2022届北京市西城区161中学高考物理三模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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．如图所示，铁板倾斜放置，倾角为，磁铁吸在铁板上并处于静止状态，磁铁的质量为，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A．磁铁可能只受两个力作用 B．磁铁一定受三个力作用C．铁板对磁铁的摩擦力大小为 D．铁板对磁铁的作用力大小为2．已知光速为3×108m/s电子的质量为9.1×10−31kg，中子的质量为1.67×10−27kg，质子的质量为1.67×10−27kg。氢原子能级示意图如图所示。静止氢原子从n=4跃迁到n=1时，氢原子的反冲速度是多少？（）A．4.07m/s B．0.407m/s C．407m/s D．40.7m/s3．20世纪中叶以后，移动电话快速发展．移动电话机（）A．既能发射电磁波，也能接收电磁波B．只能发射电磁波，不能接收电磁波C．不能发射电磁波，只能接收电磁波D．既不能发射电磁波，也不能接收电磁波4．一物体沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其运动的图象如图所示下列说法正确的是A．时间内物体处于失重状态B．时间内物体机械能守恒C．时间内物体向下运动D．时间内物体机械能一直增大5．建筑工人常常徒手向上抛砖块，当砖块上升到最高点时被楼上的师傅接住。在一次抛砖的过程中，砖块运动3s到达最高点，将砖块的运动匀变速直线运动，砖块通过第2s内位移的后用时为t1，通过第1s内位移的前用时为t2，则满足（）A． B． C． D．6．如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的电阻，原、副线圈匝数比为2：1．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。则（）A．副线圈的输出功率为110WB．原线圈的输人功率为110WC．电流表的读数为1AD．副线圈输出的电流方向不变二、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。7．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v—t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（）A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/mB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C．由C点到A点的过程中，电势逐渐升高D．A、B两点的电势之差8．关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（）A．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B．气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大C．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性E.外界对气体做正功，气体的内能一定增加9．如图所示，在一个倾角为的长斜面底端点正上方的点处将一小球以速度水平抛出，恰好垂直击中斜面上的点，。下列说法正确的是（）A．小球的初速度B．点离点的距离C．保持不变，将小球以的速度水平抛出，则击中斜面的位置到点的距离小于D．若抛出点高度变为，欲使小球仍能垂直击中斜面，小球的初速度应调整为10．如图所示，航天器和卫星分别在同一平面内的1、2轨道上绕地球做匀速圆周运动，其半径分别为r、2r，速率分别为v1和v2。航天器运动到A点时突然加速到v3后沿曲线运动，其轨迹与轨道2交于B点，经过B点时速率和加速度分别为v4和a1，卫星通过B点时加速度为a2。已知地球的质量为M，质量为m的物体离地球中心距离为r时，系统的引力势能为（取物体离地球无穷远处引力势能为零），物体沿AB曲线运动时机械能为零。则下列说法正确的是（）A．B．C．D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为三、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）如图甲所示为测量电动机转速的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器，时间间隔为T的电火花可在卡纸上留下痕迹。（1）请将下列实验步骤按先后排序____。①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触②接通电火花计时器的电源，使它工作起来③启动电动机，使圆形卡纸转动起来④关闭电火花计时器，关闭电动机；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是____A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规D．量角器（3）写出角速度ω的表达式ω=___，并指出表达式中各个物理量的意义____。12．（12分）某同学欲测量一阻值大约为，粗细均匀的漆包金属线的电阻率。(1)该同学用螺旋测微器测量金属线的直径，该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，然后测量金属线的直径时示数如图（b）所示，则该金属线的直径应该为________mm。该同学拿来一块多用电表，表盘如图（c）所示。若将多用电表的开关拨到欧姆档的×1K档，则欧姆表的内阻为________Ω。若用此多用电表的欧姆档测量待测金属线的电阻R，测量之前，应该将多用电表的开关拨到欧姆档的________（填×10或×100）档位。(2)若用欧姆表的红表笔接触金属线的左端点M，黑表笔接触金属线的右端点N，流经金属线的电流（____）A．由M到NB．由N到M(3)若该同学在测量金属线直径时，没有完全去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该金属线的电阻率与真实值相比________（填“偏大”或“偏小”）。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）理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法。下图为我国某研究小组设计的探测器截面图：开口宽为的正方形铝筒，下方区域Ⅰ、Ⅱ为方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B，区域Ⅲ为匀强电场，电场强度，三个区域的宽度均为d。经过较长时间，仪器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子，其中部分正电子将打在介质MN上。已知正电子的质量为m，电量为e，不考虑相对论效应及电荷间的相互作用。(1)求能到达电场区域的正电子的最小速率；(2)在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场，求正电子的最大速率；(3)若L=2d，试求第（2）问中最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离。14．（16分）如图所示，将某正粒子放射源置于原点，其向各方向射出的粒子速度大小均为，质量均为，电荷量均为.在的第一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与轴正方向相同，在的第一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于平面向里.粒子离开电场上边缘时，能够到达的最右侧的位置为.最终恰没有粒子从磁场上边界离开磁场.若只考虑每个粒子在电场中和磁场中各运动一次，不计粒子重力以及粒子间的相互作用.求：（1）电场强度；（2）磁感应强度；（3）粒子在磁场中运动的最长时间.15．（12分）如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．(1)求细绳能够承受的最大拉力；(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；(3)通过计算判断C能否从木板上掉下来．

