2021-2022学年北京市北京一零一中学高三下学期联合考试物理试题含解析

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．如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R、3R，圆心为O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为A． B． C． D．22．北京时间2019年5月17日23时48分，我国成功发射第45颗北斗导航卫星。该卫星与此前发射的倾斜地球同步轨道卫星（代号为）、18颗中圆地球轨道卫星（代号为）和1颗地球同步轨道卫星（代号为）进行组网，为亚太地区提供更优质的服务。若这三种不同类型卫星的轨道都是圆轨道，中圆地球轨道卫星的轨道半径是同步卫星的轨道半径的，下列说法正确的是（）A．和绕地球运动的向心加速度大小不相等B．和绕地球运动的线速度大小之比为C．和绕地球运动的周期之比为D．和绕地球运动的向心力大小一定相等3．质量相等的A、B两个物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力、的作用而从静止开始做匀加速直线运动，经过时间和4，A、B的速度分别达到2和时，分别撤去和，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止，两个物体速度随时间变化的图象如图所示，设和对A、B的冲量分别为和，和，对A、B做的功分别为和，则下列结论正确的是A．，B．，C．，D．，4．重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是A．的中子数比中子数少20个B．从到，共发生7次α衰变和4次β衰变C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D．与是不同的元素5．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下列四个选项中全部都应用了比值定义法的是①加速度②电场强度③电容④电流⑤导体电阻⑥磁感应强度A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②③④⑥ D．①③④⑥6．在冰球游戏中，冰球以速度v0在水平冰面上向左运动，某同学在水平面上沿图示方向快速打击冰球，不计一切摩擦和阻力。下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后可能的运动路径是()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,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则下列说法中正确的是（）A．平行板电容器的电容值将变小B．静电计指针张角变小C．带电油滴的电势能将减少D．若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变8．关于热力学的一些现象和规律，以下叙述正确的是（）A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体B．液体的表面张力使液面绷紧，所以液滴呈球形C．高原地区水的沸点较低，是高原地区温度较低的缘故D．一些昆虫可以停在水面上，是由于表面层的水分子比内部的水分子更密集E.一定质量的理想气体在状态改变过程中，既不吸热也不放热，内能也有可能发生变化9．质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度-时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线．已知从t1时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是()A．0～t1时间内，汽车牵引力的数值为m+fB．t1～t2时间内，汽车的功率等于（m＋f）v2C．t1～t2时间内，汽车的平均速率小于D．汽车运动的最大速率v2＝（＋1）v110．如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S极，R0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V，则A．玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘B．由上往下看，液体做逆时针旋转C．通过R0的电流为1.5AD．闭合开关后，R0的热功率为2W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）某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数，让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，纸带连在滑块上，打出的纸带如图所示，图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，测得相邻计数点间距离标在图中，重力加速度g取10m/s2。(1)滑块与纸带的_______端相连；（填“左”或“右”）(2)滑块与木板间的动摩擦因数为____________。（结果保留三位有效数字）(3)各步操作均正确的情况下，考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦，会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比会__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）12．（12分）现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率。(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D，测量结果示数如图甲所示，由图甲可知D=_______mm；(2)现要利用图乙来测量该导体的电阻阻值R，实验步骤如下：①实验时先将滑动变阻器的阻值调到最大，然后闭合开关K1，将开关K2打向1处，，接着调节滑动变阻器，使电压表有明显读数，并记下此时电压表的读数U。断开开关K1；②闭合开关K1，将开关K2打向2处，调节电阻箱，使电压表的读数仍为U。然后读出电阻箱的阻值，如图丙。本实验中电阻箱此时的阻值为R0=______Ω，被测电阻的电阻阻值大小为R=_________Ω。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，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点．质量为2m和m的a、b两个小滑块（可视为质点）原来静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连．某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，求：（1）a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；（2）小滑块b与弹簧分离时的速度；（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C．若能，求出到达C点的速度；若不能，求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角．（求出角的任意三角函数值即可）．14．（16分）二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。(1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图；(2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；(3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；③各层原子核前后不互相遮蔽；④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。a.请估算金原子核的直径；b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。15．（12分）为防治2019-nCoV，社区等公共场所加强了消毒措施，如图所示为喷洒消毒液的某喷雾器示意图。储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为(不计储液桶两端连接管体积)，初始时桶内消毒液上方气体压强为，体积为V0，打开阀门K喷洒消毒液，一段时间后关闭阀门停止喷洒，此时气体压强降为。喷洒过程中桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，为外界大气压强。求：(1)停止喷洒时剩余的药液体积；(2)为使桶内气体压强恢复为，需打入压强为的气体体积(不考虑打气过程中温度变化)。

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】

粒子在磁场中做圆周运动，如图：由几何知识得：，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；当该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则：，故B正确，ACD错误．2、B【解析】

