2023北京丰台区高三二模物理试题含解析

北京市丰台区2022~2023学年度第二学期综合练习（二）

高三物理

本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第一部分

本分共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. 卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（　　）

A. 原子的核式结构模型

B. 电子是原子的组成部分

C. 原子核由质子和中子组成

D. 电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量

2. 如图，固定在铁架台上的烧瓶，通过橡胶塞连接一根水平玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，关于烧瓶内的气体，下列说法正确的是（　　）

A. 气体的压强变小 B. 气体的体积变小

C. 气体对外界做功 D. 气体的内能减小

3. 如图所示，一束光沿AO方向从玻璃射向空气，折射光线沿OB方向。下列说法正确的是（　　）

A. 这束光从玻璃进入空气后波长会增大

B. 这束光从玻璃进入空气后频率会减小

C. 这束光在玻璃中的传播速度大于在空气中的传播速度

D. 若这束光沿BO方向从空气射向玻璃，可能会发生全反射现象

4. 如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A. 大小都等于水桶重力的一半

B. 与竖直方向的夹角相等

C. 减小与的夹角，大小不变

D. 减小与的夹角，的合力变大

5. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时的波形如图甲所示，L、M、N是波上的三个质点，图乙是其中一个质点在此后一段时间内的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 时，质点M沿y轴正方向运动

B. 时，质点M的加速度比质点N的小

C. 图乙是质点N的振动图像

D. 质点L和质点N的相位总是相同

6. 某正弦式交变电流随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 此交变电流的有效值为

B. 时，线圈位于中性面

C. 时，穿过线圈磁通量最大

D. 时，穿过线圈的磁通量变化率最大

7. 如图所示，地球绕太阳的运动可看作匀速圆周运动。已知地球质量为m，地球的轨道半径为r，公转周期为T，太阳质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A. 根据以上信息，可以计算出地球表面的重力加速度

B. 根据以上信息，可以计算出地球的第一宇宙速度

C. 与M无关

D. 对应物理量的单位与动能的单位相同

8. 某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是（　　）

A. 闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转

B. 闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转

C. 断开S瞬间，电流表指针不发生偏转

D. 断开S瞬间，电流表指针向右偏转

9. 质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理如图所示。氖元素的两种同位素粒子a、b质量不同、电荷量相同。a、b两种粒子从容器A下方的小孔，飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场。a、b两种粒子分别打到照相底片D上的M和N处，关于a、b两种粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 两种粒子的动能不相同

B. a粒子的速度大于b粒子的速度

C. a粒子受到的洛伦兹力大于b粒子受到的洛伦兹力

D. a粒子的运动时间大于b粒子的运动时间

10. 如图所示，地面附近空间有水平向右的匀强电场，一带电微粒以初速度v0从M点进入电场，沿直线运动到N点，不考虑地磁场的影响。下列说法正确的是（　　）

A 该微粒带正电

B. 该微粒做匀速直线运动

C. 只增大初速度，微粒仍沿直线MN运动

D. 从M至N过程中，该微粒电势能减小，动能增加

11. 如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A. 甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒

B. 乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度

C. 减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功

D. 减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量

12. 如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑列变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（　　）

A. 仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转

B. 仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转

C. 仅将滑片P向a端移动，微安表示数变大

D. 仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变大

13. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B到C过程中的加速度一位移图像如图乙所示，重力加速度为g。在小球从B运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球在B点时的速度最大

B. 小球在C点时所受的弹力大于

C. 图像与x轴所包围的两部分面积大小相等

D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大

14. 两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据上述材料，下列说法正确的是（　　）

A. 被航天器撞击后，双星系统的运动周期变大

B. 被航天器撞击后，两个小行星中心连线的距离增大

C. 被航天器撞击后，双星系统的引力势能减小

D. 小行星质量越大，其运动的轨道越容易被改变

本部分共6题，共58分。

15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：用游标卡尺测金属小球的直径，示数如图所示，该小球的直径为______mm。

16. 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，做出光路图如图所示。光线与玻璃砖表面和分别交于O点和P点，他以O点为圆心、线段OP长度为半径做圆，该圆与入射光线交于A点。过A点和P点做法线的垂线，垂足分别为B点和Q点。则该玻璃砖的折射率为（　　）

A.  B.

C.  D.

17. 某同学利用如图甲所示装置测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在水平的长木板上。水平向左拉动木板，物块相对实验台静止，记录下传感器的示数F。在物块上放置数量不同的砝码，改变物块和砝码的总质量m，得到多组数据，做出图像如图乙所示。已知直线的斜率为k，重力加速度为g。

