北京市房山區(qū)2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期開學(xué)考試物理試題（含答案解析）

2021北京房山高三（上）開學(xué)考試物理一、單項選擇題（本部分共14小題，在每小題列出的四個選項中只有?個符合題意。每小題3分，共42分）1.在研究微觀粒子時常用電子伏（eV）作為單位。電子伏是下列哪個物理量的單位（）A.電功 B.電量 C.電流 D.電功率【答案】A【解析】【詳解】電子伏是能量的單位，1eV等于一個電子經(jīng)過1V電壓加速后所增加的動能，故選A。2.一束復(fù)色光，經(jīng)三棱鏡折射后分成a、b兩束，光路如圖所示，關(guān)于a、b兩束光下列說法中正確的是（）A.a光頻率較小B.兩束光在三棱鏡中傳播時，a光的速度較小C.從三棱鏡射向空氣時，a光全反射的臨界角較小D.用同一雙縫干涉實驗裝置進(jìn)行實驗，a光干涉條紋間距較小【答案】A【解析】【詳解】A．由光路圖可知，b光的偏轉(zhuǎn)程度較大，則b光的折射率較大，a光的折射率較小，故A正確；B．根據(jù)速度與折射率的關(guān)系可知，a光的速度較大，故B錯誤；C.根據(jù)，知a光發(fā)生全發(fā)射的臨界角較大，故C錯誤；D．b光的折射率較大，波長較短，根據(jù)知，經(jīng)過同一雙縫干涉實驗裝置時，觀察到b光的相鄰亮條紋間距小，故D錯誤。故選A。3.如圖所示，讓一束光AO沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直邊上，在這個玻璃與空氣的界面上會發(fā)生反射和折射．逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化．下列說法正確的是A.反射角增大，折射角減小B.OC光線越來越弱，最終消失C.OB光線越來越弱，但不會消失D.反射光線和折射光線始終保持垂直【答案】B【解析】【詳解】A、逐漸增大入射角，反射角增大，由折射定律知折射角也逐漸增大，故A錯誤；BC、在還未發(fā)生全反射過程中，入射角增大，反射光線OB越來越強(qiáng)，折射光線OC越來越弱，最終發(fā)生全反射，折射光線OC完全消失，故B正確，C錯誤．D、設(shè)光入射角為i時，反射光線跟折射光線恰好垂直，則有，解得：，故反射光線不能與折射光線始終保持垂直，故D錯誤．4.如圖，彈簧振子在光滑水平桿上的A、B之間做往復(fù)運動，下列說法正確的是（）A.彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力的作用B.從A向O運動的過程中速度方向向右，逐漸增大C.振子由A向O運動過程中，回復(fù)力逐漸增大D.在振動過程中，小球的機(jī)械能守恒【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．彈簧振子定受到重力，桿對球有向上的支持力，彈簧對小球有彈力，提供回復(fù)力，A錯誤；B．從A向O運動的過程中速度方向向右，彈簧對小球的彈力向右，小球做加速運動，B正確；C．簡諧運動的回復(fù)力F=-kx，振子由A向O運動過程中，位移減小，回復(fù)力減小，C錯誤；D．在振動過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，D錯誤。故選B。5.某波源S發(fā)出一列簡諧橫波，波源S的振動圖像如圖所示。在波的傳播方向上有A、B兩質(zhì)點，它們到S的距離分別為45m和55m。測得A、B兩質(zhì)點開始振動的時間間隔為1.0s。則下列說法中正確的是（）A.A質(zhì)點開始振動時，運動方向向下B.這列波的波長為10mC.這列波的波速為10m/sD.A、B兩質(zhì)點運動方向總是相同的【答案】C【解析】【詳解】A．圖與題干中沒有涉及到振源的起振方向，故不能判斷A質(zhì)點開始振動時的方向，故A錯誤；C．該波從A點傳到B點的時間為1.0s，則根據(jù)速度公式有故C正確；B．由圖像可知，該波的周期為T=2.0s根據(jù)公式結(jié)合上述解得故B錯誤；D．A、B兩質(zhì)點到S的距離分別為45m和55m，由于，可知A、B兩質(zhì)點參與振動時，總是相差半個波長，所以A、B兩質(zhì)點運動方向總是相反的，故D錯誤；故選C。6.2021年4月29日11時23分，“長征五號B”遙二火箭在海南文昌航天發(fā)射場點火升空，將載人航天工程空間站“天和核心艙”精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道?！