2022年北京市首都師大附中高三第二次診斷性檢測物理試卷含解析

2021-2022學年高考物理模擬試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、某靜電場在x軸上各點的電勢φ隨坐標x的分布圖像如圖所示。x軸上A、O、B三點的電勢分別為φA、φO、φB，電場強度沿x軸方向的分量大小分別為EAx、EOx、EBx，電子在A、O、B三點的電勢能分別為WA、WO、WB。下列判斷中正確的是（）A．φO＞φB＞φAB．EOx＞EBx＞EAxC．WO＜WB＜WAD．WO-WA＞W(wǎng)O-WB2、北斗三號導航衛(wèi)星系統(tǒng)由三種不同軌道的衛(wèi)星組成，其中24顆是地球中圓軌道衛(wèi)星，其軌道形狀為圓形，軌道半徑在1000公里與3萬公里之間。地球中圓軌道衛(wèi)星（）A．比地球同步衛(wèi)星的周期小B．比地球同步衛(wèi)星的線速度小C．比地球同步衛(wèi)星的角速度小D．線速度大于第一宇宙速度3、如圖，裝備了“全力自動剎車”安全系統(tǒng)的汽車，當車速v滿足3.6km/h≤v≤36km/h、且與前方行人之間的距離接近安全距離時，如果司機未采取制動措施，系統(tǒng)就會立即啟動“全力自動剎車”，使汽車避免與行人相撞。若該車在不同路況下“全力自動剎車”的加速度取值范圍是4~6m/s2，則該系統(tǒng)設(shè)置的安全距離約為（）A．0.08m B．1.25m C．8.33m D．12.5m4、下列關(guān)于物理學史、物理學研究方法的敘述中，正確的是（）A．庫侖提出一種觀點，認為在電荷周圍存在著由它產(chǎn)生的電場B．伽利略通過觀察發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律C．牛頓通過多次實驗發(fā)現(xiàn)力不是維持物體運動的原因D．卡文迪許通過扭秤實驗，測定出了萬有引力常量5、一圓筒內(nèi)壁粗糙，底端放一個質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點），該物體與圓筒內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為,圓筒由靜止沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動直到物體恰好滑動，此時物體、圓心的連線與豎直方向的夾角為，如圖所示，以下說法正確的是（）A．在緩慢轉(zhuǎn)動過程中物體受到的支持力逐漸增大B．在緩慢轉(zhuǎn)動過程中物體受到的靜摩擦力逐漸減小C．物體恰好滑動時夾角與的關(guān)系為D．緩慢轉(zhuǎn)動過程中，圓筒對物體的作用力逐漸增大6、如圖甲所示，虛線右側(cè)有一方向垂直紙面的有界勻強磁場，磁場的磁感應強度口隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示（取磁場垂直紙面向里的方向為正方向），固定的閉合導線框一部分在磁場內(nèi)。從t=0時刻開始，下列關(guān)于線框中感應電流i、線框ab邊受到的安培力F隨時間t變化圖象中，可能正確的是（取線框中逆時針方向的電流為正，安培力向右為正方向）（）A． B． C． D．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導軌，導軌足夠長，電阻不計，勻強磁場垂直導軌平面向里。金屬桿ab垂直導軌放置，與導軌始終良好接觸，金屬桿具有一定的質(zhì)量和電阻。開始時，將開關(guān)S斷開，讓金屬桿ab由靜止開始自由下落，經(jīng)過一段時間，再將開關(guān)S閉合，從閉合開關(guān)S開始計時，取豎直向下為正方向，則金屬桿運動的動能EK、加速度a、所受到的安培力，及電流表的示數(shù)，隨時間t變化的圖象可能是A． B． C． D．8、圖甲、圖乙為兩次用單色光做雙縫干涉實驗時，屏幕上顯示的圖樣。圖甲條紋間距明顯大于圖乙，比較兩次實驗A．若光屏到雙縫的距離相等，則圖甲對應的波長較大B．若光源、雙縫間隙相同，則圖甲光屏到雙縫的距離較大C．若光源、光屏到雙縫的距離相同，則圖甲雙縫間隙較小D．圖甲的光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象9、質(zhì)量為m的汽車在平直的路面上啟動，啟動過程的速度-時間圖象如圖所示，其中OA段為直線，AB段為曲線，B點后為平行于橫軸的直線．已知從t1時刻開始汽車的功率保持不變，整個運動過程中汽車所受阻力的大小恒為f，以下說法正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，汽車牽引力的數(shù)值為m+fB．t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率等于（m＋f）v2C．t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速率小于D．汽車運動的最大速率v2＝（＋1）v110、如圖所示，半徑為r、電阻為R的單匝圓形線框靜止于絕緣水平面上，以圓形線框的一條直徑為界，其左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強磁場，以垂直紙面向里的磁場為正，兩部分磁場的磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律分別如圖乙所示。