北京市海淀区教师进修学校附属实验学校2023-2024学年高三一模模拟物理试题（原卷版+解析版）

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考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。
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. 将一只踩扁的乒乓球放到热水中，乒乓球会恢复原形，则在乒乓球恢复原形的过程中，球内气体（ ）
A. 吸收的热量等于其增加的内能B. 压强变大，分子平均动能变大
C. 吸收的热量小于其增加的内能D. 对外做的功大于其吸收的热量
2. 下列说法中正确是（ ）
A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B. 肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象
C. 用光导纤维传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象
D. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
3. 江苏田湾核电站是世界上第三代核电站，效率更高、安全性更好，其中一种核反应方程为：，则（ ）
A. X为中子，B. X为中子，
C. X为质子，D. X为质子，
4. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 某同学探究自感现象时设计的实验电路如图所示。A，B为两完全相同的灯泡，电感线圈L的自感系数很大，直流电阻为灯泡电阻的一半，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合瞬间，B先亮，A后亮，最终A、B一样亮
B. 开关S闭合瞬间，A、B先同时亮，B然后变暗一些，A变得更亮
C. 开关S断开瞬间，A、B立即同时熄灭
D. 开关S断开瞬间，B立即熄灭，A先变得更亮再逐渐熄灭
6. 如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连，在M上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是（ ）
A. 地面光滑时，绳子拉力的大小为
B. 地面不光滑时，绳子拉力大于
C. 地面不光滑时，绳子拉力小于
D. 地面光滑时，绳子拉力小于
7. 有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1．L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R消耗的电功率增大
B. 灯L1、L2都能正常发光
C. 原线圈输入功率减小
D. 原副线圈的电流比减小
8. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球（ ）
A. 速度先增大后减小
B. 受到的库仑力先做负功后做正功
C. 受到的库仑力最大值为
D. 管壁对小球弹力最大值为
9. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有磁感应强度大小为B方向垂直水平面向下，宽度为的平行边界匀强磁场，一个质量为m，边长为L的正方形导体线框，在磁场边界以初速度进入磁场，恰好穿出磁场，关于线框的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 线框在整个运动过程中一直做减速运动
B. 线框入场、出场过程中，所受安培力方向相反
C. 无法计算出线框整个运动过程中产生的焦耳热
D. 线框入场、出场过程中，通过线框导体横截面的电荷量大小相同
10. 如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一个小球，小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕O点以角速度做匀速圆周运动。已知杆长为L，小球的质量为m，重力加速度为g，A、B两点与O点在同一水平直线上，C、D分别为圆周的最高点和最低点，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在运动过程中向心加速度不变
B. 小球运动到最高点C时，杆对小球的作用力为支持力
C. 小球运动到A点时，杆对小球作用力为
D. 小球在D点与C点相比，杆对小球的作用力的大小差值一定为
11. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面向右做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在物体移动时间为t的过程中（ ）

A. 摩擦力冲量的大小与F方向无关B. 合力冲量的大小与F方向有关
C. F为水平方向时，F冲量为μmgtD. F水平方向冲量的最小值为mat
12. 2022年10月，我国发射的“夸父一号”太阳探测卫星成功进入距地面高度为720km、周期约为100分钟的太阳同步晨昏轨道，如图所示。所谓太阳同步晨昏轨道，从宇宙中看，卫星围绕地球在两极上空飞行（看作匀速圆周运动）且跟随着地球绕太阳公转，同时轨道平面围绕太阳转动，且保持这个面一直朝向太阳，可实现全天候对太阳磁场、太阳耀斑等进行观测。下列说法正确的是（ ）
A. “夸父一号”每绕地球1周，地球自转25°
B. “夸父一号”绕地球运动的向心加速度大于地球表面重力加速度
C. “夸父一号”绕垂直于地球自转轴旋转
D. “夸父一号”的发射速度大于
13. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后粒子恰沿中心轴线从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为+q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子质量为
B. 管道内等效电流为
C. 粒子在管道中的运动时间为
D. 粒子束对管道的平均作用力大小为
14. 北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A. 同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B. 用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C. 蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D. 尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
第二部分
本部分共6题，共58分
15. 图甲所示为某种多用电表内部电路图，图乙为其刻度盘。表头的满偏电流，多用电表选择开关S接1、2时，分别为量程为、的电流表；选择开关S接3、4时，分别为倍率为“”、“”的欧姆表。
某同学用该表测量某定值电阻的阻值，选择不同的倍率时指针位置分别如乙图中的a、b所示，则该电阻阻值为______。
16. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距的双缝片。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝片间的距离。接通电源使光源正常工作。
