2021-2022学年北大附中高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、电阻为R的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所

示。下列判断正确的是（）

T

A.工时刻线框平面与中性面平行

2

B.穿过线框的磁通量最大为g

2万

C.线框转动一周做的功为空

R

D.从/至以=三的过程中，线框的平均感应电动势为经

442

2、2019年5月17日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星

（同步卫星）。已知地球的质量为M、半径为R、地球自转周期为八该卫星的质量为胆、引力常量为G,关于这颗卫

星下列说法正确的是（）

A.距地面高度为J”;一RB.动能为必经

\4/2R

C.加速度为。=笔D.入轨后该卫星应该位于西昌的正上方

3、2017年11月5日，又有两颗北斗导航系统组网卫星通过“一箭双星”发射升空，并成功进入预定轨道，两颗卫星绕

地球运动均看作匀速圆周运动。如果两颗卫星的质量均为其中的1号卫星轨道距离地面高度为九2号卫星轨道

距离地面高度为“，且把地球看做质量分布均匀的球体，已知地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,

引力常量为G下列说法正确的是（）

A.1号卫星绕地球运动的线速度式

B.1号卫星绕地球运动的周期T=2万（R+2篝，

方2

C.1号卫星和2号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为二

D.稳定在轨运行时1号卫星的机械能大于2号卫星的机械能

4、若已知引力常量G,则利用下列四组数据可以算出地球质量的是（）

A.一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期

B.一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度

C.月球绕地球公转的轨道半径和地球自转的周期

D.地球绕太阳公转的周期和轨道半径

5、关于近代物理学，下列说法正确的是

A.光电效应现象揭示了光具有波动性

B.一群氢原子从n=4的激发态跃迁时，最多能辐射6种不同频率的光子

C.卢瑟福通过a粒子散射实验证实原子核由质子和中子组成

D.氨的半衰期为3.8天，若取4个氨原子核，经过7.6天后一定剩下1个氨原子核

6、如图所示，为某运动员（可视为质点）参加跳板跳水比赛时，其竖直方向的速度随时间变化的v-f图象以他离开跳板

时为计时起点，不计空气阻力。则下说法中正确的是（）

A.打时刻达到最高点

B.，2时刻的位移最大

C.fi时刻的加速度为负

D.在f72时间内重力做功WG小于f2~f3时间内克服阻力做功的

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、如图所示，MN是一半圆形绝缘线，O点为圆心，P为绝缘线所在圆上一点，且OP垂直于MN,等量异种电荷

分别均匀分布在绝缘线上、下;圆弧上.下列说法中正确的（）

A.O点处和尸点处的电场强度大小相等，方向相同

B.0点处和P点处的电场强度大小不相等，方向相同

C.将一正点电荷沿直线从0移动到P,电场力始终不做功

D.将一正点电荷沿直线从0移动到P,电势能增加

8、下列说法正确的是（）

A.液体中的扩散现象是由分子间作用力造成的

B.理想气体吸收热量时，温度和内能都可能保持不变

C.当两分子间距从分子力为0（分子间引力与斥力大小相等，且均不为0）处减小时，其分子间的作用力表现为斥力

D.液体的饱和汽压不仅与液体的温度有关而且还与液体的表面积有关

E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的

9、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:2,正弦交流电源输出的电压恒为U=12V,电阻凡=1C,R2=2S1,滑

动变阻器以最大阻值为20Q,滑片P处于中间位置，则（）

A.R与此消耗的电功率相等B.通过Ri的电流为3A

C.若向下移动P,电源输出功率增大D.若向上移动P,电压表读数将变小

10、光滑绝缘的水平地面上，一质量机=1.0kg、电荷量0=1.0x10-6c的小球静止在。点，现以。点为坐标原点在水平

面内建立直角坐标系xOy,如图所示，从/=0时刻开始，水平面内存在沿x、y方向的匀强电场Ei、Ei,场强大小均

为LOxUfV/m；f=0.1s时，y方向的电场变为-y方向，场强大小不变；U0.2s时，y方向的电场突然消失，x方向的电

场变为-x方向，大小第'=2七。下列说法正确的是（）

y

o--------------------i

A.U0.3s时，小球速度减为零

B.f=0.1s时，小球的位置坐标是(0.05m,0.15m)