則0~t0時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．時刻線框中磁通量為零B．線框中電流方向為順時針方向C．線框中的感應電流大小為D．線框受到地面向右的摩擦力為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實驗興趣小組用如圖甲所示實驗裝置來驗證機械能守恒定律并求出當?shù)刂亓铀俣?。傾斜氣墊導軌傾角為30°，導軌上端與水平桌面相接并安裝有速度傳感器可以直接測出小物塊經(jīng)過上端時的速度，氣墊導軌和水平桌面上均有刻度值可讀出長度。導軌下端有一固定擋板，輕質(zhì)彈簧下端與擋板相連，測出不放小物塊時彈簧上端與傳感器之間的長度為L。氣墊導軌開始工作后把質(zhì)量為m的小物塊輕放在彈簧上端，用外力向下緩慢推動小物塊到不同位置后撤去外力，小物塊從靜止開始向上運動，經(jīng)過一段時間后落在水平桌面上。（1）通過實驗，該小組測出了多組不同的速度v和對應的落點到導軌上的長度x，畫出了如圖乙所示的圖象，已知該圖象為一過原點的直線、直線斜率為k，則通過該象可求出當?shù)刂亓铀俣萭的值為_________，考慮到空氣阻力，該小組測出的值________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。（2）通過事先對輕彈簧的測定，、研究得出彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系為。若每次釋放小物塊時彈簧的壓縮量均為L的n倍，為了驗證小物塊和輕彈簧系統(tǒng)的機械能守恒，該小組需要驗證的表達式為__________________（用x、n、L表示）。12．（12分）某同學要測量一由新材料制成的粗細均勻的圓柱形導體的電阻率ρ。步驟如下：(1)用20分度的游標卡尺測量其長度如圖（甲）所示，由圖可知其長度為______cm；(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖（乙）所示，由圖可知其直徑為______mm；(3)用圖（丙）所示的電路測定其電阻值，其中Rx是待測的圓柱形導體，R為電阻箱，電源電動勢為E，其內(nèi)阻不計。在保證安全的情況下多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖（?。┧镜膱D線，電阻Rx=__Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），此數(shù)值與電阻的真實值R0比較，Rx____R0(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出圓柱形導體的電阻率ρ=______。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，平行單色光垂直射到玻璃制成的半徑為R的半球平面上，玻璃對該單色光的折射率為，玻璃半球的下方平行于玻璃半球平面放置一光屏，單色光經(jīng)半球折射后在光屏上形成一個圓形光斑。不考慮光的干涉和衍射，真空中光速為r。求：（i）當光屏上的光斑最小時，圓心O到光屏的距離；（ii）圓心O到光屏的距離為d=3R時，光屏被照亮的面積。14．（16分）了測量所采集的某種植物種子的密度，一位同學進行了如下實驗：①取適量的種子，用天平測出其質(zhì)量，然后將幾粒種子裝入注射器內(nèi)；②將注射器和壓強傳感器相連，然后緩慢推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的刻度V，壓強傳感器自動記錄此時氣體的壓強p；③重復上述步驟，分別記錄活塞在其它位置的刻度V和記錄相應的氣體的壓強p；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出﹣V圖線，并推算出種子的密度。（1）根據(jù)圖線，可求得種子的總體積約為_____ml（即cm3）。（2）如果測得這些種子的質(zhì)量為7.86×10﹣3kg，則種子的密度為_____kg/m3。（3）如果在上述實驗過程中，由于操作不規(guī)范，使注射器內(nèi)氣體的溫度升高，其錯誤的操作可能是_____、_____。這樣操作會造成所測種子的密度值_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。15．（12分）如圖所示，在傾角為＝30°且足夠長的斜面上，質(zhì)量為3m的物塊B靜止在距斜面頂編為L的位置，質(zhì)量為m的光滑物塊A由斜面頂端靜止滑下，與物塊B發(fā)生第一次正碰。一段時間后A、B又發(fā)生第二次正碰，如此重復。已知物塊A與物塊B每次發(fā)生碰撞的時間都極短且系統(tǒng)的機械能都沒有損失，且第二次碰撞發(fā)生在物塊B的速度剛好減為零的瞬間。已知物塊B所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。求（1）A、B發(fā)生第一次碰撞后瞬間的速度（2）從一開始到A、B發(fā)生第n次碰撞時，物塊A在斜面上的總位移。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

