2022屆北京市石景山區(qū)高三（下）一模物理試題 附解析

2022北京石景山高三一模物理第一部分（共42分）一、本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.下列說法正確的是（）A.物體吸收熱量，其內(nèi)能一定增加B.物體對外做功，其內(nèi)能一定減少C.物體吸收熱量同時對外做功，其內(nèi)能一定增加D.物體放出熱量同時對外做功，其內(nèi)能一定減少【1題答案】【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)熱力學第一定律可知，僅僅吸收熱量或?qū)ν庾龉?，其?nèi)能變化不能確定，故AB錯誤；C．根據(jù)熱力學第一定律可知，吸收熱量，同時對外做功，當吸收的熱量小于對外做功的能量，內(nèi)能則會減小，故C錯誤；D．根據(jù)熱力學第一定律可知，物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能一定減小，故D正確。故選D。2.分子勢能的大小是由分子間的相對位置決定的。分子勢能Ep與分子間距離r的關系如圖所示，r0為分子間的平衡位置。下列說法正確的是（）

A.當r=r0時，分子勢能最小 B.當r=r1時，分子勢能最小C.當r=r0時，分子力最大 D.當r=r1時，分子力為0【2題答案】【答案】A【解析】【詳解】A．由r0為分子間的平衡位置可知，當r=r0時，分子間的作用力是零，分子勢能最小，A正確；B．由分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖可知，當r=r1時，分子勢能是零，B錯誤；C．r0為分子間的平衡位置，所以當r=r0時，分子的引力與斥力平衡，所以分子力是零，C錯誤；D．由題圖可知，當r=r1時，分子勢能是零，可分子力不是零，D錯誤。故選A。3.圖1是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖。圖2是某軋鋼廠的熱軋機上安裝的射線測厚儀裝置示意圖，讓射線穿過鋼板，探測器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關，將射線強度的信號輸入計算機，可對鋼板的厚度進行自動控制。射線測厚儀所利用的射線最適合的是（）

