2021年北京市昌平区高考物理一模试卷

一、选择题（共14小题，每小题3分，满分42分）

• 1．下列说法正确的是（　　）

  A．液体分子的无规则运动称为布朗运动

  B．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大

  C．物体做加速运动，物体内分子的动能一定增大

  D．物体对外做功，物体内能一定减小
  组卷：583引用：3难度：0.7

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• 2．以下现象能显著表现出光的波动性的是（　　）

  A．单色光经过杨氏双缝后在屏上得到明暗相间的图样

  B．紫外线照射锌板，使电子从锌板表面逸出

  C．光在同一种均匀介质中沿直线传播

  D．光经过三棱镜后发生偏折
  组卷：355引用：4难度：0.6

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• 3．对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc²，下列说法中不正确的是（　　）

  A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

  B．根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能

  C．若m表示核电站参与反应的铀235的质量，则E表示核反应释放的核能

  D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，因此太阳的质量在不断减少
  组卷：239引用：3难度：0.7

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• 4．用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（　　）

  A．1～2s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大

  B．2～3s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大

  C．t=4s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值

  D．t=5s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值
  组卷：504引用：5难度：0.5

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• 5．2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，并为全球提供服务。北斗三号系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成。其中，中圆地球轨道卫星距地面高度约为2.2×10⁴km,地球静止轨道卫星距地面高度约为3.6×10⁴km,它们都绕地球做近似的匀速圆周运动。则（　　）

  A．中圆地球轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度

  B．地球静止轨道卫星的加速度大于9.8m/s2

  C．中圆地球轨道卫星的周期大于地球静止轨道卫星的周期

  D．中圆地球轨道卫星的角速度大于地球静止轨道卫星的角速度
  组卷：213引用：5难度：0.6

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• 6．真空中静止的点电荷的电场线分布如图所示，A、B为同一条电场线上的两点。已知A点的场强为E_A，B点的场强为E_B，A、B两点之间距离为d,电荷量为+q的试探电荷在A点的电势能为E_pA，在B点的电势能为E_pB。有关A、B两点的说法正确的是（　　）

  A．该试探电荷在A点受静电力较小

  B．该试探电荷在B点具有的电势能较大

  C．A、B两点间的电势差等于（ E A + E B 2 ）d

  D．A、B两点间的电势差等于 E p A - E p B q
  组卷：375引用：9难度：0.5

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二、解答题（共6小题，满分58分）

• 19．在研究物理学问题时，为了更好地揭示和理解物理现象背后的规律，我们需要对研究对象进行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建构物理模型。谐振子模型是物理学中在研究振动问题时所涉及的一个重要模型。
  
  （1）如图1所示，在光滑水平面上两个物块A与B由弹簧连接（弹簧与A、B不分开）构成一个谐振子。初始时弹簧被压缩，同时释放A、B，此后A的v-t图像如图2所示（规定向右为正方向）。已知m_A=0.1kg,m_B=0.2kg,弹簧质量不计。
  a.在图2中画出B物块的v-t图像；
  b.求初始时弹簧的弹性势能E_p。
  （2）双原子分子中两原子在其平衡位置附近振动时，这一系统可近似看作谐振子，其运动规律与（1）的情境相似。已知，两原子之间的势能E_p随距离r变化的规律如图4所示，在r=r₀点附近E_p随r变化的规律可近似写作E_p=E_p0+

  k

  2

  （r-r₀）²，式中E_p0和k均为常量。假设原子A固定不动，原子B振动的范围为r₀-a≤r≤r₀+a,其中a远小于r₀，请画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值。
  组卷：269引用：3难度：0.3

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• 20．利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。
  
  （1）如图1，将一半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中能够自由移动的电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是在c、f间产生霍尔电压U_H。已知半导体薄片的厚度为d,自由电荷的电荷量为q,求薄片内单位体积中的自由电荷数n；
  （2）利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图2所示，将两块完全相同的磁体同极相对放置，在两磁体间的缝隙中放入图1所示的霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压U_H为0，将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着x轴方向移动时，则有霍尔电压输出。若该霍尔元件是电子导电的，在霍尔元件中仍通以由a向b的电流，那么如何由输出的霍尔电压判断霍尔元件由中间位置沿着x轴向哪个方向移动？请分析说明；
  （3）自行车测速码表的主要工作传感器也是霍尔传感器。如图3，霍尔元件固定在自行车前叉一侧，一块强磁铁固定在一根辐条上。当强磁铁经过霍尔元件时，使其产生电压脉冲。已知自行车在平直公路上匀速行驶，车轮与地面间无滑动，车轮边缘到车轴的距离为r。
  a.若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，求自行车行驶的速度大小v；
  b.图4中的两幅图哪个可以大致反映自行车正常行驶过程中车轮边缘一点相对地面的运动轨迹？请说明理由。
  组卷：292引用：2难度：0.4

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