2022届北京市昌平区新学道临川学校高三压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、一宇宙飞船的横截面积s，以v0的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，单位体积内有n颗尘埃，每颗尘埃的质量为mA．snmv02B．2snmv2、已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En=，其中n=2，3，4……已知普朗克常量为h，电子的质量为m。巴尔末线系是氢原子从n≥3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则下列说法中正确的是（）A．巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为3.40eVB．氢原子从基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为D．一个处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光3、汽车A、B在同一水平路面上同一地点开始做匀加速直线运动，A、B两车分别在t0和2t0时刻关闭发动机，二者速度一时间关系图象如图所示。已知两车的质量相同，两车运动过程中受阻力都不变。则A、B两车（）A．阻力大小之比为2：1B．加速时牵引力大小之比为2：1C．牵引力的冲量之比为1：2D．牵引力做功的平均功率之比为2：14、2019年4月21日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星。若组成北斗导航系统的这些卫星在不同高度的转道上都绕地球做匀速圆周运动，其中低轨卫星离地高度低于同步卫星。关于这些卫星，下列说法正确的是（）A．低轨卫星的环绕速率大于7.9km/sB．地球同步卫星可以固定对一个区域拍照C．低轨卫星和地球同步卫星的速率相同D．低轨卫星比同步卫星的向心加速度小5、下列说法正确的是（）A．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场D．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大6、短跑运动员在训练中从起跑开始的一段时间内可看成先做匀加速直线运动再做匀速直线运动。已知总位移为s，匀速阶段的速度为v、时间为t，则匀加速阶段的时间为（）A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（）A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin50πt(V)B．变压器原、副线圈中的电流之比为1：4C．变压器输入、输出功率之比为1：4D．RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大8、图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C．只要增大电压，光电流就会一直增大D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应9、纸面内有一矩形边界磁场ABCD，磁场方向垂直于纸面（方向未画出），其中AD=BC=L，AB=CD=2L，一束β粒子以相同的速度v0从B点沿BA方向射入磁场，当磁场为B1时，β粒子从C射出磁场；当磁场为B2时，β粒子从D射出磁场，则（）A．磁场方向垂直于纸面向外B．磁感应强度之比B1：B2=5：1C．速度偏转角之比θ1：θ2=180：37D．运动时间之比t1：t2=36：5310、如图所示，地球质量为M，绕太阳做匀速圆周运动，半径为R．有一质量为m的飞船，由静止开始从P点在恒力F的作用下，沿PD方向做匀加速直线运动，一年后在D点飞船掠过地球上空，再过三个月，又在Q处掠过地球上空．根据以上条件可以得出A．DQ的距离为B．PD的距离为C．地球与太阳的万有引力的大小D．地球与太阳的万有引力的大小三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.实验的主要的步骤有:

