北京四中2023届高三第五次月考物理试题试卷

北京四中2023届高三第五次月考物理试题试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大C．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大D．若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多2、作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法①原子核中有92个质子，143个中子；②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：；③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；④一个裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J。以上说法中完全正确的是（）A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④3、继我国探月工程之后，2020年我国计划启动火星探测任务，择机发射火星探测器。若已知引力常量G和火星的半径R，火星探测器环绕火星表面飞行的周期T，那么根据这些已知条件可估算（）A．火星的第一宇宙速度 B．火星的自转角速度C．探测器的质量 D．探测器受火星的引力4、如图所示，一人用钳碗夹住圆柱形茶杯，在手竖直向上的力F作用下，夹子和茶杯相对静止，并一起向上运动。夹子和茶杯的质量分别为m、M假设夹子与茶杯两侧间的静摩擦力在竖方向上，夹子与茶杯两侧间的弹力在水平方向上，最大静摩擦力均为f，则下列说法正确的是（）A．人加大夹紧钳碗夹的力，使茶杯向上匀速运动，则夹子与茶杯间的摩擦力增大B．当夹紧茶杯的夹子往下稍微移动一段距离，使夹子的顶角张大，但仍使茶杯匀速上升，人的作用力F将变小C．当人加速向上提茶杯时，作用力下可以达到的最大值是D．无论人提着茶杯向上向下做怎样的运动，若茶杯与夹子间不移动，则人的作用力F=(M+m）g5、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出六种不同频率的光子。让辐射出的光子照射某种金属，所有光线中，有三种不同波长的光可以使该金属发生光电效应，则下列有关说法中正确的是（）A．受到激发后的氢原子处于n=6能级上B．该金属的逸出功小于10.2eVC．该金属的逸出功大于12.75eVD．光电子的最大初动能一定大于2.55eV6、如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为－q（q>0）的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为（）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、P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2A．P1的平均密度比PB．P1的第一宇宙速度比PC．s1的向心加速度比sD．s1的公转周期比s8、如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R＝0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，倾斜轨道AB与水平方向间的夹角为，质量m＝0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失。已知水平轨道BC的长度L＝2m，小球与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.375，sin＝0.6，cos＝0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．若小球刚好运动到C点，则小球开始滑下时的高度为1.5mB．若小球开始滑下时的高度为2m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道C．若小球开始滑下时的高度为2.5m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道D．若小球开始滑下时的高度为3m，则第一次在圆轨道内运动时小球将离开轨道9、一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（）A．状态b、c的内能相等B．状态a的内能比状态b、c的内能大C．在a到b的过程中气体对外界做功D．在a到b的过程中气体向外界放热E.在b到c的过程中气体一直向外界放热10、如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．则（）A．物体的质量m=0.67kgB．物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.50C．物体上升过程中的加速度大小a=1m/s2D．物体回到斜面底端时的动能Ek=10J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）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．（1）实验中还需要的测量工具有：______（2）如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x，由图可知：图线不通过原点的原因是由于______；弹簧的劲度系数______计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取；（3）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图象，下列正确的是______A．a的原长比b的长B．的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．弹力与弹簧长度成正比12．（12分）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中砝码改变小车和砝码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量m，用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。(2)用此装置探究加速度与力的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）满足Mm。(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持m不变，且已平衡摩擦力，当小车和砝码的总质量较小时，可能不满足Mm的情况，此时加速度a与的关系图像正确的是___________。A．B．C．D．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）如图所示,三棱镜ABC三个顶角度数分别为∠A=75°、∠B=60°、∠C=45°,一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AB面某点入射,进入棱镜的光线在AC面上发生全反射,离开棱镜BC面时恰好与BC面垂直,已知光在真空中的速度c=3×108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:①这束入射光线的入射角的正弦值。②光在棱镜中的波长。14．（16分）如图所示，“＜”型光滑长轨道固定在水平面内，电阻不计．轨道中间存在垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度B．一根质量m、单位长度电阻R0的金属杆，与轨道成45°位置放置在轨道上，从静止起在水平拉力作用下从轨道的左端O点出发，向右做加速度大小为a的匀加速直线运动，经过位移L．求：(1)金属杆前进L过程中的平均感应电动势．(2)已知金属杆前进L过程中水平拉力做功W．若改变水平拉力的大小，以4a大小的加速度重复上述前进L的过程，水平拉力做功多少？(3)若改用水平恒力F由静止起从轨道的左端O点拉动金属杆，到金属杆速度达到最大值vm时产生热量．（F与vm为已知量）(4)试分析(3)问中，当金属杆速度达到最大后，是维持最大速度匀速直线运动还是做减速运动？15．（12分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。

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、D【解析】

考查布朗运动，分子间的相互作用力，热力学第一定律，气体压强的微观意义。【详解】A．布朗运动是水中微粒的运动，反映了水分子的无规则运动，A错误；B．由分子间相互作用力与分子距离的图像可知，分子间的相互作用力随分子距离的增大，先减小后增大再减小，B错误；C．由热力学第一定律：可知，改变气体内能的方式有两种，若气体从外界吸收热量的同时对外做功，则气体内能有可能不变或减小，C错误；D．气体压强宏观上由温度和体积决定，微观上由分子平均动能和分子数密度决定，若气体温度不变，则分子平均动能不变，要使压强增大，则应增大分子数密度，即每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，D正确。故选D。2、D【解析】

由的质量数和电荷数关系可知，原子核中有92个质子，143个中子，①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素影响，故③错误；通过计算知：200MeV=200×109×1.6×10-19J=3.2×10-11J。④正确。故选D。3、A【解析】

