精品解析：2022届北京市丰台区高三（下）一模物理试题（解析版）

高二物理第一部分一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.下列关于物理学史的叙述不正确的是（）A.汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构B.贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有结构C.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D.爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象【1题答案】【答案】A【解析】【详解】A．汤姆孙发现了电子，卢瑟福的α粒子散射实验，揭示了原子的核式结构，故A错误，符合题意；B．贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有复杂的结构，故B正确，不符合题意；C．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确，不符合题意；D．爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象，故D正确，不符合题意。故选A。2.有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A.红光频率最大B.在空气中红光的波长最小C.红光光子的能量大于绿光光子的能量D.用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小【2题答案】【答案】D【解析】【详解】AB.红光的波长最长，频率最小，故AB错误；C．红光的频率小于绿光的频率小，所以红光光子的能量小于绿光光子的能量，故C错误；D．根据公式紫光的波长最短，用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小，故D正确。故选D。3.纳米微吸材料是一种新型材料。如图所示，一手机被吸附在由纳米微吸材料制成的手机支架上，此时手机处于静止状态。若手机质量为m，手机和水平面的夹角为，重力加速度为g，手机支架对手机的作用力大小为（）

A. B.C. D.【3题答案】【答案】A【解析】【详解】手机受到重力、摩擦力、支持力、吸引力，手机支架对手机的作用力是指摩擦力、支持力、吸引力的合力。手机处于静止状态，由共点力的平衡可知，手机支架对手机的作用力应该与重力平衡，大小为mg，方向竖直向上，A正确。故选A。4.如图所示，长为l的细绳下方悬挂一小球a，绳的另一端固定在天花板上O点处。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（小于）后由静止释放，并从释放时开始计时。小球相对于平衡位置O的水平位移为x，向右为正，则小球在一个周期内的振动图像为（）

A. B. C. D.【4题答案】【答案】A【解析】【详解】从释放时开始计时，即t=0时小球的位移为正向最大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。5.一定质量的理想气体从状态a开始，经历、、三个过程回到原状态。其图像如图所示，下列说法正确的是（）A.过程中外界对气体做功B.过程中气体从外界吸热C.处于状态c的气体压强最大D.处于状态a的气体分子的平均动能最大【5题答案】【答案】C【解析】详解】A．过程中，体积增大，气体对外做功，A错误；B．过程中，温度降低，气体内能减小，；体积不变，。由热力学第一定律可知，，故气体对外放热，B错误；C．由理想气体状态方程可知故图像中等压线为过原点的一次函数。且斜率与压强成反比，由图可知c点与原点连线的斜率最小，故处于状态c的气体压强最大。C正确；D．温度是分子平均动能的标志，由图可知，a点温度最低，故a点分子平均动能最小。D错误。故选C。6.如图所示，a为在地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径可近似为地球半径。假设a与b质量相同，地球可看作质量分布均匀的球体，比较物体a和卫星b（）A.角速度大小近似相等B.线速度大小近似相等C.向心加速度大小近似相等D.所受地球引力大小近似相等【6题答案】【答案】D【解析】【详解】B．由可得近地卫星的半径小于同步卫星，则近地卫星的线速度大于同步卫星；同步卫星与地球自转角速度相同，半径大于地球半径，同步卫星线速度大于a的线速度，则近地卫星线速度大于a的线速度，故B不符合题意；A．近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由可知近地卫星角速度大于a的角速度，故A不符合题意；C．近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由可知近地卫星向心加速度大小大于a的向心加速度大小，故C不符合题意；D．由万有引力公式得a与b质量相同，半径近似相等，a与b所受地球引力大小近似相等，故D符合题意。故选。7.如图所示，物块放在与水平面夹角为的传送带上，且始终与传送带相对静止。关于物块受到的摩擦力f，下列说法正确的是（）A.当传送带匀速向上运动时，f的方向一定沿传送带向下B.当传送带减速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上C.