北京市第十九中2023届高三TOP20三月联考（全国II卷）物理试题

北京市第十九中2023届高三TOP20三月联考（全国II卷）物理试题

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（　　）

A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力

B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定

C．温度越高放射性元素的半衰期越小

D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子

2、如图所示，三条竖直虚线为匀强电场的等势线，实线为一电子仅在电场力的作用下从a点运动到b点的轨迹，下列说法正确的是（　　）

A．a点的电势低于b点的电势

B．电子在a点的动能小于其在b点的动能

C．从a点到b点的过程中，电子的动量变化量方向水平向左

D．从a点到b点的过程中，电子速度变化得越来越慢

3、一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的小物块，如图甲所示，以此时为计时起点t=0，小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图乙所示，图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，v1>v2，已知传送带的速度保持不变，则（     ）

A．小物块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ

B．小物块在0~t1内运动的位移比在t1~t2内运动的位移小

C．0~t2内，传送带对物块做功为

D．0~t2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热量

4、如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（　　）

A．I2<I1，方向垂直纸面向外 B．I2>I1，方向垂直纸面向外

C．I2<I1，方向垂直纸面向里 D．I2>I1，方向垂直纸面向里

5、如图所示，用材料、粗细均相同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的足够长的相同的光滑金属导轨上，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，在相同的水平外力F作用下，三根导线均向右做匀速运动，某一时刻撤去外力F，已知三根导线接入导轨间的长度关系满足lab<lcd<lef，且每根导线与导轨的两个触点之间的距离均相等，则下列说法中正确的是（  ）

A．三根导线匀速运动的速度相同

B．三根导线产生的感应电动势相同

C．匀速运动时，三根导线的热功率相同

D．从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量最大

6、如图所示为单摆的振动图像，根据此振动图像不能确定的物理量是（　　）

A．摆长 B．回复力 C．频率 D．振幅

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，质量相同的小球A、B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A、B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，下列说法正确的是（    ）

A．B球沿墙下滑的过程中，两球及杆组成的系统机械能守恒但动量不守恒

B．B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间，杆对A一直做正功

C．B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间,地面对A的支持力先减小后增大

D．当细杆与水平方向成30°角时，小球A的速度大小为v，可求得杆长为

8、如图所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，则以下说法中正确的是（　　）

A．AB细绳的拉力为G B．CD细绳的拉力为G

C．绳BC与竖直方向的夹角θ=60° D．绳BC与竖直方向的夹角θ=45°

9、如图所示，两个等量异种点电荷、固定在同一条水平线上，电荷量分别为和。是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球，其质量为，电荷量为（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷的正下方点由静止释放，到达点电荷的正下方点时，速度为，为的中点。则（　　）

A．小球从至先做加速运动，后做减速运动

B．小球运动至点时速度为

C．小球最终可能返回至点

D．小球在整个运动过程中的最终速度为

10、在用单摆测定重力加速度的实验中，为了减小测量误差，下列措施正确的有（　　）

A．对于相同半径的木球和铁球，选用铁球

B．单摆的摆角从原来的改变为

C．测量摆球振动周期时，选取最高点作为计时的起、终点位置

D．在测量单摆的周期时，防止出现“圆锥摆”

E.测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

(1)下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：

②把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向且在同一直线上；

③在小滑块上固定一个宽度为的窄遮光片，把滑块放在气垫导轨中间附近，使滑块开始时处于静止状态；

④先______，然后滑块一个向左的初速度，让滑块带动纸带一起向左运动，滑块和发生碰撞，纸带记录滑块碰撞前后的运动情况，纸带左端是滑块碰前运动的记录情况，纸带右端是滑块碰后运动的记录情况。

⑤记录滑块通过光电门时遮光片的遮光时间；

⑥取下纸带，重复步③④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示，测出遮光片宽度，并计算遮光片遮光时间的平均值；

⑦测得滑块的质量为，滑块的质量为。

完善实验步骤④的内容。

(2)已知打点计时器每隔打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为______；两滑块相互作用以后系统的总动量大小为______（保留三位有效数字）。

(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：______。

12．（12分）为了测量一个未知电阻Rx（Rx约为50Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：

A．电源（电源电动势E=4.5V，内阻约0.5Ω）

B．电压表V（量程为0—3V，内阻约3kΩ）

C．电流表A（量程为0—0.06A，内阻约0.3Ω）

D．滑动变阻器R：（0—20Ω）

E.开关及导线若干

（1）请在下面方框内画出实验电路图（______）

（2）连好实物电路后发现电压表损坏了，实验室又提供了一只毫安表mA（（量程为0—30mA，内阻5Ω）和一个电阻箱（0—999.9Ω），要利用这两个仪器改装为3V的电压表，需要将毫安表和电阻箱R1_______联，并将电阻箱的阻值调到_____Ω；

