2022北京东城区高三下学期二模考试物理试题含答案

2022北京东城高三二模物理

第一部分

一、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. 手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成，信号通过电磁波传播。下列有关电磁波的说法正确的是（　　）

A. 只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波

B. 电磁波跟机械波一样，只能在介质中传播

C. 基站停止工作，发射出去的电磁波也就停止传播

D. 电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播

2. 关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）

A. 原子核发生衰变时，质量数不守恒

B. 原子核发生衰变时，电荷数守恒

C. 在、、三种射线中，射线的电离本领最强

D. 在、、三种射线中，射线的穿透本领最强

3. 如图所示为氢原子能级示意图。已知可见光的光子能量范围为1.64eV~3.11eV，现有大量处于能级的氢原子，下列说法正确的是（　　）

A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射2种频率的光子

B. 从能级跃迁到能级需要吸收能量

C. 从能级跃迁到能级辐射的光为可见光

D. 电离能级氢原子至少需要吸收13.6eV的能量

4. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）

A. 该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜

B. 分子直径等于油酸的酒精溶液的体积与油膜的面积之比

C. 若油酸的酒精溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏小

D. 若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏小

5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态、，再回到状态。下列说法正确的是（　　）

A. 过程中气体对外做功

B. 在过程中气体的内能减少

C. 在过程中气体对外界放热

D. 在过程中气体的温度降低

6. 单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 单色光a的波长比单色光b的波长大

B. 单色光a的频率比单色光b的频率高

C. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大

D. 在同一块玻璃砖中传播时，单色光a比单色光b的传播速度小

7. 一列简谐横波沿轴正方向传播，在和处的两个质点、的振动图像如图所示，则（　　）

A. 波由质点A传到质点B的时间可能是0.1s

B. 波由质点A传到质点B的时间可能是0.3s

C. 这列波的波速可能是1m/s

D. 这列波的波速可能是3m/s

8. 在建造房屋的过程中，建筑工人用轻绳穿过与重物固定连接的光滑圆环，将重物从高台运送到地面的过程，可以简化为如图所示的情景：工人甲和乙站在同一水平高台上分别握住轻绳，甲在A点静止不动，乙站在B点缓慢释放轻绳，使重物下降。在乙释放一小段轻绳的过程中，下列分析正确的是（　　）

A. 绳的拉力大小不变

B. 工人甲受到高台的支持力不变

C. 工人甲受到高台的摩擦力变大

D. 工人甲受到高台和绳作用力的合力变大

9. “嫦娥四号”月球探测器登陆月球背面的过程可以简化为如图所示的情景：“嫦娥四号”首先在半径为r、周期为T的圆形轨道I上绕月球运行，某时刻“嫦娥四号”在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入近月圆形轨道Ⅲ。轨道Ⅱ与轨道I、轨道Ⅲ的切点分别为A、B，A、B与月球的球心O在一条直线上。已知引力常量为G，月球的半径为R，体积，则（　　）

A. 月球的平均密度为

B. 探测器在轨道Ⅱ上A、B两点的线速度之比为

C. 探测器在轨道Ⅱ上A、B两点的加速度之比为

D. 探测器从A点运动到B点的时间为

10. 如图所示，传送带与水平面夹角，底端到顶端的距离，运行速度大小。将质量的小物块轻放在传送带底部，物块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度。下列说法正确的是（　　）

A. 物块从斜面底端到达顶端的时间为

B. 物块相对传送带的位移大小为6m

C. 物块被运送到顶端的过程中，摩擦力对物块做功为32J

D. 物块被运送到顶端的过程中，电动机对传送带至少做功48J

11. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间的P点固定一个带正电的检验电荷。用C表示电容器的电容，E表示两板间的电场强度的大小，表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离，上述各物理量与负极板移动距离的关系图像中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

12. 如图所示，玻璃管竖直放置，下端口处的线圈与电压表相连。强磁铁从玻璃管上端口由静止释放，穿过线圈。其他条件相同时，关于电压表的最大偏转角，下列说法正确的是（　　）

A. 将强磁铁换为磁性较弱的磁铁，变小

B. 增加线圈的匝数，不变

C. 将玻璃管换为同尺寸的铝管，变大

D. 将线圈移至玻璃管中央位置，变大

13. 一根劲度系数为的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为的物块。用一水平木板将物块托住，使弹簧处于原长状态，如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动，加速度大小，忽略一切阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 物块下落的整个过程中，物块、弹簧和地球组成的系统机械能守恒

B. 当弹簧的伸长量时，物块与木板分离

C. 物块下落到最低点时的加速度大小为g

D. 下落过程中物块的最大速度

14. 半导体芯片制造中，常通过离子注入进行掺杂来改变材料的导电性能。如图是离子注入的工作原理示意图，离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，通过速度选择器的离子经过磁分析器和偏转系统，注入水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器中的电场强度的大小为E、方向竖直向上。速度选择器、磁分析器中的磁感应强度方向均垂直纸面向外，大小分别为B1、B2。偏转系统根据需要加合适的电场或者磁场。磁分析器截面的内外半径分别为R1和R2，入口端面竖直，出口端面水平，两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统下边缘与晶圆所在水平面平行，当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点）。整个系统置于真空中，不计离子重力及其进入加速电场的初速度。下列说法正确的是（　　）

A. 可以利用此系统给晶圆同时注入带正电离子和带负电的离子

B. 从磁分析器下端孔N离开的离子，其比荷为

C. 如果偏转系统只加沿x轴正方向的磁场，则离子会注入到x轴正方向的晶圆上

D. 只增大加速电场的电压，可使同种离子注入到晶圆更深处

第二部分

二、本部分共6题，共58分。

15. 用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为________（用字母、表示）；

（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是________（选填字母代号）；

A．将钢球换成塑料球

B．当摆球经过平衡位置时开始计时

C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放

D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g

（3）若测得重力加速度g值偏小，可能的原因是________（选填字母代号）；

A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长

B．把摆线的长度记为摆长

C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动

D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次

（4）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为（）（,）如图所示。由图可计算出重力加速度________。