测量时，使测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹的中心对齐（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1.250cm。然后转动测量头。使分划板中心刻线与第4条亮纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数，图丙中游标卡尺的示数为______cm；所测光波的波长为______m（波长计算保留两位有效数字）。
17. “验证机械能守恒定律”实验的装置如图1所示。
（1）下列实验操作正确的是________；
A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向
B．将电磁打点计时器接到220V交流电源上
C．选择打好的纸带，确定开始打点的位置O，从纸带上数出打点数n，得到重锤下落的时间t和纸带在这段时间内的长度h，根据公式计算出重锤速度（g为重力加速度），再进一步验证机械能守恒
（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是________；
A．重锤质量称量不准会造成较大的误差
B．重锤体积一定时，用密度大的材质，有利减小误差
C．实验中摩擦不可避免，纸带越短，摩擦力做功越少，实验误差越小
（3）小李在验证了机械能守恒定律后，想用此装置探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图2所示，将重锤换铜管成磁铁，并在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管，且与限位孔在同一竖直线。小李按正确步骤进行了实验，得到一条纸带如图3所示。确定一合适的点为O点，每个打点标为a，b，…，h。例如，为了得到b点的速度，计算方法I：；计算方法II：。其更合理的方法是________（填“I”或“II”）。从纸带上的打点分布，试定性描述磁铁在铜管中的运动情况________________。
18. 2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，某运动员从O点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的圆弧轨道后从A点水平飞出，经后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，圆弧轨道半径，斜坡与水平面的夹角，运动员的质量，重力加速度，空气阻力忽略不计。求：
（1）运动员到达A点时的速度大小；
（2）运动员到达A点时对轨道的压力大小；
（3）在圆弧轨道上摩擦阻力对运动员做的功。
19. 如图所示，在宽为L的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．光滑绝缘水平面上有一边长为L、质量为m、电阻为R的单匝正方形线框abcd，ad边位于磁场左边界，线框在水平外力作用下垂直边界穿过磁场区．
（1）若线框以速度v匀速进入磁场区，求此过程中b、c两端的电势差Ubc；
（2）在（1）的情况下，从图示线框移动到完全进入磁场的过程中产生的热量Q和通过导线截面的电量q；
（3）若线框由静止开始以加速度a匀加速穿过磁场，求此过程中外力F随运动时间t的变化关系．
20. 如图所示，阿永同学是一位永动机爱好者，他受到回旋加速器的启发，下图为他设计的系统。该永动机系统主要由一个带正电，质量为，电量为q的小球、平行板电容器C、以及两个场强相对较弱的面积足够大的静磁场区域构成。整个系统位于同一水平面上。系统启动之前，固定小球在电容器一侧。闭合开关让电容器充电，使电容器两极板间距为d，具有电势差U之后，断开开关。撤掉相关导线只保留电容器。在电容器极板中央释放小球后，小球将在平行板电容器中运动，将电势能转换为动能，得到加速。在离开电容器后，两侧的静磁场磁感应强度为B，将使得粒子在洛仑兹力的作用下，经过两次半圆周的匀速圆周运动，到达小球的出发点，小球的重力忽略不计。
（1）小球第一次进入磁场，在磁场中运动的半径是多少？
（2）阿永选择了相对较小的磁场强度，以免小球撞击在电容器上。之后小球将再一次加速，循环往复，增加动能。此过程阿永认为无其他能量损耗并增加了小球动能。则为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度x最大为多少？
（3）不计相对论效应及其他损耗，求小球第三次通过极板之后，总的运动时间是多少？
（4）几位同学看了阿永的理论方案，分别给出如下看法：
A. “我听人说过磁场可以携带能量。那这个过程中肯定磁场能量逐渐减少，如果不额外提供能量，磁场将逐渐变弱。这部分能量提供小球动能。”
B. “肯定是小球飞来飞去改变了电容器两极板电荷分布，两极板电荷分布变化减少的电势能将提供小球动能。如果系统需要保持不变需要给电容器充电。”
C. “肯定是磁场和平行板电容器的电场之间产生了某种耦合，导致一些我说不清的过程提供了小球动能。”
你如何看待A、B、C三位的观点？请简要说明论证，并给出你自己的观点。
21. 做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以度量势能的变化。例如静电场和重力（引力）场。一个带负电的微粒从如图所示的竖直向下的匀强电场中的A点下落至B点，重力做功为，电场力做功为。，其重力势能变化量为，电势能变化量为，写出重力、电场力做功与其对应势能变化的关系式，并判断、的正负；
22. 做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以度量势能的变化。例如静电场利重力（引力）场。真空中静止点电荷产生的电场中，取无穷远电势为零，则在距离点电荷为r处某点的电势为，式中k为静电力常量。
（1）根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷复为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为，静电力常量为k。氢原子的能量为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和，试推导电子在第1轨道时氢原子的能量；
（2）质量为M的球形天体（可看做质量集中在球心的质点）周围存在引力场。已知该天体的半径为R，引力常量为G。请类比点电荷，取无穷远处的引力势为零，写出在距离该天体中心为处的引力势的表达式。
23. 做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以度量势能的变化。例如静电场和重力（引力）场。如图所示，若从地球上正对月球以某一初速度发射一火箭。设火箭上没有动力装置，忽略地球的自转和月球的公转。地球质量为，半径为；月球质量为，半径；地心和月心距离为s。李华同学对此问题很感兴趣，他将地球、月球、火箭看作一个孤立系统，分析了火箭从地球到月球的受力和运动情况，火箭同时受到地球和月球的引力，合力先指向地球后指向月球，因此火箭先减速后加速，在到达距地心d的位置P时，引力的合力为零，火箭速度最小，他推断：“当火箭以接近0的微小速度通过P点时，火箭击中月球表面的速度就是最小速度”，但由于他相关的物理知识遗忘，不知如何求出击中月球的最小速度……
请你借助所学物理知识和本题所给的已知量求解火箭击中月球表面的最小速度。