2023届北京市师范大学附属中学高三模拟测试（一）物理试题试卷

2023届北京市师范大学附属中学高三模拟测试（一）物理试题试卷

注意事项

1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑

色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek,与入射光频率v的关系图象。由图象可知错误的是（）

A.该金属的逸出功等于痴o

B.该金属的逸出功等于E

C.入射光的频率为工时，产生的光电子的最大初动能为与

22

D.入射光的频率为2%时，产生的光电子的最大初动能为E

2、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上8点，木板上4、8两点间距离为5米，同时木板在地面上

向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N,则物块所受

的摩擦力做功为（）

A.-160J

B.-100J

C.100J

D.-401

3、地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年如图所示，为一

现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蛛口的距离为/?,当感知到地震时，质量为加的铜珠（初速度为零）离开龙口,

落入蟾蛛口中，与蟾蛛口碰撞的时间约为L则铜珠对蟾蛛口产生的冲击力大小约为（）

4、2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布，有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家MichelMayor和

DidierQueloz,以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。由于行星自身不发光，所以我们很难直接

在其他恒星周围找到可能存在的系外行星，天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星，视向速度法是目

前为止发现最多系外行星的方法。行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动，在地球上用望

远镜就有可能看到行星引力对于恒星的影响。在视线方向上，恒星受行星引力作用，时而远离时而靠近我们，这种细

微的摇摆反应在光谱上，就会造成恒星光谱不断地红移和蓝移。我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法。结合

以上信息，下列说法正确的是（）

A.在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，恒星和行星做圆周运动的线速度大小一定相等

B.在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，由于恒星质量大，转动半径小，所以恒星做圆周运

动的周期比行星的周期小

C.若某恒星在靠近我们，该恒星发出光的频率将变高，因此接收到的频率就会变高，即恒星光谱会出现蓝移

D.若某恒星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率低，即恒星光谱会出

现红移

5、如图所示，真空中有一个半径为R,质量分布均匀的玻璃球，频率为/的细激光束在真空中沿直线8c传播，并于

玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的。点又经折射进入真空中，已知NCOD=120°,玻璃球对

该激光的折射率为班，则下列说法中正确的是（）

A.出射光线的频率变小

B.改变入射角。的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射

3R

此激光束在玻璃中穿越的时间为f=（c为真空中的光速）

D.激光束的入射角为a=45。

6、物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变的是（）

A.匀速直线运动B.自由落体运动C.平抛运动D.匀速圆周运动

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、关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是

A.机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动

B.弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅

C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去

D.电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、y射线

E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同

8、如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,a、b间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a

板下边缘以初速度v。竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为

d的狭缝穿过b板进入be区域，be区域的宽度也为d,所加电场的场强大小为E,方向竖直向上，磁感应强度方向垂

E

直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于一，重力加速度为g,则下列关于微粒运动的说法正确的

%

A.微粒在ab区域的运动时间为空

g

B.微粒在be区域中做匀速圆周运动，圆周半径r=d

7id

C.微粒在be区域中做匀速圆周运动，运动时间为广

6%

（乃+6）d

D.微粒在ab、be区域中运动的总时间为---------

3%

9、大量天文观测表明宇宙中的恒星（其实是银河系中的恒星）超过70%是以双星形式存在的。如图所示为某星系中

由两颗恒星A。3组成的双星系统，两恒星环绕连线上的。点（未画出）做匀速圆周运动，观测到它们球心间的距离

为L,转动的周期为7,已知引力常量为G,根据观测结果可以确定的物理量是（）

B

A.两恒星的线速度之和

B.两恒星的线速度之比

C.两恒星的质量之比

D.两恒星的质量之和

10、如图所示，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从8点自由释放，两小球先后经过C点时的速度大小相等，速

度方向夹角为37。。已知3、C两点的高度差〃=1.25m,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,两小

球质量相等，不计空气阻力。根据以上条件可知（）

乙，B

A.小球甲水平抛出的初速度大小为3m/s

B.小球甲从A点到达C点所用的时间为0.4s

C.A、B两点的高度差为0.45m

D.两小球在C点时重力的瞬时功率相等

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）用如图所示实验装置验证如、m组成的系统机械能守恒，牝从高处由静止开始下落，如上拖着的纸带打

出一系列的点，下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，

2

交流电的频率为50Hz,计数点间的距离如图所示。已知机i=50g,m2=150g,贝!J：（g9.8m/s,结果均保留两位有效

数字）

（1）在打点0~5过程中系统动能的增加量AEk=J,系统势能的减少量A£P=.

（2）若某同学作出v2-//图像如图所示，则当地的实际重力加速度小m/s2.

