2023届北京市西城区第四中学高三第一次联合考试物理试题

2023届北京市西城区第四中学高三第一次联合考试物理试题注意事项：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、如图所示，一理想变压器的原副线圈匝数分别为n1和n2，原线圈输入电压保持不变，副线圈输出端通过开关S接电阻R1和滑动变阻器R，电流表为理想电表，下列说法正确的是（）A．若S断开，则副线圈输出端电压为零B．若S闭合，滑动片P向上滑动，则两电流表示数都变小C．若S闭合，滑动片P向上滑动，则电流表A1示数变大，A2示数变小D．若S闭合，滑动片P向上滑动，则电流表A1示数不变，A2示数变小2、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使轻绳和轻弹簧均处于水平且自然伸直状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则（）A．两球到达各自悬点的正下方时，两球损失的机械能相等B．两球到达各自悬点的正下方时，A球速度较小C．两球到达各自悬点的正下方时，重力对A球做的功比B球多D．两球到达各自悬点的正下方时，A球的动能大于B球的动能3、一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（）A．气体的内能一定增加B．外界一定对气体做功C．气体一定从外界吸收热量D．气体分子的平均动能可能不变4、地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知氡的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的，在这一过程中（）A．要经过4次α衰变和4次β衰变B．要经过4次α衰变和6次β衰变C．氡核的中子数为86，质子数为136D．标号为a、b、c、d的4个氡核经3.82d后一定剩下2个核未衰变5、1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子说法正确的是（）A．电子的发现说明原子核是有内部结构的B．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的6、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是（）A．通过电阻R的电流方向向左B．棒受到的安培力方向向上C．棒机械能的增加量等于恒力F做的功D．棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量二、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、电压表，电流表都是由小量程电流表改装而成的，如图甲、乙所示分别是电压表，电流表的改装图，以下说法正确的是（）A．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，可以给并联电阻再并一个较大的电阻B．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，可以给串联电阻再串联一个较大的电阻C．小量程电流表内阻为，给它并联一个电阻R，改装后的电流表量程是原来的倍D．为实现对改装电表的逐格校准，需要采用分压式电路8、2019年11月我国首颗亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星高分七号成功发射，七号在距地约600km的圆轨道运行，先期发射的高分四号在距地约36000km的地球同步轨道运行，关于两颗卫星下列说法正确的是（）A．高分七号比高分四号运行速率大B．高分七号比高分四号运行周期大C．高分七号比高分四号向心加速度小D．相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小9、甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，用某测速仪描绘出两物体的v-t图象如图所示，已知甲物体的图象是两段半径相同的圆弧，乙物体的图象是一倾斜直线，t4=2t2，甲的初速度末速度均等于乙的末速度。已知则下列说法正确的（）A．0～t1时间内，甲乙两物体距离越来越小B．t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等C．t3～t4时间内，乙车在甲车后方D．0～t4时间内，两物体的平均速度相等10、如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为三、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，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律.（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______（填字母代号）.A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺（2）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是__________（填字母代号）.A．用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数算出下落的时间t，通过v=gt算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度vC．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度hD．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_________（填字母代号）.A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差12．（12分）某同学测定电源电动势和内阻，所使用的器材有：待测干电池一节（内阻较小）、电流表A（量程0.6A，内阻RA小于1Ω）、电流表A1（量程0.6A，内阻未知）、电阻箱R1（0-99.99Ω）、滑动变阻器R2（0-10Ω）、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个，导线若干。该同学按图甲所示电路连接进行实验操作。（1）测电流表A的内阻：闭合开关K，将开关S与C接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，读取电流表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A、电阻箱R1的示数为0.10Ω，则电流表A的内阻RA=______Ω（2）测电源的电动势和内阻：断开开关K，调节电阻箱R1，将开关S接______（填“C“或“D“），记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数；多次调节电阻箱R1重新实验，并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I。数据处理：图乙是由实验数据绘出的图象，由此求出干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω（计算结果保留二位有效数字）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，一玻璃砖的横截面为半径为R的半圆，折射率为一束单色平行光与直径MN成45°角入射。已知光在真空中传播的速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光。求：(1)从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间(2)弧面上有光线射出的弧线长度14．（16分）如图所示，闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动，ab边长为x，bc边长为L、质量为m，其他各边的质量不计，线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v，经时间t，bc边上升到最高处，ab边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g。求t时间内：（1）线框中感应电动势的最大值；（2）流过线框导体截面的电量；（3）线框中感应电流的有效值。15．（12分）电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对它进行观察和研究。如图所示，是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为、质量为的试探小球先后依次挂在图中三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置与带电球的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为，且。已知重力加速度为。(1)对带电小球静止于位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的大小；(2)根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式，并据此比较三个位置的电场强度的大小关系。

