2022-2023學(xué)年北京門頭溝區(qū)新橋路中學(xué)高三物理模擬試題含解析

2022-2023學(xué)年北京門頭溝區(qū)新橋路中學(xué)高三物理模擬試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，保持溫度不變，壓縮氣體，則（）A．氣體分子的平均速率增大B．每個氣體分子的動能都不變C．容器單位面積上受到分子撞擊的平均作用力增大D．氣體分子單位時間內(nèi)與容器單位面積碰撞的分子數(shù)增加參考答案：解：A、當(dāng)溫度保持不變時，分子平均動能不變，平均速率不變，故A錯誤．B、溫度保持不變時，分子平均動能不變，并非指每個分子的平均動能不變，故B錯誤．C、溫度保持不變時，壓縮氣體，氣體的壓強(qiáng)會變大．容器單位面積上受到分子撞擊的平均作用力增大，故C正確．D、溫度保持不變時，壓縮氣體，氣體的壓強(qiáng)會變大，氣體分子單位時間內(nèi)與容器單位面積碰撞的分子數(shù)增加，故D正確．故選：CD2.（單選）某月球探測衛(wèi)星先貼近地球表面繞地球做勻速圓周運(yùn)動，此時其動能為，周期為；再控制它進(jìn)行一系列變軌，最終進(jìn)入貼近月球表面的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動，此時其動能為，周期為，已知地球的質(zhì)量為，月球的質(zhì)量為，則為（

）A．

B．

C．

D．參考答案：D3.在穩(wěn)定軌道上的空間站中，物體處于完全失重狀態(tài)．有如圖（4）所示的裝置，半徑分別為r和R（R>r）的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是：A．小球在CD間由于摩擦力而做減速運(yùn)動B．小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時比經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時速度大C．如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達(dá)乙軌道的最高點(diǎn)D．小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時對軌道的壓力參考答案：D4.F1、F2合力方向豎直向下，若保持F1的大小和方向都不變，保持F2的大小不變，而將F2的方向在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過60°角，合力的方向仍豎直向下，下列說法正確的是

A．F1一定大于F2

B．F1可能小于F2

C．F2的方向與水平面成30°角

D．F1方向與F2的方向成60°角參考答案：AC由于合力始終向下，可知F2與F2′的水平分力相同．故F2與F2′關(guān)于水平方向?qū)ΨQ．所以F2與水平方向成30°，設(shè)F1與豎直方向成α，如圖所示．對各力進(jìn)行分解可得：F1sinα＝F2cos30°.①F1cosα>F2sin30°.②由①2＋②2得：F12>F22.即F1>F2.5.如圖，物體從某一高度自由下落到豎直立于地面的輕質(zhì)彈簧上．在a點(diǎn)時物體開始與彈簧接觸，到b點(diǎn)時物體速度為零．則從a到b的過程中，物體A．動能一直減小B．重力勢能一直減小C．所受合外力先增大后減小D．動能和重力勢能之和一直減少參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______________。②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車的質(zhì)量太大參考答案：（1）小車受到的合力；（2）小車的加速度跟所受的合力成正比；（3）C。7.靜電除塵器示意如右圖所示，其由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成。A和B分別接到高壓電源正極和負(fù)極，A、B之間有很強(qiáng)的電場，B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填A(yù)或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜能除mkg煤粉，設(shè)電子電量為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時間為t，則高壓電源的電流強(qiáng)度為_______。參考答案：A

2emnNA/t

8.某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計出如下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知小車質(zhì)量M=214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0=7.4g，所使用的打點(diǎn)計時器的交流電頻率=50Hz。其實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置

B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運(yùn)動

C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m

D．先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a

E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)B~D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度，回答以下問題：（1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？______（填“是”或“否”）。（2）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=_______m/s2。（3）某同學(xué)將有關(guān)數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖像（如圖），造成圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)最主要的一條原因是________，由該圖線延長線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是________，其大小是___________。

參考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力;砝碼盤重力；

0.079.某同學(xué)設(shè)計了一個如圖甲所示的裝置來測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù),其中A為滑塊,B和C處是鉤碼,不計繩和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)保持在B和C處鉤碼總個數(shù)不變的條件下,改變C處鉤碼個數(shù),測出C處不同個數(shù)鉤碼的總質(zhì)量m及對應(yīng)加速度a,然后通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)。(1)該同學(xué)手中有電火花計時器、紙帶、10個質(zhì)量均為100克的鉤碼、滑塊、一端帶有定滑輪的長木板、細(xì)線,為了完成本實(shí)驗(yàn),得到所要測量的物理量,還需要________。A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.彈簧測力計(2)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中,該同學(xué)以C處鉤碼的總質(zhì)量m為橫軸,以加速度a為縱軸,繪制了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)圖線,可知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=________。(g取10m/s2)參考答案：