16. 在“练习使用多用电表”的实验中，某同学进行了如下操作和思考。

（1）利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时发现指针示数如图所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为____________（选填字母代号并按操作顺序排列）；

A．将选择开关旋转到欧姆挡“×1k”的位置

B．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置

C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“”

（2）该同学想进行如图所示的操作，下列说法正确的是____________（选填字母代号）；

A．图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压

B．图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流

C．图丙中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻

D．图丁中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可观察到此时欧姆表示数很小

（3）该同学在实验室找到一个的电容器，他认为电容器是彼此绝缘的两个极板构成，用欧姆表两个表笔分别与电容器的两电极相连，欧姆表的指针不会发生偏转。该同学准备验证自己的想法，用欧姆表的“×10”挡，将红、黑两表笔分别与该电容器的两电极相连。请你分析该同学会看到什么现象，并说明依据_______。

17. 正方形线框在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，如图所示。线框边长为L，匝数为N，线框的总电阻为r，外电路的电阻为R，磁感应强度的大小为B。求：

（1）转动过程中产生的感应电动势的最大值Em；

（2）线圈转动过程中，图中电压表的示数U；

（3）从图示位置开始，线圈转过90°的过程中通过电阻R的电量q。

18. 有一项荡绳过河的拓展项目，将绳子一端固定，人站在高台边缘A处抓住绳子另一端，像荡秋千一样荡过河面，落到河对岸的平地上。为了方便研究，将人看作质点，如图所示。已知人的质量，A到悬点O的距离，A与平地的高度差，人站在高台边缘时，AO与竖直方向的夹角。某次过河中，人从高台边缘无初速度离开，在最低点B处松开绳子，落在水平地面上的C点。取重力加速度，，。求：

（1）人到达B点时的速度大小；

（2）人到达B点松开绳前，绳对人的拉力大小F；

（3）C点到高台边缘的水平距离x。

19. 测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的方法测速。情境1：如图1所示，滑块上安装了宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间，估算滑块经过光电门的速度大小。情境2：某高速公路自动测速装置如图2甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。经过时间t再次发射脉冲电磁波。显示屏如图2乙所示，请根据图中t1、t2、t的意义（），结合光速c，求汽车车速的大小。情境3：用霍尔效应制作的霍尔测速仪可以通过测量车轮的转速（每秒钟转的圈数），进而测量汽车的行驶速度。某同学设计了一个霍尔测速装置，其原理如图3甲所示。在车轮上固定一个强磁铁，用直流电动机带动车轮匀速转动，当强磁铁经过霍尔元件（固定在车架上）时，霍尔元件输出一个电压脉冲信号。当半径的车轮匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号如图3乙所示。求车轮边缘的线速度大小。

20. 如图所示，水平固定、间距为L的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。与导轨垂直且接触良好的导体棒a、b，质量均为m，电阻均为R。现对a施加水平向右的恒力，使其由静止开始向右运动。当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚要滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度为g。

（1）导体棒b刚要滑动时，导体棒a的最大速度；

（2）定性画出导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像；

（3）导体棒a发生位移x的过程中，回路中产生的总焦耳热Q；

（4）当导体棒a达到最大速度时，给b水平向右瞬时速度。请分析此后导体棒b的运动情况并求出b的最终速度。

【1题答案】

【答案】D

【2题答案】

【答案】B

【3题答案】

【答案】C

【4题答案】

【答案】A

【5题答案】

【答案】D

【6题答案】

【答案】A

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【8题答案】

【答案】B

【9题答案】

【答案】A

【10题答案】

【答案】C

【11题答案】

【答案】C

【12题答案】

【答案】A

【13题答案】

【答案】D

【14题答案】

【答案】B

【15题答案】

【答案】    ①.     ②. B    ③. BC    ④.

【16题答案】

【答案】    ①. BDC    ②. AB##BA    ③. 见解析

【17题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）感应电动势的最大值

（2）转动过程中，电压表的示数为有效值

又

联立可得

（3）设从图示位置开始，线圈转过所用时间为，此过程感应电动势的平均值为，电流的平均值为，根据

又

联立可得

【18题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）人从离开高台到B点的过程

解得

（2）在最低点B处

解得

（3）人从离开高台到B点的过程中水平位移

人从B到C的运动过程

解得

水平位移

从C到高台边缘的水平距离

【19题答案】

【答案】，，

【详解】根据

解得

发第一个信号时，汽车到雷达的距离

发第二个信号时，汽车到雷达的距离

汽车的车速

由图象可知，车轮的转速为

车轮边缘的速度大小

【20题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析，

【详解】（1）设导体棒刚要滑动时回路中电流为，对导体棒有

①

对整个回路

②

解得

（2）导体棒未滑动前，所受摩擦力为静摩擦力，大小等于安培力，随着导体棒速度增大，回路中感应电流变大，导体棒所受的安培力变大，则导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，电流变化率逐渐变小，则导体棒摩擦力随时间的变化率逐渐变小，导体棒滑动后，为滑动摩擦力，恒定不变，当导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像如图

（3）导体棒刚要滑动时，对导体棒

整个过程中对系统，由功能关系

解得

（4）导体棒做初速度为，加速度减小的减速运动，当加速度减至0时，匀速，由以上式子可得

导体棒获得瞬时速度后，、系统动量守恒，设最终导体棒的速度为，对、系统，由动量守恒

当导体棒加速度减为0时

联立解得