北京市西城区徐悲鸿中学高三第一次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

北京市西城区徐悲鸿中学高三第一次模拟考试新高考物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，a、b、c为三颗人造地球卫星，其中a为地球同步卫星，b、c在同一轨道上，三颗卫星的轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是（）A．卫星a的运行周期大于卫星b的运行周期B．卫星b的运行速度可能大于C．卫星b加速即可追上前面的卫星cD．卫星a在运行时有可能经过宜昌市的正上方2、如图所示为一简易起重装置，（不计一切阻力）AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。开始时，杆BC与AC的夹角∠BCA>90°，现使∠BCA缓缓变小，直到∠BCA=30°。在此过程中，杆BC所产生的弹力（）A．大小不变B．逐渐增大C．先增大后减小D．先减小后增大3、行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止，等到绿灯亮时又重新启动开始做匀加速直线运动直到恢复原来的速度继续匀速行驶，则从刹车到继续匀速行驶这段过程，位移随速度变化的关系图象描述正确的是A． B．C． D．4、空间存在如图所示的静电场，图中实线a、b、c、d、e为静电场中的等势线，虚线为等势线的水平对称轴。一个带负电的粒子从P点以垂直于虚线向上的初速度v0射入电场，开始一小段时间内的运动轨迹已在图中画出，粒子仅受电场力作用，则下列说法中正确的是（）A．等势线a的电势最高B．带电粒子从P点射出后经过等势线b时，粒子的速率小于v0C．若让粒子从P点由静止释放，在图示空间内，其电势能逐渐减小D．若让粒子从P点由静止释放，在图示空间内，粒子的加速度先减小后增大5、2018年12月8日“嫦娥四号”发射升空，它是探月工程计划中第四颗人造探月卫星．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号绕月球做圆周运动的轨道半径为r，绕月周期为T．则下列说法中正确的是A．“嫦娥四号”绕月运行的速度大小为B．月球的第一宇宙速度大小为C．嫦娥四号绕行的向心加速度大于月球表面的重力加速度gD．月球的平均密度为ρ＝6、如图所示，匀强磁场中有一电荷量为q的正离子，由a点沿半圆轨迹运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨迹运动到c点，已知a、b、c在同一直线上，且ac＝ab。电子的电荷量为e，质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为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、如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为2R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一电阻为R的导体棒PQ接入电路，在水平拉力作用下沿ab、de。以速度D匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad边向bc边滑动的过程中（）A．PQ中电流先增大后减小B．PQ两端电压先减小后增大C．PQ上拉力的功率先减小后增大D．线框消耗的电功率先增大后减小8、如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为的定值电阻。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（）A．金属杆匀速运动时的速率为B．出磁场时，dc间金属杆两端的电势差C．从b到c的过程中，金属杆产生的电热为D．从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为9、如图所示，一定质量的理想气体，由A状态经历两个不同的变化过程到C状态（A→C．A→B→C）且A．C处于同一条等温线上，以下说法正确的是（）A．气体在A→C的过程中吸收的热量大于对外做的功B．气体在A→C的过程中，气体分子的平均动能不变，分子密集程度减小，因此压强减小C．气体在A→C过程吸收的热量小于在A→B→C过程吸收的热量D．气体在B→C过程中，压强减小的原因是气体分子平均动能减小10、有一个原副线圈匝数比为10：1的理想变压器，如图所示，原线圈所接交流电源的电压瞬时值表达式为u=300sin50πt（V）副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为均标有“20V.10W”的灯泡，当S闭合时，两灯恰好正常发光。则（）A．电阻R=10Ω B．流过R的交流电的周期为0.02sC．断开S后，原线圈的输入功率减小 D．断开S后，灯L1仍能正常发光三、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）在“探究求合力的方法”实验中，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是____。A．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些B．再次进行验证时，结点O的位置必须保持相同C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D．拉橡皮条的细线要稍长一些，标记同一细绳方向的两点距离要远一些(2)实验小组用图甲装置得到了如图乙所示的两个分力F1、F2及合力F的图示。关于合力与分力的关系，某同学认为用虚线连接F1和F的末端A、C，则AOC如图丙构成一个三角形，若满足____，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。12．（12分）某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验中，为减小实验误差，选择了内阻已知的电流表，实验中电阻两端电压从零开始调节。(1)以下电路图符合上述要求的是_______；(2)请根据所选电路图，完善以下实物图连接________。(3)若电流表的内阻为RA，金属丝的长度为L，直径为d，实验中某次电压表、电流表的示数分别为U、I，则该次实验金属丝电阻率的表达式为=_________（用题中字母表示）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，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，14．（16分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．15．（12分）如图所示，水平传送带与固定斜面平滑连接，质量为m＝1kg的小物体放在斜面上，斜面与水平方向的夹角为θ＝37°，若小物体受到一大小为F＝20N的沿斜面向上的拉力作用，可以使小物体从斜面底端A由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端B时，撤去拉力F且水平传送带立即从静止开始以加速度a0＝1m/s2沿逆时针方向做匀加速运动，当小物体的速度减为零时刚好滑到水平传送带的右端C处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均为µ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，AB间距离L＝5m，导槽D可使小物体速度转为水平且无能量损失，g＝10m/s2。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小物体运动到B点的速度(2)小物体从A点运动到C点的时间(3)小物体从B点运动到C点的过程中，小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量Q