A.α射線 B.β射線C.γ射線 D.三種射線都可以【3題答案】【答案】C【解析】【詳解】由α、β、γ三種射線的特點和題圖1可知，γ射線穿透能力最強，電離能力最弱，α射線電離能力最強，穿透能力最弱，射線測厚儀所利用的射線最適合的是γ射線，ABD錯誤，C正確。故選C。4.已知鈉原子從b、c、d幾個能級向a能級躍遷時輻射的光的波長分別為：589nm（b→a），330nm（c→a），285nm（d→a）。設最高能級為0，下列關于鈉原子在這幾個能量范圍的能級圖，可能正確的是（）A. B. C. D.【4題答案】【答案】B【解析】【詳解】由可得同理可得故B正確，ACD錯誤。故選B。5.如圖所示，一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b兩束單色光。比較a、b兩束光，可知（）A.玻璃對光束a的折射率較大B.光束a在玻璃中傳播速度較小C.從玻璃射向空氣，光束a發(fā)生全反射的臨界角較小D.光束a的頻率較小【5題答案】【答案】D【解析】【詳解】AD．由光路可知，b光在玻璃中的偏折程度較大，則玻璃對光束b的折射率較大，b的頻率較大，選項A錯誤，D正確；B．根據(jù)光束a在玻璃中的傳播速度較大，選項B錯誤；C．根據(jù)可知，從玻璃射向空氣，光束a發(fā)生全反射的臨界角較大，選項C錯誤。故選D。6.2021年2月10日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。若“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動的軌道半徑為r，引力常量為G，火星的質(zhì)量為M，則“天問一號”環(huán)繞火星運動的線速度大小為（）A. B. C. D.【6題答案】【答案】D【解析】【詳解】火星的引力提供“天問一號”探測器繞火星做勻速圓周運動的向心力，則有解得“天問一號”環(huán)繞火星運動的線速度大小為ABC錯誤，D正確。故選D。7.“天問一號”計劃在火星表面懸停以尋找最佳著陸點。不考慮空氣阻力，當它在空中沿水平方向勻速直線運動時，噴氣方向為（）A.豎直向上 B.豎直向下 C.斜向上 D.斜向下【7題答案】【答案】B【解析】【詳解】由于“天問一號”沿水平方向勻速直線運動，其合力應該為零，則其發(fā)動機噴氣所致的動力應該豎直向上，與其在火星上受到的重力大小相等方向相反，所以其發(fā)動機噴氣方向應該豎直向下，故ACD錯誤，B正確。故選Ｂ。8.1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎的測定質(zhì)量的實驗．實驗時，用宇宙飛船（質(zhì)量為m）去接觸正在軌道上運行的火箭（質(zhì)量為，發(fā)動機已熄火），如圖所示．接觸以后，開動飛船尾部的推進器，使飛船和火箭共同加速，推進器的平均推力為F，開動時間，測出飛船和火箭的速度變化是，下列說法正確的是（）A.火箭質(zhì)量應為B.宇宙飛船的質(zhì)量m應為C.推力F越大，就越大，且與F成正比D.推力F通過飛船傳遞給火箭，所以飛船對火箭的彈力大小應為F【8題答案】【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．設它們之間的作用力是FT，分析飛船有分析火箭有所以可得火箭的飛船的質(zhì)量為AB錯誤；CD．根據(jù)沖量定理可得故有所以推力F越大，就越大，且與F成正比，因為D錯誤C正確。故選C。9.一列沿x軸傳播的簡諧橫波，在t=0時的波形如圖甲所示，P、Q是波上的兩個質(zhì)點，此時質(zhì)點P沿y軸負方向運動。圖乙是波上某一質(zhì)點的振動圖像。下列說法中正確的（）是A.該波沿x軸負方向傳播B.圖乙可能為Q點的振動圖像C.t=0.10s時，質(zhì)點P沿y軸正方向運動D.該波的波速為80m/s【9題答案】【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．因為t=0時刻質(zhì)點P沿y軸負方向運動，則波沿x軸正方向傳播，選項A錯誤；B．因為t=0時刻質(zhì)點Q向上振動，對比振動圖像可知，圖乙不是Q點的振動圖像，選項B錯誤；C．t=0.10s=0.5T時，波向右傳播半個波長的距離，則此時質(zhì)點P到達x軸下方與t=0位置對稱的位置，則此時質(zhì)點P沿y軸正方向運動，選項C正確；D．該波的波速為選項D錯誤故選C。10.如圖所示，正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，沿x軸上各點的電場強度大小和電勢分別用E和?表示．選取無窮遠處電勢為零，下列關于x軸上各點電場強度的大小E或電勢?隨位置x的變化關系圖，正確的是（）A. B. C. D.【10題答案】【答案】C【解析】【分析】該題中正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，金屬球是一個等勢體．從金屬球到無窮遠處的電勢降低．【詳解】AB．金屬球是一個等勢體，等勢體內(nèi)部的場強處處為0，AB錯誤；CD．金屬球是一個等勢體，等勢體內(nèi)部的電勢處處相等，C正確D錯誤。故選C?！军c睛】該題考查帶正電荷的金屬球周圍的場強分布與電勢的特點，除了上述的方法，還可以使用積分法求它的場強和電勢，屬于簡單題。11.安培曾做過如圖所示的實驗：把絕緣導線繞制成線圈，在線圈內(nèi)部懸掛一個用薄銅片做成的圓環(huán)，圓環(huán)所在平面與線圈軸線垂直，取一條形磁鐵置于銅環(huán)的右側(cè)，條形磁鐵的右端為N極。閉合開關，電路穩(wěn)定后，發(fā)現(xiàn)銅環(huán)靜止不動，安培由此錯失發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的機會。實際上，在電路閉合的瞬間（）