疤旌秃诵呐摗钡倪\行軌道為橢圓軌道，其近地點M和遠(yuǎn)地點N離開地面的高度分別為439km和2384km，則“天和核心艙”運行過程中（）A.在M點的加速度小于N點的加速度B.在M點的速度小于N點的速度C.從M點運動到N點的過程中動能逐漸減小D.從M點運動到N點的過程中機(jī)械能逐漸增大【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．由可得，在M點的加速度大于N點的加速度，故A錯誤；BC．由開普勒第二定律，可得近地點的速度大于遠(yuǎn)地點的速度，故在M點的速度大于N點的速度，故C正確，B錯誤；D．在同一軌道運行，機(jī)械能守恒，故D錯誤。故選C7.如圖所示，實線為某電場的電場線，虛線為等勢面，A、B為電場線上的兩個點，下列判斷正確的是（）A.A點的場強(qiáng)比B點的場強(qiáng)小B.A點電勢比B點電勢高C.帶正電的檢驗電荷從A點移動到B點電勢能增加D.帶負(fù)電的檢驗電荷從A點移動到B點動能減少【答案】C【解析】【詳解】A．電場線的疏密程度反映場強(qiáng)的大小，A處電場線較密集，場強(qiáng)更大，故A錯誤；B．沿電場線的方向電勢降低，由題目圖中可知，A點的電勢低，故B錯誤；C．A點的電勢低，根據(jù)正電荷在A點的電勢能小，所以將一帶正電的檢驗電荷從A移動到B電勢能增加，故C正確；D．A點電勢低，負(fù)電荷在A點的電勢能大，所以將一帶負(fù)電的檢驗電荷從A移動到B電勢能減小，故D錯誤。故選C8.如圖所示為一理想變壓器，原線圈接在輸出電壓為u的交流電源兩端。電路中R0為定值電阻，測量電表均為理想電表，導(dǎo)線電阻不計?，F(xiàn)使滑動變阻器R的滑動觸頭P向上滑動，則下列說法正確的是（）A.電壓表V2的示數(shù)變大B.電壓表V1的示數(shù)變大C.電流表A的示數(shù)變大D.定值電阻R0消耗的電功率變大【答案】A【解析】【詳解】A．輸入電壓不變，原副線圈匝數(shù)比不變，輸出電壓由輸入電壓決定，負(fù)線圈電壓U2不變，滑片向上滑動，電阻R變大，滑動變阻器兩端電壓變大，V2示數(shù)變大，故A正確；B．原線圈的電壓由電源決定的，不隨負(fù)載電阻的變化而變化，故電壓表V1不變，故B錯誤；C．副線圈電路中總電阻電大，電流減小，原副線圈匝數(shù)比不變，原線圈電流也減小，故C錯誤；D．副線圈電流變小，定值電阻R0上消耗的功率變小，故D錯誤。故選：A。9.如圖所示，在赤道處，將一小球向東水平拋出，落地點為a；給小球帶上電荷后，仍以原來的速度拋出，考慮地磁場的影響，下列說法正確的是（）A.無論小球帶何種電荷，小球落地時的速度的大小相等B.無論小球帶何種電荷，小球在運動過程中機(jī)械能不守恒C.若小球帶負(fù)電荷，小球會落在更遠(yuǎn)的b點D.若小球帶正電荷，小球仍會落在a點【答案】A【解析】【詳解】AB．無論小球帶何種電荷，小球在磁場中運動時受洛倫茲力方向與速度垂直，則洛倫茲力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，則落地時的速度的大小相等，選項A正確，B錯誤；C．若小球帶負(fù)電荷，根據(jù)左手定則知道小球受斜向左向下方的洛倫茲力，這樣小球偏折更厲害，會落在a的左側(cè)，選項C錯誤；D．若小球帶正電荷，根據(jù)左手定則知道小球受斜向右上方的洛倫茲力，這樣小球會飛的更遠(yuǎn)，落在更遠(yuǎn)的b點，選項D錯誤。故選A。10.將一個物體以一定的初速度豎直向上拋出，不計空氣阻力，上升過程中，物體的動能為Ek，上升高度為h，物體的重力勢能為Ep，運動的速度為v，物體的機(jī)械能為E。下列描述上述物理量關(guān)系的圖像錯誤的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】ACD．動能圖像應(yīng)為一條拋物線，且v越大，越大；物體豎直上拋運動的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，E與h無關(guān)，其圖像應(yīng)為一條水平線，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得解得可見，圖像應(yīng)為一條傾斜直線，且h增大，減小，故ACD正確；B．由機(jī)械能守恒得的圖像應(yīng)是拋物線，且v越大，越小，故B錯誤。