（3）请画出改装后的实验电路图（______）

(4)如果某次测量时毫安表示数为20.0mA，电流表A示数为0.058A，那么所测未知电阻阻值Rx=______Ω（最后一空保留3位有效数字）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，虚线AB、BC、CD将平面直角坐标系四个象限又分成了多个区域。在第一、二象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在第三、四象限中，－2d<y<0区域又分成了三个匀强电场区域，其中在x>d区域有沿x轴负方向的匀强电场；在x<－d区域有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小相等；－d<x<d区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度是另外两个电场强度的2倍。第二、四象限中，y<－2d区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，以速度v0由原点O沿y轴正方向射入磁场。运动轨迹恰好经过B（－d，－2d）、C（d，－2d）两点，第一次回到O点后，进入竖直向上电场区域，不计粒子重力，求：

(1)电场区域内的电场强度大小E；

(2)y<－2d区域内磁场的磁感应强度B2；

(3)由原点O出发开始，到第2次回到O点所用时间。

14．（16分）一列沿x轴负向传播的简谐横波在t=0时刻波的图象如图所示，经0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求：

(1)这列波传播的速度大小；

(2)质点M在1. 2s内，走过的路程．

15．（12分）如图所示，在直角坐标系xOy的第一、四象限内，在边界MN与y轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，边界MN右侧有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为E，MN上P点的坐标为（a，0），MN与x轴正向的夹角θ=45°，一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子从坐标原点沿y轴正向射入磁场，不计粒子的重力，，求：

(1)要使粒子不进入电场，粒子进入磁场的最大速度为多少；

(2)若粒子从P点进入电场，则粒子在电场中运动的时间为多少；

(3)若粒子刚好垂直MN进入电场，且将电场反向，则粒子在电场中运动时经过x轴的位置坐标。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B

【解析】
A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；

B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；

C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；

D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。

故选B。

2、C

【解析】
A．实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向水平向左，则电场线方向水平向右，则点的电势高于点的电势，故A错误；

B．电子所受的电场力方向水平向左，电场力做负功，动能减小，电势能增加，则电子在点的电势能小于其在点的电势能，故B错误；

C．从点到点的过程中，根据动量定理可知电子的动量变化量方向与合外力方向相同，所以电子的动量变化量方向水平向左，故C正确；

D．从点到点的过程中，根据牛顿第二定律可知电子运动的加速度不变，所以电子速度变化不变，故D错误；

故选C。

3、D

【解析】
v-t图象与坐标轴所围成图形的面积等于物体位移大小，根据图示图象比较在两时间段物体位移大小关系；由图看出，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上。0～t1内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，可知物块对传送带做功情况。由于物块能向上运动，则有 μmgcosθ＞mgsinθ．根据动能定理研究0～t2内，传送带对物块做功。根据能量守恒判断可知，物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小。

【详解】

在t1～t2内，物块向上运动，则有 μmgcosθ＞mgsinθ，解得：μ＞tanθ，故A错误。因v1>v2，由图示图象可知，0～t1内图象与坐标轴所形成的三角形面积大于图象在t1～t2内与坐标轴所围成的三角形面积，由此可知，物块在0～t1内运动的位移比在t1～t2内运动的位移大，故B错误；0～t2内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为WG，根据动能定理得：W+WG=mv22-mv12，则传送带对物块做功W≠mv22-mv12，故C错误。0～t2内，物块的重力势能减小、动能也减小，减小的重力势能与动能都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小，即：0～t2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热，故D正确。故选D。

4、B

【解析】
小磁针静止时N极方向平行于纸面向下，说明该处的磁场方向向下，因I1在该处形成的磁场方向向上，则I2在该处形成的磁场方向向下，且大于I1在该处形成的磁场，由安培定则可知I2方向垂直纸面向外且I2>I1。

故选B。

5、D

【解析】
A．当匀速运动时，由可知，三种情况下F、B、L相同，但是R不同，则速度v不同，ef电阻较大，则速度较大，选项A错误；

B．因速度v不同，则由E=BLv可知，三根导线产生的感应电动势不相同，选项B错误；

C．匀速运动时，三根导线的热功率等于外力F的功率，即P=Fv，因v不同，则热功率不相同，选项C错误；

D．撤去F后由动量定理：

而

则

因ef的速度v和质量m都比较大，则从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量q最大，选项D正确；

故选D。

6、B

【解析】
由图可直接看出的物理量有：周期T=2s，振幅A=3cm；由单摆的周期公式：

则频率：

可求出摆长为：

由于不知道摆球的质量，所以无法知道回复力。B正确，ACD错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AD

【解析】
A．B球沿墙下滑的过程中，系统受到的力只有重力做功，所以机械能守恒，但是由于合外力不等于零，所以动量不守恒，故A正确；

BC．初始时刻A球的速度为零，当B球到达水平面时，B的速度向下，此时B球沿着细杆方向的分速度为零，所以此时A球的速度为零，那么在向右端过程中A球必定先加速运动再做减速运动，杆对球A先施加斜向下的推力做正功，此时A对地面压力大于自身重力，后施加斜向上的拉力做负功，此时A对地面压力小于自身重力，故B、C错误；

