📚 原卷真题 · 精编解析
西城区高三统一测试试卷
物理
满分：100分
考生须知
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一、选择题
本部分共14题。
1．衰变是原子核的自发变化，科学家希望人工控制原子核的变化。卢瑟福用粒子轰击氮（N）原子核，产生了氧（O）的一种同位素——氧17，这是人类第一次实现的原子核的人工转变。这个核反应的方程是
【答案】B
【详解】待补
2．使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为（2.4~2.48）×10⁹Hz。已知可见光的波段为（3.9~7.5）×10¹⁴Hz，则蓝牙通信的电磁波
【答案】C
【详解】待补
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C,A、B和C三个状态的温度分别为、和。下列说法正确的是
【答案】C
【详解】待补
4．右图为交流发电机的示意图，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是
【答案】D
【详解】待补
5．甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，由图可知
【答案】A
【详解】待补
6．2022年2月27日，长征八号遥二运载火箭飞行试验在我国文昌航天发射场顺利实施，本次飞行试验搭载了22颗商业卫星，创造了中国航天一箭多星发射的新纪录。当人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍时，下列说法正确的是
【答案】D
【详解】待补
7．双人花样滑冰比赛是一项极具观赏性的项目。比赛中，女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为45°，女运动员与其身上的装备总质量约为45kg，重力加速g=10m/s²． 仅根据以上信息，可估算
【答案】A
【详解】待补
8．如图所示，单匝正方形金属线圈ABCD在外力F作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则
【答案】C
【详解】待补
9．卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动的点电荷。如图所示，某次实验中，高速运动的粒子被位于O点的金原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，M和N为轨迹上的两点，N点比M点离核远，则
【答案】B
【详解】待补
10．如图所示，地铁站中设有步行楼梯和自动扶梯。步行楼梯每级的高度是0.15m，自动扶梯与水平面的夹角为30°，自动扶梯前进的速度是0.56/s。两位体重相同的乘客分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在匀速上行的自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。则
【答案】D
【详解】待补
11．一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，在位置②和⑤时他的重心到地面的距离近似相等。以下说法正确的是
【答案】C
【详解】待补
12．如图1所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图2所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是
【答案】B
【详解】待补
13．某同学想用一只半导体热敏电阻Rt制作一支能测量水温的温度计。他查阅资料获得了图1所示的该热敏电阻的R-t特性曲线，并设计了图2所示的温度计电路，图中，电压表的量程是0~3V，电源电动势恒定，内阻可不计。他的制作日标是温度计的测量范围是0~100℃，且水温100℃时电压表指针偏转达到最大位置。则
【答案】D
【详解】待补
14．激光冷却是一种高新技术，利用该技术可以达到微开量级的低温，激光冷却目前已经在多个领域获得广泛应用。 激光冷却的原理是，利用光子和原子的相互作用使原子运动减速，以获得超低温。如图所示，a、b为两个相同的原子，运动方向相反。用一束激光L照射原子，由于多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光子的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。原子吸收光子后由基态跃迁到激发态，随后原子又会自发跃迁回到基态，释放出频率等于其固有频率的光子。原子由激发态跃迁回基态的过程向各个方向释放光子的机会是均等的。 结合所学知识，在激光冷却的过程中，判断下列说法正确的是
【答案】B
【详解】待补
二、非选择题
本部分共6题。
15．某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图1所示。
【答案】（1）充电（1分）
A；C （4分，每空各2分）
（2）①（1分） 电容器充电过程的I-t图线与坐标轴围成的面积表示充电过程中电容器增加的电荷量。根据可知，用相同的电源充电，电容为C₁的电容器增加的电荷量较少，因此图线①与电容为C₁的电容器相对应。（2分）
（2）①（1分） 电容器充电过程的I-t图线与坐标轴围成的面积表示充电过程中电容器增加的电荷量。根据可知，用相同的电源充电，电容为C₁的电容器增加的电荷量较少，因此图线①与电容为C₁的电容器相对应。（2分）
【详解】待补
