2021-2022学年北京市西城区某中学高三第三次测评物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3,请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b,A、B为间距很小且正

对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央,

以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，△纥,表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射

入板间的初速度%不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是

A.E变小

B.U变大

C.不变

D.若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘

2、互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大且两力的夹角不变，则其合力（）

A.若两力的夹角小于90。，则合力一定增大

B.若两力的夹角大于90。，则合力一定增大

C.若两力的夹角大于90。，则合力一定减小

D.无论两力夹角多大，合力一定变大

3、如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P,系统处于静止状态，现用竖直向下的力尸作用在P

上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力厂和运动时间，之间关系的图象，正确的是（）

4、一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的

线。所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化

规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是

A.，=0时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行

B.图线〜电动势的瞬时值表达式为e=40sin（Tf）V

C.线圈先后两次转速之比为2：3

D.转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同

5、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的从C.流

量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流

量计所在处加磁感应强度为5的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流

量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U表示测得的电压值。则可求得流量为（）

h2U

~cB

6、有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（）

A.能量量子化的观点是爱因斯坦首先提出的

B.在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比

C.一个处于〃=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子

D.a射线、//射线、y射线都是波长极短的电磁波

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、在医学上，常用钻60产生的y射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。钻60的衰变方程为翼C。―冬Ni-X,下列

说法正确的是（）

A.钻60发生的是0衰变，X是电子

B.丫射线比p射线的穿透能力强

C.X粒子是钻60原子核的组成部分

D.该衰变过程释放的核能全部转化为Y射线的能量

8、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Rr为阻值随温度升高

而减小的热敏电阻，尺为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（）

u/N

甲乙

A.图乙所示电压的瞬时值表达式为“=51sin50nf（V）

B.变压器原、副线圈中的电流之比为1：4

C.变压器输入、输出功率之比为1：4

D.RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大

9、用轻杆通过钱链相连的小球A、B、C、D.E处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A、8的质量均为2,〃，

小球C、。、E的质量均为机.现将A、8两小球置于距地面高〃处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运

动，不计一切摩擦，则在下落过程中

A.小球A、B、C、E组成的系统机械能和动量均守恒

B.小球5的机械能一直减小

C.小球8落地的速度大小为同

D.当小球4的机械能最小时，地面对小球C的支持力大小为机g

10、封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（）

A.气体的密度增大B.气体的压强增大

C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多

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）实验：用如图所示的装置探究加速度a与力尸的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上.

(1)实验时，一定要进行的操作是(填选项前的字母).

A.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度。，同时记录弹簧测

力计的示数F.

B.改变小车的质量，打出几条纸带

C.用天平测出沙和沙桶的总质量

D.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量

(1)在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记，如图所示，已知相邻计数点间还有4个点

没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz,则小车加速度的大小为2=m/s1.(结果保留3位有效数字)

(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的。一尸图像，可能是下图中的

图线.

(4)下图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面A8与水平面相切于8点且固定.带有遮光

条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点，尸为光电计时器的光电门.已知当地重力加速度为

S-

I23cm

11IIIillIIillIIillIIllI

pilr|iTH11111111111

05101520

图乙

①利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度<

②实验中除了遮光条的宽度，还需要测量的物理量有.

A.小物块质量加

B.遮光条通过光电门的时间f

C.遮光条到C点的距离s

D.小物块释放点的高度

③为了减小实验误差，同学们选择图象法来找出动摩擦因数，那么他们应该选择____关系图象来求解（利用测量的物

理量表示）.

12.（12分）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸

长长度的关系实验.

