2021-2022学年北京市西城区第三中学高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

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、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（）A．天然放射现象 B．光电效应现象C．原子发光现象 D．α粒子散射现象2．用国际单位制的基本单位表示磁感应强度的单位，下列符合要求的是（）A．Wb•m2 B．Wb/m2 C．N•m/A D．kg/（S2•A）3．如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（）A．开关S断开时电源的效率为60%B．开关S闭合后电源的总功率会变小C．开关S闭合后灯泡的亮度增强D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W4．如图，△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知（）A．从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角B．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率C．在玻璃中，a光的速度小于b光的速度D．在双缝干涉实验中，a光干涉条纹宽度小于b光干涉条纹宽度5．一台小型发电机的原理如图所示，单匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1Ω，外接标有灯泡的交流电压表，则下列说法正确的是（）A．电压表的示数为220VB．线圈转到如甲图所示位置时感应电动势为零C．当时线圈中的磁通量最小为零D．当时线圈中的磁通量最大，为6．如图所示，两电荷量分别为－Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上，两者相距为L，以+2Q的点电荷所在位置为圆心、为半径画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，下列说法正确的是A．c、d两点的电势相同B．a点的电势高于b点的电势C．c、d两点的电场强度相同D．a点的电场强度小于b点的电场强度二、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．如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W，电子的质量为m。电荷量为e，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（）A．若增大入射光的频率，金属板的逸出功将大于WB．到达A板的光电子的最大动能为－W＋eUC．若减小入射光的波长一定会有光电子逸出D．入射光子的能量为8．卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。若已知引力常量，下列说法正确的是（）A．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度B．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量C．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度D．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度9．如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高。一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处.小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的有（）A．小球运动到B点时的速度大小为B．弹簧长度等于R时，小球的机械能最大C．小球运动到B点时重力的功率为D．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg10．如图，在光滑的水平面上有一个长为L的木板，小物块b静止在木板的正中间，小物块以某一初速度从左侧滑上木板。已知物块、与木板间的摩擦因数分别为、，木块与木板质量均为，、之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（）A．若没有物块从木板上滑下，则无论多大整个过程摩擦生热均为B．若，则无论多大，都不会从木板上滑落C．若，则一定不相碰D．若，则可能从木板左端滑落三、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）在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中（如图甲），与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，记录得到试管内空气不同的压强和温度值，图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P﹣t图象，初始封闭气体体积相同。（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为__，两图线斜率不同可能的原因是__；（2）通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是__，该规律符合__定律。12．（12分）某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有：A．电源（电动势约3V，内阻约10Ω）B．电压表V（量程0~50mV，内阻为50Ω）C．电流表A（量程0~100mA，内阻约为2.5Ω）D．电阻箱R（0~999.9Ω，最小改变值为0.1Ω）E．定值电阻R1（阻值为2950Ω）F．定值电阻R2（阻值为9950Ω）G．开关S及若干导线在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：(1)定值电阻应选用____________；（填写器材前面的字母序号）(2)用笔画线代替导线，按图甲电路将图乙实物完整连接起来______________；(3)实验步骤如下：①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100mA，此时电阻箱的阻值为14.3Ω，电压表的示数为U0；②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0Ω，则电流表的内阻为___________Ω；③调节电阻箱阻值，记下电阻箱的阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。做出电压表示数的倒数随电阻箱的阻值的倒数的图线如图丙所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分别为_________V、_____________Ω（结果保留三位有效数字）。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）如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=3T。两导轨间距为L=0.5m，轨道足够长。金属棒a和b的质量分别为ma=1kg，mb=0.5kg，电阻分别为Ω，Ω。b棒静止于轨道水平部分，现将a棒从h=1.8m高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。（g取10m/s2）。求：（1）a棒刚进入磁场时，b棒的加速度；（2）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，流过a棒的电荷量；（3）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，a棒中产生的焦耳热。14．（16分）如图甲所示，A端封闭、B端开口、内径均匀的玻璃管长，其中有一段长的水银柱把一部分空气封闭在玻璃管中。当玻璃管水平放置时，封闭气柱A长。现把玻璃管缓慢旋转至竖直，如图乙所示，再把开口端向下插入水银槽中，直至A端气柱长为止，这时系统处于静止平衡。已知大气压强，整个过程温度不变，试求：(1)玻璃管旋转至竖直位置时，A端空气柱的长度；(2)如图丙所示，最后槽内水银进入玻璃管内的水银柱的长度d（结果保留两位有效数字）。15．（12分）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机。若手机的质量为150g，从离人脸约20cm的高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度g=10m/s2，试求手机对人脸的平均冲力大小。

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、A【解析】

A．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故A正确；B．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；C．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故C错误；D．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故D错误。故选A。2、D【解析】