A.從右側(cè)看，銅環(huán)中有逆時針的感應電流B.從右側(cè)看，銅環(huán)中有順時針的感應電流C.銅環(huán)仍保持不動D.銅環(huán)會遠離磁鐵【11題答案】【答案】A【解析】【詳解】AB．根據(jù)楞次定律，當接通開關瞬間時，導致穿過線圈的磁通量向左增大，則從右側(cè)看，線圈的感應電流逆時針，故A正確，B錯誤；

CD．當線圈中有逆時針方向的電流時，可等效為右側(cè)為N極的磁體，則當處于左側(cè)是S極的條形磁鐵的磁場中，銅環(huán)會靠近磁鐵，故CD錯誤；

故選A。12.如圖所示，“”表示直導線中電流方向垂直紙面向里，“”表示電流方向垂直紙面向外，三根長直導線a、b、c平行且水平放置，圖中abc正好構成一個等邊三角形。當c中沒有電流，a、b中的電流分別為I和2I時，a受到的磁場力大小為F；保持a、b中的電流不變，當c中通有電流時，發(fā)現(xiàn)a受到的磁場力大小仍為F。由此可以推知（）

A.c中電流為IB.c中電流的方向垂直紙面向外C.c中電流為2ID.當c中通有電流時，b受到的磁場力大小也為F【12題答案】【答案】C【解析】【詳解】ABC．由題意可知，當c中沒有電流時，由安培定則可知，b中的電流在a處產(chǎn)生的磁感應強度為B1，方向豎直向下，a受到的磁場力大小為F，由左手定則可知，方向水平向左，當c中通有電流時，a受到的磁場力的合力大小仍為F，則知a受到c的磁場力方向應是斜向右上，由此可知c在a處產(chǎn)生的磁場B2方向應是斜向左上，則知c中電流的方向垂直紙面向里，如圖所示，由此可知c在a處產(chǎn)生的磁磁感應強度大小B2與b中的電流在a處產(chǎn)生的磁感應強度為B1，大小相等，所以c中電流為2I，AB錯誤，C正確；D．當c中通有電流時，b受到的磁場力大小如圖所示，由力合成的計算公式則有D錯誤。故選Ｃ。13.角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度，其結構如圖所示。當系統(tǒng)繞光滑的軸OO′轉(zhuǎn)動時，元件A發(fā)生位移并輸出相應的電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計?；瑒幼冏杵骺傞L也為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑片P位于B點，當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時（）

A.電路中電流隨角速度增大而增大B.電路中電流隨角速度的減小而增大C.彈簧的伸長量為D.輸出電壓U與ω的函數(shù)式為【13題答案】【答案】D【解析】【詳解】AB．AB系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，無論角速度增大還是減小，BC的電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，與角速度無關,AB錯誤；C.設系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，彈簧伸長的長度為x，則對元件A，根據(jù)牛頓第二定律得求得C錯誤；D.輸出電壓求得D正確故選D。14.抽油煙機可將廚房內(nèi)產(chǎn)生的廢氣排出到室外，以保持室內(nèi)空氣清新。如圖所示為常用的一種抽油煙機的示意圖。若使抽油煙機在單位時間內(nèi)排出的氣體增加到原來的2倍，則抽油煙機所提供的功率P至少要提高到原來的（）A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍【14題答案】【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)空氣流量Q=Sv可知通風面積不變，要在單位時間內(nèi)抽出的氣體增加到原來的2倍，即氣體的體積增加為原來的2倍，就要使空氣流動的速度增加到原來的2倍，空氣的密度不變，由公式可知空氣質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)可知，同樣質(zhì)量的空氣動能為原來的8倍，這個動能是由風扇提供的，所以風扇的功率要增大到原來的8倍。故選D。第二部分（共58分）二、本題共2小題，共18分。15.某實驗小組的同學用如圖所示的裝置做“用單擺測量重力加速度”實驗。（1）實驗時除用到秒表、刻度尺外，還應該用到下列器材中的_______(選填選項前的字母)。A．長約1m的細線B．長約1m的橡皮繩C．直徑約1cm的勻質(zhì)鐵球D．直徑約10cm的勻質(zhì)木球（2）組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示。這樣做的目的是_______A．保證擺動過程中擺長不變B．可使周期測量更加準確C．需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動（3）某同學做實驗時，測量擺線長l后，忘記測量擺球直徑，畫出了T2-l圖像，該圖像對應下列圖中的_______圖。

