2022届北京市密云区高三一模物理试卷（含答案）

密云区2021-2022年第二学期高三一模试卷

物  理          2022.4

本试卷共8页，100分。考试时长90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。

第一部分

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，关于裂变和聚变，下列说法正确的是

A．裂变释放能量，聚变吸收能量

B．裂变过程有质量亏损，聚变过程无质量亏损

C．裂变和聚变都可以释放出巨大的能量

D．太阳能来源于太阳内部发生的核裂变

2．电子束衍射实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图所示是电子束衍射实验装置的简化图，这个实验证实了

A．光具有粒子性 B．光具有波动性

C．电子具有粒子性 D．电子具有波动性

3．一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为介质中三个质点，a 正沿图中所示方向运动。下列选项正确的是

A．该波沿x轴正方向传播

B．该时刻质点a的速度比b的速度大

C．由此时刻起， a、b、c三个质点中c将最先到达平衡位置

D．由此时刻起，质点a经过一个周期运动的路程为一个波长

4． 2021年2月24日，“天问一号”火星探测器经过200多天的飞行，成功进入椭圆形的轨道绕火星运动，开展对火星的观测，并为着陆火星做好准备。如图所示，在“天问一号”沿椭圆轨道由“远火点”向“近火点”运动的过程中，下列说法正确的是

A．探测器受到火星的引力增大

B．探测器的速度逐渐减小

C．引力对探测器做负功，探测器的势能逐渐减小

D．引力对探测器做正功，探测器的机械能逐渐增大

5．绝热容器内封闭一定质量的理想气体，气体分子的速率分布如下图所示，横坐标表示速率v，纵坐标表示某一速率区间的分子数占总分子数的百分比N，经过一段时间分子的速率分布图由状态①变为②，则由图可知

A．气体的温度一定降低 

B．气体的压强一定减小 

C．气体的内能一定增大

D．气体一定对外界做功

6. 2021年12月9日15：40分航天员王亚平老师进行了太空授课，在“水球光学实验”中，透过含有气泡的水球可以看到一正一反的两个人像，这是由于

A．光的色散 B．光的折射

C．光的干涉 D．光的衍射

7. 现代人经常低头玩手机，这会使颈椎长期受压，可能引发颈椎病。人低头时，可粗略认为头受重力G，肌肉拉力F1和颈椎支持力F2。如图所示，某同学低头看手机时头颈弯曲与竖直方向成60°，此时肌肉对头的拉力F1约为头重的4倍，F2沿图中虚线方向，依据上述信息估算此时颈椎受到的压力F的可能值

A．G<F<4G       B． F=4G       C． 4G<F<5G        D．F>5G

8. 如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为其电场的等势面，在强电场作用下，有一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是

A．a点的电势比b点的低

B．a点的电场强度比b点的小

C．液滴在a点的加速度比在b点的小

D．液滴在a点的电势能比在b点的大

9．卡车装载大型货物时，常会在车尾搭一块倾斜木板。如图所示，工人用平行于斜面的力将货物沿斜面从底端匀速推到顶端。已知货物与木板间的动摩擦因数不变。下列说法正确的是

A．斜面越长，推力越大

B．斜面越短，推力越大

C．斜面越长，工人做功越多

D．斜面越短，工人做功越多

10．为探究变压器的两个线圈的电压关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是

A．增大电源电压

B．适当增加原线圈a的匝数

C．适当增加副线圈b的匝数

D．换一个电阻更小的灯泡

11. 如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是

A．仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小

B．仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大

C．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小

D．同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期可能不变

12．如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆垂直且接触良好，并能在金属杆上自由滑动。迎风板与金属杆末端分别与电压传感器的两端相连，整个装置与电阻R 串联接入闭合电路，则

A．风速越大，电压传感器的示数越大

B．风速越大，流过电阻R的电流越大

C．风速不变时，电阻R的阻值越大，电压传感器示数越大

D．其他条件不变时，电压传感器示数与弹簧形变量是线性关系

13. 高压电线落地可能导致行人跨步触电，如图所示，设人的两脚MN间跨步距离为d，电线触地点O流入大地的电流为I，大地的电阻率为ρ，ON间的距离为R，电流在以O点为圆心、半径为r的半球面上均匀分布，其电流密度为，已知电流密度乘以电阻率等于电场强度，该电场强度可以等效成把点电荷Q放在真空中O点处产生的电场强度。下列说法正确的是