A．由圖知電勢高低關(guān)系為，A錯誤；B．根據(jù)圖像切線斜率的大小等于電場強度沿軸方向的分量大小，所以，B錯誤；C．電子帶負電，根據(jù)電勢能公式：分析得知，C錯誤；D．由圖知，間電勢差大于間電勢差，即有：電子帶負電，則根據(jù)電勢能公式：得：，D正確。故選D。2、A【解析】

ABC．根據(jù)萬有引力提供向心力可知解得地球中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比同步衛(wèi)星衛(wèi)星的軌道半徑小，故地球中圓軌道衛(wèi)星的線速度大，角速度大，周期小，故A正確，BC錯誤；D．第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的運行速度，是衛(wèi)星最大的運行速度，故地球中圓軌道衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，故D錯誤。

故選A。3、D【解析】

由題意知，車速3.6km/h≤v≤36km/h即，系統(tǒng)立即啟動“全力自動剎車”的加速度大小約為4~6m/s2，最后末速度減為0，由推導公式可得故ABC錯誤，D正確。故選D。4、D【解析】

A．法拉第提出一種觀點，認為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，故A錯誤；B．開普勒通過分析第谷觀測的天文數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律，故B錯誤；C．伽利略通過理想斜面實驗發(fā)現(xiàn)了物體的運動不需要力來維持，故C錯誤；D．卡文迪許通過扭秤實驗，測定出了萬有引力常量，故D正確。故選D。5、C【解析】

AB．對物體受力分析如圖所示，正交分解，根據(jù)平衡條件列出方程隨著的增大，減小，增大，選項AB錯誤；C．當物塊恰好滑動時得選項C正確；D．緩慢轉(zhuǎn)動過程中，圓筒對物體的作用力與重力等大反向，始終不變，D錯誤。故選C。6、B【解析】

AB．由圖可知，在內(nèi)線圈中磁感應強度的變化率相同，故內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向為逆時針，即電流為正方向；在內(nèi)內(nèi)線圈中磁感應強度的變化率相同，故內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向為順時針，即電流為負方向；根據(jù)法拉第電磁感應定律有則感應電流為由圖可知兩段時間內(nèi)的磁感應強度大小相等，故兩段時間內(nèi)的感應電流大小相等，故A錯誤，B正確；CD．由上分析可知，一個周期內(nèi)電路的電流大小恒定不變，根據(jù)可知F與B成正比，則在內(nèi)磁場垂直紙面向外減小，電流方向由b到a，根據(jù)左手定則可知，線框ab邊受到的安培力F方向向右，為正方向，大小隨B均勻減?。辉趦?nèi)磁場垂直紙面向里增大，電流方向由b到a，根據(jù)左手定則可知，線框ab邊受到的安培力F方向向左，為負方向，大小隨B均勻增大；在內(nèi)磁場垂直紙面向里減小，電流方向由a到b，根據(jù)左手定則可知，線框ab邊受到的安培力F方向向右，為正方向，大小隨B均勻減??；在內(nèi)磁場垂直紙面向外增大，電流方向由a到b，根據(jù)左手定則可知，線框ab邊受到的安培力F方向向左，為負方向，大小隨B均勻增大，故CD錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】

