.B 13.D 14.C第二部分共6題，共58分。15.（9分）（1）5（2分）（2）①甲（2分）；小（1分）②乙（2分）；層級1：乙圖是分壓電路，采用分壓電路Rx的電壓可以從0開始變化。表中的數據U的最小值是0.10V，比較小，所以一定是采用了乙圖。（1分）層級2：若采用甲圖，Rx的電壓的最小值約為；若采用乙圖，Rx的電壓可以從0開始變化。表中的數據U的最小值是0.10V，所以一定是采用了乙圖。（2分）16.（9分）（1）①BC（2分）②（2分）③小球離開斜槽末端做平拋運動，豎直方向滿足，下落高度一定，運動時間相同；水平方向滿足，水平位移與平拋初速度成正比。（2分）（2）B（3分）17.（9分）（1）ab邊切割磁感線產生電動勢（1分）根據閉合電路歐姆定律解得（1分）根據右手定則可判斷，電流方向沿adcba（或逆時針方向）（1分）（2）根據焦耳定律（1分）其中（1分）代入解得（1分）（3）ab邊受安培力（1分）安培力的沖量大小（1分）代入解得（1分）18.（9分）（1）運動員推車奔跑過程中對雪車用動能定理（2分）解得（2分）（2）根據牛頓第二定律，轉彎過程中運動員和雪車需要的向心力（2分）對運動員和雪車做受力分析，如答圖1所示根據平行四邊形定則可知（2分）代入解得（1分）19.（10分）（1）a.如答圖2所示（2分）b.由圖像可知，當時彈簧恢復到原長根據動量守恒定律可得，此時（1分）根據機械能守恒定律（2分）（2）原子B振動過程中受力隨距離變化的圖線如答圖3所示（2分）由題意可知，原子B處于r1=r0處時，系統的動能為最大值，設為Ek1系統的勢能為最小值，為（1分）原子B處于r2=r0-a處時，系統的動能為0系統的勢能為最大值，為（1分）根據能量守恒定律可得解得（1分）20.（12分）（1）