二

甲

（1）实验中还需要的测量工具有：

（2）如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量机，横轴是弹簧的形变量x,由图可知：图线不通过原点的原

因是由于；弹簧的劲度系数无=N/m（计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取9.8m/s?）；

（3）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和瓦画出弹簧弹力F与弹簧长度L的厂一心图象，下列正确的是

A.a的原长比）的长

B.”的劲度系数比〃的大

C.a的劲度系数比b的小

D.弹力与弹簧长度成正比

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，圆心为0、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大

小为B。尸是圆外一点，OP=3r,一质量为机、电荷量为g（g>0）的粒子从P点在纸面内沿着与OP成60。方向射出（不

计重力），求：

(1)若粒子运动轨迹经过圆心0,求粒子运动速度的大小；

(2)若要求粒子不能进入圆形区域，求粒子运动速度应满足的条件。

14.(16分)如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为1000cnA上方汽缸的长度

为40cm,横截面积为50cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸

与地面及活塞与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变化，环境温度保持不变，汽缸内薄活塞、连杆及

手柄的质量忽略不计，已知大气压强po=1.0x105Pa,g=10m/s2»

①若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸皮吸底部时，求皮吸中气体的压强；

②若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起20cm高度保持静止，求此时小明作用

力的大小。

15.(12分)如图所示，在直角坐标xOy平面内，第一、二象限有平行y轴的匀强电场，第三、四象限有垂直坐标平

面的匀强电磁场。一质量为，"、电荷量为g的正电粒子，从坐标原点。以大小为玲，方向与x轴正方向成37°的速度

沿坐标平面射入第一象限，粒子第一次回到*轴时，经过x轴上的P点(图中未标出)，已知电场强度大小为E,粒子

重力不计，sin37°=0.6,cos3/=0.8

(1)求P点的坐标；

(2)若粒子经磁场偏转后，第二次回到x轴的位置与坐标原点O的距离为OP的一半，求磁场的磁感应强度大小和方向。

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、B

【解析】

eVrj

由C=-4-，Q=CU可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又E==

47生/d

可得E不变，A错误；粒子电势能减少量，△£=叱(1=4。，所以△£增大，C错误；对类平抛运动，

sS

qE,\2qE,12\2ind小.J2

a=—，d=—at~>%=%/得。=—，d——at",x—v0I----，第一1次落在一位置，d加倍，第一■次落在----/位

m2m2如22

置，D错误.

2、A

【解析】

A.若两力的夹角小于90。，如左图，则合力一定增大，选项A正确;

BCD.若两力的夹角大于90。，如右图，则合力可能先减小后变大，选项BCD错误;

故选A。

3、D

【解析】

在作用力尸之前，物块放在弹簧上处于静止状态，即

mg=kx0

作用力尸之后，物块向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有

F+mg-k(x0+x)=ma

x即为物块向下运动的位移，则

x--at~

2

联立可得

即尸随时间变化图象为D,所以D正确，ABC错误。

故选D。

4、B

【解析】

本题考察交变电流表达式，最大值为MBS”，由此得出改变转速后的最大值，电感和电容都对交流电由阻碍作用。

【详解】

A.f=O时刻电动势为0,故线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误；

B.由图中可知，改变后的角速度为0故电动势的最大值为40V,故表达式为e=40sin（一，V,B

正确；

仁由T=」可知线圈先后两次转速之比为3:2；

n

D.中转速调整后交流电的频率发生变化，电感对交变电流的阻碍减小、电容对交变电流的阻碍增大，三个灯泡的亮度

各不相同。

故选B。

5、A

【解析】

将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U表示测得的电压值，

那么电动势E=U；根据粒子平衡得，qvB^q-联立两式解得，u=巨。则流量。=肉=昉。=也.故A正确，

ccBB

BCD错误。

6、C

【解析】

A.能量量子化的观点是普朗克首先提出的，选项A错误；

B.在光电效应现象中，根据光电效应方程既“=打丫-%出功=。遏制e,可知遏止电压与入射光的频率是线性关系，但

不是成正比，选项B错误；

C.一个处于〃=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子，分别对应于4—3,3-2,2-1,选

项C正确；

D.a射线、4射线不是电磁波，只有/射线是波长极短的电磁波，选项D错误；

故选C。

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。分。

7、AB

【解析】

A.由核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0,电荷数为-1,则钻60发生的是p衰变，X是电子，选项

A正确；

B.二射线比0射线的穿透能力强，选项B正确；

C.X粒子是电子，不是钻60原子核的组成部分，选项C错误；

D.该衰变过程释放的核能一部分转化为新核的动能，一部分转化为二射线的能量，选项D错误。

8、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

co=—=100兀

T

则

〃=51sinl00m(V)