閉合開關(guān)時，金屬棒受到向下的重力以及向上的安培力，若重力與安培力相等，即mg=BIL=金屬桿做勻速直線運動。速度不變，則動能、安培力、感應電流都不變，加速度為零。若安培力小于重力，則加速度的方向向下，做加速運動，加速運動的過程中，安培力增大，則加速度減小，做加速度逐漸減小的加速運動，當重力與安培力相等時，做勻速直線運動，則a－t圖象是斜率逐漸減小的曲線，因為所以Ek－t圖象是一條斜率減小的曲線。安培力為F－t圖線先是一條斜率逐漸減小的曲線，之后恒定不變，因為所以I－t圖象先是一條斜率逐漸減小的的曲線，當金屬桿勻速時，電流恒定不變，但t=0時金屬桿有速度，所以t=0時電流不等于零。若安培力大于重力，則加速度的方向向上，做減速運動，減速運動的過程中，安培力減小，做加速度逐漸減小的減速運動，當重力與安培力相等時，做勻速直線運動。安培力為所以F－t圖象是斜率逐漸減小的曲線，當勻速運動時，安培力不再減小，此時安培力等于重力，故AD錯誤，BC正確。故選BC。8、BC【解析】

A．甲光的條紋間距大，光屏到雙縫的距離相等，由于雙縫間的距離未知，故無法比較波長的大小，A錯誤；B．若光源、雙縫間隙相同，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知d以及波長相等，圖甲的條紋間距大，則圖甲光屏到雙縫的距離大，B正確；C．若光源、光屏到雙縫的距離相同，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知L以及波長相等，圖甲的條紋間距大，則圖甲雙縫的間距小，C正確；D．因為波長大小未知，故無法比較哪個光發(fā)生明顯的衍射，D錯誤。故選BC。9、AD【解析】

A、由題圖可知，0～t1階段，汽車做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律得F1－f=ma，聯(lián)立可得F1=m+f，故A正確；B、在t1時刻汽車達到額定功率P=F1v1=（m＋f）v1，t1～t2時間內(nèi)，汽車保持額定功率不變，故B錯誤；C、由v-t圖線與橫軸所圍面積表示位移的大小可知，t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速度大于，故C錯誤；D、t2時刻，速度達到最大值v2，此時刻F2=f，P=F2v2，可得，故D正確.故選AD.10、ACD【解析】

A．時刻，兩部分磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，線框中的磁通量為零，A正確。B．根據(jù)楞次定律可知，左側(cè)的導線框的感應電流是逆時針，而右側(cè)的導線框的感應電流也是逆時針，則整個導線框的感應電流方向為逆時針，B錯誤。C．由法拉第電磁感應定律，因磁場的變化，導致導線框內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，結(jié)合題意可知整個導線框產(chǎn)生感應電動勢為左、右兩側(cè)電動勢之和，即由閉合電路歐姆定律，得感應電流大小故C正確。D．由左手定則可知，左、右兩側(cè)的導線框均受到向左的安培力，則所受地面的摩擦力方向向右、大小與線框所受的安培力大小相等，即故D正確。故選ACD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、偏大【解析】

（1）[1][2]物塊到達斜面頂端時的速度為v，則：物塊離開斜面后做斜上拋運動，運動時間：水平位移：整理得：由v2-x圖象可知圖象斜率：所以重力加速度：考慮空氣阻力影響，所測重力加速度偏大.（2）[3]每次釋放小物塊時彈簧的壓縮量均為L的n倍，則：彈簧的彈性勢能：以釋放點所處水平面為重力勢能的零勢面，由機械能守恒定律得：整理得：12、5.0154.70017小于5.9×10-3Ω?m【解析】

(1)[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知讀數(shù)為50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm(2)[2]根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則可知讀數(shù)為4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm(3)[3]由圖示電路圖可知，電壓表示數(shù)為整理得由圖示圖象可知，縱軸截距所以電源電動勢E=2V，圖象斜率所以電阻阻值[4]由于電壓表的分流作用可知此測量值小于電阻的真實值R0。(5)[5]由電阻定律可知代入數(shù)據(jù)解得電阻率ρ≈5.9×10-3Ω