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】

AB．磁铁受到重力、铁板对磁铁的弹力、摩擦力、铁板对磁铁的磁场力共四个力，选项AB错误；C．根据力的平衡可知，铁板对磁铁的摩擦力大小为，选项C错误；D．铁板对磁铁的作用力与磁铁的重力等大反向，选项D正确。故选D。2、A【解析】

氢原子从n=4跃迁到n=1时放出光子的能量为光子的动量光子的能量可得根据动量守恒定律可知可得故选A。3、A【解析】

移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息．【详解】因为移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息．所以移动电话的声音信息由空间的电磁波来传递，移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，故A正确，BCD错误。故选A。【点睛】本题需要掌握移动电话的电信号通过电磁波进行传递，知道移动电话既是无线电的发射台，又是无线电的接收台．4、D【解析】A、以竖直向上为正方向，在图象中，斜率代表加速度，可知时间内物体向上做加速运动，加速度的方向向上，处于超重状态故A错误；B、由图可知，时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大故B错误；C、由图可知，时间内物体向上做减速运动故C错误；D、时间内物体向上做加速运动，动能增大，重力势能也增大；时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以时间内物体机械能一直增大故D正确．故选：D5、C【解析】

竖直向上抛砖是匀变速直线运动，经过3s减为0，可以从最高点开始逆向思维，把上升过程反过来看作自由落体运动。根据自由落体运动的公式，得第1s内，第2s内，第3s内的位移之比为从最高点开始，设第1s内位移为x，则第2s内为3x，第3s内为5x。所以从最高点开始，砖块通过上抛第2s位移的后的位移为第2个x，通过第1s内位移的前的位移即为第9个x，按照自由落体公式可得所以所以ABD错误，C正确。故选C。6、A【解析】

AB．因为原线圈上接有理想二极管，原线圈只有半个周期有电流，副线圈也只有半个周期有电流，，所以副线圈电压的最大值为，设副线圈电压的有效值为，则有解得，副线圈的输出功率为原线圈的输入功率为，A正确，B错误；C．电流表读数为C错误；D．因为原线圈上接有理想二极管，原线圈中电流方向不变，原线圈中电流增大和减小时在副线圈中产生的感应电流方向相反，副线圈输出的电流方向改变，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、AD【解析】

