2023北京顺义区高三下学期二模物理试题无答案

顺义区2023届高三第二次统练

物理试卷

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.下列核反应方程正确的是

  A.               B.

  C.               D.

2.如图所示，一束复色光通过三棱镜后形成a、b两束单色光，下列说法正确的是

A．光束a的光子能量大于光束b的光子能量

B．在真空中光束a的波长小于光束b的波长

C．三棱镜对光束a的折射率大于对光束b的折射率

D．在三棱镜中光束a的传播速度大于光束b的传播速度

3.如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，沿图示路径先后到达状态B和C后回到状态A，其中BA的延长线通过坐标原点，BC和AC分别与T轴和V轴平行。下列说法正确的是

A. 从A到B，气体压强减小
B. 从B到C，气体压强不变
C. 从A到B，气体分子的平均动能增加
D. 从C到A，气体分子的平均动能增加

4.如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，发电机的输出电压随时间的变化规律为u =10cos20t (V)。下列说法正确的是

A．此交流电的频率为10Hz

B．此交流电的电压的有效值为10V

C．当线圈平面转到中性面时磁通量为零

D．当线圈平面转到中性面时产生的电动势为10V

5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s，某时刻的波形如图所示。下列说法正确的是

A. 该波的波长为10m 

B. 该波的波速为50m/s

C. 此时刻质点P向y轴负方向运动    

D. 此时刻质点Q向y轴负方向运动

6.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨ab、cd上以速度v向右匀速滑动，ac间连接一电阻R，MN中产生的感应电动势为E1；若金属杆的速度大小变为4v，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为

A．a→c，1∶4     B．c→a，4∶1    C．a→c，4∶1     D．c→a，1∶4

7. 连接如图所示的电路，闭合电键S后，从a向b移动滑动变阻器R的滑片，发现“小灯泡一直不发光，电压表的示数逐渐增大”，电路的故障可能为

A. 小灯泡短路 B. 小灯泡断路 

C. 电流表断路 D. 滑动变阻器短路

8.如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，他们的运动轨迹如图所示。设带电粒子a、b的速率分别为va、vb，在磁场中运动的时间分别为ta、tb。不计带电粒子间的相互作用和所受重力。下列判断正确的是
     A. va＜vb     ta＜tb     B. va＞vb     ta＞tb    

C. va＞vb     ta＜tb D. va＜vb     ta＞tb

 9. 如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上从静止开始以加速度a向前运动位移为x的过程中，若货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是

A. 石块B周围的物体对它的作用力的合力大小为mg

B. 石块B周围的物体对它的作用力的合力做功为mgx

C. 石块B周围的物体对它的作用力的合力大小为

D. 石块B周围的物体对它的作用力的合力冲量大小为m

10. 一滑块从固定光滑斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑的过程中，滑块的动能Ek、势能EP与运动时间t、位移x之间的关系图像如图所示，以地面为零势能面，其中正确的是

11. 如图所示为氢原子的能级示意图，大量处于n=4激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射能量。下列说法正确的是

     A. 该过程会辐射出4种频率不同的光
     B. 从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子动量最小    

C. 从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光最容易发生衍射现象
     D. 从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光照射逸出功为2.25eV的金属钾，产生的光电子最大初动能为10.50eV

12. 一宇航员到达半径为R、密度分布均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示。在最低点给小球一瞬时冲量，使其绕O点在竖直平面内做圆周运动，测得绳的拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，测得拉力的最大值和最小值分别为F1、F2，且F1=4F2。若引力常量为G，球形体积，不考虑星球自转。下列说法正确的是

A. 该星球的密度为　

B. 小球通过最高点时的速度为0
C. 该星球表面的重力加速度为

D. 该星球的第一宇宙速度为

13. 如图所示，用两根长度相同的轻质细线，在同一高度的和点分别悬挂两个大小相同的弹性小球m1、m2。将小球m1拉至细线呈水平且与O点等高处无初速度释放，摆下后和静止的小球m2发生弹性正碰。下列说法正确的是

A.  m2上升到最高点时的速度一定为零

B. 若m1与m2的质量相等，则碰撞后两球一起向左摆动

C. 若m1的质量小于m2的质量，m1被反弹后能够回到原来高度

D. 若m1的质量远远大于m2的质量，碰后m2能够在竖直平面内通过最高点完成圆周运动

14. 光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是

A．单位时间内阳极接收到的电子个数与入射光的强度无关

B．单位时间内阳极接收到的电子个数与入射光的频率有关

C．单位时间内阳极接收到的电子能量与倍增电极间的电压有关

D. 光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上都发生了光电效应

第二部分

本部分共 6 题，共 58 分。

15. ( 8分 )

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：

（1）某同学分别用螺旋测微器测量某根金属丝的直径，测量结果如图1所示，读数为________mm；用多用电表测量某未知电阻的阻值，选择欧姆“×10”挡位，测量结果如图2所示，读数为________Ω。