故A错误；

B.根据

乙=%

12%

得，变压器原、副线圈中的电流之比

k4

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，Rr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«

9、CD

【解析】

小球A、B、C,。、E组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A错误；由于O球受力平衡，所以。球在整个过程中

不会动，所以轻杆03对8不做功，而轻杆BE对8先做负功后做正功，所以小球8的机械能先减小后增加，故B错

误;当8落地时小球E的速度等于零，根据功能关系，"的=；，〃，可知小球3的速度为质，故C正确；当小球A

的机械能最小时，轻杆AC没有力，小球C竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D正确，故选CD

10、BD

【解析】

一定质量的气体，如果保持气体体积不变，根据密度公式得密度也就不变.故A错误.根据气体状态方程PV/T=C,

如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的压强就会增大.故B正确.温度是气体分子平均动能变化的标志，当

温度升高时，气体分子的平均动能增大，故C错误.气体压强是气体分子撞击器壁而产生的，由于气体的压强增大，

所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多.故D正确.故选BD.

点睛：能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系.温度是气体分子平均运动剧烈程度的标志，当温度越高时,

分子平均动能增大；当温度越低时，分子平均减小.

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、A1.93C1.015BCB

【解析】

(1)A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要

记录弹簧测力计的示数，A正确；

B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，不需要改变小车的质量，B

错误；

C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小

于车的总质量，故CD错误.

故选A；

(1)由于相邻计数点间还有4个点没有画出来，计数点间的时间间隔：T=5x0.01=0.1s,

由匀变速直线运动的推论：AxuaT可得，加速度

(15.10+12.70+10.81-9.10-7.10-5.00)xl0-2

a=m/s2—1.93/71/s2

(3x0.1)2

(3)实验时，若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则需要先用一定的力克服掉摩擦力后才能产生加速度，即2=£-〃8,

m

“―尸图象中横轴会有截距，故选c；

(4)①遮光条的宽度d=lcm+3x0.05mm=1.015cm

②实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：以=，

管,还需测量的

B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：-Rmgs=O-1仅次，解得：H=鸟，即

22g四

2gs

物理量是遮光条通过光电门的时间t和遮光条到C点的距离s,故选BC.

搞得:

2

d1加

③要通过图象来求动摩擦因数，那么图象最好为倾斜的直线，便于计算，依据HS=—X—,gp

2gt

2gs

"J，在l-s图象中'竿为直线的斜率'即可求得动摩擦因数'所以应画图象’故选B.

12、刻度尺弹簧有自身重力4.9B

【解析】

(1)[1]实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺.

(2)[2]由图可知，当尸=0时，x>0,说明没有挂重物时，弹簧有伸长，这是由于弹簧自身的重力造成的.故图线

不过原点的原因是由于弹簧有自身重力，实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重.

[3]由图线乙，弹簧的劲度系数

AF(60-10)x10-3x9.8

k=一N/m=4.9N/m

Ax(12-2)x10-2

(3)[4]A.由图丙知，尸(图像横坐标的截距表示原长，故5的原长比a的长，选项A错误；

BC.由弹簧的劲度系数上竺=竺知，。图线较》图线倾斜，a的劲度系数比b的大，选项B正确，C错误;

AxAL

D.图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，选项D错误.

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。

⑶⑴J噜iBa:r；⑵三/不8Bq言r砺或、此8访Bqr焦

【解析】

(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为K,圆心为。'，依图题意作出轨迹图如图所示:

由几何知识可得:

OO'=R

2

(OO')2=R?+(3r)_6r/?sin6

解得

R=小

根据牛顿第二定律可得

2

Bqv=m—

解得

yfiBqr

v=-------

m

⑵若速度较小，如图甲所示：

图甲

根据余弦定理可得

(r+Rif=R：+9/一6/7?,sin6

解得

8r

3百+2

若速度较大，如图乙所示:

根据余弦定理可得

(&一厅=用+9,—6r4sin夕

解得