北京丰台区北京第十二中学2023年高三下学期线上模拟考试（2）物理试题

北京丰台区北京第十二中学2023年高三下学期线上模拟考试（2）物理试题

考生须知：

1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布，使其他星球在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上并指向箭头方向．则描述该引力场的引力场线分布图是(　　)

A． B．

C． D．

2、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，A、V均为理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，R是定值电阻，L是灯泡，Rt是热敏电阻（电阻随温度升高而减小）。以下说法正确的是（　　）

A．交变电流的频率为100Hz

B．电压表的示数为10V

C．当温度升高时，灯泡L变亮

D．当温度降低时，理想变压器输入功率增大

3、在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，整个系统置于方向水平的匀强电场中。若三个小球均处于静止状态，则c球的带电量为（　　）

A．+q  B．-q  C．+2q D．-2q

4、下列说法正确的是（　　）

A．金属发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

B．重核裂变（）释放出能量，的结合能比的大

C．8 g经22.8天后有7.875 g衰变成，则的半衰期为3.8天

D．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长

5、心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈。则（　　）

A．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，扬声器的功率变大

B．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，原线圈电流I1变小

C．若保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器获得的功率增大

D．若保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流I2增大

6、如图所示，一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动，某同学用画笔在白板上画线，画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速，后匀减速直到停止．取水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则画笔在白板上画出的轨迹可能为(　　)

A． B． C． D．

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、固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。点为圆心，为直径的垂线。足够大的光屏紧靠玻璃砖右侧且垂直于。由、两种单色光组成的一束光沿半径方向射向点，入射光线与夹角较小时，光屏出现三个光斑。逐渐增大角，当时，光屏区域光的光斑消失，继续增大角，当时，光屏区域光的光斑消失，则________。

A．玻璃砖对光的折射率比对光的小

B．光在玻璃砖中的传播速度比光速小

C．光屏上出现三个光斑时，区域光的光斑离点更近

D．时，光屏上只有1个光斑

E.时，光屏上只有1个光斑

8、如图所示。在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（　　）

A．粒子c带正电，粒子a、b带负电

B．射入磁场时粒子c的速率最小

C．粒子a在磁场中运动的时间最长

D．若匀强磁场磁感应强度增大，其它条件不变，则a粒子运动时间不变

9、如图所示，下雨天，足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒，设他的支撑脚对地面的作用力为F，方向与竖直方向的夹角为θ，鞋底与球场间的动摩擦因数为μ，下面对该过程的分析正确的是（  ）

A．下雨天，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力增大

B．奔跑步幅越大，越容易滑倒

C．当μ<tanθ时，容易滑倒

D．当μ>tanθ时，容易滑倒

10、如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧的速度为6m/s，接着A球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径，，下列说法正确的是

A．弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量

B．A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s

C．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s

D．若半圆轨道半径改为0.9m，则A球不能到达Q点

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）某实验小组利用如下器材设计电路先测量未知电阻阻值，再测量电源的电动势及内阻。实验电路图如甲图所示，实验室提供的器材有：

电源E（电动势约4.5V，内阻为r）

电流表A1（量程0～15mA，内阻为r1=10Ω）

电流表A2（量程0～100mA，内阻为r2=1.5Ω）

定值电阻R1（阻值R1=90Ω）

定值电阻R2（阻值R2=190Ω）

滑动变阻器R3（阻值范围0～30Ω）

电阻箱R4（阻值范围0～99.99Ω）

待测电阻Rx（电阻约55Ω）

开关S，导线若干

（1）图甲中电阻A应选____，电阻B应选___（填符号）；

（2）实验小组通过处理实验数据，作出了两电流表示数之间的关系，如图乙所示，则待测电阻电阻Rx的阻值为____；

（3）测电源电动势和内阻时，某实验小组通过处理实验数据，作出了电阻B阻值R与电流表A2电流倒数之间的关系，如图丙所示，则待测电源的电动势为____，内阻为____（结果保留两位有效数字）。

12．（12分）某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．

（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M ________（填“需要”、“不需要”）远大于砂和砂桶的总质量m．

（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，sAD=_________cm．已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度 v =_________m/s（保留两位有效数字）．

（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk—W关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线（实线）应该是____________．

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BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器．水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝1m，木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1，小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1．另有一个质量m1＝1kg的小滑块P1，从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短．（不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s1，cos53°＝0.6）．求：

（1）求小滑块P1经过C处时的速度大小；

（1）求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？

（3）假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系．

14．（16分）一半径为R的半圆柱玻璃体，上方有平行截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成45°的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上，打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以匀速向右运动。已知该激光对玻璃的折射率为，光在空气中的传播速度大小为c。求：

