2022届北京市石景山区高三（下）一模物理试题 附解析

2022北京石景山高三一模物理第一部分（共42分）一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.下列说法正确的是（）A.物体吸收热量，其内能一定增加B.物体对外做功，其内能一定减少C.物体吸收热量同时对外做功，其内能一定增加D.物体放出热量同时对外做功，其内能一定减少【1题答案】【答案】D【解析】【详解】AB．根据热力学第一定律可知，仅仅吸收热量或对外做功，其内能变化不能确定，故AB错误；C．根据热力学第一定律可知，吸收热量，同时对外做功，当吸收的热量小于对外做功的能量，内能则会减小，故C错误；D．根据热力学第一定律可知，物体放出热量，同时对外做功，其内能一定减小，故D正确。故选D。2.分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是（）

A.当r=r0时，分子势能最小 B.当r=r1时，分子势能最小C.当r=r0时，分子力最大 D.当r=r1时，分子力为0【2题答案】【答案】A【解析】【详解】A．由r0为分子间的平衡位置可知，当r=r0时，分子间的作用力是零，分子势能最小，A正确；B．由分子势能Ep与分子间距离r的关系图可知，当r=r1时，分子势能是零，B错误；C．r0为分子间的平衡位置，所以当r=r0时，分子的引力与斥力平衡，所以分子力是零，C错误；D．由题图可知，当r=r1时，分子势能是零，可分子力不是零，D错误。故选A。3.图1是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图。图2是某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚仪装置示意图，让射线穿过钢板，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。射线测厚仪所利用的射线最适合的是（）

A.α射线 B.β射线C.γ射线 D.三种射线都可以【3题答案】【答案】C【解析】【详解】由α、β、γ三种射线的特点和题图1可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能力最强，穿透能力最弱，射线测厚仪所利用的射线最适合的是γ射线，ABD错误，C正确。故选C。4.已知钠原子从b、c、d几个能级向a能级跃迁时辐射的光的波长分别为：589nm（b→a），330nm（c→a），285nm（d→a）。设最高能级为0，下列关于钠原子在这几个能量范围的能级图，可能正确的是（）A. B. C. D.【4题答案】【答案】B【解析】【详解】由可得同理可得故B正确，ACD错误。故选B。5.如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b两束单色光。比较a、b两束光，可知（）A.玻璃对光束a的折射率较大B.光束a在玻璃中传播速度较小C.从玻璃射向空气，光束a发生全反射的临界角较小D.光束a的频率较小【5题答案】【答案】D【解析】【详解】AD．由光路可知，b光在玻璃中的偏折程度较大，则玻璃对光束b的折射率较大，b的频率较大，选项A错误，D正确；B．根据光束a在玻璃中的传播速度较大，选项B错误；C．根据可知，从玻璃射向空气，光束a发生全反射的临界角较大，选项C错误。故选D。6.2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，引力常量为G，火星的质量为M，则“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为（）A. B. C. D.【6题答案】【答案】D【解析】【详解】火星的引力提供“天问一号”探测器绕火星做匀速圆周运动的向心力，则有解得“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为ABC错误，D正确。故选D。7.“天问一号”计划在火星表面悬停以寻找最佳着陆点。不考虑空气阻力，当它在空中沿水平方向匀速直线运动时，喷气方向为（）A.竖直向上 B.竖直向下 C.斜向上 D.斜向下【7题答案】【答案】B【解析】【详解】由于“天问一号”沿水平方向匀速直线运动，其合力应该为零，则其发动机喷气所致的动力应该竖直向上，与其在火星上受到的重力大小相等方向相反，所以其发动机喷气方向应该竖直向下，故ACD错误，B正确。故选Ｂ。8.1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验．实验时，用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为，发动机已熄火），如图所示．接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为F，开动时间，测出飞船和火箭的速度变化是，下列说法正确的是（）A.火箭质量应为B.宇宙飞船的质量m应为C.推力F越大，就越大，且与F成正比D.推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F【8题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．设它们之间的作用力是FT，分析飞船有分析火箭有所以可得火箭的飞船的质量为AB错误；CD．根据冲量定理可得故有所以推力F越大，就越大，且与F成正比，因为D错误C正确。故选C。9.一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的（）是A.该波沿x轴负方向传播B.图乙可能为Q点的振动图像C.t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动D.该波的波速为80m/s【9题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．因为t=0时刻质点P沿y轴负方向运动，则波沿x轴正方向传播，选项A错误；B．因为t=0时刻质点Q向上振动，对比振动图像可知，图乙不是Q点的振动图像，选项B错误；C．t=0.10s=0.5T时，波向右传播半个波长的距离，则此时质点P到达x轴下方与t=0位置对称的位置，则此时质点P沿y轴正方向运动，选项C正确；D．该波的波速为选项D错误故选C。10.如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和ϕ表示．选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势ϕ随位置x的变化关系图，正确的是（）A. B. C. D.【10题答案】【答案】C【解析】【分析】该题中正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，金属球是一个等势体．从金属球到无穷远处的电势降低．【详解】AB．金属球是一个等势体，等势体内部的场强处处为0，AB错误；CD．金属球是一个等势体，等势体内部的电势处处相等，C正确D错误。故选C。【点睛】该题考查带正电荷的金属球周围的场强分布与电势的特点，除了上述的方法，还可以使用积分法求它的场强和电势，属于简单题。11.安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极。闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上，在电路闭合的瞬间（）

