2023年北京海淀区高三一模物理试题及答案

2023北京海淀高三一模物理2023.04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.下列现象中，揭示了光的粒子性的是A.光电效应B.光的干涉C.光的偏振D.光的衍射2.处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时A.吸收光子，能量增加B.吸收光子，能量减少C.放出光子，能量増加D.放出光子，能量减少3.一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T变化的情况如图所示。气体先后经历状态A、B和C，下列说法正确的是A.从状态A到状态B，气体压强保持不变B.从状态A到状态B，气体内能保持不变C.从状态B到状态C，气体对外做功D.从状态B到状态C，气体向外放热4.波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在t=0.10s时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是A.该波的波速为15cm/sB.图甲中质点P和Q的相位差为πC.图甲中质点N在该时刻速度方向垂直纸面向外D.图乙可能是质点N的振动图像5.如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是A.斜面体受到地面的摩擦力水平向左B.斜面体受到地面的摩擦力为零C.斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和D.斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和6.如图所示，卫星沿圆形轨道I环绕地球运动。当其运动到M点时采取了一次减速制动措施，进入椭圆轨道II或III。轨道I、II和III均与地球赤道面共面。变更轨道后第1页/共7页A.卫星沿轨道III运动B.卫星经过M点时的速度小于7.9km/sC.卫星经过M点时的加速度变大D.卫星环绕地球运动的周期变大7.如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最髙点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是A.小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下B.小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向C.从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变D.从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功8.如图所示，把一根柔软的铜制弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，用导线连接弹簧上端作为接线端a，另一根导线浸在水银槽中作为另一个接线端b，再将a、b端分别与一直流电源两极相连，发现弹簧开始竖直上下振动，电路交替通断。关于该实验.下列说法正确的是A.通入电流时，弹簧各相邻线圈之间相互排斥B.将a、b端的极性对调，弹簧将不再上下振动C.增大电流，弹簧下端离开水银液面的最大高度一定变小D.用频率合适的交流电，也可使弹簧上下振动9.将水平放置的平行板电容器C、定值电阻R0、滑动变阻器R、电源E和开关S等元件组成如图所示电路，闭合S待稳定后，电容器两极板间的带电油滴A恰好保持静止。不考虑空气阻力和浮力，下列说法正确的是A.当R接入电路中的阻值变大时，电容器将放电B.当R接入电路中的阻值变小时，油滴A将向下运动C.仅换用阻值更大的R0，油滴A将向下运动D.仅换用阻值更小的R0，油滴A依旧可以保持悬浮状态10.一电子只在静电力作用下沿+x方向运动，其所在位置处的电势Φ随位置x变化的图线如图中抛物线所示，下列说法正确的是A.x1与x3，处的电场方向相同B.从x1运动到x2，电场力对电子做正功C.电子在x1处的速率小于在x3处的速率D.电子从x2运动到x3，加速度逐渐减小11.如图所示，轻弹簧下端连接一重物，用手托住重物并使弹簧处于压缩状态。然后手与重物一同缓慢下降，直至重物与手分离并保持静止。在此过程中，下列说法正确的是A.弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和先减少再增加B.弹簧对重物做的功等于重物机械能的变化量第2页/共7页C.重物对手的压力随下降的距离均匀变化D.手对重物做的功一定等于重物重力势能的变化量12.如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。边长为L的正方形线框abcd的总电阻为R。除ab边为硬质金属杆外，其它边均为不可伸长的轻质金属细线，并且cd边保持不动，杆ab的质量为m。将线框拉至水平后由静止释放，杆ab第一次摆到最低位置时的速率为v。重力加速度为g，忽略空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是A.a端电势始终低于b端电势B.杆ab中电流的大小、方向均保持不变BL23C.安培力对杆ab的冲量大小为R1D.安培力对杆ab做的功为mgL−mv2213.只利用下列选项中的器材，不能测量出当地重力加速度的是A.1根长度已知的直杆、1个质量未知的小物块、1块停表B.1根长度已知的轻绳、2个质量已知的小物块、1个滑轮、1个铁架台C.1个发射初速度已知的抛射器、1个质量未知的抛射物、1把直尺D.1个质量已知的小物块、1根长度未知的轻绳、1把直尺、1块停表14.2022年10月31日“梦天”实验舱成功发射，其上配置了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，利用太空中的微重力环境和冷却技术，可获得地面无法制备的超冷原子。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子（质量约10-27kg），其运动速度约为室温下原子速度（约500m/s）的5×10-5倍。超冷原子的制备要先利用激光冷却技术，使用方向相反的两束激光照射原子，原子会吸收激光的光子然后再向四周随机辐射光子，经过多次吸收和辐射后，原子的速度减小。同时施加磁场将原子束缚在一定区域内，避免原子逃逸，以延长原子与激光作用的时间。