D．小球A的速度为时，设小球B的速度大小为，则有

解得

两球下滑过程中系统的机械能守恒，则有

联立解得

故D正确；

故选AD。

8、BC

【解析】
AB．对B、C两球整体受力分析，正交分解得

FABcos30°＋FCDcos60°＝2G

FABsin30°＝FCDsin60° 

联立解得

FAB＝G

FCD＝G

选项A错误，B正确；

CD．对C球受力分析，正交分解得 

FBCcosθ＋FCDcos60°＝G

FBCsinθ＝FCDsin60°

联立解得

θ＝60°

选项C正确，D错误。

故选BC。

9、BD

【解析】
A．根据等量异种点电荷的电场线分布，可知，两点电荷连线的中垂面是等势面，电势为0，正点电荷附近电势大于0，负点电荷附近电势小于0，根据对称关系可得

其中

，

所以小球从C到D运动过程中，只有电场力做功，且由于电势降低，所以电势能减小，电场力做正功，小球在做加速运动，所以A错误；

B．小球由C到D，由动能定理得

则由C到O，由动能定理可得

所以B正确；

C．由分析可知

无穷远处电势也是0，小球由O到D加速运动，再由D到无穷远处，电势升高，电势能增加，电场力做负功，小球做减速运动，所有不可能返回O点，所以C错误；

D．小球从O到无穷远处，电场力做功为0，由能量守恒可知，动能变化量也是0，即无穷远处的速度为

所以D正确。

故选BD。

10、ADE

【解析】
A．对于相同半径的木球和铁球，选择铁球可以忽略空气阻力以及悬线的重力，A正确；

B．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过，B错误；

C．为了减小测量周期时的误差，应取摆球通过的最低点作为计时的起、终点位置，C错误；

D．摆球做圆锥摆时周期表达式为

若用

算出重力加速度误差较大，为了减小测量误差，应防止出现“圆锥摆”，D正确；

E．测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长，E正确。

故选ADE。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、先接通打点计时器电源            在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒   

【解析】
（1）[1]为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。

（2）[2]作用前系统的总动量为滑块1的动量，

而

所以

[3]作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时滑块1速度v1为

滑块2速度v2为

以两滑块相互作用以后系统的总动量大小

（3）[4] 分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。

12、    串联    95.0        52.6   

【解析】
（1）[1]由于电流表的内阻远小于待测电阻的阻值，故采用安培表内接法，滑动变阻器采用限流式接法即可，如图所示：

（2）[2] [3]改装成大量程的电压表，需要将电阻与表头串联，其阻值为：

（3）[4]改装之后的电压表内阻为，则此时采用安培表外接法，如图所示：

（4）[5]根据欧姆定律可知，此时待测电阻的阻值为：

。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)；(2)；(3)

【解析】
粒子的运动轨迹如图所示。

(1)在x<-d的电场区域中粒子做类平抛运动，可知

由以上三式可得

(2)由(1)向中各式可解得

粒子在B点的速度         

可得

运动轨迹经过B、C两点，由几何关系可知，粒子在y<-2d的磁场区域内运动的轨道半径为

运动轨迹对应的圆心角=90°

由

可得

(3)由对称性可知，粒子从O点进入电场时的速度大小为v0

在d>x>-d的电场区城内，粒子沿y轴负方向运动的位移

粒子将做往返运动

在两个磁场中的运动周期均为

粒子在磁场中运动总时间为

由原点O出发开始。到第2次到达O点所用的时间

14、（1）5m/s；（2）4m

【解析】
运用波形的平移法研究质点M质点M第一次回到平衡位置时，波传播的距离，根据求解波速，根据数学知识求解波长，从而求出周期，而一个周期内，质点运动的路程为4A；

【详解】

解：(1)根据数学知识得：

由题知：

则波长为：

波沿x轴负方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为：

则波速为：

(2)波沿x轴负方向传播，周期：

则质点M在1.2s内走过的路程：

15、 (1) (2) (3)

【解析】
(1)粒子在磁场中的运动轨迹刚好与MN相切时，粒子运动的速度为不进入电场运动的最大速度，设粒子做圆周运动的半径为r1，根据几何关系有

解得

根据牛顿第二定律有

解得

(2)粒子从P点进入磁场时，粒子在磁场中做圆周运动的半径为

根据牛顿第二定律有

解得

粒子从P点进入电场后，作粒平抛运动，假设粒子使从边界PM上射出电场，设粒子在电场中运动的时间为t1，则

y=v2t1

qE=ma

解得

由于 ，因此y<a，假设成立。

因此粒子在电场中运动的时间

(3)当粒子重直MN进入电场时，粒子在磁场中做圆周运动的半径为a，粒子进入磁场时的速度为

粒子出磁场时的位置离x轴的距离为

粒子进电场时，垂直于电场方向的速度大小为

平行于电场方向的速度大小

粒子从进电场到经过x轴时所用的时间为

沿电场方向运动的位移

则经过x轴坐标为