2024年北京市延庆区高三年级下册高考一模物理试卷含详解

2024北京延庆高三一模

物理

本试卷共9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。考

试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第一部分

本部分共14道题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，请选出最符合题目要求的一

项。

1.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）

A.；H+；HT；He+；n

C.；He+；；Al.《P+；n

D.嗡U+'n-二Ba琮Kr+3；n

2.如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为兀、该玻璃对单色光〃、〃的折射

A.兀B.兀AM,n(i<iib

C.兀,Ua<TlhD.,na>rih

3.一定质量的理想气体从状态。开始，经历三个过程，先后到达状态〃和。，最后回到原状态小其p-7•图像如图

所示。下列判断正确的是（）

A.从状态a到状态人的过程中，气体既不吸热也不放热

B.从状态〃到状态c的过程中，气体的内能增加

C.从状态。到状态。的过程中，气体的体积不变

D.a、4和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大

4.将〃=220j^sin(100m)V的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数之比为

B.闭合开关S后，电阻R消耗的电功率为I6W

C.闭合开关S后，电流表的读数为2A

D.断开开关S后，副线圈的输出电压为0

5.一列简谐横波在仁0时刻波形如图甲所示，图乙所示为该波中质点尸的振动图像。下列说法正确的是

A.该波一定沿x轴正方向传播

B.该波的波速为4()m/s

C./=0.15s时质点P的速度大于质点Q的速度

D.经过0.3s后，质点尸通过的路程为6m

6.一人乘电梯上楼，在竖直上升的过程中如果加速度。随时间/变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度。的

B.2s~4s的过程中人对地板的压力变小

C.r=6s时人对地板的压力为0

D.f=8.5s时人对地板的压力最大

7.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，Li和L2为电感线圈，AHA?、A3是三个完全相同的灯泡。实验时,

断开开关中瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，

最终A?与A3的亮度相同。下列说法正确的是（）

A.图甲中，Ai与Li的电阻值相同

B.图甲中，闭合Si,电路稳定后，Ai中电流大于L中电流

C.图乙中，变阻器A与L2的电阻值相同

D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块（可视为质点），。点为弹簧在原长时物块的位置。物块由

4点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。关于物块的受力及运动特征，下列说法正确

的是（）

III•I••

AOB

A.从A到O,物块所受重力的冲量为0

B.从4到。，物块的加速度一直减小

C.从4到8,物块通过。点时的速度最大

D.从4到从弹簧弹力对物块做的功等于物块与水平面摩擦产生的热量

9.如图所示，质量均为机的A、3两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为〃，物块间用一水平

轻绳相连，绳中无拉力。现川水平力/向右拉物块4,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。下列

说法中不止确的是（）

...[B1........

/////////Z////////////////////////////

A.当0<曰〃町时，绳中拉力为0

B.当fimg<F<2finig时，绳中拉力为

C.当尸时，绳中拉力为，

F

D.无论F多大，绳中拉力都不可能等于丁

13.离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。如图所示为最常见的“四极离子陷

阱”的俯视示意图，小氏c、d四根平行的细导体杆与工作电源相连，相当于四个独立的电极，相对的电极带等

量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷。在垂直于杆的平面内，四根细杆的位置连线是一个正方形，A、C是

。、。连线上的两点，8、。是力、“连线上的两点，A、C、8、。到正方形中心0的距离相等。下列判断正确的是

()

