2020年北京市东城区高考物理二模试卷 (含答案解析)

1 2021年高考5月北京市二模物理试题分项汇编

专题07 带电粒子在电场运动

1、（2021·北京市丰台区高三下学期5月二模）如图所示， 用一条长l=0.2 m的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量m=1.0×10-2kg，所带电荷量q =＋2.0×10-8C。现加一水平方向的匀强电场，电场区域足够大，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角=37°，已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求匀强电场电场强度的大小；

（2）若将轻绳向右拉至水平后由静止释放，求小球到达最低点时的速度大小；

（3）若在图中所示位置剪断轻绳，判断小球此后的运动情况，并求0.1s后小球的速度大小。

【答案】（1）63.7510N/C；（2）1vm/s；（3）1.25m/s

【解析】

(1)小球静止，受重力、电场力和线的拉力，根据平衡条件有

tan37Eqmg

解得

6tan373.7510mgEqN/C

(2)小球由静止释放至最低点过程中，由动能定理

212Eqlmglmv

代入数据解得 2 1vm/s

(3)剪断轻绳后，小球受重力、电场力将做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律可得

cos37mgma

根据速度时间公式

vat

联立可得0.1s后小球的速度大小为

v=1.25m/s

2、（2021·北京市顺义区高三下学期5月二模）静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度。已知飞行器的质量为M，发射的是初速度为零的3价阳离子，射出时阳离子的速度为v，每秒发射阳离子的个数为N，每个阳离子的质量为m，单位电荷的电量为e，不计阳离子间的相互作用力和发射阳离子后飞行器质量的变化，求：

