2022届北京市顺义区高三二模物理试卷及答案

2022届北京顺义区高三（下）二模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．太阳内部有多种热核反应，其中一个反应方程是，以下说法正确的是（　　）

A．X是电子 B．X是质子

C．X是α粒子 D．X是中子

2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长为入，周期为T。某时刻的波形如图所示，a、b，c是介质中的三个质点，下列说法正确的是（　　）

A．质点a、b、c的振幅都相同

B．质点a的加速度比质点b的小

C．质点b比质点a先回到平衡位置

D．质点b和质点c的速度方向总是相同的

3．某交变电流瞬时值表达式为e=20sin100πt（V）。下列说法正确的是（　　）

A．此交流电的周期为0.02s

B．此交流电的频率为100Hz

C．此交流电的电动势的有效值为20V

D．当t=0.25s时，此交流电的电动势为20V

4．根据开普勒定律可知，火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．火星运动到近日点时的线速度最小

B．火星运动到远日点时的加速度最小

C．太阳对火星的万有引力大小始终保持不变

D．太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力

5．如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。如果b光是蓝光，则以说法正确的是（　　）

A．a光可能是紫光 B．c光可能是红光

C．a光的频率小于c光的频率 D．c光的波长大于b光的波长

6．某电场等势面的分布情况如图所示，该电场中A、B两点的电场强度大小分别是EA、EB将一试探电荷先后放置在电场中的A点和B点，电势能分别为EpA、EpB，下列关系式中可以确定的是（　　）

A．EA<EB B．EA>EB C．EPA>EPB D．EPA<EPB

7．一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，下列判断正确的是（　　）

A．状态a气体的温度最高

B．状态c气体的温度最低

C．状态a的体积小于状态b的体积

D．状态b的体积小于状态c的体积

8．如图所示，在竖直向下的强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m，电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻和导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．导体棒中电流保持不变

B．导体棒中感应电流的方向为a→b

C．导体棒克服安培力做的功等于

D．导体棒刚开始运动时克服安培力做功的瞬时功率

9．用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，电路图如图中甲所示，由实验中测得的数据描绘的图像如图中乙所示，以下说法中正确的是（       ）

A．由图中的图乙可知，电池的电动势E=1.4V，内阻r=2.0Ω

B．在实验中调节滑动变阻器滑片时，发现在某一端附近滑动时，数据变化不明显，可能是因为滑动变阻器的总阻值过小引起的

C．考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，由图甲可知，误差来源于电压表有分流作用

D．考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，由图甲可知，误差来源于电流表有分压作用

10．分子势能EP随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时EP为零。若甲分子固定在坐标原点O处，乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（　　）

A．分子力对乙先做负功后做正功

B．当两个分子相距为r=r2时，乙分子的速度最大

C．当两个分子相距为r=r2时，它们之间的分子力表现为引力

D．当两个分子相距为r=r1时，它们之间的分子力表现为引力

11．狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，如果自然界真的存在这样一个磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，与正点电荷的电场线分布相似，如图所示。若空间中的P点仅存在磁单极子N或正点电荷Q，并且位置固定不动，现将一带正电微粒置于P点附近，下列说法正确的是（       ）

A．P点放置的若是正点电荷Q，微粒可以在P点上方做圆周运动

B．P点放置的若是正点电荷Q，微粒可以在P点下方做圆周运动

C．P点放置的若是磁单极子N，微粒可以在P点正上方做圆周运动，并且沿顺时针方向运动（俯视）

D．P点放置的若是磁单极子N，微粒可以在P点正下方做圆周运动，并且沿逆时针方向运动（俯视）

12．如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接电阻R，t=0时，导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。导体棒在下滑过程中，流过导体棒的电流为i，产生的感应电动势为E，电阻R消耗的电功率为P，穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为，关于i、、E、P随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

13．当温度降低到一定程度时，某些导体的电阻可以降为零，这种现象叫做超导现象。实验发现，在磁场作用下，超导体表面会产生一个无损耗的感应电流。1933年，德国物理学家迈斯纳和奥森赛尔德，对锡单晶球超导体做磁场分布实验时发现，当其在磁场中进入超导态后，超导体内的磁场线立即被排斥出去，使超导体内的磁感应强度等于零，也就是说超导体具有完全抗磁性，称为迈斯纳效应。这种特性与我们学过的电场中的导体内部场强处处为零相类似。根据以上描述，当导体处于超导状态时，下列说法正确的是（　　）