两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧；电量为2C的小物块仅在运动方向上受电场力作用从C点到B到A运动的过程中，根据v-t图可知在B点的加速度，可知物体先做加速度增大后做加速度减小的加速运动，判断电荷所受电场力大小变化情况和加速度变化情况，由牛顿第二定律求出电场强度的最大值。根据电势能的变化，分析电势的变化。由动能定理求AB间的电势差。【详解】A．由乙图可知，物体在B点加速度最大，且加速度为根据可知B点的场强最大，为E=1V/m，故A正确；B．从C到A的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，故B错误；C．从C到A一直沿着电场线运动，电势逐渐降低，故C错误；D．从B到

A的过程中，根据动能定理，得代入数据得UBA=5V，则即故D正确。故选AD。【点睛】明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键，据v-t图获取加速度、速度、动能等物理量是解本题的突破口。8、ACD【解析】

A．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，所以A正确；B．物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小，所以B错误；C．根据理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，所以C正确；D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性，所以D正确；E．外界对气体做功由于不知道气体是吸热还是放热，根据热力学第一定律无法确定气体的内能增加还是减小，故E错误。故选ACD。9、CD【解析】

AB．如图甲所示小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正切值可得小球在空中运动的时间初速度故AB错误；C．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示若无斜面，则小球应击中点，实际击中点为轨迹与斜面的交点，显然离底端的距离小于，故C正确；D．若抛出点高度变为，根据小球垂直击中斜面的规律知则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据联立解得故小球的初速度应调整为原来的倍，故D正确。故选CD。10、AD【解析】

AB．在轨道1运动时的速度在轨道2运动时的速度即从A到B由能量守恒关系可知解得则选项A正确，B错误；C．在B点时由可得则选项C错误；D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为选项D正确。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、①③②④Dθ为n个点对应的圆心角【解析】

(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理．故次序为①③②④；(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器，故选D；(3)[3]根据，则，[4]θ是n个点对应的圆心角，T是电火花计时器的打点时间间隔。12、1.76215000（或）×10B偏大【解析】

(1)[1][2][3]螺旋测微器的读数为固定刻度的毫米数与可动刻度的的和，由图示螺旋测微器可知，其直径为(相减的是图a的1格);欧姆表盘的中值电阻就是欧姆表的内内阻，所以欧姆表的内阻为3000Ω;由于待测电阻大约只有100Ω，要使指针偏在中央左右，则倍率选。(2)[4]欧姆表的红表笔接的是内接电源的负极，所以当欧姆表的红表笔接触金属线的左端点M，黑表辖接触金属线的右端点N，流经金属线是从N到M，故选B。(3)[5]若该同学在测量金属线直径时，没有完全去漆包线袤面的绝缘漆，这样导致直径测量值偏大，截面积偏大，根据电阻定律得到所以电阻率的测量也偏大。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)；(2)；(3)【解析】

(1)正电子在磁场中只受洛伦兹力作用，故正电子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力；在电场中正电子只受电场力作用，做匀变速运动；正电子离开电场运动到MN的过程不受力，做匀速直线运动；

根据两磁场磁场方向相反，磁感应强度相等，故正电子在其中做匀速圆周运动的轨道半径相等，偏转方向相反，所以正电子离开磁场时的速度竖直向下；

故正电子能到达电场区域，则正电子在磁场中在匀速圆周运动的轨道半径R≥d；

那么由洛伦兹力做向心力可得所以正电子速度故能到达电场区域的正电子的最小速率为；(2)根据几何关系可得：正电子进入磁场运动到区域Ⅱ和Ⅲ的分界线时，正电子水平位移偏移故轨道半径R越大，水平偏移量越小；由(1)可得：最大偏移量△xmax=2d；故有探测器正方向开口宽为，在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场可得：正电子最小偏移量所以由可得正电子运动轨道半径最大为故根据洛伦兹力做向心力可得：正电子的最大速率(3)速度最大的正电子垂直射入电场时，在电场中运动的时间在电场