本題選錯誤的，故選B。11.冰壺運動又被稱為“冰上國際象棋”，極具觀賞性。如圖所示，某運動員，冰壺質(zhì)量，不計摩擦，二者以速度勻速滑行，冰壺脫手時在水平方向上相對于手的速度。下列說法正確的是（）A.運動員和冰壺相互作用過程中機(jī)械能不變B.運動員對冰壺的沖量大小等于冰壺對運動員的沖量大小C.運動員對冰壺做的功與冰壺對運動員做的功大小相等D.冰壺動能增加量等于運動員動能減少量【答案】B【解析】【詳解】A．運動員和冰壺相互作用過程中，運動員要消耗體內(nèi)生物能轉(zhuǎn)化為運動員和冰壺的機(jī)械能，所以運動員和冰壺相互作用過程中機(jī)械能增加，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第三定律，運動員與冰壺間的相互作用力大小相等，方向相反，作用時間相等，則運動員對冰壺的沖量大小等于冰壺對運動員的沖量大小，故B正確；C．運動員與冰壺間有相對位移，二者對地的位移大小不同，則運動員對冰壺做的功與冰壺對運動員做的功大小不相等，故C錯誤；D．設(shè)冰壺出手時，運動員的速度為，取運動員原來的速度方向為正方向，由系統(tǒng)動量守恒可得代入數(shù)據(jù)可得冰壺動能增加量為代入數(shù)據(jù)，可得運動員動能減少量為代入數(shù)據(jù)，可得所以冰壺動能增加量不等于運動員動能減少量，故D錯誤。故選B。12.蕩秋千是一種人們喜愛的娛樂活動。人站在秋千板上，雙手抓著兩側(cè)秋千繩，從最高點A向最低點B運動時就向下蹲；從最低點B向最高點C運動時站立起來；從C回到B又向下蹲……這樣蕩，秋千會越蕩越高。設(shè)秋千板寬度和質(zhì)量忽略不計，人在蹲立過程中，人的身體中心線始終在兩秋千繩和秋千板確定的平面內(nèi)。則下列說法中正確的是（）A.在最高點A時速度為零，人和秋千受到的合力為零B.人在最低點B時速度最大，人和秋千受到的合力為零C.在蕩秋千的過程中，整個系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.從A向B運動時向下蹲的目的是利用重心降低，增加人的動能【答案】D【解析】【詳解】A．在最高點A時，速度為零，但人和秋千具有沿切線向下的加速度，故受到的合力沿切線向下，不為零，故A錯誤；B．人在圓周最低點B時速度最大，向心加速度向上指向圓心，所以人和秋千受到的合力向上，不為零，故B錯誤；C．由于秋千越蕩越高，在最高點，整個系統(tǒng)機(jī)械能增加，故機(jī)械能不守恒，故C錯誤；D．最高點A向最低點B運動時向下蹲的目的，在減小空氣阻力的同時，利用重心降低，重力做正功，增加系統(tǒng)的動能，故D正確。故選D。13.研究小組的同學(xué)用如圖所示的裝置探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系之后，對此實驗又做了進(jìn)一步的分析：在實驗前通過墊塊已經(jīng)平衡了摩擦力，且砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量，由靜止釋放小車后，下列說法中正確的是（）A.若將小車（含車上砝碼）和砂（含砂桶）當(dāng)成個系統(tǒng)，系統(tǒng)動量守恒B.若將小車（含車上砝碼）和砂（含砂桶）當(dāng)成一個系統(tǒng)（包括地球），系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.砂和砂桶減少的重力勢能等于車和砝碼增加的動能D.小車和砝碼增加的動量大小等于對應(yīng)過程中細(xì)繩對小車?yán)Φ臎_量大小【答案】D【解析】【詳解】A．在砂桶向下運動的過程中，系統(tǒng)受到了合外力（砂桶重力）的作用，它們的動量越來越大，動量不守恒，故A錯誤；B．若將小車（含車上砝碼）和砂（含砂桶）當(dāng)成一個系統(tǒng)（包括地球），在向下運動時受到摩擦力作用，除了摩擦力外還有重力、斜面的支持力，摩擦力做負(fù)功，支持力不做功，故系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，故B錯誤；C．對系統(tǒng)根據(jù)動能定理可知砂和砂桶減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為摩擦力做功、砂和砂桶與車和砝碼增加的動能，故C錯誤；D．