A.B.C.D.【15題答案】【答案】①.AC②.AC③.C【解析】【詳解】解：（1）[1]AB．為減小實驗誤差，實驗時擺線的長度不能變化，所以需要長約1m的細線，A正確，B錯誤；CD．為減小空氣阻力，擺球的密度要大，體積要小，所以需要直徑約1cm的勻質(zhì)鐵球，C正確，D錯誤。故選AC。（2）[2]AC．實驗中防止擺線的長度改變；在需要改變擺長的長度時，方便調(diào)節(jié)擺長，AC正確；B．周期測量是否更加準確主要取決于計時儀器，B錯誤；D．擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動，而不是做圓錐擺運動，與實驗儀器無關，D錯誤。故選AC。（3）[3]某同學做實驗時，測量擺線長l后，忘記測量擺球直徑，由單擺的周期公式可知由上式可知，T2?l圖像應是經(jīng)原點的傾斜的直線，因測量擺長比實際擺長偏小，所以C圖像應符合實驗結論，ABD錯誤，C正確。故選C。16.材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應”，利用這種效應可以測量壓力大小。某同學計劃利用壓敏電阻測量物體的質(zhì)量，他先測量壓敏電阻處于不同壓力F時的電阻值RF。利用以下器材設計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，要求誤差較小，提供的器材如下：A．壓敏電阻RF，無壓力時阻值R0=600ΩB．滑動變阻器R1，最大阻值約為20ΩC．滑動變阻器R2，最大阻值約為200ΩD．靈敏電流計G，量程0～2.5mA，內(nèi)阻為30ΩE．電壓表V，量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩF．直流電源E，電動勢為3V，內(nèi)阻很小G．開關S，導線若干（1）滑動變阻器應選用________（選填“R1”或“R2”），實驗電路圖應選用________（選填“圖1”或“圖2”）。（2）實驗中發(fā)現(xiàn)靈敏電流計量程不夠，若要將其改裝為量程30mA的電流表，需要_______（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個電阻R＇，R＇=________Ω。（3）多次改變壓力F，在室溫下測出對應電阻值RF，可得到如圖3所示壓敏電阻的-F圖線，其中RF表示壓力為F時壓敏電阻的阻值，R0表示無壓力時壓敏電阻的阻值。由圖線可知，壓力越大，壓敏電阻的阻值________（選填“越大”或“越小”）。（4）若利用圖4所示電路測量靜置于壓敏電阻上物體的質(zhì)量，需要將電壓表表盤刻度值改為對應的物體質(zhì)量。若m1>m2，則m1應標在電壓值_____（選填“較大”或“較小”）的刻度上。請分析表示物體質(zhì)量的示數(shù)是否隨刻度均勻變化，并說明理由。_______【16題答案】【答案】①.R1②.圖1③.并聯(lián)④.2.7⑤.越?、?較小⑦.物體質(zhì)量m與電壓U不是線性關系，因此物體質(zhì)量示數(shù)隨刻度不是均勻變化【解析】【詳解】(1)[1][2]實驗要求誤差較小，應該多測幾組數(shù)據(jù)，即采用分壓式接法，滑動變阻器選用最大阻值較小的R1，又因為壓敏電阻的阻值較大，所以電流表采用內(nèi)接法。故電路圖選擇圖1。(2)[3][4]靈敏電流計并聯(lián)分流電阻可以增大其量程，由電路的串并聯(lián)關系可得解得(3)[5]由圖像可得圖線的斜率為定值，即隨著壓力越大，壓敏電阻的阻值越小。(4)[6]靜置于壓敏電阻上物體的質(zhì)量越大，其對壓敏電阻的壓力越大，則壓敏電阻的阻值越小，電壓表的示數(shù)越小，所以質(zhì)量較大的m1應標在電壓值較小的刻度上。[7]物體質(zhì)量m與電壓U不是線性關系，因此物體質(zhì)量示數(shù)隨刻度不是均勻變化。