2022届北京市海淀区十一学校高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能D．三个等势面中，c的电势最高2．图1为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图2所示（AB段为曲线），汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（）A．0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大B．x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值C．0～x3过程中，汽车的动能一直增大D．x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动3．如图所示，一个圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动角速度为，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动，已知物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是（）A．物块受重力、弹力、向心力作用，合力大小为m2rB．物块受重力、弹力、摩擦力、向心力作用，合力大小为m2rC．物块受重力、弹力、摩擦力作用，合力大小为m2rD．物块只受重力、弹力作用，合力大小为零4．如图所示，P球质量为2m,物体Q的质量为m,现用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，物体Q位于墙壁和球P之间，已知P、Q均处于静止状态，轻绳与墙壁间的夹角为30°,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A．P对Q有方向竖直向下的摩擦力，大小为mgB．若增大P球的质量，则P对Q的摩擦力一定变大C．若增大Q球的质量，则P对Q的摩擦力一定变大D．轻绳拉力大小为5．如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（）A．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的6．如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（）A．3︰1 B．1︰3 C．5︰3 D．3︰5二、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。7．两相距2R、电量相等的点电荷Q1、Q2放在水平轴线上，Q1带负电，Q2带正电，O为两者中点。以Q1为圆心、半径为R的球面上有a、b、c三位置，a、Q1、Q2在同一竖直平面内，b、c、Q1在同一水平平面内，且a、b连线与水平轴垂直，b、c连线与水平轴平行，a、O相距为R，如图所示。下列说法正确的是()A．a、b两处电势相等 B．b、c两处电势相等C．a、b两处场强大小相等 D．b、c两处场强大小相等8．下列说法正确的是（）A．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大B．分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，但斥力变化更快C．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润D．已知阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离E.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能9．如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（）A．t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向bB．t=3s时金属杆的速率为3m/sC．t=5s时外力F的瞬时功率为0.5WD．0~5s内通过R的电荷量为2.5C10．在粗糙水平桌面上，长为l=0.2m的细绳一端系一质量为m=2kg的小球，手握住细绳另一端O点在水平面上做匀速圆周运动，小球也随手的运动做匀速圆周运动。细绳始终与桌面保持水平，O点做圆周运动的半径为r=0.15m，小球与桌面的动摩擦因数为，。当细绳与O点做圆周运动的轨迹相切时，则下列说法正确的是（）A．小球做圆周运动的向心力大小为6NB．O点做圆周运动的角速度为C．小球做圆周运动的线速度为D．手在运动一周的过程中做的功为三、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）某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球．（1）张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝____mm，使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1，经过最低点的挡光时间为Δt2.（2）戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器，已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动，通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1，在最低点时绳上的拉力大小是F2.（3）如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，张小明同学还需要测量的物理量有_____（填字母代号）．戴小军同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）．A．小球的质量mB．轻绳的长度LC．小球运行一周所需要的时间T（4）根据张小明同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：________________(用题目所给得字母表示）（5）根据戴小军同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：____________________(用题目所给得字母表示）12．（12分）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是______________________；错误的步骤是______________________________（指明步骤，并改正），油酸分子直径的表达式______。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，竖直放置的粗细均匀的U形管左端封闭，右端开口。左管内用水银封闭一段长L1＝20cm的空气柱，左右两管水银面差为h＝15cm。已知外界温度为27℃，大气压为75cmHg。(i)如果缓慢向右管内注入水银，直到左右水银面相平(原来右管水银没有全部进入水平部分)，求在右管注入的水银柱长度(ii)在左右管水银面相平后，缓慢升高左管内封闭气体的温度，使封闭空气柱长度变为20cm，求此时左端空气柱的温度。14．（16分）某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动，三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起．碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．（1）滑块A、B碰撞时损失的机械能；（2）滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；（3）若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？（结果可用根号表示）15．（12分）如图所示，两平行金属导轨置于水平面（纸面）内，导轨间距为l，左端连有一阻值为R的电阻。一根质量为m、电阻也为R的金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域。给金属杆一个瞬时冲量使它水平向右运动，它从左边界进入磁场区域的速度为v0，经过时间t，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度为。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ。除左端所连电阻和金属杆电阻外，其他电阻忽略不计。求：(1)金属杆刚进入磁场区域时的加速度大小；(2)金属杆在滑过磁场区域的过程中金属杆上产生的焦耳热。

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、D【解析】

A.等差等势面P处比Q处密，则P处电场强度大，质点受到的电场力大，加速度大，故A错误；D.根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知带电质点所受的电场力方向应向下，所以电场线方向向上，故c的电势最高，故D正确.B.带负电质点在电势高处电势能小，可知质点在P点的电势能大，故B错误.C.带电质点的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，在P点的电势能大，则动能小，故C错误.2、B【解析】

