北京市东城区2022届高三物理下学期一模考试试题

北京市东城区2022届高三物理下学期一模考试试题

一、选择题（共14小题，满分42分，每小题3分）

1. 关于分子动理论，下列说法正确的是

A. 液体分子的无规则运动被称为布朗运动

B. 分子间距离减小时，引力增大，斥力减小

C. 物体温度升高，所有分子的热运动都加快

D. 温度是物体分子热运动平均动能的标志

2. 下列说法正确是（　　）

A. 泊松亮斑支持了光的粒子说

B. 质子的德布罗意波长与其动能成正比

C. 电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

D. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把绿色滤光片换为红色，相邻两亮条纹中心的距离减小

3. 弹簧振子做简谐运动，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧振子的周期为，振幅是24cm

B. 时，振子的加速度方向沿+x方向

C. 到的时间内，振子的速度逐渐增大

D. 到的时间内，振子的动能逐渐增大

4. 某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（）

A. 0～5s内，电梯加速上升，该同学处于失重状态

B. 在5s～10s内，该同学对电梯地板的压力小于其重力

C. 在10s～20s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态

D. 在20s～25s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态

5. 氢原子的能级如图所示，现处于n＝4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）

A. 这些氢原子可能发出6种不同频率的光

B. 已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子可以从金属钾的表面打出光电子

C. 氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量最小

D. 氢原子由n＝4能级跃迁到n＝3能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小

6. 利用电场可以使带电粒子的运动方向发生改变。现使一群电荷量相同、质量不同的带电粒子同时沿同一方向垂直射入同一匀强电场，经相同时间速度的偏转角相同，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则它们在进入电场时一定具有相同的

A. 动能 B. 动量 C. 加速度 D. 速度

7. 平衡艺术家在不使用任何工具的情况下，仅靠大自然重力就能将形状各异的石头叠在一起，赢得了无数惊叹声。某次一平衡艺术家将石块 A、B、C 从上到下依次叠放在一块大石头上，并使它们始终保持静止，整个环境处于无风状态，则

A. 石块A 对B 的压力就是A 的重力

B. 石块B 受力的个数不可能超过 4 个

C. 石块C 对石块 B 的作用力竖直向上

D. 石块C 对石块B 的作用力大小是石块 B 对石块A 作用力大小的两倍

8. 如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8m的轻杆，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2kg的小球，沿斜面做圆周运动，取g＝10m/s2，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是（　　）

A. 4m/s B.

C.  D.

9. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　）

A. 电压表的示数增大

B. 电流表的示数减小

C. 电路的总功率一定减小

D. 电源内部消耗的功率一定增大

10. 卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（　　）

A. 原子内存在电子

B. 原子核还可再分

C. 原子具有核式结构

D. 原子核由质子和中子组成

11. 如图为研究光电效应现象实验装置，用光子能量为4. 10eV的紫外线照射到光电管上阴极K，发生了光电效应。调节滑片P，当电压表的示数为1. 81V时，电流计的示数恰好为零。则在该实验中（　　）

A. 光电子最大初动能为2. 29eV

B. 电流计示数恰好为零时，若增大光强电流计有示数

C. 若增大入射光的频率，要使电流计的示数为零，滑片P应向右调节

D. 若断开开关S，电流计仍无示数

12. 中国计划在2030年前后实现航天员登月。如果航天员登月后做了一个小实验，用轻绳拉着小球在竖直面内转动，绳长为L，小球运动到最高点的速度为v0时。小球恰能做完整的圆周运动。已知月球半径为R。则月球的第一宇宙速度大小为（）

A. v0 B.  C.  D.

13. 交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接连到电压过高的电路。用变压器把高电压变成低电压再接到交流电压表上，这个问题就解决了，这样的变压器叫做电压互感器.还有另一种叫做电流互感器，可以用小量程的电流表测量大电流。下列图像中接线正确的是（）

A.  B.  C.  D.

14. 一火箭以a=的加速度竖直升空。为了监测火箭到达的高度，可以观察火箭上搭载物视重的变化。如果火箭上搭载的一物体的质量为m=1.6kg，当检测仪器显示物体的视重为F=9N时，火箭距离地面的高度h与地球半径R的关系为（取g=10m/s2）（　　）

