北京市清華大學(xué)附中2022年高三第二次診斷性檢測物理試卷含解析

2021-2022學(xué)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(yīng)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(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)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、乒乓球作為我國的國球，是一種大家喜聞樂見的體育運(yùn)動，它對場地要求低且容易上手。如圖所示，某同學(xué)疫情期間在家鍛煉時，對著墻壁練習(xí)打乒乓球，球拍每次擊球后，球都從同一位置斜向上飛出，其中有兩次球在不同高度分別垂直撞在豎直墻壁上，不計空氣阻力，則球在這兩次從飛出到撞擊墻壁前（）A．飛出時的初速度大小可能相等B．飛出時的初速度豎直分量可能相等C．在空中的時間可能相等D．撞擊墻壁的速度可能相等2、一個做變速直線運(yùn)動的物體，其加速度方向不變而大小逐漸減小至零，那么該物體的運(yùn)動情況不可能是（）A．速度不斷增大，加速度減小到零時速度最大B．速度不斷減小，加速度減小到零時速度也減小到零C．速度先減小后增大，加速度減小到零時速度最大D．速度先增大后減小，加速度減小到零時速度最小3、2017年諾貝爾物理學(xué)獎授予了三位美國科學(xué)家，以表彰他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)引力波所作的貢獻(xiàn)。引力波被認(rèn)為是時空彎曲的一種效應(yīng)，物體加速運(yùn)動時會給宇宙時空帶來擾動，這種擾動會以光速向外傳播能量。如圖為科學(xué)家們探測引力波的裝置示意圖，發(fā)射器發(fā)出的激光S經(jīng)半透光分束鏡分為相互垂直的兩束S1和S2，然后經(jīng)過4km長的兩臂，在兩臂端點(diǎn)處經(jīng)反射鏡反射回來，S1和S2相遇形成干涉，被探測器接收。精確調(diào)節(jié)兩臂，使探測器在無引力波作用時，接收到的信號強(qiáng)度為0。當(dāng)有引力波作用時，兩臂長度將因此而發(fā)生改變，則接收到的信號強(qiáng)度不為0。下列說法正確的是A．引力波可以超光速傳播B．引力波不能傳播能量C．探測器接收到的兩束波的頻率相同D．無引力波作用時兩束激光到探測器的路程差為04、如圖，某同學(xué)將一足球靜止擺放在收納架上。他估測得足球的直徑約為20cm，質(zhì)量約為0.48kg，收納架兩根平行等高的橫桿之間的距離d約為12cm。忽略足球的形變以及球與橫桿之間的摩擦，重力加速度g取10m/s2，則可估算出一根橫桿對足球的彈力約為（）A．2.4N B．3.0N C．4.0N D．4.8N5、以下儀器能測量基本物理量的是（）A．彈簧測力計 B．電磁打點(diǎn)計時器C．電壓表 D．量筒6、如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是（）A．b點(diǎn)場強(qiáng)大于d點(diǎn)場強(qiáng)B．b點(diǎn)場強(qiáng)為零C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢差D．試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能二、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、關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，油酸分子的直徑(也就是單層油酸分子組成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中純油酸的體積與它在水面上攤開的面積之比B．兩個鄰近的分子之間同時存在著引力和斥力，它們都隨距離的增大而減小，當(dāng)兩個分子的距離為r0時，引力與斥力大小相等，分子勢能最小C．物質(zhì)是晶體還是非晶體，比較可靠的方法是從各向異性或各向同性來判斷D．如果用Q表示物體吸收的能量，用W表示物體對外界所做的功，ΔU表示物體內(nèi)能的增加，那么熱力學(xué)第一定律可以表達(dá)為Q=ΔU+WE.如果沒有漏氣沒有摩擦，也沒有機(jī)體熱量的損失，這樣的熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%8、一豎直放置的輕彈簧，一端固定于地面，一端與質(zhì)量為3kg的B固定在一起，質(zhì)量為1kg的A放于B上?，F(xiàn)在A和B正在一起豎直向上運(yùn)動，如圖所示。當(dāng)A、B分離后，A上升0.2m到達(dá)最高點(diǎn)，此時B速度方向向下，彈簧為原長，則從A、B分離起至A到達(dá)最高點(diǎn)的這一過程中，下列說法正確的是(g取10m/s2)A．A、B分離時B的加速度為gB．彈簧的彈力對B做功為零C．彈簧的彈力對B的沖量大小為6N·sD．B的動量變化量為零9、下列說法正確的是()A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于水的表面存在表面張力的緣故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因為油脂使水的表面張力增大的緣故C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)E.當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力的緣故10、如圖甲，線圈A（圖中實線，共100匝）的橫截面積為0.3m2，總電阻r＝2Ω，A右側(cè)所接電路中，電阻R1＝2Ω，R2＝6Ω，電容C＝3μF，開關(guān)S1閉合．A中有橫截面積為0.2m2的區(qū)域C（圖中虛線），C內(nèi)有圖乙所示的變化磁場，t＝0時刻，磁場方向垂直于線圈平面向里．下列判斷正確的是A．閉合S2、電路穩(wěn)定后，通過R2的電流由b流向aB．閉合S2、電路穩(wěn)定后，通過R2的電流大小為0.4AC．閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開S1，通過R2的電流由b流向aD．閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開S1，通過R2的電荷量為7.2×10－6C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）在航空儀表上使用的電阻器和電位器，要求具有電阻溫度系數(shù)低，電阻率大，耐磨等性能。實驗小組測量一個由新材料制成的圓柱體的電阻率ρ的實驗，其操作如下：(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所示，可知其長度為L＝_____mm；

