北京顺义区2021-2022学年高三下学期二模物理试卷（学生版）

这是一份北京顺义区2021-2022学年高三下学期二模物理试卷（学生版），共18页。试卷主要包含了本试卷共8页，共两部分，02s等内容，欢迎下载使用。
1.本试卷总分100分，考试用时时90分钟。
2.本试卷共8页，共两部分。
3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上在试卷上作答无效。选择题必须用2B铅笔作答，非选择题必须用黑色字迹的签字笔作答。
4.考试结束后，请将答题卡交回，试卷自己保留。
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. 太阳内部有多种热核反应，其中一个反应方程是，以下说法正确的是（ ）
A. X是电子B. X是质子
C. X是α粒子D. X是中子
2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长为入，周期为T。某时刻的波形如图所示，a、b，c是介质中的三个质点，下列说法正确的是（ ）
A. 质点a、b、c的振幅都相同
B. 质点a加速度比质点b的小
C. 质点b比质点a先回到平衡位置
D. 质点b和质点c的速度方向总是相同的
3. 某交变电流瞬时值表达式为e=20sin100πt（V）。下列说法正确的是（ ）
A. 此交流电的周期为0.02s
B. 此交流电的频率为100Hz
C. 此交流电的电动势的有效值为20V
D. 当t=0.25s时，此交流电的电动势为20V
4. 根据开普勒定律可知，火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 火星运动到近日点时的线速度最小
B. 火星运动到远日点时的加速度最小
C. 太阳对火星的万有引力大小始终保持不变
D. 太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力
5. 如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。如果b光是蓝光，则以说法正确的是（ ）
A. a光可能是紫光B. c光可能是红光
C. a光的频率小于c光的频率D. c光的波长大于b光的波长
6. 某电场等势面的分布情况如图所示，该电场中A、B两点的电场强度大小分别是EA、EB将一试探电荷先后放置在电场中的A点和B点，电势能分别为EpA、EpB，下列关系式中可以确定的是（ ）
A. EAEBC. EPA>EPBD. EPAm）通过轻质细线连接，跨过定滑轮（不计轮轴间摩擦），由静止释放，在加速过程中，重力加速度为g，求：
（1）物块m加速度a的大小；
（2）物块M下落h高度过程中，物块M机械能的变化量△E；
（3）某同学以此为基础，在配合使用光电门设计了如图乙所示的实验装置来测量重力加速，操作过程如下：
①轻质细绳跨过固定在铁架台上的滑轮（不计轮轴间摩擦），两端分别悬挂质量为M1和M2的两个重锤（M1>M2），M1上粘一遮光条，在下方适当位置安装两个光电门A、B；
②调节A、B两个光电门位置，量出两个光电门间的距离h；
③将M2压在地面上，然后由静止释放，由光电门计时器记录下M1下落过程中从A到B的运动时间；
④保持光电门B的位置不动。改变A光电门的位置，重复步骤②③，多次实验后，将数据记录在表格中；
⑤另一名同学应用数据做出如图丙所示关系图像，图中横坐标表示物理量为时间t，通过图像斜率K来求得加速度a，也可以通过K直接求得重力加速度g，请通过推导说明图中纵坐标如何选取，并写出当地重力加速度g的表达式（用M1、M2、K来表示）。
20. 研究光电效应的装置示意图如图所示，该装置可用于分析光子的信息。在xy平面（纸面）内，垂直面的金属薄板，M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔O。有一由x轴、y轴和以O为圆心，圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域I，整个区域I内存在大小可调，方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域I右侧还有一个边界与y轴平行且左边界与O点相距为l、下界与x轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板板间电压U加速（板间电场视为匀强电场），从小孔O射出，并沿各个可能的方向射入板N的右侧空间，调节区域I的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度。使具有某速度并沿某方向运动的电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为m，电荷量为e，板M的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为v的光照射M板时有光电子逸出。求：