A. h=R B. h=2R C. h=3R D. h=4R

二、实验题（共6小题，满分58分）

15. 在测定电池的电动势和内阻实验中，可供选择的器材有：

A．电流表A1（量程0 ~ 0.6A，内阻约为1Ω）

B．电流计G（满偏电流Ig= 100μA，内阻rg为2.0kΩ）

C．干电池（电动势1.5V左右，内阻1.0Ω左右）

D．滑动变阻器R1（0 ~ 20Ω，5A）

E．滑动变阻器R2（0 ~ 100Ω，1A）

F．定值电阻R3= 18kΩ

G．定值电阻R0= 1Ω

H．开关、导线若干

（1）该实验中由于没有电压表，于是设计了如图甲、乙两个电路图，比较合理的是_______图，滑动变阻器应选_______；

（2）根据选出的电路图进行实验，得到的实验数据如表，在图丙中作出I2—I1图象_______；

（3）根据实验数据可得电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω（结果均保留三位有效数字）。

16. 某同学用图甲所示的装置验证动量守恒定律．图中AB为斜槽，BC为水平槽．

（1）下列说法正确的是_______．

A．该实验要求入射小球的质量应大于被碰小球的质量

B．该实验要求入射小球和被碰小球必须是金属材质

C．该实验通过测量入射小球从斜槽上由静止释放的高度h得到小球碰撞前的速度

D．该实验通过测量小球做平抛运动的竖直位移间接得到小球碰撞前后的速度

（2）实验时先使入射小球从斜槽上某一固定位置S多次由静止释放，落到位于水平地面的记录纸上并留下痕迹，从而确定P点的位置；再把被碰小球放在水平槽末端，让入射小球仍从位置S多次由静止释放，跟被碰小球碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置．实验中，确定P点位置时多次落点的痕迹如图乙所示，刻度尺的零刻线与O点对齐，则OP=_______cm．

（3）该实验若要验证两小球碰撞前后动量是否守恒，需要分别测量记录纸上M点距O点的距离LOM、P点距O点的距离LOP、N点距O点的距离LON．除此之外，还需要测量的物理量是_________，需要验证的关系式为___________（其中涉及需要测量的物理量请用自己设定的字母表示）．

17. 和cd相距＝0.20m的平行金属导轨，其右端与一阻值＝0.10Ω的电阻相连，电阻为＝0.60Ω的均匀金属棒MN可紧贴平行导轨运动；水平放置的两平行金属板、也相距＝0.20m，分别与金属棒两端，相连；整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。已知＝＝，导轨和连线的电阻忽略不计，取g＝10m/s2。当MN以速度向右匀速运动时，一带电小球以速度从靠近A板水平沿垂直于磁场方向进入金属板、间恰能做匀速圆周运动。求：

（1）金属板、间的电势差与磁感应强度、、的关系。

（2）金属棒运动速度大小的取值范围。

18. 如图所示，在半径为R的半圆形区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁场强弱可以改变，直径PQ处放有一层极薄的粒子接收板。放射源S放出的α粒子向纸面内各个方向均匀发射，速度大小均为v。已知α粒子质量为m，电荷量为q：

(1)若，放射源S位于圆心O点正上方的圆弧上，试求粒子接收板能接收到粒子的长度；

(2)若，把放射源从Q点沿圆弧逐渐移到P点的过程中，求放射源在圆弧上什么范围移动时，O点能接收到α粒子；

(3)若，把放射源从Q点沿圆弧逐渐移到P点的过程中，求放射源在圆弧上什么范围移动时，直径上位于O点右侧距离的O'点能接收到α粒子。

19. 如图所示，光滑绝缘水平地面上相距2L的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、O、b是AB连线上的三点，且O为中点，。另一质量为m、电量为q的点电荷以初速度v0从a点出发，沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到的阻力满足，当它运动到O点时，动能为初动能的n倍，到b点时速度刚好为零。求：

