2023-2024年北京市海淀区教师进修学校附属实验学校高三一模模拟物理试题（解析版）

海淀区教师进修学校附属实验学校高三物理一模模拟试题本试卷共6页，100分．考试时长90分钟．考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分．在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.将一只踩扁的乒乓球放到热水中，乒乓球会恢复原形，则在乒乓球恢复原形的过程中，球内气体（）A.吸收的热量等于其增加的内能 B.压强变大，分子平均动能变大C.吸收的热量小于其增加的内能 D.对外做的功大于其吸收的热量【答案】B【解析】【详解】将踩扁的乒乓球放入热水中，一段时间后，乒乓球恢复为球形，说明压强变大，是因为乒乓球中的气体吸收热量，温度升高，气体内能增大，分子平均动能变大；由于气体压强变大，体积膨胀，所以气体对外做功，根据热力学第一定律可知，，，则，即气体吸收的热量一部分转化为气体的内能，一部分用来对外做功，因此气体吸收的热量大于其增加的内能，也大于气体对外做的功。故选B。2.下列说法中正确的是（）A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B.肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象C.用光导纤维传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象D.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象【答案】C【解析】【详解】A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，故A错误；B．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的干涉现象，故B错误；C．用光导纤维传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象，故C正确；D．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D错误。故选C。3.江苏田湾核电站是世界上第三代核电站，效率更高、安全性更好，其中一种核反应方程为：，则（）A.X为中子， B.X为中子，C.X为质子， D.X为质子，【答案】A【解析】【详解】根据核反应的电荷数守恒可知X的电荷数为0，则X必为中子，根据核反应的质量数守恒可知。故选A。4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】AB．根据题意可知，时，在处的质点处于则此时该质点位于平衡位置，下一时刻，该质点向上运动，故AB错误；CD．根据题意，横波沿轴负方向传播，根据同侧法判断可知，C错误，D正确。故选D。5.某同学探究自感现象时设计的实验电路如图所示。A，B为两完全相同的灯泡，电感线圈L的自感系数很大，直流电阻为灯泡电阻的一半，电源内阻不计，下列说法正确的是（）A.开关S闭合瞬间，B先亮，A后亮，最终A、B一样亮B.开关S闭合瞬间，A、B先同时亮，B然后变暗一些，A变得更亮C.开关S断开瞬间，A、B立即同时熄灭D.开关S断开瞬间，B立即熄灭，A先变得更亮再逐渐熄灭【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．开关S闭合瞬间，因电感线圈自感很大，故线圈中电流为零，A、B同时亮，随后因线圈对电流的阻碍作用逐渐减小，流经电源的总电流逐渐增大，故流经B的电流逐渐增大，故B变得更亮，因电源无内阻，故路端电压不变，即B两端电压升高，A两端电压降低，故A要变暗一些，故AB错误；CD．开关S断开瞬间，线圈与A组成回路，故B立即熄灭，因开关断开前线圈中的电流大于A中电流，故A先变得更亮再逐渐熄灭，故C错误，D正确。故选D。6.如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连，在M上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是（）A.地面光滑时，绳子拉力的大小为B.地面不光滑时，绳子拉力大于C.地面不光滑时，绳子拉力小于D.地面光滑时，绳子拉力小于【答案】A【解析】【详解】AD．光滑时，对整体分析，根据牛二定律得加速度对m受力分析由牛顿第二定律得T=ma联立解得故A正确，D错误；BC．地面不光滑时，对整体，根据牛顿第二定律得加速度对m受力分析由牛顿第二定律得解得BC错误。故选A。7.有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1．L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是（）A.电阻R消耗的电功率增大B.灯L1、L2都能正常发光C.原线圈的输入功率减小D.原副线圈的电流比减小【答案】A【解析】【详解】A．当S闭开后，由变压器电压与匝数比关系：，可知副线圈电压不变，而电路的电阻减小，所以副线圈的电流增大，由知R消耗的功率增大，故A正确；B．当S闭开后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以电阻R的电压增大，而副线圈电压不变，所以灯泡两端的电压减小，灯L1．L2都不能正常发光，故B错误；C．由于副线圈中负载电阻减小，消耗的功率为,故消耗的功率增大，又因为输入功率等于输出功率，故原线圈的输入功率增大，所以C错误；D．