2022_2023学年北京市东城区高三（第一次）模拟考试物理试卷(含答案解析)

2022~2023学年北京市东城区高三（第一次）模拟考试物理试卷

1.  某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比(    )

A. 红光频率高 B. 红光波长短
C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快

2.  如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经过两个状态变化过程，先后到达状态b和状态c。下列说法正确的是(    )

A. 从a到b的过程中，气体从外界吸热 B. 从a到b的过程中，气体的内能增加
C. 从b到c的过程中，气体的压强减小 D. 从b到c的过程中，气体对外界做功

3.  如图所示，一个理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接在交流电源上，其电压u随时间t变化规律为，副线圈接有的电阻。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(    )

A. 原线圈的输入功率为22 W B. 副线圈输出交流电的周期为100 s
C. 电压表的示数为311 V D. 电流表的示数为

4.  如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为，下列说法正确的是(    )

A. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
C. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子

5.  2022年11月1日，重约23吨的梦天实验舱与重约60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。已知对接后中国空间站距地面高度约为400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km，二者的运动均视为匀速圆周运动，则(    )

A. 对接前空间站内的宇航员不受地球引力作用
B. 对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用而产生的加速度大小相等
C. 对接后中国空间站绕地球运行的速度小于
D. 对接后中国空间站的运行周期大于地球同步卫星的运行周期

6.  图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，图乙所示为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是(    )
 

A. 此列波的传播速度为
B. 此列波沿x轴正方向传播
C. 时，质点P的运动速度为
D. 时，质点P相对平衡位置的位移为

7.  某人所受重力为G，穿着平底鞋起跳，竖直着地过程中，双脚与地面间的作用时间为t，地面对他的平均冲击力大小为4G，若他穿上带有减震气垫的鞋起跳，以与第一次相同的速度着地时，双脚与地面间的作用时间变为，则地面对他的平均冲击力变为(    )

A.  B.  C.  D.

8.  如图所示，用同种细导线做成两个闭合单匝线圈，正方形线圈的边长与圆形线圈的直径相等，把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线圈所在平面均与磁场方向垂直，若正方形、圆形线圈中感应电动势分别用、表示，感电流分别用、表示，则(    )

A.  B.
C.  D.

9.  如图所示电路中，灯泡A、B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列说法正确的是(    )

A. 开关S由断开变为闭合时，A、B同时变亮，之后亮度都保持不变
B. 开关S由断开变为闭合时，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
C. 开关S由闭合变为断开时，A、B闪亮一下后熄灭
D. 开关S由闭合变为断开时，A闪亮一下后熄灭，B立即熄灭

10.  图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线。利用其可以制作温控报警器，电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源，电动势为10V，内阻不计，当输出电压达到或超过时，便触发报警器图中未画出报警，下列说法正确的是(    )
 

A. 若要求环境温度低于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
B. 若要求环境温度低于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
C. 若要求环境温度高于开始报警，应使用热放电阻，的阻值应为
D. 若要求环境温度高于开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为

11.  如图所示，真空中有一对水平放置的平行金属板，板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，质量为m，电荷量为的带电粒子，从M点水平方向以初速度射入板间，并打在下极板上的N点。已知MN与竖直方向成角，粒子的重力可忽略不计。则(    )

A. MN两点间的距离为
B. 粒子在MN两点间的运动时间为
C. 粒子刚到达N点时的速度大小为
D. 粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为

12.  如图甲所示，一物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面，物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程s的关系如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，g取。下列说法正确的是(    )
 

A. 物块质量为
B. 物块所受摩擦力大小为
C. 过程中，物块克服摩擦力做功为40J
D. 过程中与过程中物块所受合力大小之比为

13.  工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量单位时间内流过管道横截面的液体体积，原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量。为了测量某工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20cm和10cm。当流经电磁流量计的液体速度为时，其流量约为，若某段时间内通过电磁流量计的流量为，则在这段时间内(    )

A. M点的电势一定低于N点的电势
B. 通过排污管的污水流量约为
C. 排污管内污水的速度约为
D. 电势差U与磁感应强度B之比约为

14.  我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带的月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是(    )

A. X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近
B. 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应
C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损
D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面

15.  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。

用游标卡尺测量圆管的外径d，示数如图甲所示，则_________mm。

如图乙所示，用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”，实验中可以不测定小球碰撞前后的速度，而通过仅测量一个物理量，替代速度的测量，该物理量是__________。

A.小球开始释放时的高度

B.小球抛出点地面的高度

C.小球做平抛运动的水平射程

利用图丙装置研究自由下落物体的机械能是否守恒时，实验结果往往是物体的重力势能的减少量略大于其动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是__________。

