2023学年北京市丰台区重点中学高三下学期第二次模拟物理试题试卷

2023学年北京市丰台区重点中学高三下学期第二次模拟物理试题试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图（a）所示，在倾角的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在和时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（）A． B． C． D．2、甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（）A．在t=1s时，甲车在乙车后B．在t=0时，甲车在乙车前7.5mC．两车另一次并排行驶的时刻是t=2sD．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为45m3、2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与嫦娥四号建立联系，为此，我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”，如下图所示，若忽略除地球和月球外其他天体的影响，运行在地月第二拉格朗日点（L2点）的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。以下关于月球和中继星“鹊桥”运动的认识中正确的是：A．月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的B．“鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期C．“鹊桥”的自转的周期一定等于其绕地球公转的周期D．“鹊桥”绕L2点自转的向心力一定是地球和月球对其万有引力的合力4、2018年2月2日，“张衡一号”卫星成功发射，标志着我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。“张衡一号”可以看成运行在离地高度约为500km的圆轨道上。该卫星在轨道上运行时（）A．周期大于地球自转的周期B．速度大于第一宇宙速度C．向心加速度大于同步卫星的向心加速度D．加速度大于地球表面的重力加速度5、双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且，于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为（）A．， B．，C．， D．，6、下列说法正确的是（）A．一个热力学系统吸收热量后，其内能一定增加B．一个热力学系统对外做功后，其内能一定减少C．理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时其压强一定增大D．理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时其压强一定减小二、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、为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小，小明所在的物理兴趣小组做了如下实验：用长为L的绝缘轻质细线，上端固定于O点，下端拴一质量为m、带电荷量为＋q的小球（可视为质点），如图所示，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，摆到B点时速度恰好为零，然后又从B点向A点摆动，如此往复．小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ，刚好为60°．不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在B点时小球受到的合力为0B．电场强度E的大小为C．小球从A运动到B，重力势能减小D．小球在下摆的过程中，小球的机械能和电势能之和先减小后增大8、如图，匀强磁场与平面垂直且仅分布在第一象限，两个完全相同的带电粒子、从轴上的点以相等速率射入磁场，分别经过时间、后从轴上纵坐标为，的两点垂直于轴射出磁场。已知两带电粒子在磁场中做圆周运动的周期为，半径为，粒子射入速度方向与轴正方向的夹角为。、间的相互作用和重力可忽略。下列关系正确的是（）A． B． C． D．9、如图所示，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，水平导轨的左端与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧导轨相切，水平导轨的右端连接阻值为R的定值电阻，从水平导轨左端起宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆弧导轨的最高处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为m、电阻也为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g，则()A．金属杆到达圆弧导轨的最低点前瞬间对导轨的压力大小为3mgB．金属杆在磁场中运动的最大加速度为C．整个过程中，通过金属杆横截面的电荷量为D．整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热为mg(r－μd)10、如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′'垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2cosωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小三、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）如图所示，用做平抛运动实验的装置验证机能守恒定律。小球从桌面左端以某一初速度开始向右滑动，在桌面右端上方固定一个速度传感，记录小球离开桌面时的速度（记作v）。小球落在地面上，记下落点，小球从桌面右边缘飞出点在地面上的投影点为O，用刻度尺测量落点到O点的距离x。通过改变小球的初速度，重复上述过程，记录对应的速度v和距离x。已知当地的重力加速度为g。若想验证小球在平抛运动过程中机械能守恒，只需验证平抛运动过程的加速度等于重力加速度即可。（1）某同学按如图所示测量高度h和水平距离x，其中存在测量错误的是________（填“h”或“x”），正确的测量方法应是________。（2）若小球在下落过程中的加速度为a，则x与v的关系式为x=________。（3）该同学在坐标纸上画出了纵、横坐标，以为纵坐标，画出的图象为一条过原点的直线，图线的斜率为k，那么该同学选择________为横坐标，根据平抛运动得到的加速度为________。然后与比较，若两者在误差允许范围内相等，就验证了小球在平抛运动过程中机械能守恒。12．（12分）硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某硅光电池的伏安特性曲线如图（甲）所示。某同学利用图（乙）所示的电路研究电池的性质，定值电阻R2的阻值为200Ω，滑动变阻器R1的最大阻值也为200Ω，V为理想电压表。（1）请根据图（乙）所示的电路图，将图（丙）中的的实物图补充完整____________。（2）闭合电键S1，断开电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片移到最右端，电池的发热功率为_______________W。（3）闭合电键S1和电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片从最左端移到最右端，电池的内阻变化范围为_________________。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）一粗细均匀、两端封闭的U形玻璃管竖直放置，管内水银柱及空气柱长度如图所示，右侧水银柱长l1=20.0cm，气体压强p1=70.0cmHg，左侧水银柱长l2=35.0cm，气体的长度l3=15.0cm，现打开U形玻璃管右侧端口，求稳定后玻璃管左侧气体的长度将变为多少？设整个过程中气体温度保持不变，大气压强p0=75.0cmHg（）14．（16分）如图所示，平面直角坐标系第一象限中，两个边长均为L的正方形与一个边长为L的等腰直角三角形相邻排列，三个区域的底边在x轴上，正方形区域I和三角形区域Ⅲ存在大小相等，方向沿y轴负向的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子由正方形区域I的顶点A以初速度v0沿x轴正向射入区域I，离开电场后打在区域Ⅱ底边的中点P。若在正方形区域Ⅱ内施加垂直坐标平面向里的匀强磁场，粒子将由区域Ⅱ右边界中点Q离开磁场，进入区域Ⅲ中的电场。不计重力，求：(1)正方形区域I中电场强度E的大小；(2)正方形区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小；(3)粒子离开三角形区域的位置到x轴的距离。15．（12分）为了保证行车安全，车辆在行进过程中应保持足够的安全距离。现在有甲、乙两辆汽车在同一直线车道上匀速行驶，甲车速度,乙车速度，甲车在前，乙车在后。当两车相距时，两车司机同时看到前方正在发生山体滑坡，于是立即采取制动措施，刹车的加速度大小分别为。如果不考反应时间与车身的长度，那么两车能否避免相碰？