由电流与匝数关系，知变压器原副线圈的匝数不变，故原副线圈中电流之比不变，故D错误。故选A。8.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球（）A.速度先增大后减小B.受到的库仑力先做负功后做正功C.受到的库仑力最大值为D.管壁对小球的弹力最大值为【答案】C【解析】【详解】A．电荷量为+q小球以初速度v0从管口射入的过程，因电场力不做功，只有重力做功；根据动能定理，故速度不断增加；故A错误；B．小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功；故B错误；C．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为，故C正确；D．结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D错误；故选C。9.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有磁感应强度大小为B方向垂直水平面向下，宽度为的平行边界匀强磁场，一个质量为m，边长为L的正方形导体线框，在磁场边界以初速度进入磁场，恰好穿出磁场，关于线框的运动，下列说法正确的是（）A.线框在整个运动过程中一直做减速运动B.线框入场、出场过程中，所受安培力方向相反C.无法计算出线框整个运动过程中产生的焦耳热D.线框入场、出场过程中，通过线框导体横截面的电荷量大小相同【答案】D【解析】【详解】A．因为磁场区域宽度大于线框边长，所以线框完全进入磁场后的一段时间内，所受合力为零，做匀速直线运动，故A错误；B．根据楞次定律可以判断，线框入场过程中，感应电流的磁场阻碍线框磁通量增大，即阻碍线框进场，所受安培力水平向左。线框出场过程中，感应电流的磁场阻碍线框磁通量减小，即阻碍线框出场，所受安培力水平也向左，故B错误；C．根据能量守恒定律可知线框整个运动过程中产生的焦耳热为故C错误；D．线框入场过程中，通过线框导体横截面积的电荷量为由于线框出场过程中，磁通量变化量相同，所以通过线框导体横截面的电荷量和进场过程相同，故D正确。故选D。10.如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一个小球，小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕O点以角速度做匀速圆周运动。已知杆长为L，小球的质量为m，重力加速度为g，A、B两点与O点在同一水平直线上，C、D分别为圆周的最高点和最低点，下列说法正确的是（）A.小球在运动过程中向心加速度不变B.小球运动到最高点C时，杆对小球的作用力为支持力C.小球运动到A点时，杆对小球作用力为D.小球在D点与C点相比，杆对小球的作用力的大小差值一定为【答案】C【解析】【详解】A．小球做匀速圆周运动，向心加速度大小不变，方向改变，选项A错误；B．当小球在最高点，由牛顿第二定律可知，当小球通过最高点时线速度大于时，FN为正值，杆对小球的作用力为向下的拉力；当小球通过最高点时线速度小于时，FN为负值，杆对小球的作用力为向上的支持力；当小球通过最高点时线速度等于时，FN为0。因为不知道小球在最高点时线速度与的大小关系，所以不能判断杆对小球是支持力还是拉力，选项B错误；C．当小球在A点时，杆对小球作用力竖直方向分量应等于重力，水平方向分量提供向心力，故杆对小球的作用力选项C正确；D．若小球在最高点，杆对小球的作用力为支持力，则在C点在D点可得若小球在最高点，杆对小球的作用力为拉力，则在C点在D点可得选项D错误。故选C。11.如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面向右做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在物体移动时间为t的过程中（）A.摩擦力冲量的大小与F方向无关 B.合力冲量的大小与F方向有关C.F为水平方向时，F冲量为μmgt D.F水平方向冲量的最小值为mat【答案】D【解析】【详解】A．摩擦力冲量的大小可知摩擦力的冲量大小与F方向有关，选项A错误；B．合力冲量的大小则合力冲量大小与F方向无关，选项B错误；C．F为水平方向时，F冲量为选项C错误；D．根据F水平方向冲量当f=0时F水平方向冲量的最小值为mat，选项D正确。故选D。12.2022年10月，我国发射的“夸父一号”太阳探测卫星成功进入距地面高度为720km、周期约为100分钟的太阳同步晨昏轨道，如图所示。所谓太阳同步晨昏轨道，从宇宙中看，卫星围绕地球在两极上空飞行（看作匀速圆周运动）且跟随着地球绕太阳公转，同时轨道平面围绕太阳转动，且保持这个面一直朝向太阳，可实现全天候对太阳磁场、太阳耀斑等进行观测。下列说法正确的是（）A.“夸父一号”每绕地球1周，地球自转25°B.“夸父一号”绕地球运动的向心加速度大于地球表面重力加速度C.“夸父一号”绕垂直于地球自转轴旋转D.“夸父一号”的发射速度大于【答案】A【解析】【详解】A．地球自转一圈需要24h，“夸父一号”公转一圈需要100min，则“夸父一号”每绕地球1圈，地球自转的角度为故A正确；B．根据，可知，“夸父一号”的向心加速度小于地球表面重力加速度，故B错误；C．根据题意：“卫星围绕地球在两极上空飞行（看作匀速圆周运动）且跟随着地球绕太阳公转，同时轨道平面围绕太阳转动，且保持这个面一直朝向太阳”，“夸父一号”绕地球运动的轨道平面绕地球自转轴旋转，且每天绕地球自转轴旋转，大约为1°，故C错误；D．“夸父一号”的发射速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故D错误。故选A。13.