(1)该激光在玻璃中传播的速度大小；

(2)从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少？（忽略光在AB面上的反射）

15．（12分）如图所示，xOy为竖直面内的直角坐标系，在y轴两侧存在电场强度大小相等的匀强电场，y轴右侧电场方向竖直向下，y轴左侧电场方向竖直向上。y轴左侧还存在一个方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出），磁场边界与y轴相切于O点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，用长为l、不可伸长的绝缘细线悬挂在P点的钉子上，P点与坐标原点O的距离亦为l。将小球拉至细线绷直且与y轴负方向成60°角无初速释放，小球摆至O点即将进入磁场时细线恰好断裂。最终小球刚好击中P点的钉子，此时速度方向与y轴正方向成30°角。已知细线能承受的最大张力Fm=4mg，小球可视为质点，重力加速度为g，不计阻力。求：

（1）电场强度的大小；

（2）磁感应强度的大小和磁场区域的面积；

（3）小球在x＜0区域运动的时间。（结果用m、q、l、g表示）

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】
根据题意，其他星球受到中心天体的引力指向中心天体，所以引力场线应该终止于中心天体，故AD错误；其他星球在该引力场中每一点的场力应该等于两星球单独存在时场力的矢量和，所以除了两星球连线上其他各处的合力并不指向这两个星球，所以引力场线应该是曲线，故C错误，B正确。

故选B。

2、B

【解析】
A．交变电流的周期T=0.02s，则频率为，选项A错误；

B．变压器原线圈电压有效值为U1，则

解得

U1=110V

则

选项B正确；

C．当温度升高时，Rt阻值减小，则次级电阻减小，因次级电压不变，则次级电流变大，电阻R上电压变大，则灯泡L电压减小，则灯泡L变暗，选项C错误；

D．当温度降低时，Rt阻值变大，则次级电阻变大，因次级电压不变，则次级电流变小，则理想变压器次级功率减小，则输入功率减小，选项D错误。

故选B。

3、D

【解析】

a、b带正电，要使a、b都静止，c必须带负电，否则匀强电场对a、b的电场力相同，而其他两个电荷对a和b的合力方向不同，两个电荷不可能同时平衡，设c电荷带电量大小为Q，以a电荷为研究对象受力分析，根据平衡条件得c、b对a的合力与匀强电场对a的力等值反向，即为：

=×cos

所以C球的带电量为-2q

A．+q与分析不符，故A错误；

B．-q与分析不符，故B错误；

C．+2q与分析不符，故C错误；

D．-2q与分析不符，故D正确。

4、C

【解析】
A．根据爱因斯坦光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故A项错误；

B．重核裂变过程释放出能量，组成原子核的核子越多，它的结合能越大，故B项错误；

C．根据衰变规律得

由题意知

t=22.8天

解得，故C项正确;

D．根据可知，入射光的能量与波长成反比，氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，则氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故D项错误。

故选C。

5、B

【解析】
AB．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，根据变压器原副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压U2减小，则扬声器的功率变小；次级电流减小，则初级电流I1也减小，选项A错误，B正确；

CD．若保持U1不变，则次级电压U2不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，则R电阻变大，次级电流I2减小，则扬声器获得的功率减小，选项CD错误。

故选B。

6、D

【解析】
找出画笔竖直方向和水平方向的运动规律，然后利用运动的合成与分解进行求解即可；

【详解】

由题可知，画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动，水平方向先向右做匀加速运动，根据运动的合成和分解可知此时画笔做曲线运动，由于合力向右，则曲线向右弯曲，然后水平方向向右减速运动，同理可知轨迹仍为曲线运动，由于合力向左，则曲线向左弯曲，故选项D正确，ABC错误。

【点睛】

本题考查的是运动的合成与分解，同时注意曲线运动的条件，质点合力的方向大约指向曲线的凹侧。

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、BCE

【解析】
A．根据题干描述“当θ=α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失”，说明A光先发生了全反射，A光的临界角小于B光的临界角，而发生全反射的临界角C满足：，可知玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，故A错误；

B．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，由知，A光在玻璃砖中传播速度比B光的小。故B正确；

C．由玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，即A光偏折大，所以NQ区域A光的光斑离N点更近，故C正确；

D．当α＜θ＜β 时，B光尚未发生全反射现象，故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含NP侧的反射光斑（A、B重合）以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑。故D错误；

E．当时，A、B两光均发生了全反射，故仅能看到NP侧的反射光斑（A、B重合）。故E正确。
故选BCE。

8、AC

【解析】
A．带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转，根据左手定则可知粒子c带正电，粒子a、b带负电，A正确；