（1）光电子从M板逸出的最大速度vm的大小；
（2）光电子从O点射出时的速度v0的大小范围；
（3）a．若某光电子从小孔O射出，且在xy平面内运动，与x轴夹角为α，通过区域I、Ⅱ后被探测器接收到，若此时区域Ⅱ的磁感强度为B2，求该光电子的速度v大小及此时区域I电场强度E的大小；
b．为了使从O 点以各种大小和方向的速度指向区域I的电子都能被探测到，需要调节区域I的电场强度E和区域Ⅱ的磁感应强度B2，求E的最大值和B2的最大值。
参考答案
1. 【答案】D
【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X是中子。故选D。
2. 【答案】A
【解析】A．质点a、b、c的振幅都相同，选项A正确；
B．质点离开平衡位置的位移越大，则回复力越大，加速度越大，则质点a的加速度比质点b的大，选项B错误；
C．因此时质点b向上振动，则质点a比质点b先回到平衡位置，选项C错误；
D．质点bc平衡位置之间的距离不等于一个波长，则质点b和质点c的速度方向不是总是相同的，选项D错误。故选A。
3. 【答案】A
【解析】A．此交流电的周期为，故A正确；
B．此交流电的频率为，故B错误；
C．此交流电的电动势的有效值为，故C错误；
D．当t=0.25s时，此交流电的电动势为，故D错误。故选A
4. 【答案】B
【解析】A．火星从远日点到近日点，万有引力做正功，则速度增加，则运动到近日点时的线速度最大，选项A错误；
B．火星运动到远日点时，受太阳的引力最小，则加速度最小，选项B正确；
C．太阳对火星的万有引力大小随距离的变化而不断变化，选项C错误；
D．太阳对火星万有引力与火星对太阳的万有引力是一对相互作用力，总是等大反向，选项D错误。故选B。
5. 【答案】C
【解析】C．根据光路图可知，a光的折射率小于b光，c光的折射率大于b光，可知a光的频率小于b光，c光的频率大于b光，a光的频率小于c光的频率，选项C正确；
AB．因紫光的频率大于蓝光，b光是蓝光，则a光不可能是紫光；红光的频率小于蓝光，则c光不可能是红光，选项AB错误；
D．c光的频率大于b光，则c光的波长小于b光的波长，选项D错误。故选C。
6. 【答案】B
【解析】AB．因A点的等差等势面较B点密集，可知A点的场强大于B点，即
A错误，B正确；
CD．由于AB两点在同一等势面上，则电势相等，根据公式可知，试探电荷在AB两点的电势能相等，CD错误。故选B。
7. 【答案】D
【解析】AB．由图可知，状态c气体的温度最高，选项AB错误；
C．状态ab温度相同，状态a压强小，根据pV=C
则状态a体积大于状态b的体积，选项C错误；
D．状态bc压强相同，状态b的温度低，则根据
状态b的体积小于状态c的体积，选项D正确。故选D。
8. 【答案】C
【解析】A．由题意可知，导体棒做减速运动，则由，可得
所以电流减小，故A错误；
B．由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向b→a，故B错误；
C．由动能定理可得导体棒克服安培力做的功等于，故C正确；
D．导体棒刚开始运动时克服安培力做功的瞬时功率
故D错误。故选C。
9. 【答案】C
【解析】A．根据可知，图像与纵坐标交点表示电动势，故有
图像的斜率表示内阻，故有，A错误；
B．在实验中调节滑动变阻器滑片时，发现在某一端附近滑动时，数据变化不明显，可能是因为滑动变阻器的总阻值过大引起的，B错误；
CD．考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，由图甲可知，内接法误差来源于电压表有分流作用，C正确，D错误。故选C。
10. 【答案】B
【解析】AB．r2处是平衡位置，r3处分子力为引力，所以乙分子从r3处由静止释放，分子力先做正功，运动到r2处速度最大，动能最大，分子势能最小，后做负功，动能减小，势能增大，故A错误，B正确；
C．当两个分子相距为r=r2时，它们之间的分子力为零，故C错误；
D．当两个分子相距为r=r1时，它们之间分子力表现为斥力，故D错误。故选B。
11. 【答案】C
【解析】AB．P点放置的若是正点电荷Q，微粒受重力和电场力的作用，由于微粒带正电，无论在P点的上方还是下方都不可能做圆周运动，故AB错误；
CD．P点放置的若是磁单极子N，与正点电荷的电场线分布相似，微粒受到重力和洛伦兹力的作用，若在P点上方且顺时针方向运动，洛伦兹力斜向上方，与重力的合力可以指向圆心，同理可判断，洛伦兹力方向斜向下，重力与洛伦兹力的合力不指向圆心，故C正确，D错误。故选C。
12. 【答案】A
【解析】AC．根据牛顿第二定律可得可得
所以随着速度的增大，加速度逐渐减小为0，因图象的斜率表示加速度，所以图象的斜率从逐渐减小为0。
导体棒下滑过程中产生的感应电动势、电流分别为，
