北师大万宁附中2023-2024学年高三3月份模拟考试物理试题含解析

北师大万宁附中2023-2024学年高三3月份模拟考试物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、火星的质量是地球质量的a倍，半径为地球半径的b倍，其公转周期为地球公转周期的c倍。假设火星和地球均可视为质量分布均匀的球体，且环绕太阳的运动均可看成是匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）A．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为a：bB．同一物体在火星表面的重力与在地球表面的重力之比为a：bC．太阳、火星间的距离与日、地之间的距离之比为D．太阳的密度与地球的密度之比为c2：12、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随位移x变化关系如图所示，其中0～段是关于直线对称的直线，～段是曲线，则下列说法正确的是（）A．处电场强度最小B．在处电势的关系为C．～段带电粒子做匀变速直线运动D．～段电场方向不变，大小变，～段的电场强度大小方向均不变3、分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为1∶3，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子电量为e。下列说法正确的是（）A．用频率为2ν的单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多B．用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应C．甲、乙两种单色光照射该金属，对应光电流的遏止电压相同D．该金属的逸出功为4、某篮球运动员垂直起跳的高度为100cm，则该运动员的滞空时间（运动员起跳后，从双脚都离开地面到任意一只脚接触地面的时间间隔）约为（）A．0.20s B．0.45s C．0.90s D．1.60s5、关于原子核及其变化，下列说法中正确的是（）A．衰变和裂变都能自发的发生B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等6、如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。下列关于E随x变化的图像正确的是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、如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W，电子的质量为m。电荷量为e，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（）A．若增大入射光的频率，金属板的逸出功将大于WB．到达A板的光电子的最大动能为－W＋eUC．若减小入射光的波长一定会有光电子逸出D．入射光子的能量为8、若宇航员到达某一星球后，做了如下实验:(1)让小球从距离地面高h处由静止开始下落，测得小球下落到地面所需时间为t;(2)将该小球用轻质细绳固定在传感器上的O点，如图甲所示。给小球一个初速度后，小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，传感器显示出绳子拉力大小随时间变化的图象所示(图中F1、F2为已知)。已知该星球近地卫星的周期为T，万有引力常量为G，该星球可视为均质球体。下列说法正确的是A．该星球的平均密度为 B．小球质量为C．该星球半径为 D．环绕该星球表面运行的卫星的速率为9、如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于放置的光屏，沿方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是（）A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B．A光的频率比B光的频率高C．在该玻璃体中，A光比B光的波长长D．在真空中，A光的波长比B光的波长长E.A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高10、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（）A．该卫星运行周期可根据需要任意调节B．该卫星所在处的重力加速度为C．该卫星运动动能为D．该卫星周期与近地卫星周期之比为三、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）电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测盘电压表的内阻（半偏法）。实验室提供的器材如下：待测电压表V（量程3V．内阻约为3000Ω），电阻箱R0（最大组值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值100Ω，额定电流2A）。电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分。将电路图补充完整_______。（2）将这种方法测出的电压表内阻记为R'v．则R'v=______。与电压表内阻的真实值Rv相比，R'v____Rv．（选填“＞““=”或“＜“）12．（12分）某研究性学习小组的一同学想测量一下某电阻丝的电阻率，实验室供选择的器材如下：A．量程0.6A，内阻约0.5Ω的电流表B．量程3A，内阻约0.01Ω的电流表C．量程0.6A，内阻0.5Ω的电流表D．量程15V，内阻约30kΩ的电压表E.阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器F.阻值为0~10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器G.阻值为0~99.9Ω的电阻箱H.电动势为3V的电池I.开关一个、导线若干（1）如图甲是他先用螺旋测微器测量电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径D=____mm，用多用电表粗测了该电阻丝的电阻如图乙所示，则多用电表的读数为____Ω；

（2）该同学想用伏安法精确测量该电阻丝的电阻，他检查了一下所给器材，发现所给电压表不能用，就用电流表改装一电压表，你认为所给电压表不能用的理由是____；如果要改装成量程为3V的电压表，需要串联的电阻R=____Ω；如果他选好器材后设计了如图所示的电路，电流表他应选用_____；滑动变阻器应选用_____；（3）该同学连好电路后，测出该电阻丝的长度为L，直径为D，然后改变滑动变阻器滑动头的位置读出两个电流表和电阻箱的若干数据，其中电流表A1、A2的读数分别用I1、I2来表示，从而测出该电阻丝的电阻率ρ，则ρ的表达式是___；(用所有测量的物理量的字母表示)

（4）如果要求电流表A2的读数从零开始，请你根据上图将电路添加一条线改画在电路图上。（__________）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，两根形状相同、足够长的光滑金属导轨固定，相互平行，间距为L，两连接点a、b连线垂直于所有导轨，左底端接有阻值为R的电阻。倾斜导轨所在平面与水平面夹角为，平面内有磁感应强度为、方向垂直于平面向上的匀强磁场；水平导轨在同一水平面，所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场。阻值为R、质量为m的相同导体杆A、B，A在倾斜导轨上，B在水平导轨上，都垂直于导轨。开始时，A以初速度开始沿倾斜导轨向上滑行，B在外力作用下保持静止；A上滑通过距离x到达最高点时（此时A仍在倾斜导轨上），B瞬间获得一个水平初速度并在外力作用下以此速度做匀速直线运动（B始终在水平导轨上并保持与导轨垂直），A恰能静止在倾斜导轨上。求：(1)在A上滑的过程中，电阻R上产生的热量；(2)B做匀速运动速度的方向、大小；(3)使B做匀速运动的外力的功率。14．（16分）如图所示，两条直线与所夹区域内有两个不同的匀强磁场，磁场的直线边界与和均垂直。一质量为、电荷量为的带电粒子以某一初速度垂直射入磁场，受磁场力的作用，最终垂直于边界且从段射出。已知：两磁场的磁感应强度分别为、（各物理量单位均为国际单位制中的主单位），粒子进入磁场的初速度为。不计粒子重力，求：(1)粒子在、磁场中运动的半径之比(2)粒子在两磁场中运动的最短时间15．（12分）如图所示，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L．矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a指向O．电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切．（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值．