A．越靠近O点，电势越低

B．两脚间距离越大，跨步电压一定越大

C．等效点电荷Q的电荷量为（k为静电力常量）

D．若M、N、O三点在一条直线上，图中两脚MN间跨步电压等于

14. “八字刹车”是初级双板滑雪爱好者一项非常重要的技术，用“八字刹车”在水平雪面上滑行时的滑行姿态如图1所示，其减速原理很复杂，但可简化为图2（图1中左边雪板的受力情况）所示。实际滑行时，可通过脚踝“翻转”雪板，使雪板以内刃AB为轴，外刃CD向上翻转，使得两雪板之间夹角为2α，雪板与雪面成β角。此时雪面对雪板的总作用力F可近似认为垂直于雪板所在平面ABCD，其水平、竖直分量分别记为Fx、Fy，其中Fx垂直于AB边，这个分力可以帮助运动员做减速运动。不计空气阻力和一切其他的摩擦，下列说法正确的是

A．其他条件不变的情况下，α角越小，减速效果越好

B．其他条件不变的情况下，β角越小，减速效果越好

C．滑行动作和姿态相同时，质量大的运动员减速效果更好

D．滑行动作和姿态相同时，质量不同的运动员减速效果相同

第二部分

本部分共6题，共58分。

15．（8分）

在测量导体电阻实验中，某同学进行如下操作。

（1）先用欧姆表“”挡粗略测量该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数应是__________。

（2）用图2的实验电路测量Rx的电阻值，在电路组装完成后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置于______（a或者b）位置。

（3）在图2所示的电路中测量得到电压表示数为U，电流表示数为I,则电阻Rx=         ，这个测量值比真实值偏大还是偏小？判断并说明理由                                                      

16. (10分)

某同学做“探究平抛运动的特点”实验时，做了如下探究：

如图1所示的实验，将两个完全相同的倾斜滑道固定在同一竖直平面内，下面的滑道末端与光滑水平板平滑连接。把两个完全相同的小球从倾斜滑道同时释放，观察到小球1落到光滑水平板上并击中球2。

（1）为达成实验目的，下述实验操作合理的是      

A.两个倾斜滑道必须均是光滑的        

B.两滑道的末端必须水平放置

C.玻璃球和钢球比较，应选用密度较小的玻璃球

D.因为小球1的滑道较高，因此释放的位置应该略低于小球2

（2）在各项操作均合理的情况下，多次调整滑道高度进行实验，发现每次球1均能击中球2，该现象能说明球1的运动情况为      

A.在水平方向做匀速直线运动

B.在竖直方向做自由落体运动

C.在水平方向做匀速直线运动，同时在竖直方向做自由落体运动

D.平抛运动是匀变速曲线运动

（3）用图2所示的装置研究平抛运动，让小球在有坐标纸的背景屏前水平抛出，用频闪数码照相机连续拍摄记录小球位置。实验过程拍下的一组照片如图3所示，已知、、、为连续四张照片，频闪时间间隔为T，图中每小格边长为l,重力加速度为g。判断小球在水平方向做匀速直线运动的依据是              ；判断小球在竖直方向做自由落体运动的依据是          。

（4）为拓展研究物体从光滑抛物线轨道顶端下滑的运动，该同学制做了一个与图3中小球平抛轨迹完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与平抛轨迹重合的位置，如图4所示，让小球沿该轨道无初速下滑，已知小球下滑过程中不会脱离轨道。下列说法正确是          

A. 小球从运动到等于从b的时间

B. 小球经过点时的速度方向与平抛小球经过点时的速度方向相同

C. 小球经过点时的速度大小与平抛小球经过点时的速度大小相等

D. 小球从运动到b的过程中所受重力的冲量大于从b过程所受重力的冲量

17．（9分）

如图所示，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和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.8m；A和B的质量均为m=0.1kg，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数 =0.2。取重力加速度 g =10m/s2。求：

（1）与B碰撞前瞬间A对轨道的压力N的大小；      

（2）A与B碰撞过程中系统损失的机械能；               

（3）A和B整体在桌面上滑动的距离l。

18．（9分）

如图所示，导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒ab沿光滑导线框向右做匀速运动，cd间接有阻值为R的电阻。已知，导体棒ab的长度为L，电阻为r，运动的速度为v。导线框的电阻不计。

（1）求ab棒两端的电势差U；

（2）求ab棒所受的外力F大小；

（3）说明在Δt时间内外力对导体棒所做的功W与整个电路生热Q的关系并进行论证。

19．（10分）

电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。实际电容器在外形结构上有多种不同的形式，一个金属球和一个与它同心的金属球壳也可以组成一个电容器，叫做球形电容器。如图1所示，两极间为真空的球形电容器，其内球半径为R1，外球内半径为R2，其电容，其中k为静电力常量。与平行板电容器一样，当该电容器极板所带电荷量变化时，两极板间的电势差也随之变化。

（1）图2为该电容器在充电过程中两极板间的电势差U随带电量q变化的关系图像，请类比直线运动中由v—t图像求位移的方法，推导该球形电容器充电电荷量达到Q时所具有的电势能Ep的表达式；