A．设斜板的倾角为α，则汽车的重力势能，由动能定理得汽车的动能为，则汽车的机械能为，即图线的斜率表示F，则可知0~x1过程中汽车的拉力恒定，故A错误；B．x1~x2过程中，拉力逐渐减小，以后随着F的减小，汽车将做减速运动，当时，加速度为零，速度达到最大，故B正确；C．由前面分析知，汽车先向上匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，0~x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故C错误；D．x1~x2过程中，汽车牵引力逐渐减小，到x2处为零，则汽车到x2处的功率为零，故D错误．故选B。3、C【解析】

对物体进行受力分析可知物体受重力、圆盘对它的支持力及摩擦力作用。物体所受的合力等于摩擦力，合力提供向心力。根据牛顿第二定律有：选项ABD错误，C正确。故选C。4、C【解析】

A.Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和向上静摩擦力，即P对Q的摩擦力的方向向上，大小为mg．故A错误．B.由A的分析可知，增大P的质量，P对Q的摩擦力不变，故B错误．C.由B的分析可知，增大Q的质量，Q受到的静摩擦力增大，故C正确．D.P、Q整体受到重力、支持力和绳子的拉力，共3个力作用，设绳子的拉力为F，在竖直方向：Fcos30°=3mg所以绳子的拉力：F=2mg．故D错误．5、A【解析】

A．根据向心力公式结合牛顿第二定律有可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像，B正确；C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像，C正确；D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D正确。本题选择不正确的，故选A。6、D【解析】

由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有由动量守恒定律有由能量守恒有联立解得故ABC错误，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、AC【解析】

AB．在产生的电场中，a、b、c三点等势，在产生的电场中，a、b等势且高于c点电势，故A正确，B错误；C．由对称性可知，a、b两点场强大小相等，方向不同，故C正确；D．b、c与等距，距的距离b近c远，由平行四边形定则可知，b点场强大于c点，故D错误。故选AC。8、BCD【解析】

A、温度是分子平均动能的标志，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故A错误；B、根据分子力的特点可知，分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，随距离减小而增大，但斥力变化更快，故B正确；C、附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩展趋势，液体与固体间表现为浸润，故C正确；D、知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，然后求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出气体分子间的平均距离，故D正确；E、做功与热传递都可以改变物体的内能，但同时做功和热传递，根据热力学第一定律可知，不一定会改变内能，故E错误。9、BD【解析】

A．由图像可知，t=5.0s时，U=0.40V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A错误；B．由图可知，t=3s时，电压表示数为则有得由公式得故B正确；C．金属杆速度为v时，电压表的示数应为由图像可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有得此时F的瞬时功率为故C错误；D．t=5.0s时间内金属杆移动的位移为通过R的电荷量为故D正确。故选BD。10、BCD【解析】

A．由几何关系可知小球做圆周运动的轨道半径小球做圆周运动，根据牛顿第二定律其中解得选项A错误；B．由于解得O点做圆周运动的角速度和小球一样，所以选项B正确；C．由于解得选项C正确；D．手在运动一周的过程中做的功等于小球克服摩擦力做的功，故选项D正确。故选BCD。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、5.700BAF2－F1＝6mg【解析】

（1）[1]．螺旋测微器固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm，故最终读数为两者相加，即5.700mm.（3）[2][3]．根据小明同学的实验方案，小球在最高点的速度大小为v1＝小球在最低点的速度大小为v2＝设轻绳长度为L，则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有化简得所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度L；根据小军同学的实验方案，设小球做圆周运动的半径为r，则小球在最低点有在最高点有从最低点到最高点依据机械能守恒定律有联立方程化简得F2－F1＝6mg所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.（4）[4]．由（3）可知，根据小明同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为（5）[5]．由（3）可知，根据小军同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F2－F1＝6mg.12、将痱子粉均匀撒在水面上应该是不足半格的舍去，多于半格的算一格【解析】

[1]由实验步骤可知，缺少的实验步骤是，在步骤③后加上：将痱子粉均匀撒在水面上。[2]错误的是步骤⑥，应该改为：计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格舍去，多于半个格的算一格。[3]一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积油膜的面积油酸分子的直径四、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、(i)(ii)K【解析】

(i)设封闭气体原来压强为，后来压强为，气体做等温变化：解得，(ii)空气柱的长度变为20cm时，左管水银面下降右管水银面会上升4cm，此时空气柱的压强，由查理定律，解得K14、(1)(2)(3)【解析】试题分析：（1）A、B碰撞过程水平方向的动量守恒，由此求出二者的共同速度；由功能关系