(1).(1)B

(2).(2)0.3【詳解】第一空.打點(diǎn)計時器通過打點(diǎn)即可知道時間，故不需要秒表，故A錯誤．本實(shí)驗(yàn)不需要測滑塊的質(zhì)量，鉤碼質(zhì)量已知，故不需要天平，故B錯誤．實(shí)驗(yàn)需要測量兩點(diǎn)之間的距離，需要毫米刻度尺，故C正確．滑塊受到的拉力等于鉤碼的重力，不需要彈簧測力計測拉力，故D錯誤．故選C；

第二空.對ABC系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律可得：，其中m+m＇=m0；所以a-m圖象中，縱軸的截距為-μg，故-μg=-3，μ=0.3.10.如圖所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的電路。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；則光電管陰極材料的逸出功為_______eV，現(xiàn)保持滑片P位置不變，增大入射光的強(qiáng)度，電流計的讀數(shù)_______。(選填“為零”、或“不為零”)參考答案：4.5（2分）

為零

（2分11.光電效應(yīng)和

都證明光具有粒子性，

提出實(shí)物粒子也具有波動性．參考答案：康普頓效應(yīng)，德布羅意解：物體在光的照射下發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)，根據(jù)愛因斯坦光子說的理論可知，光電效應(yīng)說明了光具有粒子性．康普頓效應(yīng)也揭示了光具有粒子性．而德布羅意波長，λ=，可知，實(shí)物粒子具有波動性．12.氫原子從能級A躍遷到能級B吸收波長為λ1的光子，從能級A躍遷到能級C吸收波長為λ2的光子，若λ2>λ1，則當(dāng)它從能級B躍遷到能級C時，將____（選填“吸收”或“放出”）波長為

的光子．參考答案：13.如圖甲所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的電壓。t=0時，Q板比P板電勢高5V，此時在兩板的正中央M點(diǎn)有一個電子僅受電場力作用從靜止開始運(yùn)動，假設(shè)電子始終未與兩板相碰。在0<t<8×10-10s的時間內(nèi)，這個電子處于M點(diǎn)的右側(cè)、速度向左且逐漸減小的時間范圍是

。參考答案：

6*10-10s<t<

8*10-10s

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)設(shè)計了一個實(shí)驗(yàn)：將一個量程為0~3V的電壓表改裝成量程為0~9V的電壓表，并測量電阻R0（阻值約為3Ω）的阻值。由此他設(shè)計出如圖甲所示的電路進(jìn)行改裝和測量?？晒┻x擇的器材有：A．電源（電動勢約為10V，內(nèi)阻為2Ω）B．電壓表（量程為0~3V，內(nèi)阻約10kΩ）C．電流表（量程為0~2A，內(nèi)阻忽略不計）D．電阻箱（阻值范圍0~9999Ω，額定功率小于10W）E．電阻箱（阻值范圍0~99990Ω，額定功率小于10W）F．滑動變阻器（最大阻值為10Ω，額定電流為3A）G．滑動變阻器（最大阻值為2kΩ，額定電流為0.2A）H．定值電阻R0（阻值約為3Ω）（1）該同學(xué)設(shè)計出如下步驟進(jìn)行電表改裝，并進(jìn)行相關(guān)測量，以下是該實(shí)驗(yàn)的操作過程：a．連接好電路并把滑動變阻器R1的滑片移至最右端，把電阻箱R2阻值調(diào)到零b．閉合電鍵，把滑動變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使電壓表讀數(shù)為3Vc．把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為____________V，然后不再改變電阻箱值，即得量程為9V的電壓表。d．改變滑動變阻器的阻值，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)U和I。（2）上述實(shí)驗(yàn)電阻箱應(yīng)選__________（填所選器材前的字母），滑動變阻器應(yīng)選_____________（填所選器材前的字母）。（3）用步驟d中測得的多組數(shù)據(jù)作出U-I圖像如圖乙所示，由圖像可知R0的阻值為______Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

