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通州区2022年高三年级模拟考试
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．“嫦娥五号”返回器将月球土壤成功带回地球。经研究发现月球土壤里富含的氦是理想的热核反应原料，即利用一个氘核和一个氦发生核反应产生一个质子和一个新核X，并释放能量。关于氦与氘核的反应，下列说法正确的是（ ）
2．如图所示，水下光源S向水面某处A点发射一束光线，出射光线分成a、b两束单色光。下列说法正确的是（ ）
3．在一个密闭容器内有一滴的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是，下列说法正确的是（ ）
4．一列简谐横波沿x轴传播，时刻波的图像如图甲所示，处的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断（ ）
5．手机无线充电设备主要由发射线圈和接收线圈组成，如图所示，其工作原理与理想变压器相同。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流，下列说法正确的是（ ）
6．赤道上方的“风云四号”是我国新一代地球同步气象卫星，大幅提升了我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效和预报准确率。关于“风云四号”的运动情况，下列说法正确的是（ ）
7．是静止的等量异种点电荷，其电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点，下列说法正确的是（ ）
8．如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细、长短均相同，其中管Ⅰ无缝，管Ⅱ有一条平行于轴线细缝。两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面。下列说法正确的是（ ）
9．回旋加速器的工作原理示意图如图所示。和是中空的两个D形金属盒，分别与一高频交流电源两极相接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心A附近。两盒间的狭缝很小，粒子在两盒间被电场加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，粒子在D形盒内做匀速圆周运动，当其到达两盒间的缝隙时，其间的交变电场恰好使粒子被加速。下列说法正确的是（ ）
10．在笔记本电脑的机身与显示屏的对应部位，分别装有磁体和霍尔元件。开启显示屏，磁体的磁场远离霍尔元件，元件不工作，屏幕正常显示：闭合显示屏，磁体的磁场靠近使得霍尔元件工作，屏幕熄灭，电脑也休眠。如图所示，一块长为a、宽为c、高为d的长方体霍尔元件，当有电流I沿长度方向流过，且有垂直于上表面、方向向上的磁感应强度为B的匀强磁场作用时，元件的前、后表面间形成电势差为U。电势差U控制屏幕的熄灭。已知电流I是电子定向移动形成的，电子电荷量为e，单位体积内的电子数目为n，下列说法正确的是（ ）
11．如图所示，质量为的小球B静止在光滑的水平面上，质量为的小球A以速度靠近B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等，且碰撞过程没有机械能损失。当、一定时，若越大，则（ ）
12．制作一把“人的反应时间测量尺”。如图所示，A同学用手捏住直尺的顶端，B同学用手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在A同学放手让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺，读出B同学捏住直尺的刻度，就可以粗略确定B同学的反应时间。若把刻度尺的长度刻度对应标注为“时间”刻度，使它变为“人的反应时间测量尺”，下列说法正确的是（ ）
13．在“探究加速度与物体受力、物体质量关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图1所示的装置来测量小车加速度。小车的质量，槽码的质量。小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，通过手机软件测得加速度随时间变化图像如图2所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围。关于此实验的分析，下列说法正确的是（ ）
14．如图所示，某物理兴趣小组制作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，不计两极间以外区域磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为；导体棒通以图示方向电流I（如图所示）时，测力计的示数为。测得导体棒在两极间的长度为L，磁铁始终静止，不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法正确的是（ ）
二、非选择题
本部分共6题。
15．某同学利用如图1、图2所示的实验装置“探究平抛运动的特点”。请回答以下问题：
【详解】（1）自由落体 （2分）
（2）a. BC （2分）
b.①在小钢球的运动轨迹上，以抛出点O为坐标原点，建立直角坐标系。②在y轴（竖直）距坐标原点取连续的位移间隔的比值为1:3:5……（或距坐标原点的位移比值为1:4:9……），即可知其时间间隔比值为1:1:1……（或1:2:3……）；③在轨迹上找到相应的点，测量并比较这些点对应x轴（水平）的位移，如果位移间隔的比值为1:1:1……（或距坐标原点的位移比值为1:2:3……），即可得出小钢球做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 （3分）
（2）a. BC （2分）
b.①在小钢球的运动轨迹上，以抛出点O为坐标原点，建立直角坐标系。②在y轴（竖直）距坐标原点取连续的位移间隔的比值为1:3:5……（或距坐标原点的位移比值为1:4:9……），即可知其时间间隔比值为1:1:1……（或1:2:3……）；③在轨迹上找到相应的点，测量并比较这些点对应x轴（水平）的位移，如果位移间隔的比值为1:1:1……（或距坐标原点的位移比值为1:2:3……），即可得出小钢球做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 （3分）
16．某组学生测电池组的电动势和内阻，选用的实验器材有： 电压表（量程，内阻约为）； 电流表（量程，内阻约为）； 滑动变阻器（，额定电流）； 待测电池组（电动势约为，内阻约为）； 开关、导线若干。
【详解】（1）5 （1分）， b（1分）
（2）0.48～0.52 （2分） （3）2.80～3.00 （2分），1.80～2.00 （2分）
（4）①通过图4可知，充电宝对负载供电时的U-I图像是一条直线，具有一定的电动势和内阻，可视为一个直流电源。（1分）
②BD （2分）
（2）0.48～0.52 （2分） （3）2.80～3.00 （2分），1.80～2.00 （2分）
（4）①通过图4可知，充电宝对负载供电时的U-I图像是一条直线，具有一定的电动势和内阻，可视为一个直流电源。（1分）
②BD （2分）
17．如图所示，均匀导线制成的正方形闭合线框，从垂直纸面向里的匀强磁场上方自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且边始终与水平的磁场边界平行。边进入匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，其速度为v，直到边刚刚开始穿出匀强磁场为止。已知线框边长为L，总电阻为R，此匀强磁场的磁感应强度为B，其区域宽度也为L。求：
【详解】解：
（1）ab边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律，线框中产生的感应电动势大小
解得 E = BLv ……（1分）
根据闭合电路欧姆定律
解得： ……（1分）， 方向a→b ……（1分）
（2）根据闭合电路欧姆定律，ab两点间的电势差大小 ……（3分）
（3）从ab边进入匀强磁场到dc边刚刚开始穿出匀强磁场的过程，
由于线框做匀速运动
根据焦耳定律，解得 Q = I²Rt = ……（3分）
（1）ab边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律，线框中产生的感应电动势大小
解得 E = BLv ……（1分）
根据闭合电路欧姆定律
解得： ……（1分）， 方向a→b ……（1分）
（2）根据闭合电路欧姆定律，ab两点间的电势差大小 ……（3分）
（3）从ab边进入匀强磁场到dc边刚刚开始穿出匀强磁场的过程，
由于线框做匀速运动
根据焦耳定律，解得 Q = I²Rt = ……（3分）
18．跳台滑雪是一项具有很强观赏性的运动项目。为了更好地感受跳台滑雪这项运动的魅力，现将其简化为如下的物理模型：光滑滑道由助滑道、水平起跳区和倾角为的斜面着陆坡平滑连接而成。可视为质点的运动员质量，从离高为处由静止出发，滑至C点时水平飞出，落到斜面上的D点。忽略所有阻力，取重力加速度，，。求：
【详解】解：
（1）运动员从A到C由动能定理 ……（2分）
解得 v =20 m/s ……（1分）
（2）根据平抛运动的规律 ……（2分）
解得 t = 3 s ……（1分）
（3）根据动量定理 ……（1分）
解得 ΔP=1800 kg·m/s ……（1分）， 方向竖直向下 ……（1分）
（1）运动员从A到C由动能定理 ……（2分）
解得 v =20 m/s ……（1分）
（2）根据平抛运动的规律 ……（2分）
解得 t = 3 s ……（1分）
（3）根据动量定理 ……（1分）
解得 ΔP=1800 kg·m/s ……（1分）， 方向竖直向下 ……（1分）
19．如图1所示，一个圆盘在水平面内转动，盘面上距圆盘中心的位置有一个质量的小物体随圆盘一起做圆周运动（未发生相对滑动），小物体与圆盘间的动摩擦因数（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力），取重力加速度。
【详解】解：
（1）小物体即将开始滑动时，受到圆盘的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，f = μmg……（1分）
根据圆周运动向心力公式 F = mω²r ……（1分）
此时最大静摩擦力提供向心力 f = F ，即μmg = mω²r ……（1分）
解得： ω = 2 rad/s ……（1分）
（2）a. 根据圆周运动线速度公式 v = ωr ……（1分）
根据动能定理 ……（1分）
解得： W = 0.1 J ……（1分）
b. 画图如答题图所示。 ……（1分）
摩擦力在径向方向的分力起到向心力作用，改变小物体的运动方向，使小物体随圆盘一起做圆周运动；摩擦力在切线方向的分力使小物体不断加速。 ……（2分）
（1）小物体即将开始滑动时，受到圆盘的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，f = μmg……（1分）
根据圆周运动向心力公式 F = mω²r ……（1分）
此时最大静摩擦力提供向心力 f = F ，即μmg = mω²r ……（1分）
解得： ω = 2 rad/s ……（1分）
（2）a. 根据圆周运动线速度公式 v = ωr ……（1分）
根据动能定理 ……（1分）
解得： W = 0.1 J ……（1分）
b. 画图如答题图所示。 ……（1分）
摩擦力在径向方向的分力起到向心力作用，改变小物体的运动方向，使小物体随圆盘一起做圆周运动；摩擦力在切线方向的分力使小物体不断加速。 ……（2分）
20．静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。
【详解】解：
（1）a. 根据库仑定律，r处的试探电荷所受电场力的大小 ……（1分）
根据电场强度的定义， ……（1分）
b. 根据图2，可知球心到球面R处的电势差是图线与横轴围成的面积，
解得 ……（2分）
（2）根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势 ……（2分）
由于距离圆心为r的圆周上各点的感生电场场强大小相等， ……（1分）
解得： ……（1分）
（3）设电子在轨道运动的瞬时速度为v，电子的质量为m，电荷量为e，
根据向心力公式 ……（1分）
解得：
根据题意，经极短时间Δt， ……（1分）
根据牛顿运动定律，
B₁激发感应电场，当r=a时， ……（1分）
经整理可得： ……（1分）
注：以上计算题，若用其他方法解答，评分标准雷同。
（1）a. 根据库仑定律，r处的试探电荷所受电场力的大小 ……（1分）
根据电场强度的定义， ……（1分）
b. 根据图2，可知球心到球面R处的电势差是图线与横轴围成的面积，
解得 ……（2分）
（2）根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势 ……（2分）
由于距离圆心为r的圆周上各点的感生电场场强大小相等， ……（1分）
解得： ……（1分）
（3）设电子在轨道运动的瞬时速度为v，电子的质量为m，电荷量为e，
根据向心力公式 ……（1分）
解得：
根据题意，经极短时间Δt， ……（1分）
根据牛顿运动定律，
B₁激发感应电场，当r=a时， ……（1分）
经整理可得： ……（1分）
注：以上计算题，若用其他方法解答，评分标准雷同。