（1）a点的场强和电势；

（2）电荷q在电场中运动的总路程。

20. 某高速公路的一个出口路段如图甲所示，简化模型如图乙所示，匝道AB为一直线下坡路段，长，A、B两点的高度差，BC为半径的水平四分之一圆弧路段，CD段为平直路段。总质量为的某轿车，轮胎与水平圆弧路段BC的滑动摩擦因数，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。该轿车以72km/h的速度进入匝道A点开始一直做匀减速直线运动到达B点，然后进入BC路段，保证转弯时的行车安全，车轮不侧滑。求：

(1)轿车在BC路段的最大速度；

(2)轿车在AB路段的加速度与受到的阻力大小；

(3)若轿车在AB段刹车减速的最大加速度为，从A点运动到C点的最短时间。

参考答案

【1题答案】

【答案】D

【2题答案】

【答案】C

【3题答案】

【答案】C

【4题答案】

【答案】D

【5题答案】

【答案】A

【6题答案】

【答案】B

【7题答案】

【答案】C

【8题答案】

【答案】A

【9题答案】

【答案】D

【10题答案】

【答案】C

【11题答案】

【答案】C

【12题答案】

【答案】B

【13题答案】

【答案】D

【14题答案】

【答案】C

【15题答案】

【答案】    ①. 甲    ②. R1    ③.     ④. 1.49    ⑤. 0.500

【16题答案】

【答案】    ①. A    ②. 39.80cm    ③. 两球的质量    ④. m1LOP=m1LOM+m2LON

【17题答案】

【答案】（1）；（2）m/s

【详解】（1）设金属棒MN运动速度的大小为，金属棒PQ间产生的感应电动势大小

又因为，在电路abcd中，R两端电压为

联立得

（2）要使带电小球能够在磁场中做圆周运动，须有

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由洛仑兹力和牛顿第二定律得

且

联立得

m/s

所以金属棒MN运动速度的大小的取值范围为m/s

【18题答案】

【答案】(1)；(2)当放射源在圆弧QSI上都能打到O点；(3)从放射源从Q到H范围的粒子能打到点

【详解】(1)粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力

又因为

解得

如图所示

粒子被收集板最右侧收集，其运动轨迹恰好与PQ相切于点N，其圆心为C，CD垂直SO，根据几何关系可得

解得

粒子水平向左发射时被收集板最左侧收集时，其运动轨迹恰好与PQ相交于点M，其圆心在SO的E点，根据几何关系可得

解得

因此，收集可收集到粒子的长度为

(2)因为

可得其运动半径为

考虑能够打到O点的粒子，其对应的轨迹可以看成是半径为R的圆，其圆周上的一个点在O点。如下图所示

根据图可知，粒子从Q点沿圆弧逆时针移动，当移到位置I时，其轨迹恰好与PQ相切，之前都能打到O点，过了I之后，将不能打到O点。从I发出的粒子，其轨迹与PQ相切，则其对应的圆心恰好在O的正上方S，三角形ISO为正三角形，所以

因此当放射源在圆弧QSI上都能打到O点。

(3)如图所示

因为

可得其运动半径为

考虑能够打到点的粒子，其对应的轨迹可以看成是半径为圆其圆周上的一个点在点，把放射源从Q点沿圆弧逐渐移到P点的过程中，放射源与点的连线是弦长，移动过程中弦长越来越长，由于

因此当放射源位置与点的之间的距离为时，设放射源的位置为，此位置是临界点。对于三角形，根据余弦定理可得

所以

则从放射源从Q到H范围的粒子能打到点。

【19题答案】

【答案】（1），方向向右（指向B）  ；（2）

【详解】（1）设a点的电场强度为E，则

方向向右（指向B）。

由对称分析可知，a、b两点的电势相等，即，且，，设电荷q在运动中所受的阻力为f，由动能定理得

当电荷由a运动到O点时，有

当电荷由a运动到b点时，有

联立各式解得

（2）电荷最终静止在O点，设由运动到最后静止所通过的路程为S，则

联立各式解得

【20题答案】

【答案】(1)；(2)；(3)

【详解】(1)由摩擦力提供向心力得

解得

(2)下坡时

解得

根据牛顿第二定律得

解得

(3)轿车先以72km/h匀速下坡，然后以最大加速度减速运动到B点速度为11m/s，

减速时间为

减速位移为

所以匀速运动的时间为

转弯时间

所以总时间