C.U0.2s时,小球的位置坐标是(0.1m,0.1m)

D.UO.3s时，小球的位置坐标是(0.3m,0.1m)

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.(6分)某兴趣小组用如图所示的办法来测玻璃的折射率，找来一切面为半球的透明玻璃砖和激光发生器。若激光

垂直底面半径从。点射向玻璃砖，则光线沿着射出；若将激光发生器向左移动，从加点垂直底面射向玻

璃砖，光线将沿着如图所示的方向从N点射出，若想求此玻璃砖的折射率，需要进行以下操作：

(a)测玻璃砖的半径：。

(b)入射角。的测量：,折射角么的测量：»

(c)玻璃砖的折射率计算表达式：»

(d)将激光束继续向左移动到A点，刚好看不到出射光线，则临界角。即等于图中o

12.(12分)兴趣课上老师给出了一个质量为“，的钩码、一部手机和一个卷尺，他要求王敏和李明两同学估测手上抛

钩码所做的功。两同学思考后做了如下操作：

(1)他们先用卷尺测出二楼平台到地面的距离心王敏在二楼平台边缘把钩码由静止释放，同时李明站在地面上用手机

秒表功能测出钩码从释放到落到地面的时间t0,在忽略空气阻力的条件下，当地的重力加速度的大小可以粗略的表示

为笄=(用力和fo表示)；

(2)两同学站在水平地面上，李明把钩码竖直向上抛出，王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间。

两同学练习几次，配合默契后某次李明把钩码竖直向上抛出，同时王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛

出点的时间f,在忽略空气阻力的条件下，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为W=(用m、h、跖

和t表小)。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.(10分)如图，质量均为机的两个小球A、8固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，AB=OB=l,可绕过。点且与纸面

垂直的水平轴无摩擦地在竖直平面内转动，空气阻力不计。4球带正电，B球带负电，电量均为q,整个系统处在竖直

向下的匀强电场中，场强E=等。开始时，水平，以图中AB位置为重力势能和电势能的零点，问：

2q

（1）为使系统在图示位置平衡，需在A点施加一力尸，则尸至少多大？方向如何?

（2）若撤去尸，转过45。角时，A球角速度多大？此时系统电势能总和是多大？

（3）若撤去R08转过多大角度时，系统机械能最大？最大值是多少？

14.（16分）如图所示，xOy坐标系中，在产0的区域内分布有沿y轴正方向的匀强电场，在0＜产川的区域内分布有

垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一质量为机、电荷量为+g的粒子以初速度如由坐标（0,-jo）处沿x轴正方向射