（1）电场的加速电压U；

（2）发射器的发射功率P；

（3）飞行器获得的加速度a。

【答案】（1）26mvUe；（2）22Nmv；（3）NmvM

第1页，共22页2023年北京市东城区高考物理一模试卷1. 某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光。与绿光相比( )A. 红光频率高B. 红光波长短C. 红光光子能量小D. 红光在真空中的传播速度快2. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经过两个状态变化过程，先后到达状态b和状态c。下列说法正确的是( )A. 从a到b的过程中，气体从外界吸热B. 从a到b的过程中，气体的内能增加C. 从b到c的过程中，气体的压强减小D. 从b到c的过程中，气体对外界做功3. 如图所示，一个理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接在交流电源上，其电压u随时间t变化规律为，副线圈接有的电阻。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )A. 原线圈的输入功率为22WB. 副线圈输出交流电的周期为100sC. 电压表的示数为311VD. 电流表的示数为4. 如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氧原子核发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核，已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，下列说法正确的是( )A. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子B. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子C. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子第2页，共22页5. 2022年11月1日，重约23吨的梦天实验舱与重约60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。已知对接后中国空间站距地面高度约为400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km，二者的运动均视为匀速圆周运动，则( )A. 对接前空间站内的宇航员不受地球引力作用B. 对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用而产生的加速度大小相等C. 对接后中国空间站绕地球运行的速度小于D. 对接后中国空间站的运行周期大于地球同步卫星的运行周期6. 图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，图乙所示为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是( )A. 此列波的传播速度为B. 此列波沿x轴正方向传播C. 时，质点P的运动速度为D. 时，质点P相对平衡位置的位移为7. 某人所受重力为G，穿着平底鞋起跳，竖直着地过程中，双脚与地面间的作用时间为t，地面对他的平均冲击力大小为4G。若他穿上带有减震气垫的鞋起跳，以与第一次相同的速度着地时，双脚与地面间的作用时间变为，则地面对他的平均冲击力变为( )A. B. C. D. 8. 如图所示，用同种细导线做成两个闭合单匝线圈，正方形线圈的边长与圆形线圈的直径相等，把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线圈所在平面均与磁场方向垂直，若正方形，圆形线圈中感应电动势分别用，表示，感应电流分别用，表示，则( )A. ：：：：B. ：：：：1C. ：：：：1D. ：：：：9. 如图所示电路中，灯泡A，B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列说法正确的是( )第3页，共22页A. 开关S由断开变为闭合时，A、B同时变亮，之后亮度都保持不变B. 开关S由断开变为闭合时，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮C. 开关S由闭合变为断开时，A、B都闪亮一下后熄灭D. 开关S由闭合变为断开时，A闪亮一下后熄灭，B立即熄灭10. 图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线，利用其可以制作温控报警器，电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源，电动势为10V，内阳不计，当输出电压达到或超过时，便触发报警器图中未画出报警，下列说法正确的是( )A. 若要求环境温度低于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为B. 若要求环境温度低于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为C. 若要求环境温度高于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为D. 若要求环境温度高于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为11. 如图所示，真空中有一对水平放置的平行金属板，板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，质量为m，电荷量为的带电粒子，从M点沿水平方向以初速度射入板间，并打在下极板上的N点，已知MN与竖直方向成角，粒子的重力可忽略不计。则( )第4页，共22页A. MN两点间的距离为B. 粒子在MN两点间的运动时间为C. 粒子刚到达N点时的速度大小为D. 粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为12. 如图甲所示，一物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面。物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程s的关系如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，g取。下列说法正确的是( )A. 物块质量为B. 物块所受摩擦力大小为C. 过程中，物块克服摩擦力做功为40JD. 过程中与过程中物块所受合力之比为3：413. 工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量单位时间内流过管道横截面的液体体积，原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量。为了测量某工厂的污水排放量。技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20cm第5页，共22页和10cm。当流经电磁流量计的液体速度为时，其流量约为，若某段时间内通过电磁流量计的流量为，则在这段时间内( )A. M点的电势一定低于N点的电势B. 通过排污管的污水流量约为C. 排污管内污水的速度约为D. 电势差U与磁感应强度B之比约为14. 我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带的月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究。首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氮的含量和提取温度。氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氯3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量。氮3主要来自太阳风。太阳喷射出来的高能粒子流，月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是( )A. X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近B. 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损D. 地磁场会使太阳风中的氮3发生偏转，影响其到达地面15. 物理实验一般部涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。第6页，共22页用游标卡尺测量圆管的外径d，示数如图甲所示，则______ mm。如图乙所示，用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”，实验中可以不测定小球碰撞前后的速度，而通过仅测量一个物理量，替代速度的测量，该物理量是______ 。A.小球开始释放时的高度B.小球抛出点距地面的高度C.小球做平抛运动的水平射程利用图丙装置研究自由下落物体的机械能是否守恒时，实验结果往往是物体的重力势能的减少量略大于其动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是______ 。A.该误差属于偶然误差B.该误差属于系统误差C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D.可以通过减小擦擦阻力的影响来减小该误差利用图丁所示的单摆测量重力加速度，为了使测量误差尽量小，可以采取的措施是______ 。A.组装单摆时，选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆时，选用轻且不易伸长的细线C.测周期时，在摆球通过最低点时开始计时D.测周期时，测量-次全振动的时间第7页，共22页16. 利用实验室的指针式多用电表研究如下问题。将多用电表的选择开关调到直流电压挡。如图甲所示，闭合开关，将电压表并联在A、B两点间，电压表示数为并联在A、C两点间。电压表示数也为U；并联在B、C两点间，电压表示数为零，已知、阻值相差不大，出现上述情况的原因可能是______ 。A.AB段断路B.BC段断路C.AB段短路D.BC段短路将选择开关调到电阻挡“”的位置，将红，黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表的指针指在表盘______ 选填“左侧”或“右侧”零刻度线处。将光敏电阻与欧姆表直接相连，通过用手遮挡的方式来改变照射到光敏电阻的光照强弱，在不改变选择开关位置的情况下，欧姆表指针位置发生变化，如图乙所示。由此可判断光照变弱时，该光敏电阻的阻值______ 选填“变大”或“变小”。如图丙所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表满偏电流为，内阻为；电池电动势为，内阻为；变阻器最大阻值为。①调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻阻值为______ ②使用一段时间后电池老化，电动势下降到、内阻增大到，但仍可调零。正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为，则这个电阻的阻值应为______ 。第8页，共22页17. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ固定在绝缘水平面上，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在导轨的一端连接有阻值为R的定值电阻，一根长度为l、质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直于导轨放置，并始终与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导体棒ab在水平向右的拉力作用下，沿导轨做匀速直线运动，速度大小为v，空气阻力可忽略不计。求通过定值电阻的电流大小及方向；求导体棒运动t时间内，拉力所做的功；若在水平向右的拉力不变的情况下，将整个装置放在竖直向上的匀强磁场中。有同学认为：“由于导体棒所受的安培力方向会发生改变，导体棒不能再向右做匀速直线运动。”该同学的观点是否正确，说明你的观点及理由。18. 如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与水平地面上的物块1接触但未连接。在外力作用下物块1静止，此时弹簧的压缩量为10cm，之后撤去外力，物块1开始向左运动，离开弹簧后与静止在水平地面上的物块2发生碰撞，碰撞时间极短，碰后二者粘在一起。已知两物块质量均为，弹簧的劲度系数，当弹簧形变量为x时弹簧具有的弹性势能为，弹簧始终在弹性限度内。不计空气阻力及切摩擦。求：刚撤去外力时，弹簧弹力的大小；两物块碰撞前，物块1的速度大小。两物块碰撞过程中损失的总机械能。19. 平行板电容器是一种常用的电学元件。如图甲所示，电源与平行板电容器，定值电阻，开关组成闭合电路。已知平行板电容器的电容为C，电源电动势为E，内阻不计，不考虑极板边缘效应，请在图乙中画出充电过程中电容器两极板电压u随其所带电荷量q变化的图像，并类比直线运动中由图像求位移的方法，求充电完毕时电容器储存的电能W。第9页，共22页如图丙所示，M、N是平行板电容器的两个极板，板间距离为d。用绝缘细线把一个质量为m，电荷量为q的带电小球悬挂在两极板间，已知开关S闭合后，且小球静止时，绝缘细线与竖直方向夹角为，电源电动势为E，内阻不计。三个定值电阻的阻值分别为、、。重力加速度为g，忽略小球的电荷量对极板间电场的影响。求夹角与定值电阻阻值的关系式；若某时刻烧断细线，同时断开开关S，通过分析定性说明小球在两极板间可能出现的运动情况假设小球的电荷量保持不变，且始终未与极板发生碰撞。20. 应用恰当的方法可以对一些问题进行深入分析。比如，研究一般的曲线运动时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，每小段都可以看作圆周运动的一部分，此圆的半径就是曲线在该点的曲率半径p，用来描述这一点的弯曲程度，如图甲所示。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理。如图乙所示，有人设计了一个光滑的抛物线形轨道，位于平面直角坐标系xOy的第二象限内，末端恰好位于坐标原点O，且切线沿水平方向，质量为m的小滑块从轨道上的A点由静止

