北京市西城13中学高三最后一模新高考物理试题及答案解析

北京市西城13中学高三最后一模新高考物理试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．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。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（）A．周期为B．周期为C．向心加速度大小为D．向心加速度大小为2、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，一质量为m的小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球（质量为m）的轻绳恰好水平。不计空气阻力作用，已知重力加速度为g，则外力F的大小为（）A． B． C． D．3、1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子说法正确的是（）A．电子的发现说明原子核是有内部结构的B．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的4、我国建立在北纬43°的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用，该天文观测站应用了先进的天文望远镜．现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在对该卫星的天文观测时发现：每天晚上相同时刻总能出现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M，地球自转的周期为T，地球半径为R，引力常量为G）（）A．该卫星一定在同步卫星轨道上B．卫星轨道平面与地球北纬43°线所确定的平面共面C．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的全部轨道都可以D．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的部分轨道5、一个质点沿竖直方向做直线运动，时间内的速度一时间图象如图所示，若时间内质点处于失重状态，则时间内质点的运动状态经历了（）A．先超重后失重再超重 B．先失重后超重再失重C．先超重后失重 D．先失重后超重6、铅球是田径运动的投掷项目之一，它可以增强体质，特别是对发展躯干和上下肢的力量有显著作用。如图所示，某同学斜向上抛出一铅球，若空气阻力不计，图中分别是铅球在空中运动过程中的水平位移、速率、加速度和重力的瞬时功率随时间变化的图象，其中正确的是（）A． B． C． 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、将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能，重力势能与其上升高度h间的关系分别如图中两直线所示，取，下列说法正确的是（）A．小球的质量为0.2kgB．小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.25NC．小球动能与重力势能相等时的高度为mD．小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5J8、如图所示为等离子体发电机的示意图。N、S为两个磁极，所夹空间可看作匀强磁场。一束含有正、负离子的等离子体垂直于磁场方向喷入磁场中，另有两块相距为d的平行金属板P、Q。每块金属板的宽度为a、长度为b。P、Q板外接电阻R。若磁场的磁感应强度为B，等离子体的速度为v，系统稳定时等离子体导电的电阻率为。则下列说法正确的是（）A．Q板为发电机的正极 B．Q板为发电机的负极C．电路中电流为 D．电路中电流为9、如图所示，在光滑水平桌面上有一xOy平面直角坐标系，y轴右侧有两根完全相同的均匀金属丝M和N连接成闭合回路，金属丝M的形状满足，电阻为R。在y轴左侧有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下，以速度v匀速穿过磁场，下列判断正确的是A．金属丝中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．金属丝中感应电流的最大值为C．金属丝运动过程中外力的最大功率为D．金属丝穿过磁场过程中产生的热量为10、一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质元的振动图线如图1所示，在处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是（）A．该波的周期为15sB．处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰C．在内处和处的质元通过的路程均为6cmD．该波的波长可能为8m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）某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻约500，实验室提供的器材有：A．电流表A（量程：0～3mA，内阻）B．定值电阻C．滑动变阻器R（0～10）D．电压表V（量程：0～10V，内阻）E．蓄电池E（电动势为12V，内阻r很小）F．开关S一个G．导线若干（1）要精确测定白炽灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的____（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量白炽灯电阻的表达式=___（用题目中给的相应字母表示），当电流表中的电流强度I=___mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为白炽灯正常工作时的电阻。12．（12分）用如图甲所示装置验证滑块（含遮光片）和重物组成的系统机械能守恒。光电门固定在气垫导轨上B点。实验步骤如下：①用天平测滑块（含遮光片）质量M和重物质量m，用螺旋测微器测遮光片宽度d。测得M=3.0kg，m=l.0kg。②正确安装装置，并调整气垫导轨使其水平，调整滑轮，使细线与导轨平行。③在气垫导轨上确定点A，让滑块由静止从A点释放，记录滑块通过光电门遮光片的挡光时间；并用刻度尺测A、B两点间距离s。④改变A点位置，重复第③步，得到如下表数据：123456s/cm20.030.040.050.060.070.0/（）2.191.781.551.381.261.17回答下列问题：(1)测遮光片的宽度d时的情况如图乙所示，则d=___________mm。(2)只将滑块放在导轨上，给气垫导轨充气，调整气垫导轨，当滑块___________时，可以认为导轨水平了。(3)某同学分析处理表中第3组数据，则他算得系统减少的重力势能△Ep=___________J，系统增加的动能△Ek=___________J。根据计算结果，该同学认为在误差范围内系统机械能守恒。（g取9.80m/s2，计算结果保留3位有效数字）(4)另一位同学认为前面伺学只选择了一组数据，他尝试利用上表中全部数据，做出了函数关系图像，图像是一条过坐标原点的直线___________。A．B．C．D．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）一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=8m/s的初速度由底端沿斜面上滑。小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.1．若斜面足够长，已知tan37°=，g取10m/s2，求：（1）小物块沿斜面上滑时的加速度大小；（2）小物块上滑的最大距离；（3）小物块返回斜面底端时的速度大小。14．（16分）在直角坐标系xoy平面内存在着电场与磁场，电场强度和磁感应强度随时间周期性变化的图像如图甲所示。t=0时刻匀强电场沿x轴负方向，质量为m、电荷量大小为e的电子由（－L，0）位置以沿y轴负方向的初速度v0进入第Ⅲ象限。当电子运动到（0，－2L）位置时，电场消失，空间出现垂直纸面向外的匀强磁场，电子在磁场中运动半周后，磁场消失，匀强电场再次出现，当匀强电场再次消失而匀强磁场再次出现时电子恰好经过y轴上的（0，L）点，此时电子的速度大小为v0、方向为+y方向。已知电场的电场强度、磁场的磁感应强度以及每次存在的时间均不变，求：(1)电场强度E和磁感应强度B的大小；(2)电子从t=0时刻到第三次经过y轴所用的时间；(3)通过分析说明电子在运动过程中是否会经过坐标原点。15．（12分）图甲为光滑金属导轨制成的斜面，导轨的间距为，左侧斜面的倾角，右侧斜面的中间用阻值为的电阻连接。在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为。在斜面的顶端e、f两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab，另一导体棒cd置于左侧斜面轨道上，与导轨垂直且接触良好，ab棒和cd棒的质量均为，ab棒的电阻为，cd棒的电阻为。已知t=0时刻起，cd棒在沿斜面向下的拉力作用下开始向下运动(cd棒始终在左侧斜面上运动)，而ab棒在水平拉力F作用下始终处于静止状态，F随时间变化的关系如图乙所示，ab棒静止时细导线与竖直方向的夹角。其中导轨的电阻不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。(1)请通过计算分析cd棒的运动情况；(2)若t=0时刻起，求2s内cd受到拉力的冲量；(3)3s内电阻R上产生的焦耳热为2.88J，则此过程中拉力对cd棒做的功为多少?

