北京朝阳区高三二模物理试题与答案

北京市朝阳区高三年级第二次综合练习

理科综合能力测试

2021．5 本试卷共16页，共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量：

第一局部〔选择题 共120分〕

本局部共20小题，每题6分，共120分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

13．对于红、蓝两种单色光，以下说法正确的选项是

A．在水中红光的传播速度较大 B．在水中蓝光的传播速度较大 C．在真空中红光的传播速度较大 D．在真空中蓝光的传播速度较大 14．关于α、β、γ三种射线，以下说法正确的选项是

A．三种射线都带电 B．三种射线都是电磁波 C．α射线的电离能力最强 D．β射线的穿透能力最强 15．一质点做简谐运动的图像如下图，以下说法正确的选项是 A．t=1s时质点的速度最大 B．t=2s时质点所受的回复力为0 C．质点振动的振幅为8cm

D．质点振动的频率为4Hz

16．北斗卫星导航系统〔BDS〕是中国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由5颗静止

轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星。中轨道卫星高度约为2.静止轨道卫星的高度约为3.60104km。以下说法正15104km，确的选项是

A．中轨道卫星的周期一定小于静止轨道卫星的周期 B．中轨道卫星的加速度一定小于静止轨道卫星的加速度 C．中轨道卫星的动能一定小于静止轨道卫星的动能 D．中轨道卫星的轨道平面与地球赤道平面一定重合

17．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，

穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如下图。线圈总电阻为2 Ω，那么 A．t=1.0s时线圈平面平行于磁感线 B．t=1.5 s时线圈中感应电流为0 C．t=2.0 s时线圈中的感应电动势为0 D．一个周期内线圈产生的热量为8 J

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18．如下图，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v匀速运动，某时刻一质量为m

的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，以下说法正确的选项是

1A．皮带对物块所做的功为mv2

21B．物块对皮带所做的功为mv2

2C．物块与皮带间由于摩擦而产生的热量为mv2 D．由于传送该物块电动机需要多做的功为mv2

v 19．为了确定一个标有“3.8V，0.3A〞的小灯泡的电阻，小明和小华两位同学分别采用了不

同的方法：小明同学用多用电表的欧姆档测量，测量结果R1=2Ω；小华同学由RU计I算可得其阻值R2≈13Ω。小明同学的操作过程无误，但R1和R2存在明显差异。对此，以下说法正确的选项是

A．小明同学的方法错误，因为测量时没有电流通过小灯泡 B．小华同学的方法错误，因为小灯泡的电阻不能用RU来计算 IC．两位同学的方法都正确，因为多用电表的欧姆档的精确度不够 D．两位同学的方法都正确，因为小灯泡的工作状态不同

20．1900年，普朗克在研究黑体辐射时，认为其辐射的能量是不连续的，而是一份一份的，

由此引入了一个常量h〔普朗克常量〕，普朗克常量的引入开创了量子论。物理学家金斯曾说过这样一句话：“虽然h的数值很小，但是我们应当成认，它是关系到保证宇宙存在的。如果说h严格等于0，那么宇宙的物质，宇宙的物质能量，将在十亿万分之一秒的时间内全部变为辐射。〞关于h的单位，用国际单位制中的根本单位表示，正确的选项是

A．J·s B．J/s C．kg·m2/s D．kg·m2·s3

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第二局部〔非选择题 共180分〕

本局部共11小题，共180分。 21．〔18分〕

〔1〕在“油膜法估测分子大小〞的实验中，某同学用滴管吸取体积浓度为η的油酸酒精

溶液，一滴一滴地滴入量筒，记下体积为V的油酸酒精溶液的滴数为N。之后的操作步骤如下：

A．将带有方格的玻璃板放在浅盘上，待油酸薄膜的形状稳定后，用彩笔将油酸

薄膜的形状画在玻璃板上

B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取体积浓度为η的油酸酒精

溶液，从低处向水面滴入一滴

C．根据方格数目，估算出油酸薄膜的面积为S

以上操作步骤正确的顺序是________〔填序号〕。计算油酸分子直径的表达式为________。

〔2〕某同学利用如图1所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。

图1

① 打点计时器使用的电源是______〔选填选项前的字母〕。

A．交流电源

B．直流电源

② 他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。具体操作是：把

木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶且计时器______〔选填“打点〞或“不打点〞〕的情况下，轻推一下小车，假设小车拖着纸带做匀速运动，说明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。

实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是____〔选填选项前的字母〕。

A．小车所受的拉力近似等于小车所受的合力 B．小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力 C．保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度

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③ 图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为：xAB=4.22cm、xBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm、xEF=5.91cm、xFG=6.34cm。打点计时器的工作频率为50Hz，那么小车的加速度a=________m/s2〔结果保存两位有效数字〕。

图2

④ 另一位同学也利用图1所示的装置做实验。他保持小桶和砝码的质量不变，改变放在小车中砝码的质量m，测出对应的加速度a。假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响。他没有测量小车的质量，而是以画出

1为纵坐标，m为横坐标，a1m图像。从理论上分析，以下图像正确的选项是_______。 a

A B C D

22．〔16分〕

如下图，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A静止在圆弧轨道的最低点。小滑块B在A的右侧l=3.0m处以初速度v0=5.0m/s向左运动，B与A碰撞后结合为一个整体，并沿圆弧轨道向上滑动。圆弧轨道光滑，且足够长；A和B的质量相等；B与桌面之间的动摩擦因数=0.15。取重力加速度g =10m/s2。求： 〔1〕碰撞前瞬间B的速度大小v；