A.从右侧看，铜环中有逆时针的感应电流B.从右侧看，铜环中有顺时针的感应电流C.铜环仍保持不动D.铜环会远离磁铁【11题答案】【答案】A【解析】【详解】AB．根据楞次定律，当接通开关瞬间时，导致穿过线圈的磁通量向左增大，则从右侧看，线圈的感应电流逆时针，故A正确，B错误；

CD．当线圈中有逆时针方向的电流时，可等效为右侧为N极的磁体，则当处于左侧是S极的条形磁铁的磁场中，铜环会靠近磁铁，故CD错误；

故选A。12.如图所示，“”表示直导线中电流方向垂直纸面向里，“”表示电流方向垂直纸面向外，三根长直导线a、b、c平行且水平放置，图中abc正好构成一个等边三角形。当c中没有电流，a、b中的电流分别为I和2I时，a受到的磁场力大小为F；保持a、b中的电流不变，当c中通有电流时，发现a受到的磁场力大小仍为F。由此可以推知（）

A.c中电流为IB.c中电流的方向垂直纸面向外C.c中电流为2ID.当c中通有电流时，b受到的磁场力大小也为F【12题答案】【答案】C【解析】【详解】ABC．由题意可知，当c中没有电流时，由安培定则可知，b中的电流在a处产生的磁感应强度为B1，方向竖直向下，a受到的磁场力大小为F，由左手定则可知，方向水平向左，当c中通有电流时，a受到的磁场力的合力大小仍为F，则知a受到c的磁场力方向应是斜向右上，由此可知c在a处产生的磁场B2方向应是斜向左上，则知c中电流的方向垂直纸面向里，如图所示，由此可知c在a处产生的磁磁感应强度大小B2与b中的电流在a处产生的磁感应强度为B1，大小相等，所以c中电流为2I，AB错误，C正确；D．当c中通有电流时，b受到的磁场力大小如图所示，由力合成的计算公式则有D错误。故选Ｃ。13.角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度ω转动时（）

A.电路中电流随角速度增大而增大B.电路中电流随角速度的减小而增大C.弹簧的伸长量为D.输出电压U与ω的函数式为【13题答案】【答案】D【解析】【详解】AB．AB系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关,AB错误；C.设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得求得C错误；D.输出电压求得D正确故选D。14.抽油烟机可将厨房内产生的废气排出到室外，以保持室内空气清新。如图所示为常用的一种抽油烟机的示意图。若使抽油烟机在单位时间内排出的气体增加到原来的2倍，则抽油烟机所提供的功率P至少要提高到原来的（）A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍【14题答案】【答案】D【解析】【详解】根据空气流量Q=Sv可知通风面积不变，要在单位时间内抽出的气体增加到原来的2倍，即气体的体积增加为原来的2倍，就要使空气流动的速度增加到原来的2倍，空气的密度不变，由公式可知空气质量变为原来的2倍，根据可知，同样质量的空气动能为原来的8倍，这个动能是由风扇提供的，所以风扇的功率要增大到原来的8倍。故选D。第二部分（共58分）二、本题共2小题，共18分。15.某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的_______(选填选项前的字母)。A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的匀质铁球D．直径约10cm的匀质木球（2）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是_______A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量更加准确C．需要改变摆长时便于调节D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（3）某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了T2-l图像，该图像对应下列图中的_______图。