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后粒子恰沿中心轴线从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为+q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.粒子质量为B.管道内的等效电流为C.粒子在管道中的运动时间为D.粒子束对管道的平均作用力大小为【答案】ACD【解析】【详解】A．带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为r=a根据可得粒子的质量故A正确；B．管道内的等效电流为故B错误；C．粒子在管道中的运动时间为选项C正确；D．粒子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受的安培力F=BIl=Bnql故D正确故选ACD。14.北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（）A.同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样B.用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离C.蛋白质分子的线度约为10-8m，不能用同步辐射光得到其衍射图样D.尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小【答案】D【解析】【分析】【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；故选D。第二部分本部分共6题，共58分15.图甲所示为某种多用电表内部电路图，图乙为其刻度盘。表头的满偏电流，多用电表选择开关S接1、2时，分别为量程为、的电流表；选择开关S接3、4时，分别为倍率为“”、“”的欧姆表。某同学用该表测量某定值电阻的阻值，选择不同的倍率时指针位置分别如乙图中的a、b所示，则该电阻阻值为______。【答案】110【解析】【详解】选择开关S接3、4时，分别为倍率为“×1”、“×10”的欧姆表，为了读数准确，应使指针靠在中间部分，根据图像可知选择的是“×10”挡位，则电阻阻值为110；16.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距的双缝片。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝片间的距离。接通电源使光源正常工作。测量时，使测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹的中心对齐（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1.250cm。然后转动测量头。使分划板中心刻线与第4条亮纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数，图丙中游标卡尺的示数为______cm；所测光波的波长为______m（波长计算保留两位有效数字）。【答案】①.1.775②.【解析】【详解】[1]游标卡尺的示数为[2]相邻两亮条纹间距为根据公式可得所测光波的波长为17.“验证机械能守恒定律”的实验的装置如图1所示。（1）下列实验操作正确的是________；A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向B．将电磁打点计时器接到220V交流电源上C．选择打好的纸带，确定开始打点的位置O，从纸带上数出打点数n，得到重锤下落的时间t和纸带在这段时间内的长度h，根据公式计算出重锤速度（g为重力加速度），再进一步验证机械能守恒（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是________；A．重锤质量称量不准会造成较大的误差B．重锤体积一定时，用密度大的材质，有利减小误差C．实验中摩擦不可避免，纸带越短，摩擦力做功越少，实验误差越小（3）小李在验证了机械能守恒定律后，想用此装置探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图2所示，将重锤换铜管成磁铁，并在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管，且与限位孔在同一竖直线。小李按正确步骤进行了实验，得到一条纸带如图3所示。确定一合适的点为O点，每个打点标为a，b，…，h。例如，为了得到b点的速度，计算方法I：；计算方法II：。其更合理的方法是________（填“I”或“II”）。从纸带上的打点分布，试定性描述磁铁在铜管中的运动情况________________。【答案】①.A②.B③.I④.先加速运动，后匀速运动【解析】【详解】（1）[1]A．将电磁打点计时器固定在铁架台上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，从而减小实验误差，故A正确；B．电磁打点计时器使用的是4~6V交流电源，故B错误；C．使用公式计算出重锤速度，则已经把重锤运动看作自由落体运动了，则验证的机械能守恒的表达式就已经恒成立了，应使用匀变速直线运动的平均速度公式来计算重锤速度，故C错误。故选A。（2）[2]A．要验证的关系式为等式两边消掉m，则实验中不需要称量重锤的质量，故A错误；B．重锤体积一定时，用密度大的材质，减小空气阻力，有利减小误差，故B正确；C．在打纸带时，纸带太短了，不易打出符合实验要求的纸带，故C错误。