用螺旋測微器測出其直徑D如圖乙所示，則D=____mm；(2)此圓柱體電阻約為100Ω，欲測量這種材料的電阻率ρ，現(xiàn)提供以下實驗器材：A．電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻r1=20Ω）；B．電流表A2（量程100mA，內(nèi)阻r2約為40Ω）：C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω）；D．滑動變阻器R1（0~10Ω，額定電流2A）；E.定值電阻R0＝80ΩF.直流電源E（電動勢為4V，內(nèi)阻很?。籊.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干。為了盡可能精確測量圓柱體的阻值，在所給的方框中設(shè)計出實驗電路圖，并標(biāo)明所選擇器材的物理符號________；(3)此圓柱體長度為L直徑D，若采用以上電路設(shè)計進(jìn)行測量電阻率ρ＝________（寫出表達(dá)式）（若實驗中用到電流表A1、電流表A2、電壓表V，其讀數(shù)可分別用字母I1、I2、U來表示）。12．（12分）某同學(xué)要測定電阻約為200Ω的圓柱形金屬材料的電阻率，實驗室提供了以下器材：待測圓柱形金屬Rx；電池組E（電動勢6V，內(nèi)阻忽略不計）；電流表A1（量程0~30mA，內(nèi)阻約100Ω）；電流表A2（量程0~600μA，內(nèi)阻2000Ω）；滑動變阻器R1（阻值范圍0~10Ω，額定電流1A）電阻箱R2（阻值范圍0~9999Ω，額定電流1A）開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。(1)先用螺旋測徽器測出該金屬材料的截面直徑，如圖甲所示，則直徑為___________mm，然后用游標(biāo)卡尺測出該金屬材料的長度，如圖乙所示，則長度為___________cm。(2)將電流表A2與電阻箱串聯(lián)，改裝成一個量程為6V的電壓表，則電阻箱接入電路的阻值為_______Ω。(3)在如圖內(nèi)所示的方框中畫出實驗電路圖，注意在圖中標(biāo)明所用器材的代號______。(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，測得多組電流表A1、A2的示數(shù)I1、I2，作出I2-I1圖像如圖丁所示，求得圖線的斜率為k=0.0205，則該金屬材料的電阻Rx=___________Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(5)該金屬材料電阻率的測量值___________（填“大于”“等于”或“小于”）它的真實值。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，豎直放置的圓柱形密閉氣缸，缸體質(zhì)量m1=10kg，活動質(zhì)量m2=2kg，橫截面積S=2×10－3m2，活塞與一勁度系數(shù)k=1.0×103N/m的彈簧相連，當(dāng)氣缸下部被支柱支起時，彈簧剛好無伸長，此時活塞下部被封閉氣柱長度L=20cm。試求：（已知大氣壓強(qiáng)為，設(shè)氣缸足夠長，且不計一切摩擦）(1)支柱移去前氣體的壓強(qiáng)；(2)若將氣缸下的支柱移去，待氣缸重新平衡時，缸體下降的高度為多少。14．（16分）如圖所示，內(nèi)壁光滑長度為4L、橫截面積為S的汽缸A、B，A水平、B豎直固定，之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連，整個裝置置于溫度27℃、大氣壓為p0的環(huán)境中，活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計．原長3L、勁度系數(shù)的輕彈簧，一端連接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O點(diǎn)．開始活塞D距汽缸B的底部為3L．后在D上放一質(zhì)量為的物體．求：①穩(wěn)定后活塞D下降的距離；②改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置，則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?15．（12分）如圖所示為一簡易火災(zāi)報警裝置，其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲。已知溫度為27oC時，封閉空氣柱長度L1為20cm，此時水銀柱上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為10cm，水銀柱的高度h為5cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，絕對零度為-273oC。（1）當(dāng)溫度達(dá)到多少攝氏度時，報警器會報警；（2）如果要使該裝置在90oC時報警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入多高的水銀柱？