B．洛伦兹力提供向心力

解得

根据几何关系可知粒子运动的半径最小，所以粒子的速率最小，B错误；

C．粒子在磁场中运动的周期为

粒子在磁场中轨迹对应的圆心角最大，大小为，所以粒子在磁场中运动的时间最长，为半个周期，C正确；

D．洛伦兹力提供向心力

解得粒子运动半径

磁感应强度增大，可知粒子运动的半径减小，所以粒子运动的圆心角仍然为，结合上述可知粒子运动的周期改变，所以粒子运动的时间改变，D错误。

故选AC。

9、BC

【解析】
A．下雨天，地面变光滑，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力减小，故A错误；

B．将力F分解，脚对地面的压力为Fcosθ，奔跑幅度越大，夹角θ越大，则压力越小，最大静摩擦力越小，人越容易滑倒，故B正确；

CD．当

Fsinθ＞μFcosθ

时人容易滑倒，此时

μ＜tanθ

故C正确，D错误。

故选BC。

10、BCD

【解析】
弹簧弹开两小球的过程，弹力相等，作用时间相同，根据冲量定义可知，弹力对A的冲量大小等于B的冲量大小，故A错误；由动量守恒定律，解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为，故B正确；设A球运动到Q点时速率为v，对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律可得，解得：v=4m/s，根据动量定理，即A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s，故C正确；若半圆轨道半径改为0.9m，小球到达Q点的临界速度，对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律，解得，小于小球到达Q点的临界速度，则A球不能达到Q点，故D正确。

故选BCD。

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、        50    4.2    0.50   

【解析】
(1)[1][2]．因待测电源的电动势为4.5V，则电流表A1与电阻R2串联，相当于量程为的电压表，可知图甲中电阻A应选R2；电阻B应选阻值能改变且能够读数的电阻箱R4；

(2)[3]．由图可知，当I1=12mA时I2=60mA，可得

(3)[4][5]．由电路图可知，电流表A1，电阻A以及Rx三部分的等效电阻为R′=40Ω，由闭合电路的欧姆定律

即

由图像可知

解得

r=0.5Ω

12、需要    2.10    0.50    D   

【解析】

(1) 为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力，即小车质量M需要远大于砂和砂桶的总质量m．

(2)由图得

打点计时器在打D点时纸带的速度

(3)理论线，实验线，则随着功的增大，两线间距变大．故D项正确．

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、（2）7m/s（2）3.6m，2m（3）Q= 或 Q=4m2

【解析】
(2)根据牛顿第三定律可知小块P2滑到C处受到的支持力F=N，由牛顿第二定律得：

代入数据解得：

(2)设P2在B处的速度为vB，从B到C的过程中，由动能定理得：

其中：

代入数据解得：

因为小滑块恰好能够沿切线无碰撞的从B点进入圆弧轨道，可知平抛的初速度为：

在B点时竖直方向的速度为：

则从A到B的时间为：

所以AC之间的水平距离为：

AC之间的竖直距离为：

(3)P2与木板发生弹性碰撞，假设碰后小滑块P2的速度为v2、木板速度为v2，由动量守恒定律和机械能守恒可知：

代入数据联立解得：，

木板获得速度之后，和上面的小滑块P2之间相对滑动，假设最终和木板之间相对静止，两者的共同速度为v共，小滑块P2在模板上相对滑动了x，由动量守恒和能抗守恒可知：

联立解得：

.

当时，.

若，则，滑块不会从模板上掉落，小滑块P2与木板间产生的热量为：

若，则，滑块会从木板上掉落，小滑块P2与木板间的摩擦产生的热量为：

答：(2)小滑块P2经过C处时的速度大小；

(2)位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是3.6m和2m；

(3)热量Q与小滑块P2的质量m2之间的关系为Q= 或 Q=4m2．

14、 (1)；(2)

【解析】(1) 由得激光在玻璃中的传播速度为：

(2)从玻璃射向空气，发生全反射的临界角

，

设激光射到M、N点正好处于临界情况，从M到N点的过程，侧面有激光射出

由正弦定理得：

得：

同理：

得：

【点睛】解决本题的关键作出光路图，确定出临界情况，结合几何关系和折射定律进行求解.

15、 (1) ；(2) ，；(3)

【解析】
（1）设小球从静止释放运动到O点时的速率为v0，由动能定理得

在O处细线恰好断裂，由牛顿第二定律得

而

Fm=4mg

联立解得

，

（2）由前面分析可知小球在O处进入磁场后，重力与电场力恰好平衡，粒子做匀速圆周运动。出磁场后做匀速直线运动到达P处。粒子运动轨迹如图所示

O1、O2分别为轨迹圆心、磁场圆心，设r、R分别为轨迹圆、磁场圆的半径，根据几何关系有

解得

由牛顿第二定律得

解得

方向垂直于纸面向外；由几何关系可知

，

解得

（3）小球在磁场中运动轨迹所对的圆心角为，所用的时间

出磁场后匀速直线运动，所用时间

故小球在x<0区域运动的时间