2022届北京市西城区第十三中学高三下第一次测试物理试题含解析

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．已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）A． B． C． D．2．两车在平直的公路上沿同一方向行驶，两车运动的图象如图所示。在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，则（）A．若在时刻相遇，则B．若在时刻相遇，则C．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为D．若在时刻相遇，则下次相遇时车速度为3．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离．某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆．已知司机的反应时间为0.7s，刹车的加速度大小为5m/s2，则该ETC通道的长度约为（）A．4.2m B．6.0m C．7.8m D．9.6m4．如图所示，带电荷量为Q的等量同种正电荷固定在水平面上，在其连线的中垂线（竖直方向）上固定一光滑绝缘的细杆，细杆上套一个质量为m，带电荷量为的小球，小球从细杆上某点a由静止释放，到达b点时速度为零，b间的距离为h，重力加速度为g。以下说法正确的是（）A．等量同种正电荷在a、b两处产生的电场强度大小关系B．a、b两处的电势差C．小球向下运动到最大速度的过程中小球电势能的增加量等于其重力势能的减少量D．若把两电荷的位置往里移动相同距离后固定，再把带电小球从a点由静止释放，则小球速度减为零的位置将在b点的上方5．在光滑的水平桌面上有两个质量均为m的小球，由长度为2l的拉紧细线相连．以一恒力作用于细线中点，恒力的大小为F，方向平行于桌面．两球开始运动时，细线与恒力方向垂直．在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为（）A． B． C． D．6．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则()A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了二、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，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q，取无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（）A．b、f两点电场强度大小相等，方向相同B．e、d两点电势不同C．电子沿曲线运动过程中，电场力做正功D．若将＋Q从a点移动到b点，移动前后球心O处的电势不变8．下列有关光学现象的说法正确的是（）A．光从光密介质射入光疏介质，其频率不变，传播速度变小B．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射C．光的干涉、衍射现象证明了光具有波动性D．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小9．研究表明，汽车在行驶过程中所受阻力的大小与运动速率的平方近似成正比。一辆汽车在平直公路上行驶，以某一功率行驶达到的最大速率为，此时所受阻力为。若增加汽车功率为原来的两倍，其他条件不变，该汽车行驶达到的最大速率为，相应的阻力为。对此下列表述正确的是（）A． B． C． D．10．用头发屑模拟各种电场的分布情况如甲、乙、丙、丁四幅图所示，则下列说法中正确的是（）A．图甲一定是正点电荷形成的电场B．图乙一定是异种电荷形成的电场C．图丙可能是同种等量电荷形成的电场D．图丁可能是两块金属板带同种电荷形成的电场三、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）某实验小组测定一电流表的内阻，实验室提供如下器材：A．待测电流表（量程为，内阻约）；B．电阻箱（最大阻值为）；C．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）；D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）;E.电源（电动势约，内阻不计）；F.开关两个，导线若干。设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下：①根据实验设计的电路图连接好电路，正确调节滑动变阻器；②先闭合，使保持断开状态，调节滑动变阻器滑片的位置，使得待测电流表示数达到满偏电流。③保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合，并多次调节变阻箱，记下电流表的示数和对应的电阻箱的阻值。④以为纵坐标，为横坐标作出了图线，如图乙所示；⑤根据图线的相关数据求解电流表的内阻；回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_____（填“”或“”），实验前，先将滑动变阻器滑片移到____（填“”或“”）端；(2)在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变，则与的关系式为______（用题中所给出物理量的字母表示），根据图象中的数据求出电流表的内阻_____（结果保留两位有效数字）；(3)用这种方法测量出的电流表内阻比电流表内阻的真实值_____（填“偏大”“相等”或“偏小”）。12．（12分）在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验，其操作如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝_____mm；

用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=____mm；(2)此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）；B．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）：C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）；E.定值电阻R0＝80ΩF.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）；G.开关一只，导线若干。为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号________；(3)此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量电阻率ρ＝________（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。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）“∟”形轻杆两边互相垂直、长度均为l，可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动，两端各固定一个金属小球A、B，其中A球质量为m，带负电，电量为q，B球的质量为m，B球开始不带电，整个装置处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。现将“∟”形杆从OB位于水平位置由静止释放：(1)当“∟”形杆转动的角速度达到最大时，OB杆转过的角度为多少？(2)若使小球B也带上负电，仍将“∟”形杆从OB位于水平位置由静止释放，OB杆顺时针转过的最大角度为90°，则小球B带的电量为多少？转动过程系统电势能的最大增加值为多少？14．（16分）如图，物流转运中心的水平地面上有一辆质量M=4kg、长L=1.4m的平板小车，在平板车的右端放有质量m=1kg的快件(可视为质点)，快件与平板车间的动摩擦因。物流中心的工作人员要将快件卸到地面上，他采用了用水平力F拉小车的方式，重力加速度g=10m/s2，不计小车与地面间的摩擦阻力，求：(1)要让快件能相对平板车滑动，需要施加的最小水平力F0；(2)若用F=28N的水平恒力拉小车，要将快件卸到地面上，拉力F作用的最短时间t为多少。15．（12分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．