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、C【解析】

AB．中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知：解得故AB错误；CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有中圆轨道卫星有解得故C正确，D错误。故选C。2、B【解析】

小车和小球一起沿斜面加速下滑，二者有相同的加速度。对整体进行受力分析，由牛顿第二定律可得，在沿斜面方向上有对小球进行受力分析，小球受到水平拉力、重力的作用，其合力一定沿斜面向下，且大小故加速度代入上式可得故选B。3、C【解析】

A．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。原子是由原子核和核外电子组成的。故A错误。B．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。故B错误。C．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。故C正确。D．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D错误。故选C。4、D【解析】该卫星一定不是同步卫星，因为同步地球卫星只能定点于赤道的正上方，故A错误．卫星的轨道平面必须过地心，不可能与地球北纬43°线所确定的平面共面，故B错误．卫星的周期可能为：T′=，n=1、2、3…，根据解得：（n=1、2、3…），满足这个表达式的部分轨道即可，故C错误，D正确．故选D．点睛：解决该题关键要掌握卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力，知道卫星的运行轨道必过地心，知道同步卫星的特点．5、D【解析】

图像的斜率表示加速度，则时间内质点加速，质点处于失重状态，说明这段时间内质点向下加速，则时间内质点先向下加速后向下减速，因此运动状态是先失重后超重，选项D正确，ABC错误。故选D。6、A【解析】