再用蒸发冷却技术，将速度较大的原子从该区域中排除，进一步降低温度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法错误的是A.太空中的微重力环境可使实验舱中的原子长时间处于悬浮状态，利于获得超冷原子B.超冷原子的物质波波长约为10-5m量级C.原子减速是通过原子向四周随机辐射光子实现的D.超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似第二部分本部分共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。（1）某同学在做杨氏双缝干涉实验时，分别用波长1和2的单色光，经同一干涉装置得到如图甲和乙所示的干涉条纹，可知_________（选填“>”“=”或“<”）。第3页/共7页（2）图中A、B端之间电压恒为U，灯泡L的电阻恒为R1，滑动变阻器R的最大阻值为R2，在保证安全的情况下，为使灯泡两端电压的变化范围尽量大，应选择_______（选填“甲”“乙”或“丙”）电路，灯泡两端电压最大变化范围是_________。（3）在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中，橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用静止于O点。撒去F1、F2，改用一个拉力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点。甲、乙、丙三位同学在白纸上记录的F1、F2和F的大小以及表示作用线方向的点如下图所示，其中最有助于得到正确的实验结论的是_______同学的实验结果（选填“甲”“乙”或“丙”）。（10分）某同学探究平抛运动的待点。（1）用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的待点。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。①关于该实验，下列说法正确的是_______（选填选项前的字母）。A.A.B两球应选用体积小、质量大的小球B.打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上C.比较两球落地时间必须要测量两球下落的髙度②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此____说明A球竖直方向分运动为自由落体运动，_________说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。（选填“能”或“不能”）（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。①下列操作中，必要的是_______（选填选项前的字母）。第4页/共7页A.通过调节使斜槽末段保持水平B.每次需要从不同位置静止释放A球C.通过调节使硬板保持竖直D.尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦②某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验__________（选填选项前的字母）。A.A球释放的高度偏高B.A球释放的高度偏低C.A球没有被静止释放D.挡板MN未水平放置（3）某同学用平滑曲线连接这些痕迹点，得到图4所示A球做平抛运动的轨迹。请利用该轨迹和（1）中得出的平抛运动竖直方向分运动的特点，说明怎样确定平抛运动水平分运动是匀速直线运动。17.（9分）图1中过山车可抽象为图2所示模型：弧形轨道下端与半径为R的竖直圆轨道平滑相接，B点和C点分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距B点高4R的A点静止释放，先后经过B点和C点，而后沿圆轨道滑下。忽略一切摩擦，已知重力加速度g。（1）求小球通过B点时的速度大小vB。（2）求小球通过C点时，轨道对小球作用力的大小F和方向。（3）请分析比较小球通过B点和C点时加速度的大小关系。18.（9分）如图所示，一个电阻r=2Ω、匝数N=100（图中只画了1匝）的圆形金属线圈与R=8Ω的定值电阻连成闭合回路，线圈所围面积S=0.2m2，线圈处在垂直于线圈平面的匀强磁场中，取垂直线圈平面向里为磁场正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系为B=（0.4-0.2t）T。求（1）通过电阻R的电流大小I和方向;（2）4s内a.通过电阻R的电荷量q；b.电路中产生的焦耳热Q。第5页/共7页19.（10分）反冲是常见的现象。238234（1）静止的铀核（92U）放出1个动能为E的未知粒子后，衰变为1个钍核（90Th）。a.请写出上述衰变过程的核反应方程；b.求反冲的钍核的动能Ek。（计算中可忽略质子和中子质量的差异，不考虑相对论效应）（2）如图所示，用轻绳连接的滑块A和B（均可视为质点）静止在光滑水平面上，其间有一被轻绳束缚而处于压缩状态的轻质弹簧，已知滑块A的质量为m，弹簧的弹性势能为Ep。请证明：滑块B的质量M越大，剪断轻绳，当弹赞恢复原长时，滑块A获得的动能就越大。（3）如图所示，以地心为参考系，质量为M的卫星只在地球引力的作用下沿与赤道面共面的椭圆轨道运动。卫星的发动机短暂点火可使卫星变更轨道：将质量为的m的气体在极短时间内一次性向后喷出。假设无论发动机在什么位置短暂点火，点火后喷出气体相对点火后卫星的速度大小u都相同。如果想使点火后卫星的动能尽可能大，请通过分析，指出最佳的点火位置。20.（12分）电容是物理学中重要的物理量。如图1所示，空气中水平放置的平行板电容器A充满电后，仅改变电容器A两极板间的距离d.电容器A的电容C也随之变化。多次实验后，作出一条斜率为p的直线，如图2所示。不考虑边缘效应。（1）回答下列问题。a.若开关保持断开状态，分析当板间距d变化时，两极板间电场强度的大小E如何变化。b.根据电场强度的定义、电场强度可叠加的性质，证明当电容器A所带电荷量为今q时，下极板对上极板第6页/共7页q2电场力的大小F=。2p（2）用电容器A制成静电天平，其原理如图3所示：空气中，平行板电容器的下极板固定不动，上极板接到等臂天平的左端。当电容器不带电时，天平恰好保持水平平衡，两极板间的距离为d。当天平右端放一个质量为m的砝码时，需要在电容器的两极板间加上电压U，使天平重新水平平衡。某同学提出若用电压表（可视为理想表）读出上述电压，则可推知所加砝