在實驗前通過墊塊已經(jīng)平衡了摩擦力，所以根據(jù)動量定理可得小車和砝碼增加的動量大小等于細(xì)繩對小車?yán)Φ臎_量大小，故D正確。故選D。14.如圖所示，在利用v-t圖象研究勻變速直線運動的位移時，我們可以把運動過程按橫軸t劃分為很多足夠小的小段，用細(xì)長矩形的面積之和代表物體的位移。應(yīng)用上述的方法我們可以分析其他問題。下列說法正確的是（）A.若橫軸表示速度v，縱軸表示外力F，可以求得外力的瞬時功率B.若橫軸表示時間t，縱軸表示合外力F，可以求得物體的動量C.若橫軸表示時間t，縱軸表示磁通量Φ，可以求得感應(yīng)電動勢D.若橫軸表示路程x，縱軸表示速率的倒數(shù)，可以求得運動時間【答案】D【解析】【詳解】A．外力的瞬時功率，則瞬時功率只能表示為圖像中某一點的縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的乘積，而不是圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積，故A錯誤；B．根據(jù)沖量的定義可知，若橫軸表示時間t，縱軸表示合外力F，可以通過面積求得力的沖量，故B錯誤；C．感應(yīng)電動勢，不能通過圖像的面積求得，故C錯誤；D．由運動時間故橫軸表示路程x，縱軸表示速率的倒數(shù)，可以用面積求得運動時間，故D正確。故選D。二、實驗題（共2小題，18分）15.在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓質(zhì)量為m1的A球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在復(fù)寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為m2的B球放在斜槽軌道末端，讓A球仍從位置S由靜止?jié)L下，與B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，O點是軌道末端在白紙上的豎直投影點。（1）實驗中，通過測量___間接地測定小球碰撞前后的速度；A.小球開始釋放的高度hB.小球拋出點距地面的高度HC.小球做平拋運動的水平距離（2）關(guān)于該實驗的注意事項，下列說法正確的是___；A.斜槽軌道必須光滑B.斜槽軌道末端的切線必須水平C.上述實驗過程中白紙可以移動D.兩小球A、B半徑應(yīng)相同（3）為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1＞m2，若滿足關(guān)系式___則可以認(rèn)為兩小球碰撞前后總動量守恒。【答案】①.C②.BD##DB③.【解析】【詳解】（1）[1]實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，由于平拋運動的高度相同，運動時間相等，水平位移即可通過小球平拋運動的水平距離，間接表示速度的大小。故選C。（2）[2]實驗中，斜槽軌道不一定需要光滑，每次讓小球從同一位置釋放，保證每次到達(dá)底端的速度相等，但是斜槽末端必須水平，保證小球做平拋運動，實驗中，復(fù)寫紙和白紙的位置不可以移動，兩球的半徑需相等，保證發(fā)生對心碰撞。故選BD。（3）[3]若A、B兩球組成的系統(tǒng)碰撞前后瞬間動量守恒，選水平向右為正方向，則有由于小球做平拋運動時在空中運動的時間相等，設(shè)時間為t，則有有整理可得若此式成立則可以認(rèn)為兩小球碰撞前后總動量守恒。16.利用圖甲所示裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗。（1）除帶夾子的重錘、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電火花打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是_____。A.交流電源B.刻度尺C.直流電源D.天平（含砝碼）（2）實驗中，先接通電源，再釋放重錘，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設(shè)重錘的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中，重錘的重力勢能減少量|ΔEp|＝_____，重錘動能增加量ΔEk＝_____。（3）某同學(xué)利用圖像法處理數(shù)據(jù)。