北京四中2021年高三下学期开学考试理综物理试题 Word版

本试卷共16页，共300分。

考试时长150分钟可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Cl 35.5第一部分（选择题 共120分）本部分共20题，每小题6分，共120分。

在每小题列出的四个选项中，选 出最符合题目要求的一项。

13．下列说法正确的是:A ．液体中悬浮的微粒的无规则运动称为布朗运动B ．液体分子的无规则运动称为布朗运动C ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D ．物体对外界做功，其内能一定减少14．一束可见光a 由三种单色光m 、p 、n 组成。

光束a 通过三棱镜后情况如图所示，检测发现单色光p 能使某金属产生光电效应，下列叙述正确的是:A ．真空中单色光m 的波长大于n 的波长B ．单色光m 的频率大于n 的频率C ．单色光n 一定可以使该金属发生光电效应D ．在三棱镜中，单色光m 的光速大于n 的光速15．一列简谐横波沿x 轴传播，t ＝0时刻的波形如图甲所示，此时质点P 正沿y 轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是:am p nA ．沿x 轴正方向，30 m/sB ．沿x 轴负方向，30 m/sC ．沿x 轴正方向，60 m/sD ．沿x 轴负方向，60 m/s16．我国的“神舟七号”飞船于2008年9月25日晚9时10分载着3名宇航员顺利升空，并成功“出舱”和安全返回地面。

当“神七”在绕地球做半径为r 的匀速圆周运动时，设飞船舱内质量为m 的航天员站在可称体重的台秤上。

用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g ´表示飞船所在处的向心加速度，N 表示航天员对台秤的压力，不考虑地球自转，则下列关系式中正确的是：A ．g ´=0B ．N =mgC ．g r R g 22='D ．mg rRN =17．如图所示，在水平光滑地面上有A 、B 两个木块，A 、B 之间用一轻弹簧连接。

A 靠在墙壁上，用力F 向左推B 使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。

若突然撤去力F ，则下列说法中正确的是:A ．木块A 离开墙壁前，A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B ．木块A 离开墙壁前，A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C ．木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒D ．木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒18.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b 。

a 球质量为m ，静置于地面；b 球质量为3m ，用手托往，高度为h ，此时轻绳刚好伸直。

从静止开始释放b 后，a 可能达到的最大高度到地面的距离为：A ．h B. 1.5h C. 2h D. 2.5h图6ER电流传感器1 2SC 甲t0 I12乙19．把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。

先使开关S 与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S 掷向2端，电容器放电。

与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t 曲线如图乙所示。

下列关于这一过程的分析，正确的是：A ．在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小B ．在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小C ．曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积D ．S 接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E 20．如图1所示，光滑平行金属导轨MN 、PQ 所在平面与水平面成θ角，M 、P 两端接有阻值为R 的定值电阻。

阻值为r的金属棒ab 垂直导轨放置，其它部分电阻不计。

整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

从t = 0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F ，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R 的感应电流随时间t 变化的图象如图2所示。

下面分别给出了穿过回路abPM 的磁通量Φ、磁通量的变化率ΔtΔΦ、棒两端的电势差ab U 和通过棒的电荷量q 随时间变化的图象，其中正确的是（ ）第二部分（非选择题 共180分）本部分共11小题，共180分21．（18分）实验题：（1）(6分)某同学通过实验测量一根长度为L 的电阻丝的电阻率。

①由图甲可知电阻丝的直径D =________mm 。

ABCD图2图1②将如下实验操作补充完整：按图乙连接电路，将滑动变阻器R 1的滑片P 置于B 端；将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为I 0；将电阻箱R 2的阻值调至最大，S 2拨向接点2， ，使电流表示数仍为I 0，记录此时电阻箱的示数为R 2。

③此电阻丝的电阻率的表达式=ρ 。

(用已知量和所测物理量的字母表示) (2)（12分）两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A 、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律。

