北京市西城区市级名校2021-2022学年高三最后一卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、关于原子、原子核的相关知识，下列说法正确的是（）A．当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大B．当氢原子从n=3的能级跃迁到n=5的能级时，辐射出光子C．核反应方程中的X是中子D．轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程质量亏损2、如图所示，实线表示某电场中的电场线，但方向未知，虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹，A、B是运动轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，在A、B两点的电势分别为、，加速度大小分别为、，速度大小分别为、，电势能大小分别为、，则下列说法正确的是（）A．，> B．>，<C．>，< D．<，>3、关于速度、速度变化量和加速度的关系，正确说法是A．物体运动的速度越大，则其加速度一定越大B．物体的速度变化量越大，则其加速度一定越大C．物体的速度变化率越大，则其加速度一定越大D．物体的加速度大于零，则物体一定在做加速运动4、如图所示，一理想变压器的原副线圈匝数分别为n1和n2，原线圈输入电压保持不变，副线圈输出端通过开关S接电阻R1和滑动变阻器R，电流表为理想电表，下列说法正确的是（）A．若S断开，则副线圈输出端电压为零B．若S闭合，滑动片P向上滑动，则两电流表示数都变小C．若S闭合，滑动片P向上滑动，则电流表A1示数变大，A2示数变小D．若S闭合，滑动片P向上滑动，则电流表A1示数不变，A2示数变小5、如图所示，斜面固定在水平面上，斜面上一个物块在沿斜面向下拉力F1作用下匀速下滑，某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则之后较短的一段时间内物块的运动状态是（）A．仍匀速下滑 B．匀加速下滑C．匀减速下滑 D．不确定，这与接触面摩擦系数的大小有关6、在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc，磁场方向垂直于线框平面，ac两点间接一直流电源，电流方向如图所示．则（）A．导线ab受到的安培力小于导线ac受到的安培力B．导线abc受到的安培力大于导线ac受到的安培力C．线框受到安培力的合力为零D．线框受到安培力的合力方向垂直于ac向上二、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、半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．导体棒中的电流方向为A→BB．导体棒A端相等于电源正极C．导体棒AB两端的电压为D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零8、如图所示为带电粒子在某电场中沿x轴正方向运动时，其电势能随位移的变化规律，其中两段均为直线。则下列叙述正确的是（）A．该粒子带正电B．2m~4m内电势逐渐升高C．0m~2m和2m~6m的过程中粒子的加速度大小相等方向相反D．2m~4m电场力做的功和4m~6m电场力对该粒子做的功相等9、下列说法中正确的是A．光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象B．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C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄D．某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5cE.火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁10、光滑平行导轨ab、cd水平放置，两导轨间距为L，两导轨分别与电容为C的电容器的两极板相连，两导轨的右端连接光滑绝缘的圆弧轨道bf、ce圆弧轨道的半径为R，水平导轨与圆弧轨道分别相切于b、c两点。把一质量为m，长度为L的金属杆置于bc位置，如图所示。闭合电键S，金属杆恰能滑到ef。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁场分布如图所示，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，下列各种说法中正确的是（）A．金属杆刚滑上圆弧轨道时，对轨道的压力为3mgB．从左向右看，电容器的左极板带负电，右极板带正电C．电容器两极板间的电势差减小了D．若磁场方向改为水平向右，则闭合电键S后，金属杆仍能上升R的高度三、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）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________mm．（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．12．（12分）某学习小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除导线和开关外，可供选择的实验器材如下：A．小灯泡L，规格2.5V，1.0WB．电流表A1，量程0.6A，内阻约为1.5ΩC．电流表A2，量程3A，内阻约为0.5ΩD．电压表V1，量程3V，内阻约为3kΩE．电压表V2，量程15V，内阻约为9kΩF．滑动变阻器R1，阻值范围0~1000ΩG．滑动变阻器R2，阻值范围0~5ΩH．学生电源4V，内阻不计(1)为了调节方便，测量尽量准确，电流表应选用______、电压表应选用______、实验电路应选用如下电路中的______（一律填选项序号）。A．B．C．D．(2)实验测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由此可知，当灯泡两端电压为2.0V时，小灯泡的灯丝电阻是_______Ω（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，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．14．（16分）如图所示，A、B和M、N为两组平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子，自A板中央小孔进入A、B间的电场，经过电场加速，从B板中央小孔射出，沿M、N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的电压为U0，极板M、N的长度为l，极板间的距离为d。不计粒子重力及其在a板时的初速度。（1）求粒子到达b板时的速度大小v；（2）若在M、N间只加上偏转电压U，粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从N板的右侧边缘飞出，求磁感应强度B的大小和方向。15．（12分）如图所示，半径的四分之一光滑圆弧竖直放置，与粗糙水平地面平滑连接于点，整个空间存在场强大小的匀强电场，竖直边界右侧电场方向水平向右，左侧电场方向竖直向上；小物块（视为质点）大小形状相同，电荷量为，不带电，质量，。从点由静止释放，与静止在地面上点的碰撞。已知与地面间动摩擦因数均为，P、D间距离，取，间碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。求：（1）物块运动到点时，受到圆弧轨道支持力的大小；（2）物块碰撞后瞬间，速度的大小和方向；（3）物块第一次碰撞后，过多长时间发生第二次碰撞。