A.该误差属于偶然误差

B.该误差属于系统误差

C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D.可以通过减小摩擦阻力的影响来减小该误差

利用图丁所示的单摆测量重力加速度，为了使测量误差尽量小，可以采取的措施是__________。

A.组装单摆时，选用密度和直径都较小的摆球

B.组装单摆时，选用轻且不易伸长的细线

C.测周期时，在摆球通过最低点时开始计时

D.测周期时，测量一次全振动的时间

16.  利用实验室的指针式多用电表研究如下问题。

将多用电表的选择开关调到直流电压挡。如图甲所示，闭合开关，将电压表并联在A、B两点间，电压表示数为，并联在A、C两点间，电压表示数也为，并联在B、C两点间，电压表示数为零，已知，阻值相差不大，出现上述情况的原因可能是______。

A.AB段断路
B.BC段断路
C.AB段短路
D.BC段短路

将选择开关调到电阻挡“”的位置，将红，黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表的指针指在表盘______选填“左侧”或“右侧”零刻度线处，将光敏电阻与欧姆表直接相连，通过用手遮挡的方式来改变照射到光敏电阻的光照强弱，在不改变选择开关位置的情况下，欧姆表指针位置发生变化，如图乙所示，由此可判断光照变弱时，该光敏电阻的阻值______选填“变大”或“变小”。
 

如图丙所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表电流为，内阻为，电池电动势为，内阻为；变阻器最大阻值为。

①调零后测量某定值电阻时，指针指在刻度盘的正中央，则该定值电阻阻值为______。

②使用一段时间后电池老化，电动势下降到、内阻增大到，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为，则这个电阻的阻值应为______。

17.  如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ固定在绝缘水平面上，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计，在导轨的一端连接有阻值为R的定值电阻。一根长度为l，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于导轨放置，并始终与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导体棒ab在水平向右的拉力作用下，沿导轨做匀速直线运动，速度大小为v，空气阻力可忽略不计。

求通过定值电阻的电流大小及方向。

求导体棒运动t时间内，拉力所做的功。

若在水平向右的拉力不变的情况下，将整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，有同学认为：“由于导体棒所受的安培力方向会发生改变，导体棒不能再向右做匀速直线运动。”该同学的观点是否正确，说明你的观点及理由。

18.  如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与水平地面上的物块1接触但未连接。在外力作用下物块1静止，此时弹簧的压缩量为10cm，之后撤去外力，物块1开始向左运动，离开弹簧后与静止在水平地面上的物块2发生碰撞，碰撞时间极短，碰后二者粘在一起。已知两物块质量均为，弹簧的劲度系数，当弹簧形变量为x时弹簧具有的弹性势能为，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力及一切摩擦，求：

刚撤去外力时，弹簧弹力的大小，

两物块碰撞前，物块1的速度大小，

两物块碰撞过程中损失的总机械能。

19.  平行板电容器是一种常用的电学元件。

如图甲所示，电源与平行板电容器，定值电阻，开关组成闭合电路。已知平行板电容器的电容为C，电源电动势为E，内阻不计，不考虑极板边缘效应，请在图乙中画出充电过程中电容器两板电压u随其所带电荷量q变化的图像，并类比直线运动中由图像求位移的方法，求充电完毕时电容器储存的电能。

如图丙所示，M、N是平行板电容器的两个极板，板间距离为d。用绝缘细线把一个质量为m，电荷最为q的带电小球悬挂在两极板间，已知开关S闭合后，且小球静止时，绝缘细线与竖直方向夹角为，电源电动势为E，内阻不计。三个定值电阻的阻值分别为、、，重力加速度为g，忽略小球的电荷量对极板间电场的影响。

求夹角与定值电阻阻值的关系式；

若某时刻烧断细线，同时断开开关S，通过分析定性说明小球在两极板间可能出现的运动情况假设小球的电荷量保持不变，且始终未与极板发生碰撞。
 

20.  应用恰当的方法可以对一些问题进行深入分析，比如，研究一般的曲线运动时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，每小段都可以看作圆周运动的一部分，此圆的半径就是曲线在该点的曲率半径，用来描述这一点的弯曲程度，如图甲所示，这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理。如图乙所示，有人设计了一个光滑的抛物线形轨道，位于平面直角坐标系xOy的第二象限内，末端恰好位于坐标原点O，且切线沿水平方向，质量为m的小滑块从轨道上的A点由静止开始下滑，滑到轨道末端时速度大小为，轨道对其支持力大小为2mg，之后小滑块离开轨道做平抛运动。已知轨道曲线与小滑块做平抛运动的轨迹关于坐标原点O对称，重力加速度为g。

求轨道末端的曲率半径；

小滑块做平抛运动时经过B点图中未出，若由A点运动到O点与由O点运动到B点经过相同路程，用表示小滑块由A点运动到O点过程的动量变化量，用表示小滑块由O点运动到B点过程的动量变化量，通过分析比较与的大小；