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】

A．当卫星绕任一行星表面做匀速圆周运动时的速度即为该行星的第一宇宙速度，由解得则火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为故A错误；B．对于天体表面的物体，万有引力近似等于重力，即有：解得：则同一物体在火星表面的重力与在地球表面的重力之比为a∶b2故B错误；C．根据开普勒第三定律可知，太阳、火星之间的距离与日、地之间的距离之比为故C正确；D．由于太阳的质量、半径与地球的质量、半径的关系未知，所以不能确定它们的密度之间的关系，故D错误。故选C。2、B【解析】

A．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：，得由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于，x1处的斜率可以认为与0-x1段相等，故此时电场强度并不是最小的，故A错误；

B．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，q＜0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ3＜φ2=φ0＜φ1故B正确；

C．由图可知，0～x1段和0～x2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，故C错误；

D．0～x1段电场方向不变，大小不变，x2～x3段图象的斜率减小，故电场强度大小减小，方向不变，故D错误。

故选B。3、B【解析】

A．单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故A错误；BD．光子能量分别为和根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为，逸出光电子的最大初动能之比为1：3，联立解得用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应，故B正确，D错误；C．两种光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理可知，题目对应的遏止电压是不同的，故C错误。故选B。4、C【解析】

根据物体做自由落体运动时可知可得物体自由落体运动下落1m需要的时间约为0.45s，根据竖直上抛运动和自由落体运动的关系可知，滞空时间约为0.90s，C正确，ABD错误。故选C。5、D【解析】

A．衰变能自发发生，裂变不能自发发生，A错误；B．衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，所以电子不是原子核的组成部分，B错误；CD．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，C错误，D正确。故选D。6、A【解析】

设x轴的正方向代表电场强度的正方向根据等量同种负电荷电场线在沿x轴方向的分布，结合规定正方向判断如下：①在A点左侧电场线水平向右，场强为正，图像的横轴上方，离A点越近，场强越强；②在A到O之间的电场线向左，场强为负，图像在横轴下方，离A越近，场强越强；③在O到B之间电场线向右，场强为正，图像在横轴上方，离B越近，场强越强；④在B点右侧，电场线水平向左，场强为负，图像在横轴下方，离B越近，场强越强。综上所述，只有选项A符合题意。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、BCD【解析】

A．金属板的逸出功取决于金属材料，与入射光的频率无关，故A错误；B．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的逸出最大动能根据动能定理则当到达A板的光电子的最大动能为故B正确；C．若减小入射光的波长，那么频率增大，仍一定会有光电子逸出，故C正确；D．根据，而，则光子的能量为故D正确。故选BCD。8、ABD【解析】

A.对近地卫星有，星球密度，体积，解得，故A正确。B.小球通过最低点时拉力最大，此时有最高点拉力最小，此时有最高点到最低点，据动能定理可得可得，小球做自由落体运动时，有可得，，故B正确。C.根据及可得：星球平均密度可表示为可得，故C错误。D.环绕该星球表面运行的卫星的速率可表示为故D正确。9、ACD【解析】

ABD．光线通过玻璃体后，A光的偏折程度比B光的小，则该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，说明A光的频率比B光的频率低，由c=λγ知，在真空中，A光的波长比B光的长，故A、D正确，B错误；C．设同一光线在真空中的波长为λ0，在玻璃体中的波长为λ，折射率为n，则，得：在真空中，A光的波长比B光的波长长，而玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，由λ=λ0/n知，在该玻璃体中，A光比B光的波长长．故C正确；E.光的频率由光源决定，与介质无关，则A光从空气进入该玻璃体后，其频率不变．故E错误．10、BC【解析】

A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；B．由可知则该卫星所在处的重力加速度是选项B正确；C．由于则该卫星的动能选项C正确；D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为选项D错误。故选BC。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、R0＞【解析】

（1）[1]．待测电压表电阻（3000欧姆）远大于滑动变阻器R1的电阻值（100欧姆），故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示：（2）[2][3]．根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；闭合开关s1、s2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动电阻器滑片位置不变，断开s2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻；电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大，故Rv＜Rv′12、2.0005.0因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大4.5A、CF【解析】

（1）[1]根据螺旋测微器读数规则读数为2.000mm。[2]从图上可以看出选择开关放在了“×1挡”，根据读数规则读出电阻为5.0Ω。（2）[3]因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大。[4]改装成量程为3V的电压表，选用电流表A改装，需要串联的电阻R=Ω=4.5Ω[5]由于所求电阻丝的电阻约为5Ω，两端的电压不超过3V，电流不超过0.6A，为求电表读数准确，量程不能过大，所以电流表选A和C。[6]阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器阻值太大，为方便调节滑动变阻器应选用F。（3）[7]根据电阻定律和欧姆定律，有因此ρ的表达式是（4）[8]因为要求电压表读数从零开始，所以用分压式接法，又电压表的内阻比待测电阻大的多，故采用电流表外接法，故完整的电路图如图所示四、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)；(2)，方向向右；(3