2022年2021年北京市朝阳区高三物理一模试卷及答案 .pdf

北京市朝阳区高三年级第一次综合练习理科综合试卷（物理部分）20164 第一部分（选择题共 120 分）本部分共 20 小题，每小题6 分，共 120 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。13下列说法正确的是A物体的温度升高，物体内所有分子热运动的速率都增大B物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大C物体吸收热量，其内能一定增加D物体放出热量，其内能一定减少14 a、 b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O 射向空气， 其光路如图所示。下列说法正确的是A a 光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小B该玻璃对a 光的折射率较小Cb 光的光子能量较小D b 光在该玻璃中传播的速度较大15如图所示，倾角 =30 的光滑斜面固定在水平面上，重为G 的物块在水平向右的推力F作用下，沿斜面向上匀速运动，斜面对物块的支持力为N。下列关系正确的是A F GBF = GCN GD N G 16如图所示，通电直导线MN 与矩形金属线框abcd 位于同一平面内，导线中的电流方向如图所示。若导线中的电流增大，下列说法正确的是A穿过线框的磁通量始终为零B穿过线框的磁通量变小Cab 边感应电流的方向为baD ab 边受到的安培力方向向右c d N b a M F 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 17图 1 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2 为质点 Q 的振动图像。下列说法正确的是A t=0 时质点 Q 向 y 轴负方向运动B从 t=0 时起，质点Q 比质点 P 先到达波谷C在 00.1s 内，该波沿x 轴正方向传播了4m D在 00.2s 内，质点Q 通过的路程为8m 18万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，利用它我们可以进行许多分析和预测。20XX 年 3 月 8 日出现了“木星冲日” 。当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学称之为“木星冲日”。木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5 倍。下列说法正确的是A木星运行的加速度比地球的大B木星运行的周期比地球的小C下一次的“木星冲日”时间肯定在20XX 年D下一次的“木星冲日”时间肯定在2018 年19从 1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压Uc （即图 1 所示的电路中电流表的读数减小为零时夹在电极K、A 之间的反向电压）与入射光的频率v，由此算出普朗克常量 h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较， 以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图1所示的装置进行实验， 得到了某金属的Uc- v 图像如图 2 所示。已知元电荷e1.60 10-19 C。下列说法正确的是A该金属的截止频率约为4.271014 Hz B该金属的截止频率约为5.501014 Hz 图 1 图 2 图 1图 2G名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - C该图线的斜率为普朗克常量D该图线的斜率为这种金属的逸出功20 今年是爱因斯坦发表广义相对论100 周年。引力波是爱因斯坦在广义相对论中预言的，即任何物体加速运动时给宇宙时空带来的扰动，可以把它想象成水面上物体运动时产生的水波。引力波在空间传播的方式与电磁波类似，以光速传播，携带有一定能量，并有两个独立的偏振态。引力波探测是难度最大的尖端技术之一，因为只有质量非常大的天体加速运动时才会产生较容易探测的引力波。20XX 年 2 月 11 日，美国激光干涉引力波天文台宣布探测到了引力波，该引力波是由距离地球13 亿光年之外的两个黑洞合并时产生的。探测装置受引力波影响，激光干涉条纹发生相应的变化，从而间接探测到引力波。下列说法正确的是A引力波是横波B引力波是电磁波C只有质量非常大的天体加速运动时才能产生引力波D爱因斯坦由于预言了引力波的存在而获得诺贝尔物理学奖第二部分（非选择题共 180分）本部分共 11 小题，共180 分。21（ 18 分）在“多用电表的使用”实验中，（1）如图 1 所示，为一正在测量中的多用电表表盘。如果用电阻挡“100 ”测量，则读数为 _ ；如果用“直流5 V”挡测量，则读数为_ V 。（2）甲同学利用多用电表测量电阻。他用电阻挡“100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为 _（填写选项前的字母） 。A将选择开关旋转到电阻挡“ 1 k”的位置B将选择开关旋转到电阻挡“ 10”的位置C将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量D将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ”图 1 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - （3）乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。闭合开关，以下操作正确的是_。A将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图 2 的电路测量小灯泡两端的电压B将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图 2 的电路测量小灯泡的电阻C将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图 3 的电路测量通过小灯泡的电流D将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3 中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流（4）丙同学利用多用电表探测图4 所示黑箱时发现：用直流电压挡测量，E、 G 两点间和 F、G 两点间均有电压，E、F 两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔接E 点，红表笔接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么该黑箱内元件的接法可能是图5 中的 _。（5）丁同学将选择开关旋转到“直流500mA ”挡作为电流表，设计了如图6 所示的电路，已知电流表内阻RA=0.4，R1=RA，R2=7RA。