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、A【解析】

C．將乒乓球的運(yùn)動反向處理，即為平拋運(yùn)動，由題知，兩次的豎直高度不同，所以兩次運(yùn)動時間不同，故C錯誤；B．在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，因兩次運(yùn)動的時間不同，故初速度在豎直方向的分量不同，故B錯誤；D．撞擊墻壁的速度，即可視反向平拋運(yùn)動的水平初速度，兩次水平射程相等，但兩次運(yùn)動的時間不同，故兩次撞擊墻壁的速度不同，故D錯誤；A．由上分析，可知豎直速度大的，其水平速度速度就小，所以根據(jù)速度的合成可知，飛出時的初速度大小可能相等，故A正確。故選A。2、D【解析】

A．當(dāng)速度的方向和加速度的方向相同時，則可以做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，故A正確；B．當(dāng)加速度的方向和速度方向相反時，則可以做減速運(yùn)動，當(dāng)加速度減小到零時速度也恰好減小到零，故B正確；C．剛開始的時候速度和加速度的方向相反，則先做減速運(yùn)動，當(dāng)減速到零時再做反向加速，加速度減小到零時速度最大，故C正確；D．只有當(dāng)加速度的方向和速度的方向相同時，做加速運(yùn)動，因為加速度方向不變，所以無法再做減速運(yùn)動，故D錯誤。故選D。3、C【解析】A、B項：由題干中信息可知，引力波以光速向外傳播能量，故A，B均錯誤；C項：光在傳播過程中頻率保持不變，故C正確；D項：兩個波能形成干涉，故兩個波傳播在無引力波作用時的傳播路程一定不同，故D錯誤。點(diǎn)晴：此題屬于科普信息閱讀題，一般從文章中結(jié)合學(xué)過的知識即可直接獲得答案，難度一般不會太難，但是需要學(xué)生能夠快速閱讀，并從文章中準(zhǔn)確的獲得關(guān)鍵信息，也體現(xiàn)了北京高考靈活性高的特點(diǎn)。4、B【解析】

設(shè)每根橫桿對足球的彈力方向與豎直方向夾角為α，由幾何關(guān)系可知對足球豎直方向有解得FN=3N故選B。5、B【解析】

A.彈簧測力計測量的是力，不是基本物理量，故A錯誤；B.電磁打點(diǎn)計時器測量的是時間，是基本物理量，故B正確；C.電壓表測量的是電壓，不是基本物理量，故C錯誤；D.量筒測量的是體積，不是基本物理量，故D錯誤。故選B。6、C【解析】

A.在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上中點(diǎn)的場強(qiáng)最小，在兩等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上中點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大。所以b點(diǎn)的場強(qiáng)小于連線中點(diǎn)的場強(qiáng)，d點(diǎn)的場強(qiáng)大于中點(diǎn)的場強(qiáng)，則b點(diǎn)場強(qiáng)小于d點(diǎn)場強(qiáng)，選項A錯誤；B.根據(jù)適矢量的疊加，b點(diǎn)的合場強(qiáng)由b指向c，不為零，選項B錯誤；C.由對稱性可知，a、b兩點(diǎn)的電勢差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢差，選項C正確；D.因a點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢，故試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能，選項D錯誤。故選C。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、ABD【解析】

A.根據(jù)用“油膜法”估測分子大小的實驗原理可知，讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，由于油酸分子是緊密排列的，而且形成的油膜為單分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含純油酸體積除以油膜面積得出的油膜厚度即為油酸分子直徑，故A正確；B.當(dāng)分子間的距離r＜r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，減小分子間的距離，分子力做負(fù)功，分子勢能增加；當(dāng)分子間的距離r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力，增大分子間的距離，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，所以當(dāng)兩個分子的距離為r0時，引力與斥力大小相等，分子勢能最小，故B正確；C.單晶體具有各向異性，多晶體與非晶體都具有各向同性，所以不能根據(jù)各向異性或各向同性來判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體；晶體具有一定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，比較可靠的方法是通過比較熔點(diǎn)來判斷，故C錯誤；D.根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，如果用Q表示物體吸收的能量，用W