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、A【解析】

A、根据万有引力提供向心力，则有，轨道半径越大，周期越大，可知a的运行周期大于卫星b的运行周期，故选项A正确；B、根据，轨道半径越小，速度越大，当轨道半径等于地球半径时，速度最大等于第一宇宙速度，故b的速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故选项B错误；C、卫星b加速后需要的向心力增大，大于万有引力，所以卫星将做离心运动，所以不能追上前面的卫星c，故选项C错误；D、a为地球同步卫星，在赤道的正上方，不可能经过宜昌市的正上方，故选项D错误．2、A【解析】

以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图，根据平衡条件得出力与三角形ABC边长的关系，再分析绳子拉力和BC杆的作用力的变化情况．【详解】以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图，根据平衡条件则知，F、N的合力F合与G大小相等、方向相反.根据三角形相似得：F合AC=FAB=NBC，又F合=G，得：F=ABACG，N=BCACG，现使∠【点睛】本题运用三角相似法研究动态平衡问题，直观形象，也可以运用函数法分析研究．3、C【解析】

在减速过程由速度和位移关系可知：v2﹣v02=2ax，可得；a为负值，故图象应为开口向下的二次函数图象；由速度为零开始增大时，v2=2a（x﹣x0）；x0是停止时的位置坐标；x=﹣x0，a为正值，故图象为开口向上的二次函数图象；故C正确，ABD错误。4、C【解析】

A.由图可知，负电荷弯曲的方向向右，则受到的电场力得方向向右，由于负电荷受到的电场力得方向与电场强度的方向相反，所以电场强度的方向向左，等势线a电势最低，故A错误；

B.粒子在P点由静止释放，粒子受到的电场力的方向始终向右，所以将一直向右做加速运动，即电场力对粒子一直做正功，其电势能减小，故粒子从P点射出后经过等势线b时，粒子的速率一定大于，故B错误，C正确；

D.粒子在P点由静止释放，粒子受到的电场力的方向始终向右，将一直向右做加速运动，由于等势线的疏密代表电场的强弱，可知从P向右的过程中电场强度先增大后减小，所以粒子的加速度先增大后减小，故D错误；故选C。5、D【解析】