当传送带加速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上D.当传送带加速向下运动时，f的方向一定沿传送带向下【7题答案】【答案】C【解析】【详解】A.物块放在与水平面夹角为的传送带上，且始终与传送带相对静止，当传送带匀速向上运动时，根据平衡条件知摩擦力与沿斜面向下的重力的分力等大反向，f的方向一定沿传送带向上，故A错误；BD.当传送带减速向上运动或加速向下运动时，物块始终与传送带相对静止，由牛顿第二定律得当时，静摩擦力为零；当a＞gsinθ时，静摩擦力沿斜面向下；当a＜gsinθ时，静摩擦力沿斜面向上；故BD错误；C．当传送带加速向上运动时，块始终与传送带相对静止，由牛顿第二定律得f的方向一定沿传送带向上，故C正确。故选C。8.交流发电机的示意图如图所示，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，电路中产生的最大电流为，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（）A.图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大B.图示位置电流最大，方向为A→BC.从图示位置开始经过，电流方向将发生改变D.从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为【8题答案】【答案】D【解析】【详解】ABC.图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小，电流最小，每经过一次图示位置的中性面，电流方向就改变一次，故ABC错误；D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为，故D正确。故选D。9.如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，R为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片P向上移动过程中，下列说法正确的是（）A.电路中总电阻减小B.电流表的示数减小C.电压表的示数减小D.恒流源输出功率减小【9题答案】【答案】B【解析】【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，根据并联电路的特征，电路中总电阻增大，A错误；BC．恒流源流出总电流不变，滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，电路中总电阻增大，则并联部分总电压增大，即电压表示数增大，则流过R的电流增大，由于总电流不变，则流过RL的电流减小，即电流表示数减小，B正确、C错误；D．根据P=I2R总，由于恒流源电流大小不变，总电阻变大，所以恒流源输出功率增大，D错误。故选B。10.如图所示，以点电荷为球心画出两个球面1和2，半径分别为和，a点位于球面1上，b点位于球面2上。下列说法正确的是（）A.a点电势高于b点电势B.a、b两点场强比为C.穿过球面l的电场线总条数比穿过球面2的多D.将带正电的点电荷q从a点移动到b电势能减小【10题答案】【答案】B【解析】【详解】A．点电荷的电场线指向点电荷，电势沿电场线方向降低，则a点电势低于b点电势，故A错误；B．根据点电荷产生的电场公式则a、b两点场强比为故B正确；C．穿过任何一个球面的电场线总条数相同，故C错误；D．将带正电的点电荷q从a点移动到b，电势升高，电势能增加，故D错误。故选B。11.如图所示，某带电粒子（重力不计）由M点以垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为，磁场的磁感应强度大小为B。由此推断该带电粒子（）A.带负电且动能不变B.运动轨迹为抛物线C.电荷量与质量的比值为D.穿越磁场的时间为【11题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据左手定则，粒子带正电，故A错误；B．该粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹是圆周的一部分，故B错误；C．根据牛顿第二定律又因为解得故C错误；D．穿越磁场的时间为解得故D正确。故选D。12.将质量为m的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，下列说法正确的是（）A.上升过程的时间大于下落过程的时间B.上升过程中机械能损失小于下落过程中机械能损失C.上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量D.上升过程的动量变化量小于下落过程的动量变化量【12题答案】【答案】C【解析】【详解】A．设空气阻力大小为f，上升过程的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得解得设下降过程的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得解得所以上升过程的加速度大小大于下降过程的加速度大小，由于上升和下降的位移相等，由运动学公式可知，上升过程的时间小于下落过程的时间，故A错误；B．由于空气阻力大小不变，上升过程和下降过程空气阻力做的功相等，所以上升过程中机械能损失等于下落过程中机械能损失，故B错误；C．