A．超导体中的超导电流会产生焦耳热

B．超导体中出现的电流能在超导体的内部流动

C．超导体处在恒定的磁场中时，它的表面不会产生感应电流

D．超导体处在均匀变化的磁场中时，它的表面将产生均匀变化的感应电流

14．某同学为了研究瞬间冲量，设计了如图所示的实验装置。将内径为d的圆环水平固定在离地面一定高度的铁架台上，在圆环上放置直径为1.5d，质量为m的薄圆板，板上放质量为2m的物块，圆板中心，物块均在环的中心轴线上。对圆板施加指向圆心的瞬间冲量I，物块与圆板间摩擦因数为μ，不计圆板与圆环之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑圆板翻转，以下说法正确的是（　　）

A．若物块可以从圆板滑落，则冲量I越大，物块与圆板相对滑动的位移越大

B．若物块可以从圆板滑落，则冲量I越大，物块离开圆板时的速度越大

C．当冲量时，物块一定会从圆板上掉落

D．当冲量时，物块一定会从圆板上掉落

二、实验题

15．某同学利用图所示装置性测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

（1）以下实验器材在图中未标出：A．毛玻璃屏、B．双缝、C．光源、D．单缝、E.滤光片。在图中从左至右合理的顺序为C、E、__________、_________、A。

（2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____________；

A．将单缝向双缝靠近                    B．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动

C．使用间距更大的双缝                 D．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动

16．验证机械能守恒定律装置示意图如图所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过定滑轮的轻质细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点处有一光电门，可以测出遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，s表示A、B两点间的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，可以将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。重力加速度为g，不考虑各处摩擦对实验的影响，将滑块自A点由静止释放，发现滑块沿导轨加速滑下。

（1）滑块通过光电门时的速度v=____________（用题目中给出的字母表示）

（2）在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统的重力势能减小量可表示为___________。其动能的增加量可表示为___________。（用题目中给出的字母表示）

（3）根据上述实验方法，测得h=15cm，d=30cm，并多次改变A、B间的距离，测得滑块到B点时对应的速度v，作出的v2-s图像如图所示，已知重力加速度g取9.80m/s2，则M=___________m。

三、解答题

17．如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度L=5.0m，倾角θ=37°，水平段与斜面段平滑连接。小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平段某处。已知小朋友质量为20kg，小朋友与滑梯和水平滑道间的动摩擦因数μ=0.3，不计空气阻力。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）小朋友沿滑梯下滑时所受支持力FN的大小；

（2）小朋友沿滑梯下滑时加速度a的大小；

（3）从开始滑下至在水平段停止过程中摩擦力做的功Wf。

18．如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为S=0.02m2，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，角速度ω=100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B=T，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开始计时，求：

（1）线框中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电流表的示数；

（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。

19．如图所示，将质量分别为M、m的两个物块（M>m）通过轻质细线连接，跨过定滑轮（不计轮轴间摩擦），由静止释放，在加速过程中，重力加速度为g，求：

（1）物块m加速度a的大小；

（2）物块M下落h高度过程中，物块M机械能的变化量△E；

（3）某同学以此为基础，在配合使用光电门设计了如图所示的实验装置来测量重力加速，操作过程如下：

①轻质细绳跨过固定在铁架台上的滑轮（不计轮轴间摩擦），两端分别悬挂质量为M1和M2的两个重锤（M1>M2），M1上粘一遮光条，在下方适当位置安装两个光电门A、B；

②调节A、B两个光电门位置，量出两个光电门间的距离h；

③将M2压在地面上，然后由静止释放，由光电门计时器记录下M1下落过程中从A到B的运动时间；

④保持光电门B的位置不动。改变A光电门的位置，重复步骤②③，多次实验后，将数据记录在表格中；

⑤另一名同学应用数据做出如图所示关系图像，图中横坐标表示物理量为时间t，通过图像斜率K来求得加速度a，也可以通过K直接求得重力加速度g，请通过推导说明图中纵坐标如何选取，并写出当地重力加速度g的表达式（用M1、M2、K来表示）。

20．研究光电效应的装置示意图如图所示，该装置可用于分析光子的信息。在xoy平面（纸面）内，垂直面的金属薄板，M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔0。有一由x轴、y轴和以O为圆心，圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域I，整个区域I内存在大小可调，方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域I右侧还有一个边界与y轴平行且左边界与O点相距为l、下界与x轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板板间电压U加速（板间电场视为匀强电场），从小孔O射出，并沿各个可能的方向射入板N的右侧空间，调节区域I的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度。使具有某速度并沿某方向运动的电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为m，电荷量为e，板M的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为v的光照射M板时有光电子逸出。求：