轨道上的C点距x轴的距离为，求小滑块经过C点时受到的支持力大小。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：红光与绿光相比，频率较低，光子能量较小，波长较长，光在真空中的传播速度一样快。
故选C。
 

2.【答案】C 

【解析】解：从a到b的过程中，气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功。
即，
由热力学第一定律
得，即气体向外界放热， AB错误;
从b到c的过程中，体积不变，气体对外界不做功。从 b到c的过程中，温度降低，体积不变，由查理定律得，气体的压强减小， C正确，D错误。
故选C。
 

3.【答案】A 

【解析】解：由题可知，电压 u随时间t变化规律为，故原线圈输入交流电的周期为
原副线圈交流电的周期相同为
电压表的示数为交流电的有效值，故
BC错误;
理想变压器原、副线圈匝数比为，故副线圈的输出电压为
其中


故电流表的示数为

理想变压器原副线圈输入输出功率相等，即
A正确， D错误。
故选A。
 

4.【答案】B 

【解析】解：由左手定则知衰变后产生的径迹是两个外切的圆，衰变后产生的径迹是两个内切的圆，故 AC错误;
根据
可知
因为发生衰变后动量守恒，粒子与新核的动量大小相等，则在磁场中的运动半径之比与电荷数成反比，则大圆是粒子的轨迹，故 B正确， D错误。
故选B。
 

5.【答案】C 

【解析】解：对接前空间站内的宇航员依然会受到地球引力的作用，故A错误；
B.对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用力大小相等，由牛顿第二运动定律可知，质量不同，加速度不同，故B错误；
C.中国空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，其速度都小于第一宇宙速度，故C正确；
D.中国空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以，接后中国空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，故D错误。
故选C。
 

6.【答案】D 

【解析】解：由图可知，该波的周期为
波长为
则波速为，故A错误;
B.处的质点P在时刻向下振动，根据“上下坡法”知，波沿 x轴负方向传播，故 B错误;
C.根据图乙可知，时，质点 P处于波谷处，速度为0，故 C错误;
D.根据图乙可知，时，质点 P相对平衡位置的位移为，故 D正确。
故选D。
 

7.【答案】C 

【解析】解：设脚着地瞬间的速度大小为v，取竖直向上为正，穿着平底鞋时双脚竖直着地过程中，根据动量定理
其中
穿上气垫鞋时双脚竖直着地过程中，根据动量定理有
解得
故选C。
 

8.【答案】B 

【解析】解：设正方形线圈的边长为 L，则圆形线圈的直径也为 L，根据法拉第电磁感应定律分别得正方形线圈与圆形线圈的感应电动势为


解得
根据电阻定律可得正方形线圈与圆形线圈的电阻分别为


根据欧姆定律
解得
故选B。
 

9.【答案】D 

【解析】解：开关S由断开变为闭合时，根据电感线圈的自感现象可知，A、B同时变亮，随着线圈上的电流逐渐增大，最终稳定时，线圈为可视为导线。则A灯逐渐变暗直至熄灭，电路中总电阻减小，则B灯逐渐变亮。故AB错误；
开关S由闭合变为断开时，B立即熄灭，电感线圈电流不能突变为0，则会充当电源，回路中A灯变亮，之后线圈中电流减小，直至A灯熄灭。故C错误，D正确。
故选D。
 

10.【答案】D 

【解析】解：当温度升高时，热敏电阻的阻值将降低，根据闭合电路欧姆定律，有
即电路中电流增大，由外电路的分压原理易知，定值电阻的电压必定增大，则热敏电阻的电压降低，
依题意，环境温度升高，输出电压升高，报警器报警，所以图中的应使用热敏电阻，若要求环境温度高于开始报警，则由图可知
又
解得
故选D。
 

11.【答案】A 

【解析】解：由题意可知粒子做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则有

又因为MN与竖直方向成角，所以有
联立解得

则MN两点间的距离为

故A正确， B错误;
粒子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，
则有

则粒子刚到达N点时的速度大小为
粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为
故C、D错误。
故选A。
 

12.【答案】A 

【解析】D.由动能定理可得，过程中：
过程中：
联立可得过程中与过程中物块所受合力大小之比为，故D错误；
C.过程中，由动能定理可得：，即过程中，物块克服摩擦力做功为10J，故C错误；
B.又，，则可得物块所受摩擦力，故B错误；
A.由D分析可得
又由受力分析可得
解得，故A正确。
 

13.【答案】D 

【解析】解：根据左手定则可知，正电荷进入磁场区域时会向上偏转，负电荷向下偏转，所以M点的电势一定高于N点的电势，故 A错误;
某段时间内通过电磁流量计的流量为，通过排污管的污水流量也是，
由知此段时间内流经电磁流量计的液体速度为，流量计半径为，排污管的
半径，流经电磁流量计的液体速度为，
则
可得排污管内污水的速度约为，故BC错误;
D.流量计内污水的速度约为，当粒子在电磁流量计中受力平衡时，有
可知，故D正确。
故选D。
 

