2022年北京第二十一中学高三物理联考试题含解析

2022年北京第二十一中学高三物理联考试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 将定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω串联接在正弦交流电路中，通过电阻R2的电流i随时间t 变化的情况如图所示。

则 ( )
A.通过R1的电流有效值是1.2A
B.R1两端的电压有效值是6V
C.通过R2的电流有效值是1.2 A
D.R2两端的电压有效值是6V
参考答案：
B
2. （多选）如图所示的是嫦娥三号飞船登月的飞行轨道示意图，下列说法正确的是
A．在地面出发点A附近，即刚发射阶段，飞船处于超重状态
B．从轨道上近月点C飞行到月面着陆点D，飞船处于失重状态
C．飞船在环绕月球的圆轨道上B处须点火减速才能进入椭圆轨道
D．飞船在环绕月球的椭圆轨道上时B处的加速度小于在圆轨道上时B处的加速度
参考答案：
AC 3. 如图所示，一质量为m的滑块，在粗糙水平面上的质量为M的斜劈上下滑，斜面光滑，下滑过程中，M始终静止，则下列说法正确的是
A．水平面受到M的压力大于(M+m)g
B．水平面受到M的压力小于(M+m)g
C．水平面对M有水平向右的摩擦力
D．水平面对M没有摩擦力
参考答案：
B
4. 一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。

已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比。

则关于该质点的运动下列说法正确的是
A．小球运动的线速度越来越大
B．小球运动的加速度越来越小
C．小球运动的角速度越来越小
D．小球所受的合外力越来越大
参考答案：
D
5. 如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切. 一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，然后从静止释放。

则（）
（A ）在m1由C 点下滑到A 点的过程中两球速度大小始终相等
（B ）在m1由C 点下滑到A 点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少 （C ）若m1恰好能沿圆弧下滑到A 点，则m1＝2m2 （D ）若m1恰好能沿圆弧下滑到A 点，则m1＝3m2
参考答案： BC
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 用频率均为ν但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由
图可知，
（选填“甲”或“乙”）光的强度大。

已知普朗克常量为，被照射金属的逸出功为W0，则光电子的最大初动能为 。

参考答案：
甲（2分） h －W0 光电效应实验图线考查题。

O1
（2分）。

根据光的强度与电流成正比，由图就可知道：甲的光的强度大；由爱因斯坦的光电效应方程可得：。

本题是物理光学—光电效应实验I —U 图线，在识图时，要知道光的强度与光的电流成正比（在达到饱和电流之前），然后根据爱因斯坦光电效应方程列式即可得出最大初动能表达式。

7. (选修模块3－5) （4分）氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为 eV 。

现
有一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有 种。

参考答案：
答案：2.55 （2分） 6（2分）
8. 有一个电流表G ，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA ，要把它改装成量程0-3V 的电压表，要与之 串联（选填“串联”或“并联”）一个 9Ω的电阻？改装后电压表的内阻是 1000Ω 。

参考答案：
串联 ９９０ １０００
9. 某同学用如图a 所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中R 是电阻箱，R0是定值电阻，且R0=3000Ω，G 是理想电流计。

改变R 的阻值分别读出电流计的读数，做出1/R —1/I 图像如图b 所示，则：电源的电动势是 ，内阻是
参考答案：
3v 1Ω
10. 质量为2．0 kg的物体，从离地面l6 m高处，由静止开始匀加速下落，经2 s落地，则物
体下落的加速度的大小是 m/s2，下落过程中物体所受阻力的大小是 N．(g取l0m/s2) 参考答案：
8；4
物体下落做匀加速直线运动，根据位移时间关系得：x=at2，a== m/s2=8m/s2，根据牛顿第二定律得：a=，解得：f=4N。

11. 物体在水平地面上受到水平力F的作用，在6s内v – t图像如图（1）所示，力F做功的功率P – t图像如图（2）所示，则物体的质量为 kg，物体和地面的动摩擦因数为。

（g取10m/s2）
参考答案：
答案：10/9.1/20
12. （4分）卢瑟福通过___________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。

平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。

参考答案：
答案：α粒子散射
13. 如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的＿＿＿＿＿点为振动加强的位置，图中的＿＿＿＿＿点为振动减弱的位置。