A．在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D．按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.（1）上述步骤中,有重要遗漏的步骤的序号是__________和__________;(填字母)（2）根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示,已知实验过程中操作正确.①乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力__________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的实验中.②丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为__________N.12．（12分）某小组要测量一电源的电动势和内阻。供使用的实验器材有：量程为0~0.6A电阻不计的电流表一只；阻值均为6的定值电阻三只；开关S及导线若干。根据实验器材，同学们设计出如图甲所示的电路图，其主要实验操作步骤如下：(1)三个6的电阻通过串、并联等不同的组合方式可以得到七个不同阻值的电阻R，表中已列出R的不同阻值。(2)把不同组合方式得到的电阻R分别接入图甲所示电路的MN之间，可测得七组电阻R对应电流I的数据如下表。(3)以纵坐标、R为横坐标，根据表中数据在图乙坐标纸上作出图像______。(4)根据图像求出电源的电动势E=_______V；内阻r=_______。（结果均保留两位有效数字）(5)该小组利用此电路测量一未知电阻的阻值。把未知电阻接入电路MN间，电流表的读数为0.25A，可得待测电阻的阻值为________。(保留两位有效数字)四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，MN、PQ两平行水平导轨间距为l=0.5m，分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端接有R=3Ω的定值电阻。质量M=2kg的绝缘杆cd垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B=0.4T。现有质量m=1kg、电阻R0=1Ω的金属杆ab，以初速度v0=12m/s水平向右与绝缘杆cd发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，绝缘杆cd则恰好通过半圆导轨最高点。不计导轨电阻和摩擦，金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，a取10m/s2，（不考虑杆cd通过半圆导轨最高点以后的运动）。求：(1)杆cd通过半圆导轨最高点时的速度v的大小；(2)正碰后杆ab的速度v1的大小；(3)杆ab刚进入磁场时感应电流I的大小、方向及其所受的安培力F的大小；(4)杆ab运动的过程中，电阻R产生的焦耳热QR。14．（16分）如图所示为一种质谱仪的工作原理图，圆心角为90°的扇形区域OPQ中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，所有带电粒子经加速电压U加速后从小孔C射出，由磁场边界OP上N点垂直OP进入磁场区域，然后均从边界OQ射出，ON=l，不计粒子重力。(1)若由静止开始加速的某种粒子X从边界OQ射出时速度方向与OQ垂直，其轨迹如图中实线所示，求该粒子的比荷；(2)若由静止开始加速的另一种粒子Y，其比荷是X粒子比荷的，求该粒子在磁场区域中运动的时间t。15．（12分）如图甲，足够大平行板MN、PQ水平放置，MN板上方空间存在叠加的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B0，电场方向与水平成30°角斜向左上方（图中未画出），电场强度大小E0=。有一质量为m、电量为q的带正电小球，在该电磁场中沿直线运动，并能通过MN板上的小孔进入平行板间。小球通过小孔时记为t=0时刻，给两板间加上如图乙所示的电场E和磁场B，电场强度大小为E0，方向竖直向上；磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向外，重力加速度为g。（坐标系中t1=、t2=+、t3=+t4=+、t5=+……）(1)求小球刚进入平行板时的速度v0；(2)求t2时刻小球的速度v1的大小；(3)若小球经历加速后，运动轨迹能与PQ板相切，试分析平行板间距离d满足的条件。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

根据题意求出时间t内黏附在卫星上的尘埃质量，然后应用动量定理求出推力大小，利用P=Fv求得功率；【详解】时间t内黏附在卫星上的尘埃质量：M=v0tsnm，

对黏附的尘埃，由动量定理得：Ft=Mv0【点睛】本题考查了动量定理的应用，根据题意求出黏附在卫星上的尘埃质量，然后应用动量定理可以求出卫星的推力大小，利用P=Fv求得功率。2、C【解析】

A．巴尔末线系为跃迁到2能级的四种可见光，红青蓝紫（3→2、4→2、5→2、6→2），则能级差最小的为红光（3→2），其频率最小，波长最长，对应的能量为故A错误；B．氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，则氢原子的总能量（动能和电势能之和）变大，而电子的轨道半径变大，库仑力做负功，则电势能增大，跃迁后的库仑力提供向心力可得故半径变大后，电子的速度变小，电子的动能变小，故B错误；C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离，由能量守恒定律，有解得自由电子的速度为故C正确；D．一个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁，逐级向下辐射出的光子种类最多为(4-1)=3种，故D错误；故选C。3、C【解析】

A．关闭发动机后，汽车在阻力的作用下做匀减速运动，由v—t图像知a3：a4=1：2再根据牛顿第二定律知，汽车A、B所受阻力分别为f1=ma3，f2=ma4得f1：f2=1：2A错误；B．在加速阶段，对A车F1－f1=ma1对B车F2－f2=ma2由v-t图像知a1：a2=2：1，a1=a4=2a2=2a3联立解得F1：F2=1：1B错误；D．由图知，在加速阶段，两车的平均速度相等均为，牵引力相等，所以牵引力平均功率得P1=P2D错误；C．牵引力作用的时间t1：t2=1：2牵引力的冲量C正确。故选C。4、B【解析】