14.【答案】B 

【解析】解：由发生明显衍射的条件可知A正确，不符合题意；
B.利用聚焦离子束技术可以将离子束聚焦后照射金属表面，会有原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子从表面射出，则此过程中发生的并非是光电效应，故B错误，符合题意；
C.聚变反应过程中会存在质量亏损，释放能量，故C正确，不符合题意；
D.氦3带正电，在洛伦兹力作用下会发生偏转，即地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面，故D正确，不符合题意；
故选B。
 

15.【答案】；
；
或DB；
或CB 

【解析】解：圆管的外径为
小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中下落的高度相同，在空中运动的时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，所以可以用小球的水平射程代替小球的初速度，C正确，AB错误。
故选C。
实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，系统误差时由于空气阻力与摩擦阻力造成的，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故BD正确，AC错误；
故选BD。
组装单摆须选用密度较大直径较小的摆球，A错误；
B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，B正确；
C.测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，相等的距离时，引起的时间误差小，时间测量相对准确，C正确；
D.把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法测量周期，D错误。
故选BC。
 

16.【答案】或DA；
右侧；变大；
；280 

【解析】解：电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路．根据题意电压表并联在 A、 C两点间，电压表示数为，当并联在 A、 B两点间时，电压表示数也为，当并联在 B、 C两点间时，电压表的示数为零，则可以判断电路的故障可能是 AB段断路，也可能是 BC段短路，故选AD。
将选择开关调到电阻挡“”的位置，将红，黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表的指针指在表盘电阻挡零刻度线即右侧零刻度线处。
由图乙可知，遮挡后电阻变大，由此可判断光照变弱时，该光敏电阻的阻值变大。
调零后，欧姆表内阻
指针指在刻度盘的正中央，表盘中值电阻等于欧姆表内阻，即
电动势变为调零后，欧姆表内阻
由对应的电流列出关系式
解得
 

17.【答案】解：导体棒切割磁感线产生感应电动势
根据闭合电路欧姆定律
通过定值电阻的电流大小
根据右手定则可知电流方向从M到P。
导体棒做匀速直线运动，拉力等于安培力
导体棒所受安培力
导体棒运动t秒的位移
拉力F所做的功
联立可得
该同学的观点不正确。若将整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，由于磁场方向与原来相反，使得通过导体棒的电流方向与原来相反，但导体棒所受安培力方向不变，仍与外力平衡，导体棒可以向右做匀速直线运动。 

【解析】本题考查了导体棒在磁场中的切割，注意左手定则和右手定则的使用。
 

18.【答案】解：根据胡克定律
代入数据解得
物块1离开弹簧时，弹簧的弹性势能全部转化为物块1的动能
根据能量守恒定律
代入数据解得
两物块碰撞过程动量守恒
根据能量守恒定律
代入数据解得 

【解析】本题考查能量守恒及动量守恒，注意各个过程的分析。
 

19.【答案】解：图像如图所示

充电完毕时电容器两端电压等于电源电动势E，电容器所带电荷量为 Q，图线与横轴所围面积即为电容器储存的电能
，
联立可得
小球在电场中静止时受到重力、电场力及细线的拉力，小球所受电场力为
两极板之间电场强度
根据闭合电路欧姆定律，可得两极板间的电势差
根据平衡条件有
联立可得
某时刻烧断细线，同时断开开关，细线对小球的拉力为零。在竖直方向上，小球只受重力作用，加速度不变，做匀加速直线运动;在水平方向上，小球只受电场力作用，由于平行板电容器会通过电阻放电，使得小球所受电场力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动。若放电时间比较长，小球做加速度减小的曲线运动。若放电时间比较短，在放电完毕前，小球做加速度减小的曲线运动;放电完毕后，小球只在重力作用下做匀变速曲线运动。 

【解析】本题考查电容器的相关内容，注意对电路的分析。
 

20.【答案】解：小滑块运动到 O点时，根据牛顿第二定律
解得
设A点距x轴的距离为，小滑块由 A点运动到O点的过程中
根据动能定理
小滑块由O点运动到达B点过程中，下落距离也为，则
根据动量定理
解得
因此，与的大小相等。
如图所示，小滑块经过 C点时受到重力、支持力作用， 设C点处的曲率半径为

根据牛顿第二定律有
从C点运动到O点过程中根据动能定理有
由于轨道曲线与平抛轨迹关于坐标原点O对称，所以在平抛轨迹上有对称点D，其曲率半径为，距 x轴的距离为。小滑块运动到D点时速度为，在 D点时，
从O点运动到D点过程中根据动能定理有
联立可得 

【解析】本题立意新颖，解析时要充分理解题意，构建好模型。