A．由可知，和绕地球运动的向心加速度大小相等，故A错误；B．由可得又则和绕地球运动的线速度大小之比为故B正确；C．由可得和这两种不同类型轨道卫星绕地球运动的周期之比为故C错误；D．由于和的质量不一定相等，所以和绕地球运动的向心力大小不一定相等，故D错误。故选B。3、B【解析】从图象可知，两物块匀减速运动的加速度大小之都为，根据牛顿第二定律，匀减速运动中有f=ma′，则摩擦力大小都为m．根据图象知，匀加速运动的加速度分别为：，，根据牛顿第二定律，匀加速运动中有F-f=ma，则F1=，F1=，F1和F1的大小之比为11：5；所以：，则I1＜I1；图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移，则位移之比为；两个物体的初速度、末速度都是0，所以拉力做的功与摩擦力做的功大小相等，所以：，则W1＞W1．故选B.点睛：解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，根据牛顿第二定律，得出两个力的大小之比，以及知道速度-时间图线与时间轴所围成的面积表示位移．4、B【解析】

的中子数为238-92=146个，的中子数为209-83=126个，则的子数比的中子数多20个，A错误；根据质量数守恒有：237-209=4×7，知发生了7次衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次衰变，B正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C错误；与的质子数相同，中子数不同，它们是相同的元素，D错误．5、D【解析】

①加速度与速度的变化量无关，所以加速度属于比值定义法；②电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以电场强度不属于比值定义法；③电容是由电容器本身的性质决定，其大小与带电量以及两板间的电压无关，所以电容属于比值定义法；④电流的大小由导体两端的电压和导体的电阻决定，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度，电流属于比值定义法；⑤电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，所以导体的电阻不属于比值定义法；⑥磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以属于比值定义法；A.①③⑤⑥与分析不符，故A错误；B.②③⑤⑥与分析不符，故B错误；C.②③④⑥与分析不符，故C错误；D.①③④⑥与分析相符，故D正确。6、A【解析】

因为不计一切摩擦和阻力，冰球受打击之后做匀速直线运动；冰球在受到打击时，沿打击的方向会获得一个分速度，所以合速度的方向一定在初速度方向与打击的方向之间，不能沿打击的方向，由以上的分析可知，A正确，BCD都错误。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、ACD【解析】

A．根据知，d增大，则电容减小，故A正确；B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误；C．电势差不变，d增大，则电场强度减小，故P点与上极板的电势差减小，则P点的电势升高，因油滴带负电，可知带电油滴的电势能将减小，故C正确；D．电容器与电源断开，则电荷量不变，再将下极板向下移动一小段距离，即d变大，根据，，可得则两板间场强不变，油滴受电场力不变，选项D正确；故选ACD。8、ABE【解析】

A．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，需要外界干预，故A正确；BD．液体表面张力是由于表面层的水分子比液体内部的水分子更稀疏，分子间表现出引力，使液面绷紧，液滴呈球形，故B正确，D错误；C．高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区大气压较低的缘故，故C错误；E．根据热力学第一定律，一定质量的理想气体在状态改变过程中，既不吸热也不放热，通过做功内能也有可能发生变化，故E正确。故选ABE。9、AD【解析】

A、由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得F1－f=ma，联立可得F1=m+f，故A正确；B、在t1时刻汽车达到额定功率P=F1v1=（m＋f）v1，t1～t2时间内，汽车保持额定功率不变，故B错误；C、由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平均速度大于，故C错误；D、t2时刻，速度达到最大值v2，此时刻F2=f，P=F2v2，可得，故D正确.故选AD.10、BD【解析】

AB．由左手定则可知，正离子向上偏，所以上极板带正电，下极板带负电，所以由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；C．当电场力与洛伦兹力相等时，两极板间的电压不变，则有得由闭合电路欧姆定律有解得R0的热功率故C错误，D正确。故选BD。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、右0.237偏大【解析】

（1）[1]滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，所以滑块与纸带的速度较大的一端相连，所以滑块与纸带的右端相连。（2）[2]根据逐差法求得加速度为由牛顿第二定律得解得。（3）[3]由于其他阻力的存在，导致摩擦力变大，测量的动摩擦因数与真实值相比偏大。12、5.3151414【解析】

(1)[1]主尺示数为5mm，螺旋示数为31.5×0.01mm=0.315mm故示数为5mm+0.315mm=5.315mm(2)②[2][3]电阻箱的读数为R0=14Ω。此实验的原理是采用等效替代法，若开关K2接1时与开关K2接2时电压表的读数相同，说明R的阻值与R0的阻值相同。因此根据等效替代的原理知R=14Ω。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）（2）（3）【解析】

(1)a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，