由公式可知，E与v、i与v成正比，那么、图像与图象相似，故A正确，C错误；
B. 导体棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，由于图象的斜率表示速度，所以图象开始时是斜率逐渐增大的曲线，最后变成斜率不变的直线。穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为
由公式可知，与x成正比，那么图像与相似，故B错误；
D．电阻R的功率为，由于导体棒最后匀速，所以电阻R消耗功率不可能一直增大，故D错误。故选A。
13. 【答案】D
【解析】A．超导体中的电阻为零，则超导电流不会产生焦耳热，选项A错误；
B．在磁场作用下，超导体表面会产生一个无损耗的感应电流，而在超导体的内部无电流流动，选项B错误；
C．超导体处在恒定的磁场中时，超导体会产生恒定的电流从而产生磁场，使得超导体内部的合磁场为零，选项C错误；
D．超导体处在均匀变化的磁场中时，超导体会产生均匀变化的感应电流，从而使得超导体内部的合磁场为零，选项D正确。故选D。
14. 【答案】D
【解析】AB．设圆板获得的速度大小为，物块掉下时，圆板和物块的速度大小分别为和，由动量定理，有
由动能定理，对圆板
对物块有
根据动量守恒定律解得
则物块可以从圆板滑落，物块与圆板相对滑动的位移不变，冲量I越大，物块离开圆板时的速度越小，AB错误；
CD．以向右为正方向，由动量守恒定律，有
要使物块落下，必须，解得，C错误，D正确。故选D
15. 【答案】（1）D ；B （2）BC
【解析】（1）以下实验器材在图中未标出：A.毛玻璃屏、B.双缝、C.光源、D.单缝、E.滤光片。在图中从左至右合理的顺序为：光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏，即顺序为C、E、D、B、A。
（2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，根据
可知：A．将单缝向双缝靠近，对条纹间距无影响，选项A错误；
B．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，则l减小，则条纹间距∆x减小，选项B正确；
C．使用间距更大的双缝，即d变大，则条纹间距∆x减小，选项C正确；
B．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，则l增大，则条纹间距∆x增加，选项D错误。
故选BC。
16. 【答案】（1） （2） ； （3）3
【解析】（1）滑块通过光电门时的速度
（2）在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统的重力势能减小量可表示为
其动能的增加量可表示为
（3）根据机械能守恒
即
整理得
图中斜率为
代入数据得
17. 【答案】（1）160N；（2）3.6m/s2；（3）600J
【解析】（1）小朋友沿滑梯下滑时所受支持力FN的大小
（2）小朋友沿滑梯下滑时由牛顿第二定律可得
解得加速度a=3.6m/s2
（3）从开始滑下至在水平段停止过程中，由动能定理可得
18. 【答案】（1）；（2）2A；（3），360W
【解析】（1）线圈中感应电动势的峰值
由于从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为
（2）感应电动势的有效值为
线圈自身分到的电压为
又U线圈=Ir=20V，所以电流表示数为
（3）由于理想变压器P入=P出
则电阻R上消耗的电功率为P=IU=360W
设副线圈两端电压为U′，则有
即，所以
19. 【答案】（1）；（2）机械能减少；（3）纵坐标为；
【解析】（1）由牛顿第二定律
可得物块m加速度大小为
（2）由牛顿第二定律
可得物块M下落过程中受到的拉力为
由功和能的关系可知，重力以外的其他力做功，物体的机械能会变化，物块M受到的拉力阻碍物体下落，做负功，所以物块M的机械能减少
（3）为了减小误差，实验中用物体经过B时的速度计算更为合理，
则根据可得
由此可知，图线的纵坐标为，图线的效率为
根据牛顿第二定律
可得
20. 【答案】（1）；（2）；（3）a. ；；b. ；
【解析】（1）根据光电效应方程可得，逸出光电子的最大初动能为
则
（2）光电子从O点射出时的速度v0满足
即有
（3）光电子由O进入第一象限，在区域Ⅰ（速度选择器）中受力平衡有ev0B1=eE
光电子由O到探测器的轨迹如图所示，由几何关系可知
光电子区域Ⅱ中做匀速圆周运动有
解得，
（3）粒子在速度选择器受力平衡有ev0B1=eE
在加速电场中根据动能定理有
从O点射出的粒子的速度最大值为vm，则由上述表达式可得场强最大值
结合在区域Ⅱ中，可得
而v0sinα等于光电子在M板逸出时沿y轴的分速度，则有m（v0sinα）2≤Ekm=hν-W0
可得
联立解得
则B2的最大值为