（1）水平向左拉动木板，在物块相对实验台静止的过程中，下列说法正确的是___________。

A．物块受到的是静摩擦力

B．物块受到的是滑动摩擦力

C．实验时可以加速拉动木板

D．传感器测量的就是物块所受的摩擦力

（2）物块和长木板之间的动摩擦因数___________（用k和g表示）。

18. 某物理兴趣小组的同学在实验室测量不同电源的电动势和内阻。

（1）甲同学所测电源的电动势约为，内阻约为。

①甲同学在实验过程中，可选择的器材有：

A．电流表（量程为，内阻约为）；

B．电压表（量程为，内组为为）；

C．滑动变阻器（最大阻值为）；

D．滑动变阻器（最大阻值为）。

本实验中，滑动变阻器应先用___________（选填“C”或“D”）。

②甲同学用图1所示的电路进行测量，请将图2中的实物电路补充完整_________。

（2）乙同学用电阻箱和电压表测量水果电池的电动势和内阻，电路如图3所示。闭合开关S后，调节电阻箱得到多组实验数据，由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算得到通过电阻箱的电流，如下表所示。坐标纸上已经描好了5组数据点，请将第4组数据描在坐标纸上，并在图4中作出图像___________。根据图像得出该水果电池的内阻___________。

（3）实验小组的同学在分析实验误差时，认为由于电表内阻的影响，导致电压表和电流表的测量值可能与“路端电压”和“流过电源的电流”存在偏差。下列分析正确的是______

A．图1中电压表的测量值偏大

B．图1中电流表的测量值偏小

C．图3中电压表的测量值偏大

D．图3中计算出的电流值比“流过电源的电流”小

19. 如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿水平面从A点加速运动至B点，A、B两点间的距离为l。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。在物体从A点运动到B点的过程中，求：

（1）物体的加速度大小a；

（2）恒力F对物体做的功W；

（3）此过程中物体速度由变化到，请根据牛顿第二定律和运动学公式，推导合力对物体做的功与物体动能变化的关系。

20. 如图所示，两根间距为的平行金属导轨在同一水平面内，质量为的金属杆b垂直放在导轨上。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与金属杆垂直且与导轨平面成角斜向上。闭合开关S，当电路电流为时，金属杆ab处于静止状态，重力加速度为。求：

（1）金属杆ab受到的安培力大小；

（2）导轨对金属杆ab的支持力大小；

（3）滑动变阻器的滑片P向右移动，金属杆ab受到的支持力减小，金属杆ab仍保持静止。某同学认为：由于金属杆ab受到的支持力减小，所以它受到的摩擦力减小。你是否同意该同学的说法，请分析说明。

21. 如图所示，真空中A、B两点分别固定电荷量均为的两个点电荷，O为A、B连线的中点，C为A、B连线中垂线上的一点，C点与A点的距离为，AC与AB的夹角为，中垂线上距离A点为的点的电势为（以无穷远处为零电势点）。一个质量为的点电荷（其电荷量远小于Q），以某一速度经过C点，不计点电荷的重力，静电力常量为。

（1）画出C点的电场强度方向；

（2）若经过C点的点电荷的电荷量为，速度方向由C指向O，要让此点电荷能够到达O点，求其在C点的速度最小值；

（3）若经过C点的点电荷的电荷量为，要让此点电荷能够做过C点的匀速圆周运动，求其在C点的速度的大小和方向。

22. 物理源自生活，生活中处处有物理。

清洗玻璃杯外表面时，水流与玻璃杯表面的粘滞力会影响水流下落的速度，并使水流沿着玻璃杯的外表面流动，如图所示。已知该水龙头水流的流量为Q（单位时间内流出水的体积），水龙头内径为D。

（1）求水流出水龙头的速度；

（2）现用该水龙头清洗水平放置的圆柱形玻璃杯，柱状水流离开水龙头，下落高度为h，与玻璃杯横截面圆心O处于同一水平面时，开始贴着玻璃杯外表面流动，经过一段时间后达到如图所示的稳定状态。水流经过玻璃杯的最低点A时，垂直于速度方向的横截面可认为是宽度为d的矩形。水流在A点沿水平方向离开玻璃杯，落至水池底部B点，落点B到A点正下方C点的距离为x，AC竖直高度为H（H远大于玻璃杯表面水流厚度）。已知水池底面为水平面，不考虑空气阻力的影响，且认为下落过程水不散开，水的密度为，玻璃杯的外半径为R，重力加速度为g，求：

a.水流在A点还未离开玻璃杯时，竖直方向上单位面积受到的合力大小F；

b.达到稳定状态后，t时间内玻璃杯对水流的作用力所做的功W。