三、本題共4小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程和重要步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17.導體棒在磁場中切割磁感線可以產(chǎn)生感應電動勢。（1）如圖1所示，一長為l的導體棒ab在磁感應強度為B的勻強磁場中繞其一端b以角速度ω在垂直于磁場的平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，求導體棒產(chǎn)生的感應電動勢。（2）如圖2所示，勻強磁場的磁感應強度為B，磁感線方向豎直向下，將一長為l、水平放置的金屬棒以水平速度v0拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平，不計空氣阻力。求金屬棒在運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢。（3）如圖3所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。從圖示位置開始計時，求感應電動勢隨時間變化的規(guī)律?！?7題答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應定律時間內(nèi)磁通量變化量解得（2）導體棒切割磁感線的速度為水平速度，電動勢為（3）從圖示位置開始計時，感應電動勢隨時間變化的規(guī)律為18.首鋼滑雪大跳臺（如圖甲所示）又稱“雪飛天”，是北京2022年冬奧會自由式滑雪和單板滑雪比賽場地，谷愛凌和蘇翊鳴在此圓夢冠軍。為研究滑雪運動員的運動情況，建立如圖乙所示的模型。跳臺滑雪運動員從滑道上的A點由靜止滑下，從跳臺O點沿水平方向飛出。已知O點是斜坡的起點，A點與O點在豎直方向的距離為h，斜坡的傾角為θ，運動員的質(zhì)量為m。重力加速度為g。不計一切摩擦和空氣阻力。求：（1）運動員經(jīng)過跳臺O時的速度大小v；（2）從離開O點到落在斜坡上，運動員在空中運動的時間t；（3）從離開O點到落在斜坡上，運動員在空中運動的過程中動量的變化量?！?8題答案】【答案】（1）；（2）；（3），方向豎直向下【解析】【詳解】（1）運動員從A點滑到O點，根據(jù)機械能守恒定律解得（2）運動員從O點到斜坡上，根據(jù)平拋運動規(guī)律，，解得（3）運動員從O點到斜坡上，設動量變化量為，根據(jù)動量定理可得運動員的動量變化量大小為方向豎直向下19.如圖是研究光電效應的實驗裝置，某同學進行了如下操作。用頻率為v1的光照射光電管，此時電流表中有電流。調(diào)節(jié)滑動變阻器，使微安表示數(shù)恰好變?yōu)?，記下此時電壓表的示數(shù)U1；用頻率為v2的光照射光電管，重復上述操作，記下電壓表的示數(shù)U2。（1）實驗中滑動變阻器的滑片P應該向a端移動還是向b端移動？（2）已知電子的電荷量為e，請根據(jù)以上實驗，推導普朗克常量實驗測定值的計算式。（3）大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250W/m2時會引起神經(jīng)混亂。有一微波武器，其發(fā)射功率P為3×107W。若發(fā)射的微波可視為球面波，請估算引起神經(jīng)混亂的有效攻擊的最遠距離。（估算中取π≈3）【19題答案】【答案】（1）a端；（2）；（3）R=100m【解析】【詳解】（1）由于調(diào)節(jié)滑動變阻器，使微安表示數(shù)恰好變?yōu)?，光電管的電壓對電子減速，即K電勢高，則滑片P向a端移動。（2）設材料逸出功為W，據(jù)光電效應方程解得（3）設有效攻擊的最遠距離為R，單位面積接收的功率為P0，則有解得R=100m20.示波管的結構如圖甲所示，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空，兩對偏轉(zhuǎn)電極XX?、YY?相互垂直。如圖乙所示，熒光屏上有xoy直角坐標系，坐標原點位于熒光屏的中心，x軸與電極XX?的金屬板垂直，其正方向由X?指向X，