参考答案：
答案： b，a
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．
（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________
A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多
B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少
C．吸收热量，对外做功
D．外界气体对缸内气体做功，放出热量
（2）求气缸倒置后气柱长度；
（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?
参考答案：
(1)BC(2)15cm(3)227℃
15. （6分）一定质量的理想气体，在绝热膨胀过程中
①对外做功5J，则其内能
（选填“增加”或“减少”）
, J.
②试从微观角度分析其压强变化情况。

参考答案：
答案：①减少，5；②气体体积增大，则单位体积内的分子数减少；内能减少，则温度降低，其分子运动的平均速率减小,则气体的压强减小。

（4分要有四个要点各占1分；单位体积内的分子数减少；温度降低；分子运动的平均速率减小；气体的压强减小。

）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一个粗细均匀的固定圆管，左端用一活塞A塞住，活塞A离右端管口的距离是20 cm，离左端管口的距离是2 cm。

把一个带手柄的活塞B从右端管口推入，将活塞B向左端缓慢推动10cm 时活塞A未被推动。

已知圆管的横截面积为S＝2.0×10－5 m2，大气压强为1.0×105 Pa，且推动活塞B过程中管内气体温度保持T0=300K不变。

求：
①活塞B向左端缓慢推动10cm时活塞A与圆管间的静摩擦力f；
②活塞B向左端缓慢推动10cm后保持活塞B不动，将管内气体温度缓慢升高到450K时，活塞A被推到左端管口处。

设活塞A所受滑动摩擦力等于最大静摩擦力f m，求f m。

参考答案：
①2N ②3N
【详解】(1)玻意耳定律可得p0SL1＝p2SL2
对活塞A，由平衡条件p2S＝p0S＋f …
得f＝2N ；
(2) 从开始升温到活塞A刚好未被推动的过程，由查理定律
活塞A刚好未被推动时从活塞A刚好被推动到它被推到左端管口处的过程是一个等压过程
联立解得
.
17. （18分）如图所示，光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平极光滑相接，平板长为2L，L＝1m，其中心C固定在高为R的竖直支架上，R＝1m，支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接，因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。

问：
（1）在外面上离平板高度为h0处放置一滑块A，使
其由静止滑下，滑块与平板间的动摩擦因数μ＝0.2，为
使平板不翻转，h0最大为多少？
（2）如果斜面上的滑块离平板的高度为h1＝0.45
m，并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B，时间间隔为Δt＝0.2s，则B滑块滑上平板后多少时间，平板恰好翻转。

（重力加速度g取10 m/s2）
参考答案：
解析：
（1）设A滑到a处的速度为v0＝①
f＝uN，N＝mg，f＝ma，
a＝ug ②
滑到板上离a点的最大距离为
v02＝2ugs0，
s0＝2gh0/2ug＝h0/u ③
A在板上不翻转应满足条件：摩擦力矩小于正压力力矩，即M摩擦≤M压力umgR≤mg(L－s0) ④
h0≤u(L－Ur)＝0.2(1－0.2)＝0.16 m ⑤
（2）当h＝0.45m，v A＝＝＝3m/s
v A＝v B＝3m/s ⑥
设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t，取Δt＝0.2s
s A＝v A(t＋Δt)－ug(t＋Δt)2/2 ⑦’
s B＝v B t－ugt2/2 ⑦
两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是
2umgR＝mg(L－s A)＋mg(L－s B) ⑧
由⑦＋⑦’式等于⑧式，得t＝0.2s
18.
半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束，因而光屏上出现了彩色光带．
（ⅰ）求彩色光带的宽度；
（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？
参考答案：
解答：解：（ⅰ）由折射定律
n=，n2=
代入数据，解得：
β1=45°，β2=60°
故彩色光带的宽度为：Rtan45°﹣Rtan30°=（1﹣）R
（ⅱ）当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在PN上形成一个光
点．即此时折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好先发生全反射，故
sinC==
即入射角θ=C=45°
答：（ⅰ）彩色光带的宽度为（1﹣）R；
（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，θ角至少为45°．
点评：对于涉及全反射的问题，要紧扣全反射产生的条件：一是光从光密介质射入光疏介质；二是入。