(1).1.0

(2).E

(3).F

(4).2.8（1）d.因電壓表的量程為3V,步驟b中電壓表讀數(shù)為3V,則當(dāng)滑動變阻器的滑片位置不動，把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，則電阻箱和電壓表兩端電壓之和為3V,為使電壓表的量程改為9V,則當(dāng)電阻箱和電壓表兩端電壓之和為3V時,電壓表讀數(shù)應(yīng)該為1V。（2）以上分析可知，電阻箱的阻值應(yīng)該是電壓表內(nèi)阻的2倍，則應(yīng)該選E；滑動變阻器應(yīng)該選擇阻值較小的，這樣當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱時可認(rèn)為滑動變阻器兩端的電壓近似不變；（3）圖像中當(dāng)電壓表讀數(shù)為2.9V時，相當(dāng)于路端電壓為2.9×3V，則根據(jù)圖像可知15.據(jù)胡克定律可知，金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)的伸長與拉力成正比，這個定律為后人對材料的研究奠定了重要的基礎(chǔ)，現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長為8m，橫截面積為1.6cm3，設(shè)計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的，由于這一拉力很大，桿又較長，直接測量有困難，就選用同種材料制成的樣品進(jìn)行測試，通過測試取得的數(shù)據(jù)如下：（1）根據(jù)測試結(jié)果，推導(dǎo)出該樣品的伸長量x與材料的長度L，材料的橫截面積S與拉力F的函數(shù)關(guān)系為

。（2）在尋找上述關(guān)系中，運(yùn)用了哪種科學(xué)研究方法？

。（3）通過對該樣品的測試，求出新材料制成的金屬桿能承受的最大拉力約為

N。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（12分）如圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從y軸正半軸上y=h處的M點(diǎn)，以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上x=2h處的P點(diǎn)進(jìn)入磁場，最后以垂直于y軸的方向射出磁場。不計粒子重力。求

（1）電場強(qiáng)度大小E；（2）粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r；（3）粒子從進(jìn)入電場到離開磁場經(jīng)歷的總時間t。參考答案：解析：粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示

（1分）

（1）設(shè)粒子在電場中運(yùn)動的時間為t1

x、y方向

2h=v0t1

（2分）

根據(jù)牛頓第二定律

Eq=ma

（1分）

求出

（1分）

（2）根據(jù)動能定理

（1分）

設(shè)粒子進(jìn)入磁場時速度為v，根據(jù)

（1分）

求出

（1分）

（3）粒子在電場中運(yùn)動的時間

（1分）

粒子在磁場中運(yùn)動的周期

（1分）

設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t2

（1分）

求出

（1分）17.輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為l．現(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接．AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖所示．物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后釋放，P開始沿軌道運(yùn)動，重力加速度大小為g．（1）若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍．參考答案：解：（1）將彈簧豎直放置在地面上，物體下落壓縮彈簧時，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得

Ep=5mgl如圖，根據(jù)能量守恒定律得

Ep=μmg?4l+聯(lián)立解得vB=物體P從B到D的過程，由機(jī)械能守恒定律得

mg?2l+=解得vD=＞所以物體P能到達(dá)D點(diǎn)，且物體P離開D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，則有

2l=

x=vDt解得x=2l即落地點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離為2l．（2）P剛好過B點(diǎn)，有：Ep=μm1g?4l，解得m1=mP最多到C而不脫軌，則有Ep=μm2g?4l+m2gl，解得m2=m所以滿足條件的P的質(zhì)量的取值范圍為：m≤mP＜m．答：（1）P到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小是，它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離是2l．（2）P的質(zhì)量的取值范圍為：m≤mP＜m．【考點(diǎn)】動能定理；平拋運(yùn)動．【分析】（1）先研究彈簧豎直的情況，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒求出彈簧最大的彈性勢能．彈簧如圖放置時，由于彈簧的壓縮量等于豎直放置時的壓縮量，兩種情況彈簧的彈性勢能相等．由能量守恒定律求出物體P滑到B點(diǎn)時的速度，由機(jī)械能守恒定律求出物體P到達(dá)D點(diǎn)的速度．物體P離開D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動的規(guī)律求水平距離．（2）P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，能上升的最高點(diǎn)為C，根據(jù)能量守恒定律列式和臨界條件求解．18.如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細(xì)管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧，投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上段放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去，設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時，對管壁的作用力恰好為零．不計魚餌在運(yùn)動過程中的機(jī)械能損失，且鎖定和解除鎖定時，均不改變彈簧的彈性勢能，已知重力加速度為g．求：（1）質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時的速度大小v1；（2）彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep；（3）已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′在90°角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在m到m之間變化，且均能落到水面．持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？參考答案：考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律；平拋運(yùn)動．.專題：機(jī)械能守恒