表示物體對外界所做的功，U表示物體內(nèi)能的增加，那么熱力學(xué)第一定律可以表達(dá)為Q=U+W，故D正確；E.即使沒有漏氣沒有摩擦，也沒有機(jī)體熱量的損失，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可以達(dá)到100%．故E錯誤。故選ABD．8、ABC【解析】

A、由分離的條件可知，A、B物體分離時二者的速度、加速度相等，二者之間的相互作用力為0，對A分析可知，A的加速度，所以B的加速度為g，故A正確；B、A、B物體分離時彈簧恢復(fù)原長，A到最高點(diǎn)彈簧恢復(fù)原長，從A、B分離起至A到達(dá)最高點(diǎn)的這一過程中彈簧的彈性勢能變化為零，所以彈簧對B做的功為零，故B正確；CD、A、B物體分離后A做豎直上拋運(yùn)動，可知豎直上拋的初速度，上升到最高點(diǎn)所需的時間：，由運(yùn)動的對稱性可知此時B的速度為2m/s，方向豎直向下，對B在此過程內(nèi)用動量定理(規(guī)定向下為正方向)得：，解得彈簧的彈力對B的沖量大小為：，B的動量變化量為，故C正確，D錯誤；故選ABC。9、ACD【解析】A、把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，浮力很小，可以忽略不計，故一定是由于水表面存在表面張力的緣故，故A正確；

B、水對油脂表面是不浸潤的所以成水珠狀，水對玻璃表面是浸潤的，無法形成水珠，表面張力是一樣的，故B錯誤；

C、宇宙飛船中的圓形水滴是表面張力的緣故，故C正確；

D、毛細(xì)現(xiàn)象中有的液面升高，有的液面降低，這與液體種類和毛細(xì)管的材料有關(guān)，故D正確；

E、當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于大氣壓力的緣故，故E錯誤．點(diǎn)睛：本題考查了液體表面張力和液體的浸潤與不浸潤現(xiàn)象，是聯(lián)系生活的好題．10、BD【解析】根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，則閉合S2、電路穩(wěn)定后，通過R2的電流由a流向b，選項A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：，則閉合S2、電路穩(wěn)定后，通過R2的電流大小為，選項B正確；閉合S2、電路穩(wěn)定后電容器上極板帶正電，則當(dāng)再斷開S1，電容器放電，通過R2的電流由a流向b，選項C錯誤；電路穩(wěn)定后電容器帶電量，則電路穩(wěn)定后再斷開S1，通過R2的電荷量為7.2×10－6C，選項D正確；故選BD.點(diǎn)睛：此題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及直流電路中的含電容問題；注意用求解電動勢時，S是線圈中有磁場部分的面積，不是線圈的面積；同時要搞清電容器兩端的電壓是哪個電阻上的電壓值.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、50.155.695(5.693~5.697)【解析】

(1)[1]20分度的游標(biāo)卡尺，精確度為0.05mm，圓柱體的長度為[2]螺旋測微器的轉(zhuǎn)動刻度為50格，共0.5mm，一小格的長度為0.01mm，轉(zhuǎn)動刻度估讀到零點(diǎn)幾格，則圓柱體的直徑為(5.693~5.697)(2)[3]直流電源E的電動勢為4V，實驗提供的電壓表為15V，量程太大不合適，而電流表A1的內(nèi)阻已知，還有一個定值電阻R0＝80Ω，可考慮改裝出電壓表，量程為量程較合適，改裝后待測電阻的最大電流為電流表A2的量程100mA，直接接在待測電阻上指針的偏轉(zhuǎn)幅度小，而改裝后的電壓表和待測電阻并聯(lián)后的總電流約為80mA，則電流表A2(100mA)接在干路上指針偏轉(zhuǎn)比較合適；滑動變阻器R1(10Ω)遠(yuǎn)小于待測電阻阻值100Ω，為了調(diào)節(jié)方便和更多的獲得測量數(shù)據(jù)，則采用滑動變阻器的分壓式接法，電路圖如圖所示(3)[4]根據(jù)所設(shè)計的電路原理可知，待測電阻的電壓為待測電阻的電流為由歐姆定律和電阻定律可得待測電阻的阻值為聯(lián)立解得電阻率為12、9.20310.4058000209等于【解析】

(1)[1][2]．根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則，固定刻度讀數(shù)為9mm，可動刻度部分讀數(shù)為20.3×0.01mm，所以金屬材料的直徑為d=9mm+0.203mm=9.203mm；根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，金屬材料的長度L=10.4cm+0.005cm=10.405cm。(2)[3]．改裝后電壓表量程為U=6V，由I2g（r2g+R2)=U解