〔2〕碰撞后瞬间A和B整体的速度大小v；

〔3〕A和B整体在圆弧轨道上所能到达的最大高度h。

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23．〔18分〕

根据牛顿力学经典理论，只要物体的初始条件和受力情况确定，就可以预知物体此后的运动情况。

〔1〕如图1所示，空间存在水平方向的匀强磁场〔垂直纸面向里〕，磁感应强度大小为

B，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，经过M点时速度的大小为v，方向水平向左。不计粒子所受重力。求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。

〔2〕如图2所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平的匀强磁场〔垂直纸面向里〕，

电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子在场中运动，不计粒子所受重力。

a．假设该带电粒子在场中做水平向右的匀速直线运动，求该粒子速度v'的大小； b．假设该粒子在M点由静止释放，其运动将比拟复杂。为了研究该粒子的运动，

可以应用运动的合成与分解的方法，将它为0的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子沿电场方向运动的最大距离ym和运动过程中的最大速率vm。

图1 图2

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24．〔20分〕

如图1所示，半径为r的金属细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，

磁感应强度B随时间t的变化关系为Bkt〔k>0，且为的常量〕。

〔1〕金属环的电阻为R。根据法拉第电磁感应定律，求金属环的感应电动势E感和感

应电流I；

〔2〕麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场

不同，称为感生电场或涡旋电场。图1所示的磁场会在空间产生如图2所示的圆形涡旋电场，涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动，形成了感应电流。涡旋电场力F充当非静电力，其大小与涡旋电场场强E的关系满足FqE。如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么感应电动势E感W。 q1 a．请推导证明：金属环上某点的场强大小为Ekr；

2 b．经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子〔即金属

原子失去电子后的剩余局部〕的碰撞。在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力，其大小可表示为fbv〔b>0，且为的常量〕。

自由电子的电荷量为e，金属环中自由电子的总数为N。展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此根底上，求出金属环中的感应电流I。

〔3〕宏观与微观是相互联系的。假设该金属单位体积内自由电子数为n，请你在〔1〕

和〔2〕的根底上推导该金属的电阻率ρ与n、b的关系式。

图1 图2

北京市朝阳区高三年级第二次综合练习

理科综合能力测试参

第一局部〔选择题 共120分〕

题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2021．5

理科综合能力测试第 6 页 〔共9页〕

题号 答案

11 12 13 A 14 C 15 B 16 A 17 C 18 D 19 D 20 C 第二局部〔非选择题 共180分〕

21．〔18分〕

〔1〕B、A、C………………………………………………………………………………〔3分〕

VNS ……………………………………………………………………………………〔3分〕

〔2〕① A……………………………………………………………………………………〔2分〕

② 打点…………………………………………………………………………………〔2分〕 B……………………………………………………………………………………〔2分〕 ③ 0.41~0.43……………………………………………………………………………〔3分〕 ④ B……………………………………………………………………………………〔3分〕 22．〔16分〕

解：〔1〕设小滑块的质量为m。根据动能定理有

112 mglmv2mv0

222 所以 vv0 2gl4.0m/s……………………………………………〔6分〕

〔2〕根据动量守恒定律有 mv2mv' 所以 v'v〔5分〕 2.0m/s………………………………………………………

2 〔3〕根据机械能守恒定律有

12mv'22mgh 2v'20.20m……………………………………………………… 所以 h〔5分〕 2g

23．〔18分〕

解：〔1〕根据牛顿第二定律有

v2 qvBm

rmv 所以 r

qB理科综合能力测试第 7 页 〔共9页〕

T2πr2πm………………………………………………………〔6分〕 vqB 〔2〕a．根据牛顿第二定律有 qv'BqE0 所以 v'E ………………………………………………………………〔4分〕 B b．带电粒子由静止释放，其初速度可分解为相等的水平向左和水平向右的速度，

E，那么带电粒子的运动可分解为沿水平方向的匀速直线运动和BmvmE在竖直平面内的匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径r。所以 qBqB2设为v，令v

ym2r2mE qB2 vm2v=

24．〔20分〕

2E…………………………………………………………〔8分〕 B解：〔1〕根据法拉第电磁感应定律有

Bπr2 E感kπr2

tt 根据欧姆定律有

kπr2 I ………………………………………………………〔6分〕 RR 〔2〕a．设金属环中自由电子的电荷量为e。一个自由电子在电场力的作用下沿圆环运

动一周，电场力做的功

WeE2πr 所以 E感E感WeE2πr2πrE ee 又因为 E感kπr2

1 所以 Ekr………………………………………………………………〔4分〕

2 b．假设电子以速度v沿金属环做匀速圆周运动，导体对电子的阻力fbv。沿切

线方向，根据牛顿第二定律有

bveE0

1 又因为 Ekr

2 所以 vker 2b 电子做匀速圆周运动的周期

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T2πr4πb vkeNekNe2 所以 I………………………………………………………〔6分〕 T4πb 〔3〕由〔1〕和〔2〕中的结论可知

kπr2kNe2 R4πb 设金属导线的横截面积为S，那么有 R 所以 2πr S2πrbS Ne2 又因为 NS2πrn 所以 

b………………………………………………………………〔4分〕 ne2理科综合能力测试第 9 页 〔共9页〕