故选B。（3）[3]b点的速度是根据平均速度来计算的，其中越接近于0，则时间内的平均速度越接近b点的瞬时速度，所以更合理的方法是“Ⅰ”。[4]从纸带可知，纸带上打的点与点间的间隔是先越来越稀疏，然后点与点间的间隔相等，所以磁铁在铜管中的是先加速运动，后匀速运动。18.2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，某运动员从O点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的圆弧轨道后从A点水平飞出，经后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，圆弧轨道半径，斜坡与水平面的夹角，运动员的质量，重力加速度，空气阻力忽略不计。求：（1）运动员到达A点时的速度大小；（2）运动员到达A点时对轨道压力大小；（3）在圆弧轨道上摩擦阻力对运动员做的功。【答案】（1）15m/s；（2）950N；（3）−625J【解析】【详解】（1）运动员从A点滑出后做平抛运动，从A到B水平方向有x=vAt在竖直方向有y=gt2物体落在B点，有tanθ＝联立解得vA＝15m/s（2）在A点满足解得由牛顿第三定律得，运动员到达A点时对轨道的压力大小为950N。（3）运动员在圆弧轨道上只有重力和摩擦阻力做功，根据动能定理有mg(R−Rcos60°)+Wf＝mvA2−0代入数据解得Wf=−625J19.如图所示，在宽为L的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．光滑绝缘水平面上有一边长为L、质量为m、电阻为R的单匝正方形线框abcd，ad边位于磁场左边界，线框在水平外力作用下垂直边界穿过磁场区．（1）若线框以速度v匀速进入磁场区，求此过程中b、c两端的电势差Ubc；（2）在（1）的情况下，从图示线框移动到完全进入磁场的过程中产生的热量Q和通过导线截面的电量q；（3）若线框由静止开始以加速度a匀加速穿过磁场，求此过程中外力F随运动时间t的变化关系．【答案】（1）（2）；（3）(）【解析】【详解】（1）线框产生的感应电动势：感应电流：电势差：解得：（2）线框进入磁场所用的时间：由于产生的热量：解得：通过的电荷量：解得：（3）设线框穿过磁场区的时间为t0，则：线框产生的感应电动势受到的安培力：根据牛顿第二定律：解得：(）20.如图所示，阿永同学是一位永动机爱好者，他受到回旋加速器的启发，下图为他设计的系统。该永动机系统主要由一个带正电，质量为，电量为q的小球、平行板电容器C、以及两个场强相对较弱的面积足够大的静磁场区域构成。整个系统位于同一水平面上。系统启动之前，固定小球在电容器一侧。闭合开关让电容器充电，使电容器两极板间距为d，具有电势差U之后，断开开关。撤掉相关导线只保留电容器。在电容器极板中央释放小球后，小球将在平行板电容器中运动，将电势能转换为动能，得到加速。在离开电容器后，两侧的静磁场磁感应强度为B，将使得粒子在洛仑兹力的作用下，经过两次半圆周的匀速圆周运动，到达小球的出发点，小球的重力忽略不计。（1）小球第一次进入磁场，在磁场中运动的半径是多少？（2）阿永选择了相对较小的磁场强度，以免小球撞击在电容器上。之后小球将再一次加速，循环往复，增加动能。此过程阿永认为无其他能量损耗并增加了小球动能。则为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度x最大为多少？（3）不计相对论效应及其他损耗，求小球第三次通过极板之后，总的运动时间是多少？（4）几位同学看了阿永理论方案，分别给出如下看法：A.“我听人说过磁场可以携带能量。那这个过程中肯定磁场能量逐渐减少，如果不额外提供能量，磁场将逐渐变弱。这部分能量提供小球动能。”B.“肯定是小球飞来飞去改变了电容器两极板电荷分布，两极板电荷分布变化减少的电势能将提供小球动能。如果系统需要保持不变需要给电容器充电。”C.“肯定是磁场和平行板电容器的电场之间产生了某种耦合，导致一些我说不清的过程提供了小球动能。”你如何看待A、B、C三位的观点？请简要说明论证，并给出你自己的观点。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析【解析】【详解】（1）小球在电场中加速，根据动能定理有根据洛伦兹力提供向心力小球第一次进入磁场，在磁场中运动的半径是（2）小球第一次进入磁场时，速度最小，在磁场中运动的半径最小，为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度应满足可得电容器的宽度最大值为。（3）小球第三次通过极板时，在电场中加速三次，在磁场中经过四次半圆周的匀速圆周运动，两次经过无电磁场区域，小球在磁场中运动的时间为第一次经过无电磁场区域的时间为小球在电场中加速两次，有第二次经过无电磁场区域的时间为小球在电场中加速三次，有小球在电场中的加速度为小球在电场中运动的时间为总的运动时间为（4）小球在磁场中受到的洛伦兹力方向与小球速度方向垂直，洛伦兹力不做功，磁场能量不变，故A同学观点不正确；小球飞来飞去，电容器两极板电荷分布不发生变化，仍是左侧极板带正电，右侧极板带负电，故B同学观点不正确；根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，磁场和平行板电容器的电场之间产生了某种耦合，磁场和电场的总能量不会增加，故C同学观点不正确。带电小球定向移动，可等效看成电容构成闭合回路放电，电容储存的电场能逐渐转化为小球的动能。21.做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以度量势能的变化。例如静电场和重力（引