北京市中关村中学2021-2022学年高三下学期三模物理试题

《北京市中关村中学2021-2022学年高三下学期三模物理试题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

中关村中学2021－2022学年高三第二学期三模试卷物理试题本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1．下列说法中正确的是（）A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减少D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应2．利用双缝干涉装置测红光波长时，得到红光的干涉图样；仅将红光换成蓝光，得到另一干涉图样。两图样如图所示，下列说法正确的是（）A．红光比蓝光更容易发生衍射现象B．将光屏远离双缝，干涉条纹间距减小C．图甲为红光的干涉图样D．用蓝光照射某金属时能发生光电效应，改用红光照射也一定能发生光电效应3．如图所示，一定量的理想气体由状态A经过过程①到达状态B，再由状态B经过过程②到达状态C，其中过程①图线与横轴平行，过程②图线与纵轴平行。对于这个变化过程，下列说法中正确的是（）A．从状态A到状态B的过程，气体放出热量B．从状态A到状态B的过程，气体分子热运动的平均动能在减小C．从状态B到状态C的过程，气体吸收热量D．从状态B到状态C的过程，气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加4．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s，t＝0时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图像。下列说法中正确的是（）

1A．质点b与质点d的速度总是相同的B．经t＝4.0s质点a沿波传播方向运动4.0mC．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz5．2020年7月23日12时41分，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将“天问一号”火星探测器发射升空，并成功送入预定轨道，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。假设火星和地球绕太阳公转的运动均可视为匀速圆周运动。某一时刻，火星会运动到日地连线的延长线上，如图所示。下列选项正确的是（）A．“天问一号”在发射过程中处于完全失重状态B．图示时刻发射“天问一号”，可以垂直地面发射直接飞向火星C．火星的公转周期大于地球的公转周期D．从图示时刻再经过半年的时间，太阳、地球、火星再次共线6．如图表示某电场等势面的分布情况。将某一试探电荷先后放置在电场中的A点和B点，它所受电场力的大小分别为、，电势能分别为、，下列关系式正确的是（）A．B．C．D．7．如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个粒子从两板正中央垂直电场、磁场入射，它在金属板间运动轨迹如图中曲线所示，则在粒子通过金属板间区域过程中（）

2A．粒子的电势能增大B．粒子的动能增大C．电场力对粒子做负功D．磁场力对粒子做负功8．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后，最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆，设着陆器总质量为M，极短时间内瞬间喷射的燃气质量是m，为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后，其下落的速率从减为v，需要瞬间喷出的燃气速率约为（）A．B．C．D．-9．如图甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受重力为G，桌面对P的支持力为N，则（）A．时刻B．时刻C．时刻N＝0D．时刻10．在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的图线，可以求出重力加速度g。已知两位同学做出的T图线如图中的a、b所示，其中a和b平行，图线a对应的g值很接近当地重力加速度的值。相对于图线a，关于图线b的分析正确的是（）

3A．可能是误将绳长记为摆长LB．可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LC．可能是误将49次全振动记为50次D．根据图线b不能准确测出当地的重力加速度11．在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、电键、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉，下列说法正确的是（）A．人有触电感觉是在电键闭合瞬间B．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流C．断开电键时流过人体的电流方向从B→AD．断开电键时线圈中的流突然增大12．有一种“电磁动力小火车”玩具，一节干电池与两块钕铁硼强磁铁紧密相连置于裸铜导线（表面没有绝缘层）绕成的螺线管内部，两块磁铁与铜导线接触良好，实验发现，如果按照干电池的“﹢”“－”极与两块磁铁的“N”“S”极排布如图所示，则干电池与磁铁组成的“小火车”就会按照图中“运动方向”在螺线管内运动起来，关于小火车的运动，下列判断正确的是（）A．驱动“小火车”运动的动力来自于两块磁铁之间的相互排斥力B．其他材料不变，只将干电活的“+”“－”极左右对调，则“小火车”运动方向变为向右运动C．其他材料不变，改用旧的于电池。则“小火车”运动速度一定变大D．其他材料不变，只增加两端磁铁数量（两端“N”“S”极排布方向不变），则“小火车”运动速度一定变大13．如图所示，静止在水平地面上的物块A，从t＝0时刻起受到水平拉力F的作用，F与t的关系如图乙所示。设物块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

4A．时刻物块速度最大B．时刻合外力的功率最大C．至时间内，摩擦力的功率先增大后减小D．至时间内，合外力的功率先增大后减小14．电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度大小为的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如图10所示（N较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F＝ma具有相似性，为，其中M为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（）A．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小B．地球停止自转后，赤道附近比两极点附近的重力加速度大C．地球自转刹车过程中，两极点的重力加速度逐渐变大D．图象中曲线与t轴围成的面积的绝对值等于角速度的变化量的大小第二部分本部分共6题，共58分。15．（8分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：（1）实验仪器。a．用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图所示。则该金属丝的直径为______mm。

