2022届北京第十二中学高三下学期一模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、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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．双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且，于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为（）A．， B．，C．， D．，2．雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”。若某次发生“直击雷”前瞬间，带电云层到地面的距离为干米，云层与地面之间的电压为千伏，则此时云层与地面间电场（视为匀强电场）的电场强度大小为（）A． B． C． D．3．如图所示，圆环固定在竖直平面内，打有小孔的小球穿过圆环．细绳a的一端固定在圆环的A点，细绳b的一端固定在小球上，两绳的联结点O悬挂着一重物，O点正好处于圆心．现将小球从B点缓慢移到B'点，在这一过程中，小球和重物均保持静止．则在此过程中绳的拉力（）A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大4．在如图所示的变压器电路中，a、b端输入有效值为U的正弦式交变电压，原线圈电路中接有一个阻值为R0的定值电阻，副线圈电路中接有电阻箱R，变压器原副线圈的匝数比为1：3.若要使变压器的输出功率最大，则电阻箱的阻值为（）A．9R0 B． C．3R0 D．5．2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道I的A点先变轨到椭圆轨道II，然后在B点变轨进人地球同步轨道III，则（）A．卫星在轨道II上过A点的速率比卫星在轨道II上过B点的速率小B．若卫星在I、II、III轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3C．卫星在B点通过减速实现由轨道II进人轨道ID．该卫星在同步轨道III上的运行速度大于7.9km/s6．在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（）A．小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B．小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大C．如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点D．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力二、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．如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是_______．A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cmB．在t=0时，质点Q向y轴负方向运动C．从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t=0.1到t=0.25s，质点P通过的路程为30cmE.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）8．如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和粒子，质子和粒子同时到达点。已知，粒子沿与成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（）A．质子在磁场中运动的半径为B．粒子在磁场中运动的半径为C．质子在磁场中运动的时间为D．质子和粒子发射的时间间隔为9．如图所示，虚线、、是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下运动的轨迹，是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）A．等势面的电势一定比等势面的电势低B．质点通过点时的电势能比通过点时的电势能小C．质点通过点时的加速度比通过点时的加速度大D．质点一定是从点运动到点10．长为的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于小球在最高点时的速度、运动的向心力及相应杆的弹力，下列说法中正确的是（）A．速度的最小值为B．速度由0逐渐增大，向心力也逐渐增大C．当速度由逐渐增大时，杆对小球的作用力逐渐增大D．当速度由逐渐减小时，杆对小球的作用力逐渐增大三、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）同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻。实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围）；开关、导线若干。（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来_____________。（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后改变电阻箱，随之电压表示数发生变化，读取和对应的，并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（描点用“+”表示），并画出图线_____________；（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值_____________V，内电阻测量值______________Ω.（保留2位有效数字）（4）实验中测两组的数据，可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。该同学没有采用该方法的原因是_____________________。（5）该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成该误差主要原因是__________________。（6）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的内电阻热功率以及总功率分别随路端电压变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图6所示的和图象。若已知乙电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_______________________（选填选项的字母）。12．（12分）某学习小组的同学要应用自由落体运动知识测当地重力加速度g，现已找来了如下器材：如图所示的对称“工”字形金属薄片、铁架台及其附件、光电计时器1套。(1)根据实验目的，需要的器材还有（____）A．天平B．打点计时器C．秒表、D．游标卡尺(2)需要测量的物理量除了“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度d和它们之间竖直部分的长度L外（d<<L），还需要测量的物理量是_____（说明物理量名称和表示它的字母符号）；(3)用(2)中的物理量字母表示实验中测重力加速度的表达式g=___。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）理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法。下图为我国某研究小组设计的探测器截面图：开口宽为的正方形铝筒，下方区域Ⅰ、Ⅱ为方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B，区域Ⅲ为匀强电场，电场强度，三个区域的宽度均为d。经过较长时间，仪器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子，其中部分正电子将打在介质MN上。已知正电子的质量为m，电量为e，不考虑相对论效应及电荷间的相互作用。(1)求能到达电场区域的正电子的最小速率；(2)在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为的区域有正电子射入电场，求正电子的最大速率；(3)若L=2d，试求第（2）问中最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离。14．（16分）如图是两个共轴圆筒M、N的横截面，N筒的半径为L，M筒半径远小于L，M、N以相同的角速度顺时针匀速转动。在筒的右侧有一边长为2L的正方形匀强磁场区域abcd，磁感应强度大小为B、方向平行圆筒的轴线。两筒边缘开有两个正对着的小孔S1、S2，当S1、S2的连线垂直ad时，M筒内部便通过S1向ad中点o射出一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，该粒子进入磁场后从b点射出。粒子重力不计，求：(1)该粒子的速度大小；(2)圆筒的角速度大小。15．（12分）如图所示，CDE和MNP为两根足够长且弯折的平行金属导轨，CD、MN部分与水平面平行，DE和NP与水平面成30°，间距L=1m，CDNM面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B1=1T，DEPN面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B2=2T。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m=0.1kg，导体棒b与导轨CD、MN间的动摩擦因数均为μ=0.2，导体棒a与导轨DE、NP之间光滑。导体棒a、b的电阻均为R=1Ω。开始时，a、b棒均静止在导轨上除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，运动过程中a、b棒始终不脱离导轨，g取10m/s2.(1)b棒开始朝哪个方向滑动，此时a棒的速度大小；(2)若经过时间t=1s，b棒开始滑动，则此过程中，a棒发生的位移多大；(3)若将CDNM面上的磁场改成竖直向上，大小不变，经过足够长的时间，b棒做什么运动，如果是匀速运动，求出匀速运动的速度大小，如果是匀加速运动，求出加速度大小。