若将接线柱1、2 接入电路时，最大可以测量的电流为 _ A；若将接线柱1、3 接入电路时，最大可以测量的电压为 _V 。图 2 图 3 黑笔红笔红笔黑笔AR1 R2 1 2 3 图 6AAE F G E F G E F G E F G E F G 图 4图 5DCB名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 22 （16 分）如图所示， 固定的长直水平轨道MN 与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，轨道半径为 R，PN 恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块A 和 B 紧靠在一起静止于N处，物块 A 的质量 mA=2m，B 的质量 mB=m.两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别沿轨道向左、右运动，物块B 恰好能通过P 点。已知物块A 与 MN 轨道间的动摩擦因数为 ，重力加速度为g.求：（ 1）物块 B 运动到 P 点时的速度大小vP；（ 2）两物块刚分离时物块B 的速度大小vB；（ 3）物块 A 在水平面上运动的时间t. 23 （18 分）在现代科学实验和技术设备中，可以通过施加适当的电场、磁场来改变或控制带电粒子的运动。现用电场或磁场来控制质量为m、电荷量为q 的正电荷的运动。如图1 所示，在 xOy 平面内有一点P，OP 与 x 轴夹角 =45 ，且 OP=l，不计电荷的重力。（ 1）若该电荷以速度v0从 O 点沿 x 轴正方向射出，为使电荷能够经过P 点，a若在整个空间只加一平行于y 轴方向的匀强电场，求电场强度E 的大小和方向；b 若在整个空间只加一垂直于xOy 平面的匀强磁场， 求磁感应强度B 的大小和方向。（ 2）若整个空间同时存在（1）中的电场和磁场，某时刻将该电荷从O 点由静止释放，该电荷能否再次回到O 点？请你在图2 中大致画出电荷的运动轨迹。图 1图 2名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 24 （20 分）节能环保的“风光互补路灯”获得广泛应用。图 1是利用自然资源实现“自给自足”的风光互补的路灯，图 2 是其中一个路灯的结构示意图，它在有阳光时可通过太阳能电池板发电，有风时可通过风力发电。（1）北京市某日路灯的开灯时间为19:00 到次日 6:00，若路灯的功率为P=40W，求一盏灯在这段时间内消耗的电能E电。（2）风力发电机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，若风力发电机将风能转化为电能的效率为 ，空气平均密度为 ，当风速为v 且风向与风力发电机受风面垂直时，求该风力发电机输出的电功率P. （3） 太阳能电池的核心部分是P 型半导体和N 型半导体的交界区域PN 结，如图 3所示，取 P型和 N 型半导体的交界面为坐标原点，PN 结左右端到原点的距离分别为xP、xN。无光照时，均匀掺杂的PN 结内会形成一定的电压，对应的电场称为内建电场E场，方向由N 区指向 P 区；光照时， 原来被约束的电子获得光能变为自由电子，就产生了电子 - 空穴对，空穴带正电且电荷量等于元电荷e；不计自由电子的初速度，在内建电场作用下，电子被驱向 N 区，空穴被驱向P区，于是N 区带负电， P 区带正电，图3 所示的元件就构成了直流电源。某太阳能电池在有光持续照射时，若外电路断开时，其PN 结的内建电场场强E场的大小分布如图4 所示，已知xP、xN和 E0；若该电池短路时单位时间内通过外电路某一横截面的电子数为n，求此太阳能电池的电动势E 和内电阻r. 北京市朝阳区高三年级第一图 2 图 1 图 4 图 3 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 次综合练习理科综合试卷20164第一部分（选择题共 120 分）13 14 15 16 17 18 19 20 B B C D C C A A 第二部分（非选择题共 180分）21 （18 分）（ 1）6102（3 分） ；3.60（3 分）（ 2）ADC （3 分）（ 3）AC （2 分）（ 4）B（3 分）（ 5）1.0（2 分） ；3.0（2 分）22 （16 分）解： （1）对于物块B，恰好通过P 点时只受重力的作用，根据牛顿第二定律有：2BpBm vm gR得：pvgR（5 分）（ 2）对于物块B，从 N 点到 P 点的过程中机械能守恒，有：2211222BBBPBm vm vm gR 得：5BvgR（5 分）（ 3）设物块A、B 分离时 A 的速度大小为vA，根据动量守恒定律有：0AABBm vm v此后 A 滑行过程中，根据动量定理有：0AAAm gtm v联立式可得：52gRtg（6 分）名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 23 （18 分）解： （1）a如图 1 所示，为使电荷能够经过P 点，电场强度E 的方向应当沿y 轴向下。在 x 方向，电荷做匀速直线运动，有：0coslv t 在 y 方向，电荷做匀加速直线运动，有：qEam21sin2lat 联立式并代入相关数据可得：202 2mvEql（7 分）b如图 2 所示，为使电荷能够经过P 点，磁感应强度B 的方向应当垂直于 xOy 平面向外，电荷做匀速圆周运动，其圆心为O，洛伦兹力提供向心力，有：200mvqv BR其中：22Rl 联立式可得：02mvBql（6 分）（2）该电荷不可能再次回到O 点。大致的运动轨迹如图3 所示。（5 分）图 2 图 1 图 3 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 24 （20 分）解： （1）路灯在这段时间内消耗的电能为：E电=P0t=40W 11h=0.44kWh （4 分）（2）设时间t 内有质量为m 的风垂直流向旋转叶片，则：mSvt风的动能转化为电能，则：212Ptmv联立式可得：312PSv（8 分）（3）方法一：在E场-x 图像中图线与坐标轴所围的面积为PN 结两端的电压U0，即00PN2EUxx当外电路断开时，被内建电场驱向N 区的电子和P 区的空穴将产生一个与内建电场相反的电场， 当该电场的电压等于内建电场电压时，电源有最大路端电压，太阳能电池的电动势E 在数值上等于最大路端电压。则有：00PN2EEUxx电源短路时所有通过N 区的电子经外电路回到P 区，电流为：qInet该太阳能电池的内阻为ErI联立式可得：0PN2Erxxne（8 分）方法二：根据电动势的定义可得：WEeW 即为内建电场力所做的功，内建电场力F 随位移的变化图像如图4 所示， W 为该图线与坐标轴所围的面积。即：0PN2eEWxx联立式可得：0PN2EExx电源短路时所有通过N 区的电子经外电路回到P 区，电流为：qInet该太阳能电池的内阻为ErI联立式可得：0PN2Erxxne（8 分）说明：用其他方法解答正确，给相应分数。11 11 图 4 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -