1、1 2022 年北京师大附中高三三年北京师大附中高三三模模物理试卷物理试卷 （本试卷满分 100 分，考试时长 90 分钟） 第一部分第一部分 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下列说法正确的是 A分子间的作用力随分子间距离的减小不一定增大 B理想气体分子热运动的平均动能减小时，气体压强也一定减小 C布朗运动是液体分子的运动，说明分子永不停息的做无规则运动 D一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热但内能保持不变 2. 如图所示，两束可见单色光 A 和 B 射向半圆形玻璃砖的圆心 O， 经折射后合为一束可见光 OC。下列判断正确
2、的是 A. 在玻璃中 A 光的速率小于 B 光的速率 B. 在玻璃中 A 光的折射率大于 B 光的折射率 C. A 光的光子能量小于 B 光的光子能量 D. A 光的频率大于 B 光的频率 3太阳能源于其内部的聚变反应，太阳质量也随之不断减少。设每次聚变反应可看作 4 个氢核结合成 1 个氦核，太阳每秒钟辐射的能量约为 4.01026J。下列说法正确的是 A该聚变反应在常温下也容易发生 B太阳每秒钟减少的质量约 4.4109kg C该聚变的核反应方程是14012-14 HHe+2 e D目前核电站采用的核燃料主要是氢核 4平静湖面传播着一列水面波（横波）。在波的传播方向上有相距 3m 的甲、乙
3、两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30 次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波 A波速是 1m/s B波长是 3m C频率是 30Hz D周期是 0.1s 5如图 1 所示，理想变压器的原线圈接在交流电源上，副线圈接有 R = 10 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 21，交流电压表的示数是 10V，电流表、电压表均可看作理想电表。图 2 是交流电源输出电压 u 随时间 t 变化的图像。则 A电流表的读数为 1.00 A B电流表的读数为 2.00 A C电源输出电压 u 随时间 t 变化的规律是20 2cos100Vut D电源输出电压 u 随时间 t 变
4、化的规律是20 2cos50Vut u/V t/ 10-2s 0 Um -Um 1 2 图 2 图 1 2 6 如图所示， 在两块平行金属板间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场 （磁场未画出） 。现有两种带电粒子 M、N 分别以同样的速度 v 从左端沿两板间的中线射入，都能沿直线从右端射出，不计粒子重力。以下说法正确是 A带电粒子 M、N 的电性一定相同 B带电粒子 M、N 的电量一定相同 C撤去电场仅保留磁场，M、N 做圆运动的半径一定相等 D撤去磁场仅保留 电场，M、 N若能通过场区 ，则通过场区 的 时间相等 7 体育课上某同学做引体向上。 他两手握紧单杠， 双臂竖直， 身
5、体悬垂； 接着用力上拉使下颌超过单杠 （身体无摆动）；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上。下列说法正确的是 A若增大两手间的距离，最终悬垂时手掌受到单杠的弹力变大 B若增大两手间的距离，最终悬垂时手掌受到单杠的弹力不变 C在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力 D在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力 8.下面关于几幅图说法正确的是 A. 图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和电流一定大 B. 图乙说明在 粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转 C. 图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过 3.8 天，原子核发生衰变的概率下降一半 D. 图丁可以推断出，图中氧的原子核（188O
6、）比锂的原子核(43Li)更稳定 9.如图，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态 c，最后经等压过程 ca 回到状态 a。下列说法正确的是 A在过程 ab 中，气体向外界放出热量，气体的内能减小 B在过程 ca 中，外界对气体做功，气体的内能减小 C在过程 bc 中，气体对外界做功 ，气体的内能增大 D在过程 bc 中，气体从外界吸收热量，气体的内能增大 v + + + + + + + a b c O V p 3 10 小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路， 电阻 R 的阻值以及电源的电动势和内阻均未知，电压表另一端的接
7、线位置待定。 通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据，并描绘出 U-I 关系图像(U、I 分别为电压表和电流表的示数)。不计电表对电路的影响，下列说法正确的是 A若接 a，利用该图像可得到电阻 R 的阻值 B若接 b，利用该图像可得到电阻 R 的阻值 C若接 a，利用该图像可得到电源的电动势和内阻 D若接 b，利用该图像可得到电源的电动势和内阻 11如图甲，某行星外围有一圈厚度为 d 的光带，简化为如图乙所示模型，R 为该行星除光带以外的半径。 现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度 v，与它到行星中心的距离 r，满足下列哪个选项表示的图像关
8、系时，才能确定该光带是卫星群 A B C D 12如图甲所示，点电荷 A、B 相距 l，电荷量均为+Q，AB 连线中点为 O。现将另一个电荷量为+q 的点电荷放置在 AB 连线的中垂线上距 O 点为 x 的 C点处， 此时+q 所受的静电力大小为 F1。 如图乙所示， 若 A 的电荷量变为-Q，其他条件均不变，此时+q 所受的静电力大小为 F2。下列说法正确的是 A若 l=x，则 F1 = F2 B若 l=2x，则 F1 F2 C图甲中，若将+q 从 C 点移到 O 点，则电势能增大 D图乙中，若将+q 从 C 点移到 O 点，则电势能减小 13. 如图所示，AB、CD 为两个平行的、不计电阻
9、的水平光滑金属导轨，置于方向垂直导轨平面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。AB、CD 的间距为 L，左右两端均接有阻值为 R 的电阻。质量为 m、长为 L 且电阻不计的导体棒 MN 放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统。开始时，弹簧处于自然长度，导体棒 MN 具有水平向左的初速度 v0，经过一段时间，导体棒 MN 第一次运动到最右端，这一过程中 AC 间的电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则 A. 导体棒水平方向做简谐运动 B. 初始时刻导体棒所受的安培力大小为RvLB022 M N R R A B C D 甲 乙 + + + + + 甲 乙 b a R A A 4 C.
10、 当导体棒再次回到初始位置时，AC 间的电阻 R 的热功率小于RvLB2022 D. 当导体棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为Qmv 2021 14托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示。 环心处有一欧姆线圈， 四周是一个环形真空室， 真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈。 当欧姆线圈中通以变化的电流时， 在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场， 将真空室中的等离子体加速， 从而达到较高的温度。 再通过其他方式的进一步加热， 就可以达到核聚变的临界温度。 同时， 环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流， 与极向场线圈、 环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成
11、闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行。已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度 T 成正比，下列说法中正确的是 A欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体不能发生核聚变 B托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的 C极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体 D为了约束温度为 T 的等离子体，所需要的磁感应强度 B 必须正比于温度 T 第二部分第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15（8 分） 某同学借助图 1 所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在
12、木板上做匀速直线运动。小车 1 前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后， 让小车 1 以某速度做匀速直线运动，与置于木 板上静止的小车 2 相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为 50Hz，得到的纸带如图 2 所示，已将各计数点之间的距离标在图上。 （1）图 2 中的数据有 AB、BC、CD、DE 四段，计算小车 1 碰撞前的速度大小应选 段，计算两车碰撞后的速度大小应选 段。 （2）若小车 1 的质量（含橡皮泥）为 0.4kg，小车 2 的质量为 0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是 kgm/s，碰后两小车的总动量是 kgm/s。
13、 （结果均保留三位有效数字） 环形真空室 等离子体 环向场线圈 欧姆线圈 极向场线圈 图 1 图 2 5 （3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是 。 A实验中小车 1 必须从静止释放 B若小车 1 前端没贴橡皮泥，不影响实验验证 C上述实验装置不能验证弹性碰撞规律 16 （10 分） （1） 某同学用多用电表测量某些电学量。 经过正确操作， 两次测量时的指针位置均指在如图 1 所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为 50V，则读数应为 V ；一次测量电阻，记录的读数为 1600，则所选倍率为 （选填“1”“10”“100”或“1k”） 。 （2）在上一问用多用电表测量完电阻后，需要继续
14、测量一个阻值约为 13 的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前， 以下有些操作步骤是必需的， 请选择正确的操作并按正确顺序写出序号 。 将红表笔和黑表笔接触 把选择开关旋转到“1”位置 把选择开关旋转到“10”位置 调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 （3）常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。有一块满偏电流为50A、内阻为800的小量程电流表，现要将它改装成01mA、010mA两个量程的电流档，某同学设计了如图2、图3所示的两个电路。在图2所示的电路中R1 R2（选填“”或“”） ；从保护表头的角度，请你分析说明图2、图3哪种设计更合理： 。 图 2 图 1 图 3 6 1
15、7.（9 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，圆轨道半径为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： 物块B运动到P点时的速度大小vP； 两物块刚分离时物块B的速度大小vB； 物块A在水平面上运动的时间 t。 18. （9 分） 如图 1 所示，空间分布着方向平行于纸面、矩形的水平匀强电场。在紧靠电场右侧半径为 R 的圆形区域内， 分布着垂
16、直于纸面向里的匀强磁场。 一个质量为m、 电荷量为-q的粒子从左极板上A点由静止释放后，在 M 点离开加速电场，并以速度 v0沿半径方向射入匀强磁场区域，然后从 N 点射出。MN 两点间的圆心角MON=120，粒子重力可忽略不计。 （1）求加速电场板间电压 U0的大小； （2）求粒子在匀强磁场中运动时间 t 的大小； （3）若仅将该圆形区域的磁场改为平行于纸面的匀强电场，如图 2 所示，带电粒子垂直射入该电场后仍然从 N 点射出。求粒子从 M 点运动到 N 点过程中，动能的增加量 Ek的大小。 图 2 d A E E0 M O N 图 1 A B E0 M O N 7 19（10 分） 电动汽
17、车具有零排放、噪声低、低速阶段提速快等优点。随着储电技术的不断提高，电池成本的不断下降，电动汽车逐渐普及。 （1）电动机是电动汽车的核心动力部件，其原理可以简化为如图所示的装置：无限长平行光滑金属导轨相距 L，导轨平面水平，电源电动势为 E，内阻不计。垂直于导轨放置一根质量为 m 的导体棒 MN，导体棒在两导轨之间的电阻为 R，导轨电阻可忽略不计。导轨平面与匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度大小为 B，导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。闭合开关 S，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势 E反，此时闭合回路
18、的电流大小可用EEIR反来计算。求： 导体棒运动的速度大小为 v 时，导体棒的加速度 a 的大小； 导体棒从开始运动到稳定的过程中电源消耗的总电能 E电的大小。 （2） 电动汽车行驶过程中会受到阻力作用， 已知阻力 f 与车速 v 的关系可认为 f=kv2（k 为未知常数） 。某品牌电动汽车的电动机最大输出功率为 Pm，最高车速为 vm，车载电池最大输出电能为 A。 若电动汽车始终以最大输出功率启动，经过时间 t0后电动汽车的速度大小为 v0，求该过程中阻力对电动汽车所做的功 Wf ; 若该车以速度 v1（v1小于 vm）在平直公路上匀速行驶时，电能转化为机械能的总转化率为 ，求该电动汽车在此
19、条件下的最大行驶里程 s。 M B S E N 8 20（20 分） “大自然每个领域都是美妙绝伦的。 ”随着现代科技发展，人类不断实现着“上天入地”的梦想，但是“上天容易入地难” ，人类对脚下的地球还有许多未解之谜。地球可看作是半径为 R 的球体。 以下在计算万有引力时，地球可看作是质量集中在地心的质点。 a已知地球两极的重力加速度为 g1，赤道的重力加速度为 g2，求地球自转的角速度 ； b某次地震后，一位物理学家通过数据分析，发现地球的半径和质量以及两极的重力加速度 g1都没变，但赤道的重力加速度由 g2略微减小为 g3，于是他建议应该略微调整地球同步卫星的轨道半径。请你求出同步卫星调整
20、后的轨道半径r与原来的轨道半径 r 之比rr。 图 1 是地球内部地震波随深度的分布以及由此推断出的地球内部的结构图。 在古登堡面附近， 横波 （S）消失且纵波（P）的速度与地表处的差不多，于是有人认为在古登堡面附近存在着很薄的气态圈层，为了探究气态圈层的压强，两位同学提出了以下方案。 甲同学的方案：如图 2 所示，由于地球的半径非常大，设想在气态圈层的外侧取一底面积很小的柱体，该柱体与气态圈层的外表面垂直。根据资料可知古登堡面的半径为 R1，气态圈层之外地幔及地壳的平均密度为， 平均重力加速度为 g， 地球表面的大气压强相对于该气态圈层的压强可忽略不计。 乙同学的方案：设想在该气态圈层内放置一个正方体，并且假定每个气体分子的质量为 m，单位体积内的分子数为 n，分子大小可以忽略，其速率均相等，且与正方体各面碰撞的机会均等，与各面碰撞前后瞬间，分子的速度方向都与各面垂直，且速率不变。根据古登堡面附近的温度可推知气体分子运动的平均速率为 v。 请你根据甲和乙同学的方案分别求出气态圈层的压强 p 的表达式。