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、D【解析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得r1=r2①两星绕连线的中点转动，则有：②所以③由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则④又⑤解③④⑤式得可知D正确，ABC错误。故选D。2、A【解析】

根据U=Ed得选项A正确，BCD错误。故选A。3、A【解析】对联结点O进行受力分析，受三个拉力保持平衡，动态三角形如图所示：可知小球从B点缓慢移到B′点过程中，绳a的拉力逐渐变大，故A正确，BCD错误．4、A【解析】

理想变压器原线圈接有电阻，可运用等效电阻法把副线圈的电阻箱搬到原线圈上，则得而等效的全电路要使外电阻R效的功率最大，需要满足可变电阻的功率能取最大值，解得故A正确，BCD错误。故选A。5、B【解析】

A．卫星在轨道II上从A点到B点，只有受力万有引力作用，且万有引力做负功，机械能守恒，可知势能增加，动能减小，所以卫星在轨道II上过B点的速率小于过A点的速率，故A错误；B．根据开普勒第三定律可知轨道的半长轴越大，则卫星的周期越大，所以有T1<T2<T3，故B正确；C．卫星在B点通过加速实现由轨道II进人轨道III，故C错误；D．7.9km/s即第一宇宙速度，是近地卫星的环绕速度，也是卫星做匀圆周运动最大的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故D错误。故选B。6、D【解析】在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A错；由于处于完全失重状态，小球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B错；C错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有，D对；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、ACE【解析】

由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A；【详解】由图像可知，这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm，选项A正确；由Q点的振动图像可知，在t=0时，质点Q向y轴正方向运动，可知波向x轴正向传播，选项B错误；波速，从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了，选项C正确；从t=0.1到t=0.25s经历了0.15s=T，但是因P点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P通过的路程不等于3A=30cm,选项D错误；，则质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位），选项E正确；故选ACE.【点睛】本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A．8、BD【解析】

AB．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有解得结合两种粒子的比荷关系得对于粒子而言，画出其在磁场中运动的轨迹，根据几何关系得其轨迹对应的圆心角为300°，则粒子做圆周运动的轨迹半径为，质子做圆周运动的轨迹半径为，所以A错误，B正确；CD．质子从点射入从点射出，结合，可知从点射入时的速度方向必须与边界垂直，在磁场中运动的时间而粒子的运动时间所以质子和粒子的发射时间间隔为，所以C错误，D正确。故选BD。9、AB【解析】

A．电场线与等势面垂直，而根据轨迹弯曲的方向和质点带正电可知，电场线指向下方，沿电场线方向电势降低，故等势面的电势最高，故A正确；B．不妨设质点从点运动到点，则此过程中电场力做负功，电势能增大，故B正确；C．等差等势面处密，处电场强度大，则质点经过处时受到的电场力大，加速度大，故C错误；D．根据题意无法判定质点的运动方向，D项错误。故选：AB。10、BCD【解析】

A．如图甲所示“杆连小球”在最高点速度有最小值0（临界点），此时杆向上的支持力为故A错误；B．解析式法分析动态变化。由0逐渐增大，则即逐渐增大，故B正确；C．如图乙所示当最高点速度为（临界点）时，有杆对小球的作用力。当由增大时，杆对小球有拉力，有则随逐渐增大而逐渐增大；故C正确；D．当由减小时，杆对小球有支持力，有则随逐渐减小而逐渐增大，故D正确。故选BCD。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、（1）电路连线如图：（2）画出图线如图：（3）2.8V，1Ω（4）偶然误差较大；（5）电压表内阻不是无穷大；（6）AC【解析】

（1）电路连线如图：（2）画出图线如图：（3）根据闭合电路欧姆定律可得：，即，则由图像可知：，r=b=1Ω；（4）由于读数不准确带来实验的偶然误差，实验中测两组U、R的数据，利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法不能减小这种偶然误差，而利用图象进行处理数据可以减小偶然误差.（5）由于电压表内阻不是无穷大，所以在电路中分流，从而带来系统误差；（6）电池组的内电阻热功率，则对于相同的U值，则r越大，对应的P1越小，可知A正确，B错误；总功率：，则对相同的U值，r越大P2越小，故C正确，D错误.12、D“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和【解析】

(1)[1]．此实验不必测量质量，不需天平；用光电计时器计时，故不需打点计时器和秒表；需要用游标卡尺测量“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度，故选D．(2)[2]．要测当地重力加速度，就必须测得“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度，故而需要测量“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和．(3)[3]．“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度又得四、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、(1)；(2)；(3)【解析】

(1)正电子在磁场中只受洛伦兹力作用，故正电子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力；在电场中正电子只