A.B.C.D.【15题答案】【答案】①.AC②.AC③.C【解析】【详解】解：（1）[1]AB．为减小实验误差，实验时摆线的长度不能变化，所以需要长约1m的细线，A正确，B错误；CD．为减小空气阻力，摆球的密度要大，体积要小，所以需要直径约1cm的匀质铁球，C正确，D错误。故选AC。（2）[2]AC．实验中防止摆线的长度改变；在需要改变摆长的长度时，方便调节摆长，AC正确；B．周期测量是否更加准确主要取决于计时仪器，B错误；D．摆球在同一竖直平面内摆动，而不是做圆锥摆运动，与实验仪器无关，D错误。故选AC。（3）[3]某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，由单摆的周期公式可知由上式可知，T2−l图像应是经原点的倾斜的直线，因测量摆长比实际摆长偏小，所以C图像应符合实验结论，ABD错误，C正确。故选C。16.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小。某同学计划利用压敏电阻测量物体的质量，他先测量压敏电阻处于不同压力F时的电阻值RF。利用以下器材设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，要求误差较小，提供的器材如下：A．压敏电阻RF，无压力时阻值R0=600ΩB．滑动变阻器R1，最大阻值约为20ΩC．滑动变阻器R2，最大阻值约为200ΩD．灵敏电流计G，量程0～2.5mA，内阻为30ΩE．电压表V，量程0～3V，内阻约为3kΩF．直流电源E，电动势为3V，内阻很小G．开关S，导线若干（1）滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”），实验电路图应选用________（选填“图1”或“图2”）。（2）实验中发现灵敏电流计量程不够，若要将其改装为量程30mA的电流表，需要_______（选填“串联”或“并联”）一个电阻R＇，R＇=________Ω。（3）多次改变压力F，在室温下测出对应电阻值RF，可得到如图3所示压敏电阻的-F图线，其中RF表示压力为F时压敏电阻的阻值，R0表示无压力时压敏电阻的阻值。由图线可知，压力越大，压敏电阻的阻值________（选填“越大”或“越小”）。（4）若利用图4所示电路测量静置于压敏电阻上物体的质量，需要将电压表表盘刻度值改为对应的物体质量。若m1>m2，则m1应标在电压值_____（选填“较大”或“较小”）的刻度上。请分析表示物体质量的示数是否随刻度均匀变化，并说明理由。_______【16题答案】【答案】①.R1②.图1③.并联④.2.7⑤.越小⑥.较小⑦.物体质量m与电压U不是线性关系，因此物体质量示数随刻度不是均匀变化【解析】【详解】(1)[1][2]实验要求误差较小，应该多测几组数据，即采用分压式接法，滑动变阻器选用最大阻值较小的R1，又因为压敏电阻的阻值较大，所以电流表采用内接法。故电路图选择图1。(2)[3][4]灵敏电流计并联分流电阻可以增大其量程，由电路的串并联关系可得解得(3)[5]由图像可得图线的斜率为定值，即随着压力越大，压敏电阻的阻值越小。(4)[6]静置于压敏电阻上物体的质量越大，其对压敏电阻的压力越大，则压敏电阻的阻值越小，电压表的示数越小，所以质量较大的m1应标在电压值较小的刻度上。[7]物体质量m与电压U不是线性关系，因此物体质量示数随刻度不是均匀变化。三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17.导体棒在磁场中切割磁感线可以产生感应电动势。（1）如图1所示，一长为l的导体棒ab在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端b以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，求导体棒产生的感应电动势。（2）如图2所示，匀强磁场的磁感应强度为B，磁感线方向竖直向下，将一长为l、水平放置的金属棒以水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力。求金属棒在运动过程中产生的感应电动势。（3）如图3所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动。从图示位置开始计时，求感应电动势随时间变化的规律。【17题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律时间内磁通量变化量解得（2）导体棒切割磁感线的速度为水平速度，电动势为（3）从图示位置开始计时，感应电动势随时间变化的规律为18.首钢滑雪大跳台（如图甲所示）又称“雪飞天”，是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，从跳台O点沿水平方向飞出。已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m。重力加速度为g。不计一切摩擦和空气阻力。求：（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；（2）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间t；（3）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。【18题答案】【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向下【解析】【详解】（1）运动员从A点滑到O点，根据机械能守恒定律解得（2）运动员从O点到斜坡上，根据平抛运动规律，，解得（3）运动员从O点到斜坡上，设动量变化量为，根据动量定理可得运动员的动量变化量大小为方向竖直向下19.如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为v1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1；用频率为v2的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数U2。（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。（3）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3×107W。若发射的微波可视为球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取π≈3）【19题答案】【答案】（1）a端；（2）；（3）R=100m【解析】【详解】（1）由于调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，光电管的电压对电子减速，即K电势高，则滑片P向a端移动。（2）设材料逸出功为W，据光电效应方程解得（3）设有效攻击的最远距离为R，单位面积接收的功率为P0，则有解得R=100m20.示波管的结构如图甲所示，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，两对偏转电极XX΄、YY΄相互垂直。如图乙所示，荧光屏上有xoy直角坐标系，坐标原点位于荧光屏的中心，x轴与电极XX΄的金属板垂直，其正方向由X΄指向X，