考查单位制。【详解】ABC．国际单位制的基本单位为kg、m、s，由题目易知，选项ACD中的韦伯（Wb）、牛顿（N）均不是国际单位制中的基本单位，故ABC都错误；D．磁感应强度为：B＝磁感应强度单位为T，则有：1T＝＝1故D正确。故选D。3、D【解析】

A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为电源的效率为故A错误；BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为故D正确；故选D。4、B【解析】

AB．由光路图看出，光线b在NO面上发生了全反射，而光线a在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，则知b光的临界角小于a光的临界角，由可知，玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，故A错误，B正确；C．玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，由可知，在玻璃中，a光的速度大于b光的速度，故C错误；D．由于玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，则a光的频率比b光的低，a光的波长比b光的长，由公式可知，a光的双缝干涉条纹宽度比b光的大，故D错误。故选B。5、D【解析】

A．根据正弦交流电的有效值等于峰值除以，可知感应电动势的有效值为220V，电压表测的是路端电压，由于电源有内阻，所以路端电压和电动势不相等，所以电压表的示数不为220V，故A错误；B．线圈转到如甲图所示位置时，感应电动势最大，故B错误；CD．由乙图可知t=0.01s时，感应电动势为零，线圈位于中性面，与磁感线垂直，磁通量最大，由乙图可知周期T=0.02s，由可得故C错误，D正确。故选D。6、A【解析】

A、B、a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，可知+2Q产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的，所以a、b、c、d四点的总电势可以通过-Q产生的电场的电势确定，根据顺着电场线方向电势降低可知，b点的电势最高，c、d两点对称电势相等，a点电势最低；故A正确，B错误.C、+2Q的场源在c、d两点产生的场强大小相等，-Q的场源在c、d两点的产生的场强大小也相等，根据场强的合成可知两点的总场强大小相等，但方向不同，故c、d两点的电场强度不同；故C错误；D、由点电荷的场强公式，合成可得，方向向左；，方向向右；故；则D错误.故选A.【点睛】本题考查判断电势、场强大小的能力，要利用库仑定律和场强的矢量合成的方法对各点的电势和场强进行判定，并且要充分利用电场的叠加原理进行分析．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、BCD【解析】

A．金属板的逸出功取决于金属材料，与入射光的频率无关，故A错误；B．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的逸出最大动能根据动能定理则当到达A板的光电子的最大动能为故B正确；C．若减小入射光的波长，那么频率增大，仍一定会有光电子逸出，故C正确；D．根据，而，则光子的能量为故D正确。故选BCD。8、ACD【解析】

A．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知解得可以求出火星密度，故A正确；

B．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B错误；

C．金星绕太阳公转解得太阳的质量太阳半径R已知，则表面重力加速度故C正确；

D．月球绕地球做匀速圆周运动可求解地球的质量M，地球表面重力加速度g已知，根据黄金代换式GM=gR2，可以求出地球半径R，根据可以求出地球的第一宇宙速度，故D正确。

故选ACD。9、BD【解析】

A．小球在A点和B点时，弹簧的形变量相同，则弹性势能的变化量为零，根据能量守恒得解得故A错误；B．除重力以外其它力做功等于机械能的增量，当弹簧长度等于R时，弹簧弹力做功最多，则小球的机械能最大，故B正确；C．小球运动到B点时，重力的方向与速度方向垂直，则重力的功率为零，故C错误；D．在A点，有在B点，根据牛顿第二定律得解得可知小球在A、B两点对圆环的压力差为4mg，故D正确。故选BD。10、ABD【解析】

A．若没有物块从木板上滑下，则三者最后共速，以三者为整体，水平方向动量守恒，mv0=3mv1

①则整个过程产生的热量等于动能的变化，有Q=mv02−×3mv12

②联立①②，得Q=mv02故A正确；

BD．a、b之间的碰撞无机械能损失，故碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，设碰前速度分别为v1、v2，碰后分别为v1'、v2'，且有v1＞v2，以v1方向为正方向，则有mv1+mv2=mv1'+mv2'③mv12+mv22＝mv1′2+mv2′2

④联立③④，得v1'=v2v2'=v1即碰后a和木板共速，b向右运动，以a和木板为整体，此时

a和木板的加速度a1=对a分析知，a的加速度最大值为a0=μag若μb＜2μa

则a1＜a0，a和木板保持相对静止，则无论v0多大，a都不会从木板上滑落；故B正确；

若μb＞2μa，则a1＞a0，a相对木板向左运动，故a可能从木板左端滑落，故D正确；

C．若a与b碰前三者已经共速，则ab一定不相碰，此时有⑤联立①⑤，得故若，则ab一定不相碰，故C错误；

故选ABD。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、﹣273℃两组初始气体压强不同，两组气体初始温度不同p=P0（1+）查理【解析】

（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度，其值为﹣273；（2）结合图象，设温度为零摄氏度时的压强为P0，则有=k被封闭气体的压强与摄氏