2

入电场。已知电场强度大小E=普粒子重力不计。求：

2分o

（1）粒子第一次到达x轴速度的大小和方向；

（2）要使粒子不从y=yo边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；

⑶要使粒子从电场进入磁场时能通过点尸（50则，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。

TTg丁

15.（12分）如图所示，00'为正对放置的水平金属板M、N的中线。热灯丝逸出的电子（初速度、重力均不计）在

电压为。的加速电场中由静止开始运动，从小孔。射入两板间正交的匀强电场、匀强磁场（图中未画出）后沿00'做

直线运动。已知两板间的电压为2U,两板长度与两板间的距离均为L,电子的质量为电荷量为e。求：

（1）板间匀强磁场的磁感应强度的大小B和方向；

⑵若保留两金属板间的匀强磁场不变使两金属板均不带电，则从小孔。射入的电子在两板间运动了多长时间？

灯线I」-、

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1,B

【解析】

A.由图可知时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，A错误；

B.当感应电动势等于零时，穿过线框回路的磁通量最大，且由练=用《0得

①=E“、_£（）_£<>7

Na）_\2r_2兀

1X

T

B正确；

C.线圈转一周所做的功为转动一周的发热量

（稣、2

£2I卬R2

Q=—T=-y/2-T=^-T

RR2R

C错误；

T3T

D.从一到一时刻的平均感应电动势为

44

-_A（D_2O_2£

“一丁〒mF0

22

D错误。

故选B。

2、A

【解析】

A.万有引力提供向心力

「Mm4/

G-=m^rr

解得同步卫星的轨道半径

JGMT2

4/

则距离地球表面高度为；您零一R，A正确；

V4/

B.万有引力提供向心力

八Mmv2

G——=m——

动能

1GMm

Ar--mv2

22r

B错误；

C.万有引力提供向心力

cMm

G-:⑶

r-

解得加速度为

GM

C错误;

D.同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，D错误。

故选A。

3、A

【解析】

A.设地球质量机，根据公式

G(R+/z)2=M而历

和

m°g=G下

K

解得

v=R.

故A正确;

B.根据公式

Mm4/r~

G5=M=(R+〃)

(R+h)2T2

和

加利0

2=6百

K

解得:

T2爪R+h)J"h

故B错误；

C.根据

mM

片=G

(R+/?)2

「「mM

F>=G-------f

2(R+h)2

所以

2

Ft_(R+h)

(R+h)2

故C错误；

D.由于/?<",卫星从低轨道向高轨道要点火加速，化学能转化为机械能，所以稳定在轨运行时1号卫星的机械能小

于2号卫星的机械能，故D错误。

故选A.

4、A

【解析】

ABC.可根据方程

cMmv2

G—T-=m——

rr

和

InrvT

v=----=>r=—

T2万

联立可以求出地球质量M,选项BC错误，A正确；

D.已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径可以求出太阳质量，选项D错误。

故选A.

5、B

【解析】

光电效应现象揭示了光具有粒子性，故A错误；一群氢原子从〃=4的激发态跃迁时，最多能辐射C；=6,即6种不

同频率的光子，故B正确；卢瑟福通过a粒子散射实验证实原子的核式结构模型，故C错误；半衰期只适用大量原子

核，对极个别原子核没有不适用，故D错误.所以B正确，ACD错误.

6、D

【解析】

A.运动员起跳时的速度方向向上，可知，A时刻达到最高点，故A错误。

B.在0心时间内，X图象为直线，加速度不变，所以在0心时间内人在空中，A时刻达到最高点，人也时间内下落，

f2时刻开始进入水面，时刻达到水中最深处，t3时刻的位移最大，故B错误。

C.根据速度图象的斜率表示加速度，知fl时刻的加速度为正，故C错误。

D.在小白时间内，根据动能定理知

均+%3-%3=0

即

iv=w-W

"G12rrf23rvG23

所以在f72时间内重力做功WG12小于时间内克服阻力做功Wm,故D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7,BC

【解析】

分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，

由图可知，。点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在。尸的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。

AB.由库仑定律可知：E=[,。点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在。点产生的场强都大于在尸处产生

r

的场强，而且在。点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以。点的合场强一定大于尸点的合场强。故A错误，B

正确；

CD.由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动

的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。

8、BCE

【解析】

A.扩散现象是分子无规则热运动的表现，A错误；

B.理想气体吸收热量时，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知温度和内能可能不变，B正确；

C.当两分子间距从分子力为。处减小时，分子引力和分子斥力均增大，由于斥力增大的快，其分子间作用力表现为

斥力，C正确；

D.液体的饱和汽压与液体的表面积无关，D错误；

E.由热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的，E正确。

故选BCE.

