北京市石景山区2022届高三物理下学期一模考试试题

北京市石景山区2022届高三物理下学期一模考试试题

第一部分（共42分）

一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 物体吸收热量，其内能一定增加

B. 物体对外做功，其内能一定减少

C. 物体吸收热量同时对外做功，其内能一定增加

D物体放出热量同时对外做功，其内能一定减少

2. 分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是（　　）

A. 当r = r0时，分子势能最小 B. 当r = r1时，分子势能最小

C. 当r = r0时，分子力最大 D. 当r = r1时，分子力为0

3. 图1是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图。图2是某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚仪装置示意图，让射线穿过钢板，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。射线测厚仪所利用的射线最适合的是（　　）

A. α射线 B. β射线

C. γ射线 D. 三种射线都可以

4. 已知钠原子从b、c、d几个能级向a能级跃迁时辐射的光的波长分别为：589nm（b→a），330nm（c→a），285nm（d→a）。设最高能级为0，下列关于钠原子在这几个能量范围的能级图，可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b两束单色光。比较a、b两束光，可知（　　）

A. 玻璃对光束a的折射率较大

B. 光束a在玻璃中的传播速度较小

C. 从玻璃射向空气，光束a发生全反射的临界角较小

D. 光束a的频率较小

6. 2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，引力常量为G，火星的质量为M，则“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

7. “天问一号”计划在火星表面悬停以寻找最佳着陆点。不考虑空气阻力，当它在空中沿水平方向匀速直线运动时，喷气方向为（　　）

A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 斜向上 D. 斜向下

8. 1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验．实验时，用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为，发动机已熄火），如图所示．接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为F，开动时间，测出飞船和火箭的速度变化是，下列说法正确的是（）

A. 火箭质量应为

B. 宇宙飞船的质量m应为

C. 推力F越大，就越大，且与 F成正比

D. 推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F

9. 一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的（　　）是

A. 该波沿x轴负方向传播

B. 图乙可能为Q点的振动图像

C. t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动

D. 该波的波速为80m/s

10. 如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和ϕ表示．选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势ϕ随位置x的变化关系图，正确的是（ ）

A.  B.  C.  D.

11. 安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极。闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路闭合的瞬间（　　）

A. 从右侧看，铜环中有逆时针的感应电流

B. 从右侧看，铜环中有顺时针的感应电流

C. 铜环仍保持不动

D. 铜环会远离磁铁

12. 如图所示，“”表示直导线中电流方向垂直纸面向里，“”表示电流方向垂直纸面向外，三根长直导线a、b、c平行且水平放置，图中abc正好构成一个等边三角形。当c中没有电流，a、b中电流分别为I和2I时，a受到的磁场力大小为F；保持a、b中的电流不变，当c中通有电流时，发现a受到的磁场力大小仍为F。由此可以推知（　　）

A. c中电流I

B. c中电流的方向垂直纸面向外

C. c中电流为2I

D. 当c中通有电流时，b受到的磁场力大小也为F

13. 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度ω转动时（　　）

A. 电路中电流随角速度的增大而增大

B. 电路中电流随角速度的减小而增大

C. 弹簧的伸长量为

D. 输出电压U与ω的函数式为

14. 抽油烟机可将厨房内产生的废气排出到室外，以保持室内空气清新。如图所示为常用的一种抽油烟机的示意图。若使抽油烟机在单位时间内排出的气体增加到原来的2倍，则抽油烟机所提供的功率P至少要提高到原来的（　　）

A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍

第二部分（共58分）

二、本题共2小题，共18分。

15. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。

（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的_______(选填选项前的字母)。

A．长约1 m的细线

B．长约1 m的橡皮绳

C．直径约1 cm的匀质铁球

D．直径约10 cm的匀质木球

（2）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是_______

A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量更加准确

C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

（3）某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了T2-l图像，该图像对应下列图中_______图。 

A. B. C. D.

16. 材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小。某同学计划利用压敏电阻测量物体的质量，他先测量压敏电阻处于不同压力F时的电阻值RF。

利用以下器材设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，要求误差较小，提供的器材如下：

A．压敏电阻RF，无压力时阻值R0 = 600 Ω

B．滑动变阻器R1，最大阻值约为20 Ω

C．滑动变阻器R2，最大阻值约为200 Ω

D．灵敏电流计G，量程0～2.5 mA，内阻为30 Ω

E．电压表V，量程0～3 V，内阻约为3 kΩ

F．直流电源E，电动势为3 V，内阻很小

G．开关S，导线若干

（1）滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”），实验电路图应选用________（选填“图1”或“图2”）。

（2）实验中发现灵敏电流计量程不够，若要将其改装为量程30 mA的电流表，需要_______（选填“串联”或“并联”）一个电阻R＇，R＇=________Ω。

（3）多次改变压力F，在室温下测出对应电阻值RF，可得到如图3所示压敏电阻的-F图线，其中RF表示压力为F时压敏电阻的阻值，R0表示无压力时压敏电阻的阻值。由图线可知，压力越大，压敏电阻的阻值________（选填“越大”或“越小”）。