他在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v，描繪v2﹣h圖像，得到如圖丙所示的一條過原點的直線，于是據(jù)此作出判斷：重物下落過程中機(jī)械能守恒。請你說明他的判斷依據(jù)是否正確，并說明理由________?！敬鸢浮竣?AB##BA②.mghB③.④.該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，當(dāng)v2﹣h圖線為過原點的一條傾斜直線，并且斜率為2g才能說明機(jī)械能守恒【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)機(jī)械能守恒定律，既需要驗證即可。AC．電火花計時器需要交流電源，故A正確，C錯誤；B．在該實驗中需要測量點與點的距離再用公式來測速度，需要用到刻度尺，故B正確；D．根據(jù)機(jī)械能守恒定律，既需要驗證即可，與質(zhì)量無關(guān)，故不需要天平，故D錯誤。故選AB。（2）[2]根據(jù)圖片和重力勢能定義，得從打O點到打B點的過程中，重錘的重力勢能減少量[3]從打O點到打B點的過程中，重錘動能增加量又因為某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，所以打B點時重錘的速度，代入上式，整理得（3）[4]根據(jù)機(jī)械能守恒定律，用描繪v2﹣h圖像來驗證機(jī)械能守恒不僅需要驗證而且還要驗證其斜率所以該同學(xué)單純的v2﹣h圖線為過原點的一條傾斜直線作為判斷依據(jù)是不正確的。故當(dāng)v2﹣h圖線為過原點的一條傾斜直線，并且斜率為2g才能說明機(jī)械能守恒。三、計算題（共4小題，40分）17.如圖所示，一質(zhì)量的物體靜止在水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)?，F(xiàn)用一大小為10N、與水平方向成斜向右上方的力F拉物體，使物體沿水平地面做勻加速直線運動。已知，，空氣阻力可忽略不計，取重力加速度。（1）物體受到摩擦力f的大小；（2）物體由靜止開始運動4.0s時速度v的大??；（3）物體由靜止開始運動4.0s過程中，拉力F的沖量I的大小?！敬鸢浮浚?）7N；（2）2m/s；（3）【解析】【詳解】（1）物體所受的摩擦力代入數(shù)據(jù)可得（2）物體受力如圖所示由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得方向水平向右，物體做初速度為零的勻加速直線運動，物體在的速度（3）物體由靜止開始運動4.0s的過程中拉力F的沖量大小18.如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，A為粒子加速器，電壓為U1；B為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。今有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子經(jīng)加速后，恰好通過速度選擇器，進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運動，求：（1）粒子的速度v；（2）速度選擇器的電壓U2；（3）粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R?！敬鸢浮浚?）；（2）B1d；（3）【解析】【詳解】（1）粒子經(jīng)加速電場加速，獲得速度v，由動能定理得解得（2）在速度選擇器中做勻速直線運動，電場力與洛倫茲力平衡得即解得（3）中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，有解得19.把矩形線框CDMN放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場里，線框中接有電阻R，且線框平面跟磁感線垂直。設(shè)線框可動部分導(dǎo)體棒MN的長度為l，電阻為r，它以速度v向右運動，在Δt時間內(nèi)，由原來的位置MN移到M1N1。（1）請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E；（2）金屬棒MN向右運動時所受的安培力有多大；（3）從能的轉(zhuǎn)化和守恒角度證明金屬棒MN克服安培力的功率等于電阻R產(chǎn)生熱功率與電阻r產(chǎn)