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【解题分析】

根据楞次定律可知，时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在时有，此时圆环恰好静止由平衡得同理在时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上，圆环此时恰好静止，由平衡得联立以上各式得故ABC错误，D正确。故选D。2、B【解题分析】

在速度时间图象中，图象与坐标轴围成面积表示位移，根据位移关系分析两车位置关系．可结合几何知识分析两车另一次并排行驶的时刻．并求出两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离．【题目详解】A.根据“面积”大小表示位移，由图象可知，1s到3s甲、乙两车通过的位移相等，两车在t=3s时并排行驶，所以两车在t=1s时也并排行驶，故A错误；B.由图象可知，甲的加速度a甲=△v甲/△t甲=20/2=10m/s2；乙的加速度a乙=△v乙/△t乙=(20−10)/2=5m/s2；0至1s，甲的位移x甲=a甲t2=×10×12=5m，乙的位移x乙=v0t+a乙t2=10×1+×5×12=12.5m，△x=x乙−x甲=12.5−5=7.5m，即在t=0时，甲车在乙车前7.5m，故B正确；C.1s末甲车的速度为：v=a甲t=10×1=10m/s，乙车的速度v′=10+5×1=15m/s；1−2s时，甲的位移x1=10×1+×10×12=15m；乙的位移x2=15×1+×5×1=17.5m；在1s时两车并联，故2s时两车相距2.5m，且乙在甲车的前面，故C错误；D.

1s末甲车的速度为：v=a甲t=10×1=10m/s，1到3s甲车的位移为：x=vt+a甲t2=10×2+×10×22=40m，即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m，故D错误。故选：B3、A【解题分析】

A.月球一面始终朝着地球，说明月球也有自转，其自转周期等于其公转周期，故A正确；B.地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时，可以与地球和月球基本保持相对静止，故中继星“鹊桥”随拉格朗日点L2绕地球运动的周期等于月球绕地球的周期，故B错误；C.为确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系，所以“鹊桥”的自转的周期要小其绕地球公转的周期，故C错误；D.中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，只受到地球和月球万有引力作用，合力不能提供向心力，因此还受到自身的动力作用，故D错误。4、C【解题分析】