12.（12分）某同学要测量一电池的电动势E和内阻r,实验器材有一个电阻箱火、一个开关S、导线若干和一个灵敏

电流计G（满偏电流1mA,内阻未知）。由于G量程太小，需要改装成量程更大的电流表A,实验过程如下：

⑴使用多用电表测灵敏电流计内阻时，选择开关拨至“xlO”挡，欧姆档调零后测量，指针的位置如图甲所示，阻值为

（2）用图乙电路图进行测量，需要电流表A的量程为0.6A,则对灵敏电流计G进行改装，需要在G两端一（选填“并

”或“串”）联一个阻值为—。的电阻（结果保留一位有效数值）。

（3）该同学在实验中测出多组电流表A的电流/与电阻箱的阻值K的实验数据，作出｝-K图像。在坐标纸上做出如图

所示的图线，由做出的图线可知，该电池的电动势是一V,内电阻为Q（小数点后保留两位数值）。

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，粗糙水平地面上放置长木板A和滑块C,滑块B置于A的左端。开始时A、B静止，C与A

右端相距x=4m,现C以%=7m/s的初速度水平向左运动，然后与A发生弹性碰撞（时间极短）。已知A、B、C质

量均为2kg,A和C与地面间的动摩擦因数为4=0.3,A与B间的动摩擦因数为〃2=02,最大静摩擦力等于滑动

摩擦力，B最终没有从A上掉下去，重力加速度g取lOm/s?,求：

互________________

--E___

（1）C与A碰撞前的速度；

（2）A、B间因摩擦产生的热量。

14.（16分）如图所示，光滑水平台面左端有一小物块A,右端有一小物块B,右侧面与一曲面相连。以台面右侧底

端的0点为原点建立坐标系Oxy.已知，台面的高度为2心曲面的方程为产」-*2,物块A的质量是物块B质量的/?

2h

倍，A物块以速度用向右运动与物块B发生弹性正碰，碰撞后物块B沿水平方向飞出，忽略空气阻力，重力加速度为

go

（1）求碰撞后瞬间物块B的速度大小；

（2）〃值不同，物块B落到曲面时的动能也不同。求〃取多大时，物块B落到曲面时动能最小。

VbB

海:::苏淑:之

修修鎏滋

lili

逐落蕊您

O

15.(12分)如图所示，用质量，〃=lkg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计,

开始时活塞距离汽缸底部的高度&i=1.0m,气体的温度G=27C»现将汽缸缓慢加热至a=207℃,活塞缓慢上升到距

离汽缸底某一高度如处，此过程中被封闭气体增加的内能AU=300J。已知大气压强po=l.Oxl()5pa,重力加速度g=

10m/s2,活塞横截面积S=5.0xl()-4m2。求：

(i)初始时汽缸内气体的压强pi和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度比；

(ii)此过程中缸内气体吸收的热量

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、C

【解析】

ABD.根据光电效应方程有

Ekm=hv—Wo

其中Wo为金属的逸出功，其中

Wo=hvo

所以有

Ekm=hv—hvo

由此结合图象可知，该金属的逸出功为E或者Wo=/m),当入射光的频率为如。时，代入方程可知产生的光电子的最大

初动能为E,故ABD正确；

C.入射光的频率为时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C错误。

2

此题选择错误的，故选C。

2、D

【解析】

物块所受的摩擦力做的功为：

W=FXCOS(9=-20X(5-3)=-40J.

A.-160J,与结论不相符，选项A错误；

B.-100J,与结论不相符，选项B错误；

C.100J,与结论不相符，选项C错误；

D.-40J,与结论相符，选项D正确；

故选D.

【点睛】

本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，知道功是力与力的方向上的位移的乘积.

3、A

【解析】

铜珠做自由落体运动，落到蟾蛇口的速度为：

V=yjlgh

以竖直向上为正方向，根据动量定理可知：

Ft-mgUO-(-/nv)

解得：

A.^+mg,与结论相符，选项A正确;

t

B.m同,与结论不相符，选项B错误；

t

C.竺叵，与结论不相符，选项c错误；

竺叵一根g,与结论不相符，选项D错误;

D.

故选A.

4、D

【解析】

AB.双星间的万有引力提供它们各自圆周运动的向心力，则恒星和行星做圆周运动的角速度大小相等，周期相同，则

G——-mcor.

131

G———McoKy

I?

可得

r2m

由于恒星与行星质量不同，则轨道半径不同，由公式丫=可知，恒星和行星做圆周运动的线速度大小不同，故AB

错误；

C.根据多普勒效应可知，若某恒星在靠近我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频

率，即恒星光谱会出现蓝移，故c错误：

D.根据多普勒效应可知，若某恒星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频

率低，即恒星光谱会出现红移，故D正确。

故选D。

5、C

【解析】

A.光在不同介质中传播时，频率不会发生改变，所以出射光线的频率不变，故A错误；

B.激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面

的入射角不可能大于临界角，所以都不可能发生全反射，故B错误；

C.此激光束在玻璃中的波速为

〃一百

间的距离为

S=2Rsin600=也R

则光束在玻璃球中从。到。传播的时间为

S3R

t=—=—

vc

故C正确：

D.由几何知识得到激光束在在。点折射角r=30°,由

sina

n=-----

sinr

可得入射角a=60。，故D错误。

6、A

【解析】

运动状态保持不变是指物体速度的大小和方向都不变，即物体保持静止或做匀速直线运动，故A项正确，BCD三项错

误。

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、ACE

【解析】

A.机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；

B.弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅,

选项B错误；

C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；

D.波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、＞射线，选项D错

误；

E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E正确；

故选ACE.