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】

公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：运动的周期之比：在一个周期内扫过的面积之比为：面积速率为，可知面积速率之比为，故A正确，BCD错误。故选A。2、B【解析】

A．根据题述，在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有解得，故A错误；B．若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有解得，故B正确；C．若在时刻相遇，则下次相遇的时刻为关于对称的时刻，故C错误；D．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为，下次相遇时车速度故D错误。故选B。3、D【解析】

汽车的速度21.6km/h＝6m/s，汽车在前0.3s+0.7s内做匀速直线运动，位移为：x1＝v0（t1+t2）＝6×（0.3+0.7）＝6m，随后汽车做减速运动，位移为：3.6m，所以该ETC通道的长度为：L＝x1+x2＝6+3.6＝9.6m，故ABC错误，D正确【点睛】本题的关键是明确汽车的两段运动的特点，然后合理选择公式．4、D【解析】

A．小球由a到b先加速再减速，a点加速度向下，b点加速度向上，所以，A错误；B．由a到b根据动能定理得B错误；C．根据能量守恒，小球向下运动到最大速度的过程中小球重力势能转化为电势能和动能，所以小球电势能的增加量小于其重力势能的减少量，C错误；D．若把两同种电荷的位置往里移动相同距离后固定，根据电场强度叠加原理在中垂线上相同位置电场强度变大了，再由动能定理可知小球速度减为零的位置将在b点的上方，选项D正确。故选D。5、B【解析】以两球开始运动时细线中点为坐标原点，恒力F方向为x轴正方向建立直角坐标系如图1，设开始到两球碰撞瞬间任一小球沿x方向的位移为s，根据对称性，在碰撞前瞬间两球的vx、vy、v大小均相等，对其中任一小球，在x方向做初速度为零的匀加速直线运动有：；；

；细线不计质量，F对细线所做的功等于细线对物体所做的功，故对整体全过程由动能定理有：F（s+l）=2×mv2；由以上各式解得：

，故选B．6、A【解析】

根据光电效应方程得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A正确，BCD错误．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】

AB．等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直，由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等，由以上的分析可知，b、d、e、f各点的电势相等且均为零，电场强度大小相等，方向相同，故A正确，B错误；C．由于b、e、d各点的电势相同，故电子移动过程中，电场力不做功，故C错误；D．将+Q从a点移动到b点，球心O仍位于等量异种电荷的中垂线位置，电势为零，故其电势不变，故D正确。故选AD。8、BC【解析】

A．光从光密介质射入光疏介质，其频率不变，传播速度变大，选项A错误；B．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射，选项B正确；C．光的干涉、衍射现象证明了光具有波动性，选项C正确；D．红光的波长大于紫光，做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，根据可知，相邻明条纹间距变大，选项D错误。故选BC。9、BD【解析】

CD．汽车功率为P时，最大速率为，由二力平衡有由题意知解得①同理，汽车功率为2P时，最大速率为②解①②式得③所以D正确，C错误；AB．将③式代入与解得所以B正确，A错误。故选BD。10、BC【解析】

A．点电荷的电场都是辐射状的，所以图甲模拟的可能是正点电荷形成的电场，也可能是负点电荷形成的电场，A错误；B．根据等量异种电荷电场线分布的特点对比可知，图乙一定是异种电荷形成的电场，B正确；C．根据等量同种电荷电场线的特点对比可知，图丙可能是同种等量电荷形成的电场，也可能是同种不等量电荷形成的电场，C正确；D．由图可知，两个金属板之间的电场类似于匀强电场，所以图丁可能是两块金属板带异种电荷形成的电场，D错误。故选BC。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、偏小【解析】

(1)[1]．电流表满偏时电路中的总电阻为所以滑动变阻器的电阻不能小于，滑动变阻器选择；[2]．实验前，先将滑动变阻器连入电路中的电阻调至最大，所以滑片应移到端。(2)[3]．因为电流表满偏时在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变有整理得[4]．由图象得图线斜率由表达式可得其中，解得(3)[5]．电流表内阻根据求得，闭合后，电路中的总电阻略有减小，所以干路电流稍微增大，即大于满偏电流，而用来计算内阻时仍用，所以测量值比真实值偏小。12、50.155.695(5.693~5.697)【解析】

(1)[1]20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，圆柱体的长度为[2]螺旋测微器的转动刻度为50格，共0.5mm，一小格的长度为0.01mm，转动刻度估读到零点几格，则圆柱体的直径为(5.693~5.697)(2)[3]直流电源E的电动势为4V，实验提供的电压表为15V，量程太大不合适，而电流表A1的内阻已知，还有一个定值电阻R0＝80Ω，可考虑改装出电压表，量程为量程较合适，改装后待测电阻的最大电流为电流表A2的量程100mA，直接接在待测电阻上指针的偏转幅度小，而改装后的电压表和待测电阻并联后的总电流约为80mA，则电流表A2(100mA)接在干路上指针偏转比较合适；滑动变阻器R1(10Ω)远小于待测电阻阻值100Ω，为了调节方便和更多的获得测量数据，则采用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示(3)[4]根据所设计的电路原理可知，待测电阻的电压为待测电阻的电流为由欧姆定律和电阻定律可得待测电阻的阻值为联立解得电阻率为四、计算题：本题共2小题，共2