5b．用秒表测量某个运动物体的运动时间，示数如图所示。则物体运动时间______s。（2）数据分析。在验证机械能守恒实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、．已知打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的动能变化量______．另一位同学先通过这条纸带验证下落过程的加速度是否等于当地重力加速度。他利用相同纸带计算加速度a＝______。（3）实验原理。在验证机械能守恒实验中，重锤自由落体运动是匀变速直线运动。因此，也可以用一种更简单、更准确的方法测量物体下落时的瞬时速度。A、B、C是记录做匀加速直线运动物体的纸带上相邻的三个点，如图所示。根据学过的匀变速直线运动的规律，论证说明AC段的平均速度是否可以代替AC段时间中点B的瞬时速度。16．（10分）某同学想通过测绘小灯泡的I－U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻的为几欧：电压表一个量程0~3V，内阻为3kΩ；电流表一个，量程0~0.6A，内阻为0.1Ω：滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导钱若干。（1）请在左图中补全实验的电路图（2）图11－9甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于______（填“A”或“B”）（3）该同学通过实验作出小灯泡的I－U图像如右所示，则小灯泡正常工作时的电组为______Ω。同学同时计算出小灯泡的额定功率为______W（保留两位有效数字）

6（4）某同学按下图连接电路进行实验。连接电格元件后，闭合开关S，发现两个灯都不亮。该同学用多用电表的直流电压档来检测电路哪个位置发生了故障，他在闭合开关S的情况下把多用电表的一个表笔始终接在电路的A点上，用另一个表笔依次接触电路中的B、C、D、E、F等点，很快统找到了故障所在位置。a应该用红表笔还是黑表笔始终接触A点？b请说明：怎样根据多用电表的读数检查出故障价在的位置？17．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q。18．暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图17所示，该游艺机顶上有一个半径为4.5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示。“摇头飞椅”高，绳长5m。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg。小明和椅子的转动可简化为如图18所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37º。g取，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8，在此过程中，求：（1）座椅受到绳子的拉力大小；（2）小明运动的线速度大小；（3）小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴（即图中点）的距离（保留两位有效数字）。19．如图，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m

7小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为，x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度。若将代入能量方程便可得振子简谐运动方程（①式）。振子简谐运动的周期与振子质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即。（1）如图，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（重力加速度取ｇ；很小时，有）。（2）如图LC谐振电路，电容大小为C，电感大小为L。现将开关S由1掷到2位置。a．通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的q－t图线（设LC回路中顺时针电流方向为正方向）。简谐运动（弹簧振子）电磁振荡（LC电路）振子质量m电感L任意时刻振子偏离平衡位置的位移x瞬时速度振子动能线圈磁场能振子弹性势能b．通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量q随时间t变化的方程，并类推出LC谐振电路周期公式。20．光的波粒二象性是指光既具有波动特性，又具有粒子特性。麦克斯韦电磁场理论指出：变化的磁场和变化的电场可以相互激发，无论是电场分量E还是磁场分量B都是以横波的形式组成一个统一的电磁场像波一样向前传播。

82019年8月2日，新华社发布新闻报道《驭光而行不是梦!“光帆2号”成功在太空验证太阳帆技术》：美国行星学会的“光帆2号”飞行器近日终于在太空成功验证了太阳帆技术，仅利用太阳光的光子动量作为动力就抬升了轨道高度，成为首个在地球轨道上受控运行的太阳帆飞行器。太阳帆是利用太阳光产生的光压推动物体前进的，这使恒星光为星际旅行提供了取之不尽的能源。目前，国际上最先进的太阳帆材料是聚酰亚胺薄膜，正对阳光的一面镀上铝膜。（1）如图所示，假设有一导体棒ab，垂直于磁场分量及电磁波的传播方向（即x轴方向）放置。已知磁场强度的最大值为，光速为C。a．在图中此时导体棒哪端（a或b）电势高？求出此时导体棒所在位置处电磁波分量——电场强度E的大小；请你选择图中曲线①或曲线②，并在其中一条对应电场线上补画出电磁波分量——电场强度E的方向。b．请从光的电磁波动理论角度定性解释这种光压是怎样产生的?（2）现设想利用太阳光压将“光帆3号”探测器送到太阳系以外探索宇宙的奥秘，请你从光的量子理论角度估算“光帆3号”面质比（光帆太空展开的面积S与航天器总质量m之比——航天器重要轨控参数）的最小值。（不计行星对探测器的引力和太阳常数的变化）已知太阳质量为、日地距离为，万有引力常量为、光速为。利用人造卫星上的精密仪器测得在地球大气层上空垂直太阳光的平面上，每秒钟每平方米可以接收到的太阳能为。