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、B【解题分析】

A．理想变压器的变压关系与副线圈是否是通路或断路无关，根据理想变压器的电压规律变形匝数比恒定，输入电压不变时，输出电压就保持不变，A错误；BCD．S闭合，滑片P上滑时，电阻值变大，则电流表A2示数变小，又因为流过定值电阻R1的电流不变，所以电流表A1示数也变小，B正确，CD错误。故选B。2、D【解题分析】

A．A球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，B球运动过程中，B球机械能转化为弹簧的弹簧势能，故A错误；BD．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，可知在整个过程中，A、B两球重力势能减少量相同。球A的重力势能全部转化为动能，球B的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，所以两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大，速度较大，故B错误，D正确；C．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，可知在整个过程中，A、B两球重力势能减少量相同，即重力做功相同，故C错误。故选D。3、A【解题分析】

AD．理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误；BC．温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。故选A.4、A【解题分析】

AB．原子核衰变过程，一次α衰变核电荷数和质量数分别减少2和4，一次β衰变核电荷数不变，质量数增加1，所以要经过4次α衰变和4次β衰变，A正确，B错误；C．氡核的质子数为86，质量数为222，中子数为136，C错误；D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，几个原子核不具有统计意义，D错误。故选A。5、C【解题分析】

A．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。原子是由原子核和核外电子组成的。故A错误。B．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。故B错误。C．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。故C正确。D．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D错误。故选C。6、D【解题分析】

A.由右手定则可以判断出通过金属棒的电流方向向左，则通过电阻R的电流方向向右，故选项A错误；B.由左手定则可以判断出金属棒受到的安培力方向向下，故选项B错误；C.根据平衡条件可知重力等于恒力减去安培力，根据功能关系知恒力做的功等于棒机械能的增加量与电路中产生的热量之和，故选项C错误；D.金属棒在竖直向上的恒力作用下匀速上升，安培力做负功，即克服安培力做功，根据功能关系知金属棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量，故选项D正确。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、CD【解题分析】

A．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，说明流过表头的电流小，可以增大分流电阻使其分流少些，从而增大流过表头的电流使其准确，应该给并联电阻串联一个较小的电阻，A错误；B．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些。说明流过表头的电流小，应该减小串联电阻，或给串联电阻再并联一个较大的电阻，B错误；C．小量程电流表内阻为，给它并联一个电阻R，改装后的电流表量程得出C正确；D．分压式电路电压、电流可以从零开始调节，可以实现对改装电表的逐格校准，D正确。故选CD。8、AD【解题分析】

A．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得可得运行轨道半径越大，运行的速度越小，高分七号比高分四号向心速率大，故A正确；B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得运行轨道半径越大，运行的周期越大，所以高分七号比高分四号运行周期小，故B错误；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得运行轨道半径越大，运行的加速度越小，所以高分七号比高分四号向心加速度大，故C错误；D．卫星与地心连线扫过的面积为相同时间内，运行轨道半径越大，与地心连线扫过的面积越大，相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小，故D正确；故选AD。9、BD【解题分析】

A．甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，0～t1时间内，甲的速度比乙的大，则甲在乙的前面，甲乙两物体距离越来越大，故A错误。B．根据速度时间图线的斜率表示加速度，可知，t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等，故B正确。C．根据“面积”表示位移，结合几何知识可知，0～t4时间内，两物体的位移相等，t4时刻两车相遇，而在t3～t4时间内，甲车的位移比乙车的位移大，则知在t3～t4时间内，乙车在甲车前方，故C错误。D．0～t4时间内，两物体的位移相等，用时相等，则平均速度相等，故D正确。故选BD。10、AD【解题分析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。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、DDBD【解题分析】

（1）打点计时器需接交流电源．机械能守恒中前后都有质量，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，故选D．

（2）在验证机械能守恒时不能用有关g值来计算速度，利用、，在计算高度时直接测量距离，在计算速度时利用中点时刻的速度等于平均速度求解，故ABC错误；D正确（3）由