（2）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。纸带的其中一部分如图所示，A、B、C为纸带上标出的3个连续计数点，通过测量得到O、A间距离为h1，O、B间距离为h2，O、C间距离为h3，相邻计数点间的时间间隔为T。则打下B点时，重锤下落的速度=                     

（3）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在力传感器上的O点。将小球拉至细线呈水平且与O点等高处无初速度释放。若力传感器显示拉力的最大值为F，小球质量为m，重力加速度为g，当约为________时，可说明小球摆下过程中机械能守恒。

16. （10分）

（1）用如图所示的测量电路测量Rx的阻值时，由于电流表的分压作用，电阻Rx的测量值____电阻Rx的真实值（选填“大于”“小于”或“等于”） 。
                       
  （2）将一块满偏电流为1mA、内阻为100Ω的电流表改装成量程为0~3V的电压表，需要     （选填“串联”或“并联”）一个阻值为              Ω的电阻。
   （3）测量阻值约为20Ω的电阻Rx ，实验室提供了以下器材：

A．电源E(电动势3V，内阻不计)                B．电流表A1(量程150mA、内阻r1约10Ω)

C．电流表A2(量程1mA，内阻r2=100Ω)      D．电阻箱R0

E. 滑动变阻器R(最大阻值5Ω)                F. 开关S及导线若干

a.请在答题卡上补画如图所示虚线框内的电路原理图(需标出器材符号)。

b.用I1表示电流表A1的示数、I2表示电流表A2的示数，推导Rx的表达式（用I1 、I2 、R0和r2表示）Rx=              

17. （9 分）

如图所示，物块A从光滑轨道上某一位置由静止释放，沿着轨道下滑后与静止在轨道水平段末端的物块B发生碰撞（轨道转弯处为光滑圆弧，物块A在圆弧处无能量损失），碰后两物块粘在一起沿水平方向飞出。已知物块A、B的质量均为，物块A的释放点距离轨道末端的高度，轨道末端距离水平地面的高度，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）两物块碰撞之前瞬间物块A的速度大小v1；

（2）两物块碰后粘在一起的速度大小v2；

（3）两物块落地点到轨道末端的水平距离x。

18. （9 分）

如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，沿右侧两平行正对的极板中心轴线射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，为荧光屏的中心点。已知电子质量为m、电荷量为e、加速电场所加的电压为U0、偏转电场所加的电压为U、水平极板的长度为L1、上下两板间距离为d、两极板的右端到荧光屏的距离为（不计电子所受重力）。求：

（1）电子经加速电场加速后的速度大小v；

（2）为确保电子能从偏转电场射出，偏转电压U和加速电压U0的比值应满足的关系；

（3）电子打在荧光屏上的P点到点的距离h。

19. （10 分）

建立物理模型对实际问题进行分析，是重要的科学思维方法。

（1）假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为ρ的球体，已知地球的半径为R,引力常量为G，球体的体积公式为,不考虑地球自转的影响，试推导第一宇宙速度v的表达式；

（2）我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是，但是在某些特殊情况下，非质点之间的万有引力的计算及其应用，我们利用下面两个已经被严格证明是正确的结论，可以有效地解决问题。

a.质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。如图1所示，质点m0放置在质量分布均匀的大球壳M0(球壳的厚度也均匀)的空腔之内,那么m0受到M0的引力为零。

b.若质点m放置在质量分布均匀的大球体M之外()，那么它们之间的万有引力为，式中的r为质点m到球心之间的距离；为大球体的半径。

利用以上两个结论和（1）中的已知条件，求距离地心为d（d＜R）处，质量为m的质点所受引力的大小Fd；

（3）如图2所示，假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球南北两极的小洞，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动，假设小球只受地球引力的作用，以地心为原点，向北为正方向建立x轴，在图3中画出小球所受引力F随x（-R≤x≤R）变化的图像，求出小球在洞内运动过程中的最大速度vm，并说明小球做什么运动。

20. （12 分）

电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生电动势和感生电动势两种。

（1）如图1所示，一根长为L=0.4m的导体棒在磁感应强度B=2.0T的匀强磁场中绕其一端以角速度ω=10rad/s垂直于磁场的平面内匀速转动，求ab两端产生的感应电动势E；

 

（2）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。简要说明：导体棒匀速转动时产生电动势的非静电力是什么力？是如何实现能量转化的？

（3）如图2甲所示，在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图2乙所示。依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。

a．请推导半径r（r＞R）对应圆周所在处的感生电场强度E的大小；并在图3所示的坐标系中画出感生电场强度E随半径r变化的图像。

b．电子感应加速器是感生电场存在的直接证据。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图4所示（甲为侧视图，乙为真空室俯视图）。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场。设被加速的电子被“约束”在半径为r的圆周上运动，圆周区域内的平均磁感应强度为，电子轨道处的磁感应强度为。求：为维持电子在恒定轨道上加速，电子轨道处的磁感应强度与轨道内平均磁感应强度的比值。