①实验中必须满足的条件是 。

A ．斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B ．斜槽轨道末端的切线必须水平C ．入射球A 每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D ．两球的质量必须相等②测量所得入射球A 的质量为m A ，被碰撞小球B 的质量为m B ，图甲中O 点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A 从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P ，测得平抛射程为OP ；再将入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B 相撞，分别找到球A 和球B相撞后的平均落点M 、N ，测得平抛射程分别为OM 和ON 。

当所测物理量满足表达式 时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式 ___________________时，则说明两球M P NO AB图甲甲4 53540 3045 E r BA P R S R 2 电阻丝12S 2乙A的碰撞为完全弹性碰撞。

③乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A 、球B 与木条的撞击点。

实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B ′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P ′；再将入射球A 从斜轨上起始位置由静止释放，与球B 相撞，确定球A 和球B 相撞后的撞击点分别为M ′和N ′。

测得B ′与N ′、P ′、M ′各点的高度差分别为h 1、h 2、h 3。

若所测物理量满足表达式 时，则说明球A 和球B 碰撞中动量守恒。

22．（16分）如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E =3.0×104 N/C 。

有一个质量m =4.0×10-3 kg 的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°。

取g =10 m/s 2，sin37=0.60，cos37=0.80，不计空气阻力的作用。

（1）求小球所带的电荷量及电性；（2）如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；（3）从剪断细线开始经过时间t =0.20 s ，求这一段时间内小球电势能的变化量。

23．(18分) 飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。

如图所示，在真空状态下，自脉冲阀P 喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a 板小孔进入a 、b 间的加速电场，从b 板小孔射出，沿中线方向进入M 、N 板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器。

图乙N ′ B ′ P ′ 木条 ABM ′h 1 h 2h 3mEPabN LLd激光束探测器已知极板a、b间的电压为U0，间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。

不计离子重力及经过a板时的初速度。

q，q和m （1）若M、N板间无电场和磁场，请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k（k=m分别为离子的电荷量和质量）的关系式；（2）若在M、N间只加上偏转电压U1，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场。

已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种，质量均为m，元电荷为e。

要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出，求所加磁场的磁感应强度的最大值B m。

24．（20分）一倾角为θ＝45°的斜面固定于地面，斜面顶端离地面的高度h0＝1m，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板。

在斜面顶端自由释放一质量m＝0.09kg的小物块（视为质点）。

小物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.2。

设小物块与挡板碰撞过程中无能量损失。

重力加速度g＝10 m/s2。

（1）求小物块第一次与挡板碰撞前的速度；（2）求小物块运动的总路程；（3）求停止运动前，小物块对挡板的总冲量。

参考答案（物理部分）1314151617181920A BDCBBCA21（1）①0.377～0.379 （2分） ②(保持R 1不变)调节R 2 （2分）③ LD R 4π22=ρ （2分）（2）（12分）（1）BC （3分）（2）m A ·OP = m A ·OM + m B ·ON （3分）；OP +OM =ON （3分） （3）2h m A=3h m A + 1h mB （3分）22.（1）小球受到重力mg 、电场力F 和绳的拉力T 的作用，由共点力平衡条件F =qE =mg tan ………………………………（2分）解得 q = mg tan /E =1.010-6 C …………………………（2分）电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷…………（2分） （2）剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a ，由牛顿第二定律θcos mg=ma ………………………………（3分） 解得 a = θcos g=12.5 m/s 2 …………………………（2分）（3）在t =0.20 s 的时间内，小球的位移为l =221at =0.25 m ……………（2分）小球运动过程中，电场力做的功W = qEl sin = mg l sin tan =4.510-3 J ………（2分） 所以小球电势能的变化量（减少量）ΔE p =4.510-3 J …………………（1分）23．（18分）（1）带电离子在平行板a 、b 间运动时，根据动能定理 02120-=mv qU① 解得：mqU v 02=，即02kU v =带电离子在平行板a 、b 间的加速度dm qU a 01=，即dkU a 01= 所以，带电离子在平行板a 、b 间的运动时间00112kU kU d a v t ==带电离子在平行板M 、N 间的运动时间022kU L vL t ==所以，带电离子的全部飞行时间02122kU L d t t t +=+=（2）正离子在平行板M 、N 间水平方向运动位移为x 时，在竖直方向运动的位移为y 。