16．某同学做“探究平抛运动的特点”实验。
【答案】（1）B （2分）
（2）； （4分，每空各2分） 说明：其他表达式正确也可得分
（3）a. 根据可知，在测量过程中随着水不断流出，水柱的高度h会不断减小，导致水从出水口射出时的速度v也减小。根据平抛运动规律，，可知，速度v减小会导致水平射程x的数值减小。 （2分） b. 为了减小实验误差，应选用直径较大的容器。（1分） 根据可知，选用直径较大的容器，在流出相同体积的水的情况下，h的变化较小，对实验测量的影响较小。（1分）
（2）； （4分，每空各2分） 说明：其他表达式正确也可得分
（3）a. 根据可知，在测量过程中随着水不断流出，水柱的高度h会不断减小，导致水从出水口射出时的速度v也减小。根据平抛运动规律，，可知，速度v减小会导致水平射程x的数值减小。 （2分） b. 为了减小实验误差，应选用直径较大的容器。（1分） 根据可知，选用直径较大的容器，在流出相同体积的水的情况下，h的变化较小，对实验测量的影响较小。（1分）
【详解】待补
17．某一质谱仪原理如图所示，区域I为粒子加速器，加速电压为U₁；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B₁，两板间距离为d：区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为B₂．今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
【答案】（1）根据动能定理（2分）
解得 （1分）
（2）根据平衡条件 （2分） 解得 （1分）
（3）根据牛顿第二定律 （2分） 解得 （1分）
（2）根据平衡条件 （2分） 解得 （1分）
（3）根据牛顿第二定律 （2分） 解得 （1分）
【详解】待补
18．碰撞是生活中常见的现象。在调平的气垫导轨上研究两个滑块的碰撞，让滑块A以某一速度与原来静止的滑块B发生碰撞，已知A的质量为2m，B的质量为m。
【答案】（1）a.根据动量守恒定律，有（2分）
解得（1分）
b.A、B组成的系统损失的机械能（2分）
解得（1分）
（2）若A、B发生弹性碰撞，则碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，有 （1分） （1分） 联立两式解得 由此可知，碰后A、B均沿A碰前速度方向运动（1分）
（2）若A、B发生弹性碰撞，则碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，有 （1分） （1分） 联立两式解得 由此可知，碰后A、B均沿A碰前速度方向运动（1分）
【详解】待补
19．近年来，我国高速铁路迅速发展，已成为国家新名片。高铁动车组在制动过程中采用“再生制动”方式，将列车的动能转化为可再生利用的能量，有效降低能耗。一种再生利用的方式是将列车甲制动产生的电能，提供给同一电网下处于启动状态的列车乙。此过程可简化为如图所示的模型：固定在水平地面上的足够长的平行金属导轨，处于竖直方向的匀强磁场中：甲、乙是两根相同的金属棒，放在导轨上，与导轨良好接触，且始终与导轨保持垂直。已知磁场的磁感应强度大小为B，导体棒质量均为m，电阻均为R，长度与导轨间距相等，均为l：导体棒甲、乙在导轨上运动时，受到的摩擦阻力大小均为；时，导体棒甲的速度大小为v₀，方向向左，导体棒乙的速度为0。不计导轨的电阻。
【详解】（1）导体棒甲运动产生电动势
导体棒甲和乙组成的闭合回路中的电流
导体棒乙受到的安培力
代入解得（3分）
所以导体棒乙获得的电磁牵引力的大小为，方向向左。（1分）
（2）设制动过程中的某一时刻，导体棒甲的速度为v₁，导体棒乙的速度为v₂
在极短时间Δt内，导体棒甲和乙组成的闭合回路磁通量的变化量
其中（2分）
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律（1分）
（3）这位同学的解法不正确。（1分）
在导体棒甲减速的过程中，回路中会产生焦耳热。但②式中没有电路中产生的焦耳热，因此他的解法不正确。（2分）
导体棒甲和乙组成的闭合回路中的电流
导体棒乙受到的安培力
代入解得（3分）
所以导体棒乙获得的电磁牵引力的大小为，方向向左。（1分）
（2）设制动过程中的某一时刻，导体棒甲的速度为v₁，导体棒乙的速度为v₂
在极短时间Δt内，导体棒甲和乙组成的闭合回路磁通量的变化量
其中（2分）
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律（1分）
（3）这位同学的解法不正确。（1分）
在导体棒甲减速的过程中，回路中会产生焦耳热。但②式中没有电路中产生的焦耳热，因此他的解法不正确。（2分）
20．摆动是生活中常见的运动形式，秋千、钟摆的运动都是我们熟悉的摆动。摆的形状各异，却遵循着相似的规律。
【详解】（1）a.根据机械能守恒定律（1分）
在最低点根据牛顿第二定律（1分）
解得（1分）
b.根据机械能守恒定律（1分）
角速度（1分）
解得（1分）
（2）a.根据机械能守恒定律
（1分）
其中（1分）
代入解得（1分）
b.此系统做简谐运动的周期（1分）
对比ω₂和ω₁的表达式可得
α表示系统运动过程中的任意位置，可见，两个系统在运动过程中任意位置的角速度大小均满足，因此，即。（2分）
在最低点根据牛顿第二定律（1分）
解得（1分）
b.根据机械能守恒定律（1分）
角速度（1分）
解得（1分）
（2）a.根据机械能守恒定律
（1分）
其中（1分）
代入解得（1分）
b.此系统做简谐运动的周期（1分）
对比ω₂和ω₁的表达式可得
α表示系统运动过程中的任意位置，可见，两个系统在运动过程中任意位置的角速度大小均满足，因此，即。（2分）