设物体从地面竖直向上抛出时的速度为v0，物体落回到地面时的速度为v，由运动学公式得又因为所以上升过程的动能减小量为下落过程的动能增加量为所以上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量，故C正确；D．上升过程动量的变化量为下落过程的动量变化量为所以上升过程的动量变化量大于下落过程的动量变化量，D正错误。故选C13.某同学通过实验测定阻值约为的电阻，用内阻约为的电压表，内阻约为的电流表进行测量。他设计了图甲和图乙两种电路，下列说法正确的是（）A.实验中应采用图甲电路，此电路测得的偏大B.实验中应采用图乙电路，此电路测得的偏大C.实验中应采用图甲电路，误差主要是由电压表分流引起的D.实验中应采用图乙电路，误差主要是由电流表分压引起的【13题答案】【答案】C【解析】【详解】根据故应采用电流表外接法，即实验中采用图甲电路图，由于电压表的分流作用，使得测量的电流值偏大，则根据可知，测得电阻比真实值小，故ABD错误C正确。故选C。14.“血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度，在医学中具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内，由于重力作用，血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深，红细胞的形状为球体。已知红细胞下落受到血液的粘滞阻力表达式为，其中为血液的粘滞系数，r为红细胞半径，v为红细胞运动的速率。若某血样中半径为r的红细胞，由静止下沉直到匀速运动的速度为，红细胞密度为，血液的密度为。以下说法正确的是（）A.该红细胞先做匀加速运动，后做匀速运动B.该红细胞的半径可表示为C.若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较大D.若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为【14题答案】【答案】B【解析】【详解】A．设红细胞质量为m，浮力为，由牛顿第二定律又因为故红细胞随着速度的增大，粘滞阻力逐渐增大，加速度逐渐减小，红细胞做加速度减小的加速运动，当加速度减到零时，受力平衡，此后匀速运动，A错误；B．红细胞匀速时又因为红细胞的质量为浮力为联立可得解得B正确；C．由上述分析可知若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较小，C错误；D．由粘滞阻力公式可知故采用国际单位制中基本单位来表示的单位，应为，D错误。故选B。第二部分二、本部分共6题，共58分。15.物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：（1）实验仪器。在“练习使用多用表”实验时，某同学用多用表的电阻“×10”档测定值电阻阻值，表盘的示数如图所示，则该阻值__________。（2）数据分析。某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后，做出的光路图如图所示。O为圆心，已知AB的长度为，AO的长度为，CD的长度为，DO的长度为，则此玻璃砖的折射率可表示为____________。（3）实验原理。用橡皮筋、细绳套和弹簧测力计完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。两同学根据实验数据分别做出的力的图示如图甲、乙所示。你认为哪位同学实验过程有问题？请说明你的理由_______。【15题答案】【答案】①.180②.③.乙同学；由甲乙两幅力的图示可知，F‘是实验中用一个力单独拉橡皮筋到达O点的实际作用力，此力应与橡皮筋伸长的方向一致，图乙中方向不在一条直线上，因此乙同学做的实验过程有问题【解析】【详解】（1）[1]如图欧姆表读数为（2）[2]如图设圆的半径为R，入射角为i，折射角为r，由几何关系故折射率为（3）[3]乙同学有问题。由甲乙两幅力的图示可知，是实验中用一个力单独拉橡皮筋到达O点的实际作用力，此力应与橡皮筋伸长的方向一致，图乙中方向不在一条直线上，因此乙同学做的实验过程有问题。16.探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的__________；A．探究平抛运动的特点B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系C．探究两个互成角度的力的合成规律D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系（2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示a．三个情境中，图________是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。b．在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为_________。【16题答案】【答案】①.BD②.丙③.2:1【解析】【详解】(1)[1]在这个实验中，利用控制变量法来探究向心力的大小与小球质量，角速度，半径之间的关系；A．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故A不符合题意；B．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的U1电一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1，n2的关系，故B符合题意；C．