A．由题中条件可求火星的第一宇宙速度选项A正确；B．由题中条件不能求解火星的自转角速度，选项B错误；C．根据而探测器的质量m从两边消掉了，则不能求解探测器的质量，选项C错误；D．探测器的质量未知，则不能求解探测器受火星的引力，选项D错误。故选A。4、C【解析】

AB．无论人手夹紧还是夹子下移使夹子顶角变化，茶杯向上匀速运动时，茶杯处于平衡状态，合力为零。故摩擦力不变，故AB错误；C．当向上加速时，茶杯所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，力F的值最大，则有联立解得，故C正确；D．当茶杯的运动状态改变，如向上匀加速运动时，F大于（M+m）g，故D错误。故选C。5、B【解析】

A．根据公式可知所以由跃迁规律可得由第4能级向低能级跃迁时，产生6种不同频率的光子，故A错误；BC．由题意及能级差关系可知跃迁到基态的三种光能使其发生光电效应，所以金属逸出功小于由跃迁到产生的光子能量金属逸出功大于由跃迁到产生的光子能量故B正确，C错误；D．由于金属的逸出功不知具体数值，所以根据可知光电子的最大初动能也不能确定具体值，故D错误；故选B。6、A【解析】

粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得粒子沿着右侧边界射入，轨迹如图1此时出射点最近，与边界交点与P间距为粒子沿着左侧边界射入，轨迹如图2此时出射点最近，与边界交点与P间距为粒子垂直边界MN射入，轨迹如3图此时出射点最远，与边界交点与P间距为2r，故范围为在荧光屏上P点右侧，将出现一条形亮线，其长度为故A正确，BCD错误。故选A。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、AC【解析】由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知P1的质量比P2的大，即P1的平均密度比P2的大，所以选项A正确；由图可知，P1表面的重力加速比P2的大，由可知，P1的第一宇宙速度比P2的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，s1的向心加速度比s2考点：天体与万有引力定律8、ABD【解析】

A．若小球刚好运动到C点，由动能定理，研究小球从A点到C点的过程得mgh1－μmgcos－μmgL＝0－0解得h1＝1.5m故A正确；B．若小球开始滑下时的高度为2m，根据动能定理，从A点到C点有mgh2－μmgcos－μmgL＝EkC－0解得EkC＝0.25mg由动能定理得小球要运动到D点(右半部分圆轨道上与圆心等高的点为D点)，在C点的动能至少是mgR＝0.45mg所以小球不能到达D点，在C点与D点之间某处速度减为零，然后沿圆轨道返回滑下，故B正确；C．小球做完整的圆周运动，刚好不脱离轨道时，在圆轨道最高点速度最小是，由动能定理得－2mgR＝mv2－Ek0理可得要使小球做完整的圆周运动，小球在C点动能最小值为Ek0＝mg若小球开始滑下时的高度为2.5m，则小球在C点的动能是0.5mg，若小球开始滑下时的高度为3m，则小球在C点的动能是0.75mg，这两种情况下小球通过D点后都会在D点与最高点之间某一位置做斜抛运动，即小球将离开轨道，故C错误，D正确。故选ABD。9、ABD【解析】

A．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b、c的温度相同，故内能相等，故A正确；B．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a的温度比状态b、c的温度高，故状态a的内能比状态b、c的内能大，故B正确；C．在a到b的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；D．a到b的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D正确；E．状态b、c的内能相等，由b到c的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a到b的过程气体放热，故在c到a的过程中气体应吸热；故E错误．10、BD【解析】

A．在最高点，速度为零，所以动能为零，即物体在最高点的机械能等于重力势能，所以有所以物体质量为A错误；B．在最低点时，重力势能为零，故物体的机械能等于其动能，物体上升运动过程中只受重力、摩擦力做功，故由动能定理可得解得B正确；C．物体上升过程受重力、支持力、摩擦力作用，故根据力的合成分解可得：物体受到的合外力为故物体上升过程中的加速度为C错误；D．物体上升过程和下落过程物体重力、支持力不变，故物体所受摩擦力大小不变，方向相反，所以，上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同；由B可知：物体上升过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量20J，故物体回到斜面底端的整个过程克服摩擦力做的功为40J；又有物体整个运动过程中重力、支持力做功为零，所以，由动能定理可得：物体回到斜面底端时的动能为50J-40J=10J，D正确。故选BD。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、刻度尺弹簧有自身重力4.9B【解析】

（1）［1］实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺．

（2）［2］由图可知，当F=0时，x0，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，这是由于弹簧自身的重力造成的．故图线不过原点的原因是由于弹簧有自身重力，实验中没有考虑（或忽略了）弹簧的自重．［3］由图线乙，弹簧的劲度系数k===4.9N/m（3）［4］A.由图丙知，F-L图像横坐标的截距表示原长，故b的原长比a的长，选项A错误；BC.由弹簧的劲度系数k=知，a图线较b图线倾斜，a的劲度系数比b的大，选项B正确，C错误；D.图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，选项D错误．12、需要不需要D【解析】

(1)[1]．在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；

(2)[2]．用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M≫m，因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；

(3)[3]．用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持m不变，当小车和砝码的总质量较小时，但仍不满足M≫m的情况时，虽然控制F不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此a与的图象斜率减小，故ABC错误，D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、①0.75②3.77×10-7

m【解析】

(1)根据光的折射定律，结合几何关系，即可求解；(2)根据n=c【详解】(1)由光离开棱镜的BC面时恰好与