8、AD

【解析】

将粒子在电场中的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速运动，竖直分运动为末速度为

2

零的匀减速运动，根据运动学公式，有：水平方向：vo=at,d=竖直方向：O=vo-gt；解得a=g①”为②，故

2gg

2

A正确；粒子在复合场中运动时，由于电场力与重力平衡，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力夕%8=/〃匕

解得：-=吟③，由①②③得到r=2d,故B错误；由于r=2d,画出轨迹，如图，由几何关系，得到回旋角度为30。,

qB

id2^^

r7rm7vdt-.......=—

故在复合场中的运动时间为弓=G=o=q—，故c错误；粒子在电场中运动时间为：।1彩，故粒子在

0

126qB3%-v0

万+6,

ab、be区域中运动的总时间为：t=ti+t2=--d,故D正确；故选AD.

3%

【点睛】

本题关键是将粒子在电场中的运动正交分解为直线运动来研究，而粒子在复合场中运动时，重力和电场力平衡，洛仑

兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动.

9、AD

【解析】

AB.设两恒星的轨道半径分别为弓、弓，双星系统有相同的周期，则有

4+与=心

2町

%T

2仍

v=——二

2T

联立可得

24L

匕+丫2~1r

岭r2

故无法确定两恒星的线速度之比，而两恒星的线速度之和可以确定，选项A正确，选项B错误;

CD.又

仍2%

=仍I4

LJ于

二=必

r2叫

rt+r2=L

联立解得

4zr2L3

班+机2=七产

故可以确定两恒星的质量之和，但无法确定两恒星的质量之比，选项D正确，C错误。

故选ADo

10、AB

【解析】

A.小球乙到C的速度为

y=12gh=5m/s

此时小球甲的速度大小也为v,又因为小球甲速度与竖直方向成37。角，可知水平分速度为usin37=3m/s»故A

正确；

B.根据

vv=vcos37=gt

计算得小球甲从A点到达。点所用的时间为0.4s,故B正确；

C.A、C两点的高度差为

hAc=0.8m

故A、B两点的高度差为1.25m—().8m=0.45m,故C错误；

D.由于两球在竖直方向上的速度不相等，所以两小球在C点时重力的瞬时功率也不相等。故D错。

故选AB。

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、0.580.599.7

【解析】

匀变速直线运动某段时间内，中间时刻速度等于平均速度:

/—匕_0.8640一0.3840

m/s=2.4m/s

v=27^-2x0.1

动能增加量：

12

=5（叫+m2»Q0.58J；

⑵系统势能的减少量：

A£p=(m2―叫)ghh0.59J.

⑵⑶根据机械能守恒定律:

（牡一町）=；（/%+用）口2

得:

v2_2（但一班）

（町+m2）

斜率：

_2(m2-zn))g_13.58

(〃4+»?2)1.40

得出：g»9.7m/s2,>

12、180并0.31.41-1.450.38-0.44

【解析】

（1）[1].多用表欧姆挡读数为刻度值与倍率的乘积，即灵敏电流计内阻rg=18xl0C=180C。

（2）[2][3],灵敏电流计扩大量程需要并联一个小电阻Ro,设灵敏电流计的满偏电流为/g=lmA,内阻“=180。，扩大量

程后的电流为/m=0.6A,并联电路电压相等，根据欧姆定律有

/必g=Ro

得

&=

（3）[4][5|.扩大量程后的安培表内阻

根据闭合电路欧姆定律

E=I（R+r/+r）

整理得

IEE

结合!-R图象有

,16-0.5

K=-=---------

E8-0

r+r

b=-^=0.5

E

联合解得

欣1.45V

日0.430

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、(1)5m/s；(2)5.5Jo

【解析】

(1)设三者质量为，”，碰撞前C做匀减速直线运动，设C与A碰撞前的速度为匕，由动能定理可得

1212

—/2tmgx--mVy——mv0

代入数据得

V,=5m/s

(2)因碰撞时间极短，A与C碰撞的过程动量守机械能守，设碰撞后瞬间A的速度为2，C的速度为匕，以向左为

正方向，由动量守恒定律得:

mv[=mv2+mvy

121212

—mv：=—mv；+—mv.

222

代入数据得

v2=5m/s

匕=0

此后，8加速，4减速，此过程一直持续到二者具有共同速度y为止。设4的加速度大小为4,8的加速度大小为出，

该过程由牛顿第二定律及运动学公式得

3+2ju^mg=ma1

/j21ng-ma2

v=v2-axt=a2t

解得

q=8m/s2

2

a2=2m/s

v=lm/s

此过程，8相对A一直有滑动，相对位移大小

vt2-v2V2,CL

Ax.=-±----------=1.25m

2a12a2

在此以后，地面对A的摩擦力阻碍A运动，3与A之间的摩擦力改变方向。设A和3的加速度大小分别为％’和"2，