北京市东城区2021届新高考物理一模试卷

一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星绕地球轨道半径的12，则此卫星运行的周期大约是（

）

A．6h B．8.4h C．12h D．16.9h

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

由题意卫星的轨道半径是同步卫星半径的12，根据开普勒第三定律有

33

22 1()2rrTT同同同卫

可得

3

11224h8.4h8rTTr同卫同同

故ACD错误，B正确。

故选B。

2．某同学设计了如图所示的电路来研究光电效应现象，结点Q位于滑动变阻器的中点，初始状态时，滑动触头P也恰好位于滑动变阻器的中点．实验过程中，当该同学用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，下列说法正确的是

A．若换用紫光照射光电管，则电流计的示数一定增大

B．若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大

C．若将滑动触头P向右滑动，则电流计的示数一定不断增大

D．若将滑动触头P向左滑动，则电流计的示数一定能减小为0

【答案】B 【解析】

【分析】

【详解】

用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，说明绿光的频率大于该光电管的极限频率，若换用紫光照射，则一定可产生光电效应，但光电流大小与光强有关，所以光电流大小变化情况不能确定，选项A错误；增大绿光的光照强度，则单位时间内从阴极逸出的光电子的数量一定增多，光电流变大，电流计的示数一定变大，选项B正确；此时加在光电管两端的电压为零，若将滑动触头P向右移动，加在光电管两端的电压为正向电压，则在电场力的作用下，到达阳极的光电子数会增多，而达到饱和光电流后，光电流的大小不会随着正向电压的增大而增大，选项C错误；若将滑动触头P向左滑动，加在光电管两端的电压为反向电压，则在电场力作用下，到达阳极的光电子数会减小，电流计的示数不断减小，若最大反向电压小于遏止电压，则电流计的示数不能减为零，选项D错误；故选B.

【区级联考】北京市东城区2024

届高三高考一模物理试题

一、单选题 (

共7

题)

第(1)

题

实验证明，金属棒中的自由电子会发生热扩散现象。当金属棒一端温度高，另一端温度低时，自由电子会在金属棒内部产生热

扩散，使得温度较高的一端自由电子的数密度较小，而温度较低的一端自由电子的数密度较大。热扩散作用可以等效为一种非

静电力，在温度不均匀的金属棒两端形成一定的电动势，称为汤姆逊电动势。如图所示，金属左侧连接高温热源，保持温度

为T

1，右侧连接低温热源，保持温度为T

2（T

1>T

2）。此时该金属棒相当于一个电源，将它与一只电阻相连。下列判断正确的是（ ）

A

．T

1端相当于电源的正极，T

2端相当于电源的负极

B

．T

2端相当于电源的正极，T

1端相当于电源的负极

C

．该电源是把电能转化为热能的装置

D

．当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做负功

第(2)

题下列说法正确的是（ ）

A

．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长

B

．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a

一定是非晶体，b

一定是晶体

C

．图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动

D

．图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大

第(3)

题

如图甲，阴极K

和阳极A

是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K

在受到光照时能够发射光电子。阴极K

与阳极A

之间电

压U

的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。分别用单色光束①、②照射光电管，电流表示数I

与电压表示数U

之间的关系如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）

A．两种光的光子能量关系B．两种光的波长关系

C．两种光的动量关系D．光电子最大初动能关系

第(4)

题

在光滑的的水平面上放置一质量为M

的斜面，斜面上固定一竖直挡板，另有一质量为m

的小球置于斜面上并被挡板挡住，如

图。现对斜面施加一水平向右的拉力F

作用，斜面对小球的弹力为F

1，挡板对小球的弹力为F