（4）若利用图4所示电路测量静置于压敏电阻上物体的质量，需要将电压表表盘刻度值改为对应的物体质量。若m1 >m2，则m1应标在电压值_____（选填“较大”或“较小”）的刻度上。请分析表示物体质量的示数是否随刻度均匀变化，并说明理由。_______

三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

17. 导体棒在磁场中切割磁感线可以产生感应电动势。

（1）如图1所示，一长为l导体棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端b以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，求导体棒产生的感应电动势。

（2）如图2所示，匀强磁场的磁感应强度为B，磁感线方向竖直向下，将一长为l、水平放置的金属棒以水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力。求金属棒在运动过程中产生的感应电动势。

（3）如图3所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动。从图示位置开始计时，求感应电动势随时间变化的规律。

18. 首钢滑雪大跳台（如图甲所示）又称“雪飞天”，是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，从跳台O点沿水平方向飞出。已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m。重力加速度为g。不计一切摩擦和空气阻力。求：

（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；

（2）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间t；

（3）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。

19. 如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为v1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1；用频率为v2的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数U2。

（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？

（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。

（3）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3×107 W。若发射的微波可视为球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取π≈ 3）

20. 示波管的结构如图甲所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，两对偏转电极XX΄、YY΄相互垂直。如图乙所示，荧光屏上有xoy直角坐标系，坐标原点位于荧光屏的中心，x轴与电极XX΄的金属板垂直，其正方向由X΄指向X，y轴与电极YY΄的金属板垂直，其正方向由Y΄指向Y。电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子，电子经加速电极间的电场加速后进入偏转电极间，两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转，最终打在荧光屏上，产生一个亮斑。已知两对偏转电极极板都是边长为l的正方形金属板，每对电极的两个极板间距都为d，加速电极间电压为U0，电子的电荷量为e，质量为m。忽略电子刚离开金属丝时的速度，不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响。下列各情形中，电子均能打到荧光屏上。

（1）若两个偏转电极都不加电压时，电子束将沿直线运动，且电子运动的轨迹平行每块偏转极板，最终打在xoy坐标系的坐标原点。求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小v0。

（2）若在偏转电极YY΄之间加恒定电压U1，而偏转电极XX΄之间不加电压，已知电极YY΄的右端与荧光屏之间的距离为L1。求电子打在荧光屏上的位置坐标。

（3）若电极XX΄的右端与荧光屏之间的距离为L2，偏转电极XX΄之间加如图丙所示的扫描电压。当偏转电压发生变化时，可利用下述模型分析：由于被加速后电子的速度较大，它们都能从偏转极板右端穿出极板，且时间极短，此过程中可认为偏转极板间的电压不变。

（i）在偏转电极YY΄之间不加电压时，请说明电子打在荧光屏上，形成亮斑的位置随时间变化的关系；

（ii）在偏转电极YY΄之间加电压时，请在图丁中定性画出在荧光屏上看到的图形。

参考答案

【1题答案】

【答案】D

【2题答案】

【答案】A

【3题答案】

【答案】C

【4题答案】

【答案】B

【5题答案】

【答案】D

【6题答案】

【答案】D

【7题答案】

【答案】B

【8题答案】

【答案】C

【9题答案】

【答案】C

【10题答案】

【答案】C

【11题答案】

【答案】A

【12题答案】

【答案】C

【13题答案】

【答案】D

【14题答案】

【答案】D

【15题答案】

【答案】    ①. AC    ②. AC    ③. C

【16题答案】

【答案】    ①. R1    ②. 图1    ③. 并联    ④. 2.7    ⑤. 越小    ⑥. 较小    ⑦. 物体质量m与电压U不是线性关系，因此物体质量示数随刻度不是均匀变化

【17题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律

时间内磁通量变化量

解得

（2）导体棒切割磁感线的速度为水平速度，电动势为

（3）从图示位置开始计时，感应电动势随时间变化的规律为

【18题答案】

【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向下

【详解】（1）运动员从A点滑到O点，根据机械能守恒定律

解得

（2）运动员从O点到斜坡上，根据平抛运动规律

，，

解得

（3）运动员从O点到斜坡上，设动量变化量为，根据动量定理

可得运动员的动量变化量大小为

方向竖直向下

【19题答案】

【答案】（1）a端；（2）；（3）R = 100 m

【详解】（1）由于调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，光电管的电压对电子减速，即K电势高，则滑片P向a端移动。

（2）设材料逸出功为W，据光电效应方程

解得

（3）设有效攻击的最远距离为R，单位面积接收的功率为P0，则有

解得

R = 100 m

【20题答案】

【答案】（1）；（2）（0，）；（3）（i）；（ii）

20【详解】（1）电子从静止出发到坐标原点，根据动能定理

解得

（2）电子在YY′极板间偏转，根据牛顿第二定律

电子在偏转电场中运动时间为t1，则

解得

电子离开偏转电场到打在荧光屏上，做匀速直线运动，运动时间为t2，则

解得

电子打在荧光屏上的位置到坐标原点的距离

电子打在荧光屏上的位置坐标为（0，）

（3）（i）据图丙，得到XX′间电压随时间变化的关系式

类比（2）中结果，得到亮斑的位置坐标随时间变化的关系式

（ii）如图所示