（1）光电子从O点射出时的速度v0的大小范围；

（2）为了使从O点以各种大小和方向的速度财向区域I的电子都能被探测到，需要调节区域I的电场强度E和区城Ⅱ的磁感应强度B2，求E的最大值和B2的最大值。

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X是中子。

故选D。

2．A

【解析】

【详解】

A．质点a、b、c的振幅都相同，选项A正确；

B．质点离开平衡位置的位移越大，则回复力越大，加速度越大，则质点a的加速度比质点b的大，选项B错误；

C．因此时质点b向上振动，则质点a比质点b先回到平衡位置，选项C错误；

D．质点bc平衡位置之间的距离不等于一个波长，则质点b和质点c的速度方向不是总是相同的，选项D错误。

故选A。

3．A

【解析】

【详解】

A．此交流电的周期为

故A正确；

B．此交流电的频率为

故B错误；

C．此交流电的电动势的有效值为

故C错误；

D．当t=0.25s时，此交流电的电动势为

故D错误。

故选A。

4．B

【解析】

【详解】

A．火星从远日点到近日点，万有引力做正功，则速度增加，则运动到近日点时的线速度最大，选项A错误；

B．火星运动到远日点时，受太阳的引力最小，则加速度最小，选项B正确；

C．太阳对火星的万有引力大小随距离的变化而不断变化，选项C错误；

D．太阳对火星的万有引力与火星对太阳的万有引力是一对相互作用力，总是等大反向，选项D错误。

故选B。

5．C

【解析】

【详解】

C．根据光路图可知，a光的折射率小于b光，c光的折射率大于b光，可知a光的频率小于b光，c光的频率大于b光，a光的频率小于c光的频率，选项C正确；

AB．因紫光的频率大于蓝光，b光是蓝光，则a光不可能是紫光；红光的频率小于蓝光，则c光不可能是红光，选项AB错误；

D．c光的频率大于b光，则c光的波长小于b光的波长，选项D错误。

故选C。

6．B

【解析】

【详解】

AB．因A点的等差等势面较B点密集，可知A点的场强大于B点，即

A错误，B正确；

CD．由于AB两点在同一等势面上，则电势相等，根据公式

可知，试探电荷在AB两点的电势能相等，CD错误。

故选B。

7．D

【解析】

【详解】

AB．由图可知，状态c气体的温度最高，选项AB错误；

C．状态ab温度相同，状态a压强小，根据

pV=C

则状态a的体积大于状态b的体积，选项C错误；

D．状态bc压强相同，状态b的温度低，则根据

状态b的体积小于状态c的体积，选项D正确。

故选D。

8．C

【解析】

【详解】

A．由题意可知，导体棒做减速运动，则由

可得

所以电流减小，故A错误；

B．由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向b→a，故B错误；

C．由动能定理可得导体棒克服安培力做的功等于

故C正确；

D．导体棒刚开始运动时克服安培力做功的瞬时功率

故D错误。

故选C。

9．C

【解析】

【详解】

A．根据

可知，图像与纵坐标交点表示电动势，故有

图像的斜率表示内阻，故有

A错误；

B．在实验中调节滑动变阻器滑片时，发现在某一端附近滑动时，数据变化不明显，可能是因为滑动变阻器的总阻值过大引起的，B错误；

CD．考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，由图甲可知，内接法误差来源于电压表有分流作用，C正确，D错误。

故选C。

10．B

【解析】

【详解】

AB．r2处是平衡位置，r3处分子力为引力，所以乙分子从r3处由静止释放，分子力先做正功，运动到r2处速度最大，动能最大，分子势能最小，后做负功，动能减小，势能增大，故A错误，B正确；

C．当两个分子相距为r=r2时，它们之间的分子力为零，故C错误；

D．当两个分子相距为r=r1时，它们之间的分子力表现为斥力，故D错误。

故选B。

11．C

【解析】

【详解】

AB．P点放置的若是正点电荷Q，微粒受重力和电场力的作用，由于微粒带正电，无论在P点的上方还是下方都不可能做圆周运动，故AB错误；

CD．P点放置的若是磁单极子N，与正点电荷的电场线分布相似，微粒受到重力和洛伦兹力的作用，若在P点上方且顺时针方向运动，洛伦兹力斜向上方，与重力的合力可以指向圆心，同理可判断，洛伦兹力方向斜向下，重力与洛伦兹力的合力不指向圆心，故C正确，D错误。