A．卫星运行轨道离地高度远小于同步卫星的高度，根据得可知其周期小于同步卫星的周期，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，故其周期小于地球自转的周期，故A错误；B．根据得可知其速度小于第一宇宙速度，故B错误；CD．由于“张衡一号”卫星的半径小于同步卫星的半径，则根据可知其加速度小于地球表面的重力加速度，大于同步卫星的向心加速度，故C正确，D错误。故选C。5、D【解题分析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得r1=r2①两星绕连线的中点转动，则有：②所以③由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则④又⑤解③④⑤式得可知D正确，ABC错误。故选D。6、C【解题分析】

AB．一个热力学系统内能增量等于气体从外界吸收的热量与外界对它所做的功的和，所以AB错误；CD．理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时，根据可知，压强一定增大，故C正确，D错误。故选C。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、BC【解题分析】试题分析：小球在B点受重力竖直向下，电场力水平向右，故合力一定不为零，故A错误；小球由A到B的过程中，由动能定理可得：mgLsinθ-EqL（1-cos60°）=0，则电场强度的大小为，选项B正确；小球从A运动到B，重力做正功，W=mgh=mgLsinθ，故重力势能减小mgLsinθ=，故C正确；小球在下摆过程中，除重力做功外，还有电场力做功，故机械能不守恒，但机械能和电势能总能力之和不变，故D错误．故选BC．考点：动能定理；能量守恒定律8、CD【解题分析】

A．由题意可知两粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角之和为，因为粒子b的轨迹所对应的圆心角为，所以粒子a运动轨迹所对应的圆心角为，则故A错误；BCD．粒子a、b运动时间之和为，即由几何知识可知，故、故B错误，CD正确。故选CD。9、AC【解题分析】

A．金属杆沿圆弧导轨下滑过程中机械能守恒，mgr＝mv2在到达最低点前瞬间F－mg＝m解得F＝3mg故A正确；B．金属杆刚进入磁场时，所受安培力最大，加速度最大，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有＋μmg＝mam解得am＝＋μg故B错误；C．根据q＝可知，整个过程中通过金属杆横截面的电荷量为q＝故C正确；D．根据能量的转化和守恒可知，整个过程中系统产生的热量Q总＝mgr－μmgd定值电阻上产生的焦耳热Q焦＝mg(r－μd)故D错误。故选AC。10、AC【解题分析】

A．从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBL2ωcosωt故A正确；B．变压器的输入与输出功率之比为1：1，故B错误；C．交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，次级交流电压的最大值等于U2m=2NBωL2根据电流的热效应可得解得U=NBωL2故C正确；D．当P位置向下移动，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误。故选AC．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、h从桌面到地面的距离v【解题分析】

（1）[1][2]．其中h的测量有问题，应该是从桌面到地面的距离；（2）[3]．小球下落过程中，竖直方向水平方向：解得：（3）[4][5]．根据可得，则以为纵坐标，画出的图象为一条过原点的直线，图线的斜率为k，那么该同学选择v2为横坐标；由得到的加速度为。然后与比较，若两者在误差允许范围内相等，就验证了小球在平抛运动过程中机械能守恒。12、1.197×10-3W（允许误差±0.2W）55.56Ω≤r≤60Ω（允许误差±2Ω）【解题分析】

（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图如图所示：；（2）[2]闭合电键，断开电键，将滑动变阻器的滑动片移到最右端时，两电阻串联，总电阻为；在图甲中作出电阻的伏安特性曲线，两图线的交点表示工作点：则可知，电源的输出电压为，电流为；则其功率：；（3）[3]滑片由最左端移到最右端时，外电阻由增大到；则分别作出对应的伏安特性曲线，如上图所示；则可知，当在最左端时，路端电压为，电流为；当达到最右端时，路端电压为，电流为；则由闭合电路欧姆定律可知，内阻最小值为：最大值为：故内阻的范围为：。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、13.8cm【解题分析】

对左侧气体，分别列出两个状态的压强、体积，根据玻意耳定律列式可求得稳定后玻璃管左侧气体的长度。【题目详解】设管的横截面积为s，左侧气体初始状态的参量：打开