探究两个互成角度的力的合成规律，即两个分力与合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思想，故C不符合题意；D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系是通过控制变量法研究的，故D符合题意。故选BD。a.[2]根据F=mrω2可知，要探究向心力大小F与质量m关系，需控制小球的角速度和半径不变，由图可知，两侧采用皮带传动，所以两侧具有相等的线速度，根据皮带传动的特点可知，应该选择两个塔轮的半径相等，而且运动半径也相同，选取不同质量的小球，故丙符合题意。b.[3]由图可知，两个球的质量相等，半径相同，根据牛顿第二定律两个塔轮边缘的线速度相等根据联立可得两个变速塔轮的半径之比为17.某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。（1）小组同学先让一个滑块做半径r为的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将运动的半径r分别调整为、、、，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。（2）对①图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。（3）对5条图线进行比较分析，得出一定时，的结论。请你简要说明得到结论的方法_______。【17题答案】【答案】①.（或等带即可）②.探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在F-r坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。【解析】【详解】（2）[1]根据向心力的公式根据图像知，该图像是一条过原点的直线，F与x的图像成正比，则图像横坐标x代表的是（或等带即可）；（3）[2]探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在F-r坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。18.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒由静止开始沿导轨向右以的加速度匀加速运动，已知导体棒的质量。求：（1）速度时，导体棒MN中感应电流I的大小和方向；（2）请推导拉力F随时间t变化的关系式；（3）若在时撤掉拉力，求从撤掉拉力到导体棒停止运动的过程中，导体棒克服安培力所做的功W。【18题答案】【答案】（1）2A，N到M；（2）；（3）1.25J。【解析】【详解】（1）感应电动势为E=BLv=1×0.4×5V=2V根据闭合电路欧姆定律得电流方向N到M。（2）根据牛顿第二定律E=BLv

解得（3）在时撤掉拉力，此时速度从撤掉拉力到导体棒停止运动的过程中，导体棒克服安培力所做的功19.如图所示，半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直平面内，半圆与光滑水平地面相切于最低点A。质量为m的小球以初速度从A点冲上竖直圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）求小球运动到轨道末端B点时的速度大小v；（2）求A、C两点间的距离x；（3）若半圆形轨道不光滑，小球仍以初速度从A点冲上半圆轨道后，恰好能沿轨道运动到B点飞出，落在水平地面上D点。请你在图中标出D点的大致位置；并求出小球落在C点时动能与落在D点时动能的差值。【19题答案】【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）选AC所在平面为零势能面，从到由机械能守恒定律得解得（2）由平抛运动的规律得联立解得（3）若轨道不光滑，小球恰好能沿轨道运动到B点飞出，在B点，重力提供向心，根据牛顿第二定律得从点飞出后，根据平抛运动规律解得在图上位置如图所示在点时，根据动能定理得落在点时。根据动能定理得解得则20.类比是研究问题的常用方法。（1）情境1：如图甲所示，设质量为的小球以速度与静止在光滑水平面上质量为的小球发生对心碰撞，碰后两小球粘在一起共同运动。求两小球碰后的速度大小v；（2）情境2：如图乙所示，设电容器充电后电压为，闭合开关K后对不带电的电容器放电，达到稳定状态后两者电压均为U；a．请类比（1）中求得的v的表达式，写出放电稳定后电压U与、和的关系式；b．在电容器充电过程中，电源做功把能量以电场能的形式储存在电容器中。图丙为电源给电容器充电过程中，两极板间电压u随极板所带电量q的变化规律。请根据图像写出电容器充电电压达到时储存的电场能E；并证明从闭合开关K到两电容器电压均为U的过程中，损失的电场能；（3）类比情境1和情境2过程中的“守恒量”及能量转化情况完成下表。情境1情境2动量守恒损失的电场能减少的机械能转化为内能

【20题答案】【答案】（1）；（2），证明看详解；（3）情境1中填损失的机械能为，情境2第一个空填电荷守恒，情境2第三个空填失的电场能转化为内能【解析】【详解】（1）根据动量定理，有有故两小球碰后的速度大小为。（2）a．根据题意，进行类比，有得故关系式为。b．根据图像，有损失电场能为代入U的关系式，可得因则有（3）[1]对情景1的第二个空，类比情境2中第二个空，则情境1中填损失的机械能，有，则有故该空填损失的机械能为。[2]对情境2中的第一个空类比情境1中