根据月球表面万有引力等于重力可求月球质量，进而可求月球的平均密度．根据月球对“嫦娥四号”的万有引力提供向心力可求“嫦娥四号”的绕行速度．根据重力提供向心力，可求月球的第一宇宙速度．【详解】A.根据万有引力提供向心力，得，又因为月球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=gR2，所以v=．故A错误；B.月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力mg=，得v=.故B错误；C.根据万有引力提供向心力，嫦娥四号绕行的向心加速度，月球表面的重力加速度g=．嫦娥四号绕行的向心加速度小于月球表面的重力加速度．故C错误；D.根据万有引力提供向心力，，得月球的质量M=，所以月球的密度ρ=M/V=．故D正确；故选D6、D【解析】

正离子由a到b的过程，轨迹半径，根据牛顿第二定律：，正离子在b点吸收n个电子，因电子质量不计，所以正离子的速度不变，电荷量变为q－ne，正离子从b到c的过程中，轨迹半径r2＝＝ab，且(q－ne)vB＝，解得：n＝A．。故A不符合题意。B．。故B不符合题意。C．。故C不符合题意。D．。故D符合题意。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、CD【解析】

A．导体棒为电源产生的电动势为等效电路为左边电阻和右边并联，总电阻为又线框总电阻为，在从靠近处向滑动的过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，故A项错误；B．两端电压为路端电压即先增大后减小，故B项错误；C．拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有先减小后增大，故C项正确；D．根据功率曲线可知当外电阻时输出功率最大，而外电阻先由小于的某值开始增加到，再减小到小于的某值，所以线框消耗的功率先增大后减小，故D项正确．故选CD。8、BD【解析】

A．设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得解得根据欧姆定律有所以金属杆匀速运动的速度为故A错误；B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为故B正确；C．设整个过程电路中产生的总电热为，根据能量守恒定律得代入可得所以金属杆上产生的热量为故C错误；D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为故D正确。故选BD。9、CD【解析】

A．气体在A→C的过程中，由热力学第一定律，由于A、C处于同一条等温线上，，由A到C体积增大，故，，此过程中吸收的热量等于对外做的功，A错误；B．气体在A→C的过程中，温度先升高后降低，气体分子的平均动能先增大后减小，B错误；C．气体在A→B→C过程，，，由p-V图像下方的面积代表功知|WABC|>|WAC│，得到QABC>QAC。C正确；D．根据影响气体压强的微观因素，气体在B→C过程中，体积不变，气体分子密集程度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，因此压强减小，D正确。故选CD。10、AC【解析】

A．原线圈所接交流电压的有效值U1=V=300V，根据变压比可知，副线圈两端电压U2==30V灯泡正常发光，则电阻R两端电压为10V，流过的电流I2=A=1A，根据欧姆定律可知R==10Ω故A正确。B．输入电压的角速度ω=50πrad/s，则周期T==0.04s，则流过R的交流电的周期为0.04s，故B错误。C．断开S后，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，电流减小，故输出功率减小，则输入功率减小，故C正确。D．断开S后，灯泡L1两端电压增大，不能正常发光，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、ACDAC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行【解析】

（1）[1]A．合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同，同时拉力的大小要适当大一些，可以有效减小误差。故A正确。B．在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同。故B错误。C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差。读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差。故C正确。D．拉橡皮条的细线要长一些，标记用一细绳方向的两点要远一些，可以减小方向误差，故D正确。故选ACD。（2）[2]根据平行四边形定则可知若AC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。12、B【解析】

(1)[1]电阻两端电压从零开始调节，故选择分压式；电流表内阻已知，电流表选择内接法，选B(2)[2]接原理图连接实物图如图(3)[3]由实验原理得由电阻定律得，横截面积，联立，可解得：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、1N和9N【解析】

对环进行受力分析得，环受重力、拉力、弹力和摩擦力．令，得，此时环不受摩擦力的作用．

当时，杆对环的弹力竖直向上，由牛顿第二定律可得：

得

当时，杆对环的弹力竖直向下，由牛顿第二定律可得：

得

则F的大小可能值为1N和9N.【点睛】本题考查