（2）孤立导体也能储存电荷，也具有电容,可以将孤立导体球看作另一极在无穷远的球形电容器。若已知某金属小球半径为r,  且r远远小于地球半径。

a.请结合题目信息推导该金属小球的电容的表达式。

b.若将带电金属小球用导线与大地相连，我们就会认为小球的电荷量减小为零。请结合题目信息与所学知识解释这一现象。

20．（12分） 

电动汽车消耗电池能量驱动汽车前进，电池的性能常用两个物理量来衡量：一是电池容量Q，即电池能够存储的电量；另一个是电池的能量密度ρ，是指单位质量能放出电能的多少。

某次实验中质量m0=0.05kg的电池以恒定电流放电时，端电压与流过电池电量的关系如下图所示。电池容量检测系统在电压为4.0V时显示剩余电量100%，电压为3.0V时显示剩余电量为0。通过计算机测得曲线与电量轴所围的面积约为7000V·mAh。

（1）该电池的能量密度ρ是多少？

（2）在放电过程中显示剩余电量从100%到90%用了时间t，依据图像信息推测剩余电量从90%到70%约要多少时间？

（3）电动汽车的续航里程是指单次充电后可以在水平路面上匀速行驶的最大距离。某电动汽车除电池外总质量为M，配上质量为m，能量密度为ρ的电池，续航里程为s。已知汽车行驶过程中所受阻力与总质量成正比，驱动汽车做功的能量占电池总能量的比例确定，为提升该电动汽车的续航里程，可以采用增加电池质量和提高电池能量密度两种方式，请计算说明哪种方式更合理？

2022密云一模参考答案：

1.C  2.D  3.C  4.A  5.C  6.B  7.C  8.D  9.C  10.B  11.C  12.B    13.C  14.D 

15.(8分)

（1） 6Ω     （2）a       

（3） ；  偏小，由于电压表的分流作用，导致电流的测量值偏大，因此电阻的测量值偏小。

16. (10分)

（1）B       （2）A

（3）相等的时间内在水平方向上位移相等（ab、bc、cd水平距离相等）； ab、bc、cd的竖直高度之差均相等，且满足 （其他表述符合题意同样得分）

（4）B D

17.（9分）

（1）根据机械能守恒定律              

解得碰撞前A的速率

根据牛顿第二定律                  

解得F=3N

根据牛顿第三定律可得，A对轨道的压力N=F=3N      

（2）根据动量守恒定律

解得碰撞后A和B整体的速度

根据能量守恒                   

得碰撞过程损失的能量                     

（3）根据动能定理             

解得1 m                                 

18.（9分）

（1）导体棒ab棒产生的感应电动势         

根据闭合电路欧姆定律               

ab棒两端的电压                   

（2）ab棒所受的安培力F大小            

带入解得                              

根据牛顿第三定律F=F安   得             

（3）在Δt时间内，外力对导体棒所做的功W与整个电路生热相等  

W=Fs=FvΔt 

将（2）中带入

得                          

整个电路生热                

将     带入得

W=Q   因此外力做功与整个电路生热相等              

19.（10分）

（1）当带电量Q时，电容器两端电压             

类比直线运动v—t图像求位移的方法，可知此时，图像与q轴所围的面积表示电容器所具有的电势能

则                                       

 根据题意

解得                            

（2）根据公式，小球半径R1=r  电容的另一极在无穷远，因此R2=∞

所以孤立小球的电容                          

（3）由电容公式可知，球体的半径越大，其电容越大。由于金属小球的半径远小于地球半径，所以地球的电容远大于小球的电容。

二者用导线连接，电势相同，根据Q=CU，可知，地球的带电量远大于小球的带电量，电荷总量保持不变，所以可以认为小球的电荷量减小为0。  

20．（12分）

（1）根据图像的坐标轴可知，图像所围面积物理意义是Uq，表示电池存储的总能量E

根据题意能量密度                           

解得该电池的能量密度 

（2）根据q=It，I保持不变，则电量消耗与时间成正比。

由U-q图像可知剩余电量从100到90，通过电池电量约100mAh，剩余电量从90到70，通过电池电量约400mAh，则时间约为4t                      

（3）设汽车质量M，电池质量m，单次充电行驶最大距离s，由题意，阻力与总质量成正比，即

f=k（m +M）                          

汽车匀速运动，故消耗电能等于克服阻力做功  

E= fs =k（m +M）s                   

设驱动汽车做功的能量与电池总能量的比例为

则E=fs =mρ                           

单次充电行驶最大距离      

由表达式可知：s与m为非线性关系，行驶的最大距离s随着电池质量m的增加，提升得越来越慢。                           

若电池质量m一定时， s与ρ成正比，提升能量密度ρ，并不增加阻力，不造成电能额外损耗，可见，提高电池的能量密度ρ比增加电池质量m更合理。