A.A点电势比K点电势高

B.人、B、。、。四点电场强度相同

C.若电子由A点运动到C点，静电力对电子做负功

D.电子在C点的电势能大于在。点的电势能

14.在霍尔效应中，霍尔电压与通过导体的电流之比被定义为霍尔电阻，可用符号七表示，通常情况下，霍尔电

阻与外加磁场的磁感应强度成正比。但在超低温、强磁场的极端条件下，某些材料的霍尔电阻却随着强磁场的增

加出现量子化现象：七二工♦4"是普朗克常数，e是电子的电量，I，既可以取1、2、3…等整数，也可以取某

ve

些小于1的分数，这就是量子霍尔效应现象。实验发现，当霍尔电阻处于量子态时，材料中的电子将沿边缘带做

定向运动，几乎不受阻力作用。2013年，清华大学薛其坤团队发现：在超低温（0.03K）环境条件下，具备特殊结

构的拓补绝缘体材料可以自发地发生磁化，此时不需要外加磁场也会发生量子霍尔效应，这种现象被称为量子反

常霍尔效应。结合以上资料，可以判断下列说法正确的是（）

A.同欧姆电阻类似，霍尔电阻越大，表明材料对通过它的电流的阻碍越强

B.耍发牛品子霍尔效应现象，外部环境条件有两个，一星要具备超低温环境，二品•要具备超强的滋场

C.具备量子反常霍尔效应的磁性拓补绝缘材料已成为新一代低能耗芯片的制造材料

D.霍尔电阻的量子态表达式中的常数组合4与欧姆电阻具有相同的单位

e

第二部分

本部分共6题，共58分。

物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析和误差分析

等。

15.实验仪器。现用多用电表测量一个阻值约为1500C的定值电阻，应选用欧姆表的挡（选填“xlO”或

“xlOO"）；如图所示，为正在测量中的多用电表表盘，该电阻的阻值为。。

16.某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后，做出的光路图如图所示。。为圆心，已知C。

的长度为kA8的长度为/2,则此玻璃砖的折射率可表示为o

17.误差分析。用图所示的电路测量&的阻值，该测量值比实际值偏（选填“大”或“小”）,造成这一系

统误差的原因是__________0（选填”电压表的分流”或“电流表的分压”）

18.某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

（1）在实验操作过程中，下列做法正确的是

A.实验中打点计时器可以使用直流电源

B.实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带

C.实验时纸带与打点计M器的两个限位孔成在同一竖直线上

D.打点计时器、尺平和刻度尺都是本实验必须使用的测量仪器

（2）如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A,8、C,。、E,通过测量并计算出点A距起始

点。的距离为&>,4C间的距离为N,CE间的距离为S2,若相邻两点的时间间隔为丁，重锤质量为〃?，重力加速

度为g。根据这些条件计算从。点到C点的过程中重锤重力势能的减少量A6=一,动能的增加量A®=。

4B(3D

人.■•

卜4」"$2"P

（3）利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离〃为横坐标，以各点速度

的平方炉为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出F-力图像，如图所示。请画出彼力图线并求得当

01020304050A/X102m

（4）小刚利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒定律，图是实验装置示意图。实验时开启气泵，先将气

垫导轨调至水平，然后滑块通过细线与托盘和跌码相连。将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门

的挡光时间为上已知刚释放时挡光条到光电门的距离为/，挡光条的宽度为"，且dI，托盘和法码的总质量为

机，滑块和挡光条的总质量为M,当地的重力加速度为g。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力

势能的减少量系统动能的消加量△&=。在误差允许的范围内，如果△*=△⑥,则可验证

系统的机械能守恒。

数字计时器挡光条和滑块

气炼轨光电%田,二

I1।ill1j11上1।[1।11।111、

点IIII

托盘和屈码

19.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。图甲是北斗导航系统卫星分布示意图，乙所示为

其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆冏运动的冏期为7,地球半径为心地球表面附近的

重力加速度为g，引力常量为G。

（1）求地球的质量

（2）求该卫星的轨道距离地面的高度〃；

（3）请推导第一宇宙速度力表达式，并分析比较该卫星的运行速度y与第一宇宙速度用的大小关系。

/

•

北

斗

卫

星

甲乙

20.如图所示，半径R=0.4m的竖直半圆形轨道加•与水平面乃相切。质量m2=0.2kg的小滑块B放在半圆形轨道

的最低点A另一个质量为即=0.3kg的小滑块A,在水平推力尸=3N作用下由静止开始从〃点向右做匀加速直线

运动，当小滑块人刚好要与小滑块B碰撞时立即撤去凡随后小滑块A与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘

在一起后恰好能够到达半圆形轨道的最高点c。已知推力尸作用的时间/=2s,滑块A与水平面之间的动摩擦因数4

二05,取重力加速度g=10m/s2,A、B均可视为质点。求：

（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小也；

（2）两滑块在碰撞过程中损失的机械能

（3）两滑块从。运动到c,的过程中系统产生的热量Q。

21.利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电叫潮汐发电，是目前海洋能利用中最主要的一种。

陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经讨通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、

落潮。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电；当海湾水位涨至最高时，堵住通道；落潮至

最低水位时，打开通道放水发电。以下是某小型双向型潮汐发电站一组数据，据此回答下列问题（取海水的密度

为LOxlO'kg/m-*g取lOm/s?）：

水坝高度H15m海湾面积s____m2

涨潮海湾最高水位/u10m发电机日平均发电量七4.8xl04kWh

退潮海湾最低水位hi6m水轮发电机总效率〃10%

（1）若采用U=200kV的直流电向某地区输电，要求输电线上损耗的功率AP不高于输送功率的5%,求输电线总

电阻的最人值r：

（2）试估算该小型发电站所圈占的海湾面积S的大小。

22.电子的电荷量e与其质量〃?之比称为电子的比荷，测定电子的比荷是物理学发展史上的非常重要的事件，电子

比荷的测定有多种方法。

（1）汤姆孙偏转法测电子的比荷

图是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：

①真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过4'中心的小孔沿中心线0P的方向进入到两块水平正对放置的平

行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心。点处，形成了一个亮点；

②在M和N间加上大小为U的偏转电压后，亮点偏离到Pi点；

③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为8时，电子在M、

N间作匀速直线运动，亮点重新回到P点；

④撤去M和N间的偏转电压，只保留磁场，电子在M、N间作匀速圆周运动，亮点偏离到P2点。荧光屏可视为平

面，测得P、P2的距离。

若已知平行板间距为4并已经求得电子在“、N间作匀速圆周运动的轨迹半径为八请结合上述步骤求电子的

比荷色。（不计电子所受的重力和电子间的相互作用）

m

（2）磁聚焦法测电子的比荷图2磁聚焦法测量电子比荷的装置示意图。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有

小孔的阳极A。在A、K之间加一电压，对电子进行加速，电子由阳极小孔高速射出；在电容器C的两极板间加

一小大的交变电场，使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的微小偏转，在电容器右侧和荧光屏之间加一水平

方向的匀强磁场，进入磁场的电子会沿不同的螺旋线运动，每绕行一周后都会到达同一位置聚焦，适当调节磁感

应强度的大小，可使电子流的焦点落在荧光屏S上。

已知加速电压的大小为Uo,电容器右端到荧光屏的水平距离为/,匀强磁场的磁感应强度大小为8,假设电子在磁

场中运动仅绕行一周就刚好打在荧光屏上，请根据以上条件及所学的知识求电子的比荷自。（不计电子所受的重

ni

力和电子间的相互作用）

（3）如何说明金属导电器的是电f?有人尝试用卜述实验来证明这件事：让一块向前运动的金属长方体突然刹

车，其中的载流子便会因惯性而聚集到前端使之带电，而在后端由于缺乏这种电荷而带相反电性的电，于是在导

体前后两端之间形成电场，通过分析该情景下载流子的受力和运动就可以求解载流子的比荷幺。若该比荷的数值

m

与汤姆孙所研究的阴极射线（电子流）的比荷相同，就可以说明金属导电靠的是电子。

已知金属导体突然刹车的加速度大小为小你认为这种实验方法能否测出电子的比荷幺？

m

如果能，请写出还需测量的物理量和对应的测量工具，井用需要测量的物理量表示金属内部载流子的比荷包。

m

如果不能，你认为还有什么方法可以测量该金属导体内部载流子的比荷？

2024北京延庆高三一模

物理

第一部分

本部分共14道题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，请选出最符合题目要求的一

项。

1.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）

A.]Hi:

B.-

C./；HIOe+；；AlIO.：V：P+；n

D.aU+》T£Ba+黑Kr+3：n

【答案】A

【详解】聚变是指由质量小的原子，主要是指笊或疑，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作

用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的•种核反应方式，A是轻核聚变，B中方程是质子的

发现方程；C中方程是原子核的人工转变；D是重核裂变，A正确，BCD错误。

故选A

2.如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光4、b,波长分别为九、儿,该玻璃对单色光4、〃的折射

率分别为&、则（）

A.儿B.心＞兀），〃“＜/〃）

C.心〈居，D.儿＞兀＞,

【答案】B

【详解】由图可知，方光的偏折程度较大，根据折射定律可知三棱镜对〃光的折射率较大，又因为光的频率越大,

介质对光的折射率就越大，故。光的频率大于。光的频率，根据

f

可知〃光波长小于。光的波长。

故选B,

3.一定质量的理想气体从状态。开始，经历三个过程，先后到这状态匕和C，最后回到原状态。，其P-7图像如图

所示。下列判断正确的是（）

A.从状态。到状态人的过程中，气体既不吸热也不放热

B.从状态〃到状态c的过程中，气体的内能增加

C.从状态c到状态。的过程中，气体的体积不变

D.a、〃和。三个状态中，状态〃时分子的平均动能一定最大

【答案】C

【详解】A.从状态。到状态人的过程中，气体压强不变，温度升盲，内能增加，体积变大，气体对外做功，则根

据

△U=W+Q

则气体吸热，选项A错误；

B.从状态。到状态c•的过程中，气体的温度不变，则内能不变，选项B错误：

C.根据

p=-T

V

可知，从状态。到状态。的过程中，气体的体积不变，选项C正确;

D.服人和c三个状态中，状态。时温度最低，可知该状态下分子的平均动能一定最小，选项D偌误。

故选C。

4.将〃=220血sin（100加）V的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数之比为

)

B.闭合开关S后，电阻消耗的电功率为I6W

C.闭合开关0后，电流表的读数为2A

D.断升开美S后，副线圈的输出电压为0

【答案】B

【详解】A.根据瞬时值的表达式可知，该交流电的频率为

rCO1004

f=——=------=50Hz

2乃2汽

故A错误;

C.由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为220aV，所以原线圈的电压的有效值为220V，根据变压器

电压关系有

■_n\_55

U7

可得

U、=4V

副线圈上的电流为

/,=^-=4A

R

电流表的读数为原线圈的电流，根据变压器电流关系有

24

可得

/.=—x4A=—A

15555

故C错误;

B.电阻消耗的功率为

P2=U2I2=4x4W=16W

故B正确;

D.断开S后，不影响副线圈电压，根据

包二区二生

U,小1

可知副线圈电压不为0,故D错误。

故选B。

5.一列简谐横波在广。时刻的波形如图甲所示，图乙所示为该波中质点P的振动图像。下列说法正确的是

A.该波一定沿X轴正方向传播

B.该波的波速为40ni/s

C.=0.1%时质点P的速度大于质点Q的速度

D.经过0.3s后，质点。通过的路程为6m

【答案】C

【详解】A.由波形图和质点P的振动图像，不能确定该波的传播方向，故A错误；

B.由甲图知，波长为4m,由乙图知，周期为0.2s,则该波的传播速度为

A。八.

v=—=20m/s

T

故B错误；

3

C.当Z=0.15s=-T时质点。振动到平衡位置.，此时速度最大，质点。振动到最大位移处，速度为零，故C正确;

4

D.因周期为0.2s,则经过0.3s后

=0.3S=T+-

Z2

质点P通过的路程为

s=6A=6x0.4m=2.4m

故D错误。

故选C。

6•一人乘电梯上楼，在竖直上升的过程中如果加速度。随时间，变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度。的