故选C。

12．A

【解析】

【详解】

AC．根据牛顿第二定律可得

可得

所以随着速度的增大，加速度逐渐减小为0，因图象的斜率表示加速度，所以图象的斜率从逐渐减小为0。导体棒下滑过程中产生的感应电动势、电流分别为

由公式可知，E与v、i与v成正比，那么、图像与图象相似，故A正确，C错误；

B. 导体棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，由于图象的斜率表示速度，所以图象开始时是斜率逐渐增大的曲线，最后变成斜率不变的直线。穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为

由公式可知，与x成正比，那么图像与相似，故B错误；

D．电阻R的功率为

由于导体棒最后匀速，所以电阻R消耗功率不可能一直增大，故D错误。

故选A。

13．C

【解析】

【详解】

A．超导体中的电阻为零，则超导电流不会产生焦耳热，选项A错误；

B．在磁场作用下，超导体表面会产生一个无损耗的感应电流，而在超导体的内部无电流流动，选项B错误；

C．超导体处在恒定的磁场中时，磁通量不变，则它的表面不会产生感应电流，选项C正确；

D．根据法拉第电磁感应定律可知，超导体处在均匀变化的磁场中时，它的表面将产生恒定不变的感应电流，选项D错误。

故选C。

14．D

【解析】

【详解】

A．设圆板获得的速度大小为，物块掉下时，圆板和物块点的速度大小分别为和，由动量定理，有

由动能定理，对圆板

对物块有

解得

则物块可以从圆板滑落，物块与圆板相对滑动的位移不变，冲量I越大，物块离开圆板时的速度越小，AB错误；

CD．以向右为正方向，由动量守恒定律，有

要使物块落下，必须

解得

C错误，D正确。

故选D。

15．     D     B     BC

【解析】

【详解】

（1）[1][2]以下实验器材在图中未标出：A.毛玻璃屏、B.双缝、C.光源、D.单缝、E.滤光片。在图中从左至右合理的顺序为：光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏，即顺序为C、E、D、B、A。

（2）[3]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，根据

可知：

A．将单缝向双缝靠近，对条纹间距无影响，选项A错误；

B．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，则l减小，则条纹间距∆x减小，选项B正确；

C．使用间距更大的双缝，即d变大，则条纹间距∆x减小，选项C正确；

B．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，则l增大，则条纹间距∆x增加，选项D错误。

故选BC。

16．                    3

【解析】

【详解】

（1）[1] 滑块通过光电门时的速度

（2）[2][3] 在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统的重力势能减小量可表示为

其动能的增加量可表示为

（3）[4]根据机械能守恒

即

整理得

图中斜率为

代入数据得

17．（1）160N；（2）3.6m/s2；（3）600J

【解析】

【详解】

（1）小朋友沿滑梯下滑时所受支持力FN的大小

（2）小朋友沿滑梯下滑时由牛顿第二定律可得

解得加速度

a=3.6m/s2

（3）从开始滑下至在水平段停止过程中，由动能定理可得

18．（1）；（2）2A；（3），360W

【解析】

【详解】

（1）线圈中感应电动势的峰值

由于从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为

（2）感应电动势的有效值为

线圈自身分到的电压为

又

 U线圈=Ir=20V

所以电流表示数为

（3）由于理想变压器

P入=P出

则电阻R上消耗的电功率为

P=IU=360W

设副线圈两端电压为U′，则有

即

所以

19．（1）；（2）机械能减少；（3）纵坐标为；

【解析】

【详解】

（1）由牛顿第二定律

可得物块m加速度大小为

（2）由牛顿第二定律

可得物块M下落过程中受到的拉力为

由功和能的关系可知，重力以外的其他力做功，物体的机械能会变化，物块M受到的拉力阻碍物体下落，做负功，所以物块M的机械能减少

（3）为了减小误差，实验中用物体经过B时的速度计算更为合理，则根据

可得

由此可知，图线的纵坐标为，图线的效率为

根据牛顿第二定律

可得

20．（1）；（2），

【解析】

【详解】

（1）根据光电效应方程可得，逸出光电子的最大初动能为

即有

（2）速度选择器

如图所示，几何关系

由上述表达式可得

由

可得

可得