A．铅球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，水平分位移与时间成正比，故A正确；B．铅球做斜上抛运动，竖直方向的速度先减小后增大水平方向的速度不变，故铅球的速度先减小后增大，故B错误；C．铅球只受重力作用，故加速度保持不变，故C错误；D．因为速度的竖直分量先减小到零，后反向增大，再根据，所以重力的功率先减小后增大，故D错误。故选：A。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、BD【解析】

A．由图知，小球上升的最大高度为h=4m，在最高点时，小球的重力势能得故A错误；B．根据除重力以外其他力做的功则有由图知又解得故B正确；C．设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有由动能定理有由图知联立解得故C错误；D．由图可知，在h=2m处，小球的重力势能是2J，动能是，所以小球上升到2m时，动能与重力势能之差为故D正确。故选BD。8、AC【解析】

AB．等离子体进入板间受洛伦兹力而发生偏转，由左手定则知：正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力方向向上。则Q板为电源的正极。故A正确，B错误；CD．离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时有又有则流过R的电流为内电阻为其中解得故C正确，D错误。故选AC。9、AB【解析】

A．导体切割磁感线，根据右手定则可知，金属丝进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，离开磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A正确；B．金属丝在磁场中切割磁感线的最大有效长度为：最大的感应电动势：最大感应电流：B正确；C．导体棒匀速运动，外力与安培力等大反向，最大外力：最大功率：C错误；D．根据金属丝形状的表达式可知回路中产生的是正弦式交变电流，电流的有效值：电流存在的时间：根据焦耳定律：D错误。故选AB。10、BD【解析】

A．由振动图像可知，该波的周期为12s，故A错误：B．由两个质点的振动图像可知，t=3s时，当处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰，故B正确；C．由图可知，该波的振幅为4cm，频率由图1可知，在t=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程为4s时刻质元的位置所以x=12m处的质元通过的路程据图2知t=0s时，在x=18m处的质元的位移为0cm，正通过平衡位置向上运动，其振动方程为：在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程故C错误；D．由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元可能早振动，所以两点之间的距离为(n=0、1、2……)所以(n=0、1、2……)n=0时，波长最大，为故D正确。故选BD。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、（1）C（2）（3）1.5【解析】

（1）[1]要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻，需测量白炽灯灯两端的电压和通过白炽灯灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量白炽灯两端的电压，可以将电流表A与定值电阻串联改装为电压表测量电压；白炽灯正常工作时的电流约为左右，电流表的量程较小，电流表不能精确测量电流，可以用电压表测量总电流，约：；因为滑动变阻器阻值远小于白炽灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。所以电路图选取C.（2）[2]根据欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I(R1+RA)，通过灯泡的电流为：，所以白炽灯正常工作时的电阻为：；[3]改装后的电压表内阻为：RV=1985+15Ω=2000Ω，则当I=1.5mA时，白炽灯两端的电压为3V，达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻。12、2.150静止3.923.85D【解析】

(1)[1]．测遮光片的宽度d=2mm+0.01mm×15.0=2.150mm；(2)[2]．只将滑块放在导轨上，给气垫导轨充气，调整气垫导轨，当滑块静止时，可以认为导轨水平了；(3)[3][4]．分析处理表中第3组数据，则算得系统减少的重力势能△Ep=mgs=1.0×9.8×0.40J=3.92J滑块的速系统增加的动能(4)[5]．要验证的关系是即则为得到的图像是一条过坐标原点的直线，则要做，故选D。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）8m/s2（2）4.0m（3）4m/s【解析】

（1）小物块沿斜面上滑时受力情况如下图所示，其重力的分力分别为：F1=mgsinθF2=mgcosθ根据牛顿第二定律有：FN=F2…①F1+Ff=ma…②又因为

Ff=μFN…③由①②③式得：a=gsinθ+μgcosθ=(10×0.6+0.1×10×0.8)m/s2=8.0m/s2…④（2）小物块沿斜面上滑做匀减速运动，到达最高点时速度为零，则有：0-v02=2（-a）x…⑤得：…⑥（3）小物块在斜面上下滑时受力情况如下图所示，根据牛顿第二定律有：FN=F2…⑦F1-Ff