AC．根据万有引力提供向心力，则有解得可知轨道半径越大，运行的速度越小，低轨卫星轨道半径大于近地卫星的半径，故低轨卫星的环绕速率小于7.9km/s，低轨卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，故低轨卫星的环绕速率大于同步卫星的环绕速率，故A、C错误；B．同步卫星的周期与地球的周期相同，相对地球静止，可以固定对一个区域拍照，故B正确；D．根据万有引力提供向心力，则有可得低轨卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，低轨卫星向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故D错误；故选B。5、B【解析】

A．单摆的摆球在通过最低点时，回复力等于零，而合外力一定不等于零，故A错误；B．薄而透明的羽翼上出现彩色光带，是由于羽翼前后表面反射，进行相互叠加，是薄膜干涉现象，故B正确；C．均匀变化的电场产生稳定磁场，非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故C错误；D．根据相对论，则有沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度短，故D错误。故选：B。6、D【解析】

匀速阶段的位移为在匀加速直线运动过程，根据平均速度公式可得根据题意则有解得匀加速阶段的时间故A、B、C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压51V，周期0.02s，故角速度是则故A错误；B．根据得，变压器原、副线圈中的电流之比故B正确；C．理想变压器的输入、输出功率之比应为1：1，故C错误；D．电压表测的是原线圈的电压即不变，则副线圈两端电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。故选BD。8、AB【解析】

由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0=eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误．故选AB．9、BD【解析】

A．由带负电的β粒子(电子)偏转方向可知，粒子在B点所受的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知，磁场垂直于纸面向里，A错误；B．粒子运行轨迹：由几何关系可知：又：解得：洛伦兹力提供向心力：解得：故，B正确；C．偏转角度分别为：θ1=180°θ2=53°故速度偏转角之比，C错误；D．运动时间：因此时间之比：D正确。故选BD。10、ABC【解析】

根据DQ的时间与周期的关系得出D到Q所走的圆心角，结合几何关系求出DQ的距离．抓住飞船做匀加速直线运动，结合PD的时间和PQ的时间之比得出位移之比，从而得出PD的距离．根据位移时间公式和牛顿第二定律，结合地球与太阳之间的引力等于地球的向心力求出引力的大小．【详解】地球绕太阳运动的周期为一年，飞船从D到Q所用的时间为三个月，则地球从D到Q的时间为三个月，即四分之一个周期，转动的角度为90度，根据几何关系知，DQ的距离为，故A正确；因为P到D的时间为一年，D到Q的时间为三个月，可知P到D的时间和P到Q的时间之比为4：5，根据得，PD和PQ距离之比为16：25，则PD和DQ的距离之比为16：9，，则，B正确；地球与太阳的万有引力等于地球做圆周运动的向心力，对PD段，根据位移公式有：，因为P到D的时间和D到Q的时间之比为4：1，则，即T=t，向心力，联立解得地球与太阳之间的引力，故C正确D错误．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、CEF′9.0【解析】

(1)[1][2].本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．(2)①[3].F在F1与F2组成的平行四边形的对角线上，为实验的理论值，用一个弹簧秤橡皮筋时，其弹力一定与橡皮筋共线，因此用弹簧秤直接测量值为F′，所以F不是由弹簧秤直接测得的．②[4].由图示测力计可知，其分度值为1N，示数为9.0N；12、2.9（2.7～3.1）2.9（2.7～3.1）8.8（8.4～9.2）【解析】

(3)[1]通过描点作图作出图像(4)[2][3]根据闭合电路欧姆定律，得：结合图像可知；解得：，(5)[4]根据分析可知四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）m/s；（2）2m/s；（3）0.1A，方向从b到a，0.02N；（4）1.5J【解析】

(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时，由牛顿第二定律有解得(2)碰撞后cd绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有解得碰撞后cd绝缘