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】

A．当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与光强无关，选项A错误；B．当氢原子从n=3的能级跃迁到n=5的能级时，要吸收出光子，选项B错误；C．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应方程中的X质量数为1，电荷数为0，是中子，选项C正确；D．轻核聚变的过程和重核裂变的过程都要释放能量，有质量亏损，选项D错误。故选C。2、C【解析】

虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹，带电粒子在运动中只受电场力作用，粒子的受力方向和场强方向如图：若粒子由A运动到B，电场力方向和运动方向成钝角，电场力做负功，粒子的电势能增大，即；粒子在运动中只受电场力作用，电场力做负功，粒子动能减小，；，粒子带负电，。A处电场线比B处密集，粒子在A处受到的电场力比B处大，则粒子在A处的加速度大于B处，即。故C项正确，ABD三项错误。3、C【解析】

A．物体运动的速度大时，可能做匀速直线运动，加速度为零，故A项错误；B．据可知，物体的速度变化量大时，加速度不一定大，故B项错误；C．物体的速度变化率就是，物体的速度变化率越大，则其加速度一定越大，故C项正确；D．当物体的加速度大于零，速度小于零时，物体的速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动，故D项错误。4、B【解析】

A．理想变压器的变压关系与副线圈是否是通路或断路无关，根据理想变压器的电压规律变形匝数比恒定，输入电压不变时，输出电压就保持不变，A错误；BCD．S闭合，滑片P上滑时，电阻值变大，则电流表A2示数变小，又因为流过定值电阻R1的电流不变，所以电流表A1示数也变小，B正确，CD错误。故选B。5、C【解析】

设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，以物体为研究对象进行受力分析如图所示：沿斜面方向根据共点力的平衡条件可得：F1+mgsinθ=μmgcosθ所以μtanθ；当物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则有：F2sinθμF2cosθ所以某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2后，物块将匀减速下滑，故ABD错误、C正确。故选C。6、A【解析】

A．导线ab受到的安培力大小为，导线ac受到的安培力，由于ab、bc串联再与ac并联，则有所以故A正确；B．导线abc的有效长度为L，故受到的安培力大小为：，导线ac受到的安培力，且则故B错误；CD．根据左手定则，导线abc受安培力垂直于ac向下，导线ac受到的安培力也垂直于ac向下，合力方向垂直于ac向下，故CD错误。故选A。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、AC【解析】

AB．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；C．AB棒产生的感应电动势为导体棒AB两端的电压为故C正确；D．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。故选AC。8、CD【解析】

AB．由于电场的方向未知，因此粒子的电性不能确定，2m~6m的电势的高低也不能判断，AB错误；C．根据电势能与电势的关系Ep=qφ场强与电势的关系得由数学知识可知Ep﹣x图像切线的斜率等于，故斜率间接代表了场强大小，0m~2m和2m~6m的斜率大小相等方向相反，因此电场强度的方向大小相等方向相反，则粒子的加速度大小相等方向相反，C正确；D．2m~4m两点间距与4m~6m两点间距相等，电场强度也相等，因此由U=Ed可知，2m~4m两点间的电势差等于4m~6m两点间的电势差，则2m~4m电场力做的功和4m~6m电场力做的功相等，D正确。故选CD。9、ACE【解析】

光的偏振现象说明光具有波动性，只有横波才能发生偏振现象，故A正确．变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场；选项B错误；在光的双缝干涉实验中，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比红光的短，则仅将入射光由红光改为绿光，干涉条纹间距变窄，故C正确．在速度为0.5c的飞船上打开一光源，根据光速不变原理，则这束光相对于地面的速度应为c，故D错误；火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥，故E正确．10、AC【解析】

A．金属杆由bc滑到ef过程，由机械能守恒有mv2=mgR金属杆刚滑上圆弧轨道时，由牛顿第二定律有FN－mg=m两式联立解得FN=3mg所以金属杆对轨道的压力为3mg，故A正确B．闭合电键后金属杆获得向右的速度，说明其所受的安培力向右，由左手定则知电流方向由b到c，所以从左向右看，电容器左端为正极板，右端为负极板，故B错误；C．金属杆受安培力作用，由牛顿第二定律有由运动学公式有v=t，流过金属杆的电荷量Δq=t，电容器两极板间电势差的减小量ΔU=，联立解得ΔU=故C正确；D．若磁场方向改为水平向右，金属杆所受安培力为竖直向上，由于还受到重力作用，金属杆所获得的速度将小于v，所以上升的高度将小于R，故D错误。故选AC。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、7.25d/t或2gH0t02=d2【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度；(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量若机械能守恒，有：即12、BDC5.1(或5.2或5.3)【解析】

(1)[1][2]小灯泡L的额定电压为2.5V，故电压表选D(3V)，额定电流为故电流表选B(0.6A)；[3]小灯泡的电阻为由于故采用电流表外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，故实验电路应选C。(2)[4]由图像可知，当灯泡两端电压为2.0V时，小灯泡的电流约为0.38A，则小灯泡的电阻为(5.1或5.2)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)F=3.0×10－3N(2)m=4.0×10－4kg(3)v=2.0m/s【解析】

(1)根据电场力的计算公式可得电场力；

(2)小球受力情况如图所示：根据几何关系可得，所以；(3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则，解得v=2m/s．14、（1）（2）（3）,磁