9、BD

【解析】

对理想变压器的原副线圈匝数之比等于原副线圈的电压之比，等于电流的倒数之比，据此进行分析。

【详解】

A选项，理想变压器的原副线圈的匝数之比为1:2,可知原副线圈的电流之比为2:1,根据

P=I2R,可知名与R2消耗的电功率之比为2:1,选项A错误；

B选项，设通过用的电流为/,则副线圈的电流为0.51,初级电压

U-IR,=12-/

根据匝数比可知次级电压为

2(12-/)

则

2(12-/)=R+J_R12。

0.57-23m

解得

/=3A

选项B正确；

CD选项，若向下移动P,则%的电阻增大，次级电流变小初级电流也变小，根据夕=0可知电源输出功率变小，电

阻Ri的电压变小，变压器输入电压变大，次级电压变大，电压表的读数变小，则选项C正确，D错误。

故选BD«

10、AD

【解析】

从U0时刻开始，水平面内存在沿+x、+y方向的匀强电场昂、Ei,场强大小均为1.0xIO,v/m,则由牛顿第二定律

可知

qE=ma

小球沿+x、+y方向的加速度的大小均为

2

q=a2=10m/s

经过Is,uO.ls时，小球沿+x、+y方向的速度大小均为

Vj=v2=Im/s

小球沿+x、+y方向的位移大小均为

Xj=x2=O.O5m

在第2个（）.Is内，小球沿x方向移动的距离

12

x2-卬2=0/5m

沿y方向移动的距离

12八

y2=v2t2=0Q5m

沿y方向移动的速度

v2*=v2t2-a}t2-0

U0.2s时，y方向的电场突然消失，x方向的电场变为小方向，则在第3个0.1s内小球沿+x方向做匀减速直线运动，

由

qE2=ma2

可知a；=20m/s2,

在第3个0.1s内，小球沿+x方向移动的距离

毛=（片+在居-3。1=01m

UO.3s时，小球的速度微

匕=（匕+〃2）—4%=。

综上分析可知，AD正确，BC错误。

故选AD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、OO'方向在白纸上描出。、N两点，并测出ON长连接QV,入射光线与ON的夹角为4ON与出

八sin仇

射光线的夹角为an=~~^乙48。

sin。

【解析】

[1].当光线垂直质界面射入时，传播方向不发生改变，故从。点垂直底面射向玻璃砖的光线将沿方向射出。

(a)[2].记录出射点N,连接ON,ON长即为半径。

(b)[3][4].连接ON即为法线，入射光线与ON夹角为入射角4,出射光线与ON夹角为折射角为。

(c)[5].由折射率公式知

sin&

n=-------

sin。]

(d)[6].当光线从A点入射时恰好发生全反射，即此时乙钻。等于临界角o

2hmh2t2

3下

【解析】

(1)口]在忽略空气阻力的条件下，钩码做自由落体运动，有解得

2〃

S=

Tf0

(2)[2]在忽略空气阻力的条件下，钩码上抛做竖直上抛运动，上升时间与下落时间相等，即

2

抛出的初速度w产gf下，根据动能定理可知，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为

W=g

联立解得

痴25

2心

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13、(1)手mg；方向与AB成45°角斜向上(2)J"&)g:--mgl(3)90°；^mgl

【解析】

(1)当尸垂直于。4时力最小，根据力矩平衡:

mgl+qEl^Fltlinyl2l

已知:

qE=-mg

可以求出：

30

Pr,nin=­m8

方向与45成45°角斜向上

(2)对系统列动能定理可得:

1,1,

{mg+qE)l+(mg-qE)l(l-cos45°)=—mvA+—m%

其中:

vA=yficol,VB-col

可得：

1(8-a)g

①=\------------

V6/

此时，电场力对A球做正功，则有:

%=汨

电场力对3球做负功，则有：

WB=-^EZ(l-cos450)

则电场力对系统做功：

W=q£7cos45°

则系统电势能：

Ep=一^-qEl=-mgl

24

(3)电势能最小时，机械能最大，由(2)的结论，系统电势能总和为:

Ep=-qElcosG

即当8=90