正方向，则（）

A.前2s人和电梯处于失重状态

B.2s~4s的过程中人对地板的压力变小

C.r=6s时人对地板的压力为0

D.r=85s时人对地板的压力最大

【答案】B

【详解】A.前2s人和电梯加速度向上，则处于超重状态，选项A错误；

B.2s~4s内向上的加速度减小，则根据

N=mg+ma

可知，人对地板的压力变小，选项B正确；

C.f=6s时加速度为零，则人对地板的压力为mg,选项C错误：

D.，=8.5s时加速度向下且最大，人处于最大的失重状态，则此时人对地板的压力最小，选项D错误。

故选B。

7.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，Li和L?为电感线圈，AHA?、A3是三个完全相同的灯泡。实验时,

断开开关Si瞬间，灯Ai突然闪亮，随后逐渐变喑；闭合开关S2,灯Az逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，

最终A?与A3的亮度相同。下列说法正确的是（）

A.图甲中，Ai与Li的电阻值相同

B.图甲中，闭合Si,电路稳定后，Ai中电流大于Li中电流

C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同

D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

【答案】C

【详解】AB.断开开关Si瞬间，灯Ai突然闪亮，由于线圈Li的自感，通过Li的电流逐渐减小，且通过Ai,即自

感电流会大于原来通过Ai的电流，说明闭合8,电路稳定时，通过Ai的电流小于通过L的电流，L的电阻小于

Ai的电阻，故AB错误；

C.闭合S2,电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，故C

正确；

D.闭合开关S2,A2逐渐变亮，而A?立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。

故选C。

8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块（可视为质点），。点为弹簧在原长时物块的位置。物块由

A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达8点。关厂物块的受力及运动特征，下列说法正确

的是（）

AOB

A.从4到O,物块所受重力的冲量为0

B.从4到0,物块的加速度一直减小

C.从A到B,物块通过0点时的速度最大

D.从A到&弹簧弹力对物块做的功等于物块与水平面摩擦产生的热量

【答案】D

【详解】A.物块由A点运动到8点所用时间为1,重力的冲量

l=mgt

故A错误；

B.由于水平面粗糙且。点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在0A之间，加速度为零时

弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故B错误：

C.从A到。运动，当弹簧的弹力等于摩擦力时，加速度为0,速度最大。弹力与摩擦力平衡的位置在。人之间，

故速度最大点在04之间，故C错误：

D.由全过程能量守恒知，从A到9弹簧弹力对物块做的功等于物块与水平面摩擦产生的热量，故D正确。

故选D,

9.如图所示，质量均为〃?的4、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为小物块间用一水平

轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力/向右拉物块A,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。卜.列

说法中不正确的是()

回...

/////////////////////////////////////

A.当时，绳中拉力为()

B.当〃〃唁〈心2卬华时，绳中拉力为“一〃〃噜

F

C.当尸>2〃〃嘻时，绳中拉力为彳

D.无论尸多大，绳中拉力都不可能等于与

【答案】D

【详解】A.当0<Q〃〃g时，A受到拉力与静摩擦力的作用，二者可以平衡，绳中拉力为0.故A正确，不符合

题意；

B.当阿gV曰⑺g时,整体受到拉力与摩擦力的作用，二者平衡.所以整体处于静止状态.此时A受到的静摩

擦力到达最大即"加g，所以绳中拉力为〃驾.故B正确，不符合题意；

C.当F>2"〃ig时，对整体：

F-2,，ng

2m

对B：

_F拉一"mg

a=-----------

m

联立解得绳中拉力为

故c正确，不符合题意：

D.由B的分析可知，当〃〃唁〈e24〃这时绳中拉力为F-w监，绳中拉力可能等于，，故D错误，符合题意。

故选D,

10.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经

实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线夯电的原理图。

关于无线充电，下列说法正确的是（i

充电底座

A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”

B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电

C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同

D.只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电

【答案】C

【详解】A,无线充电的原理，其实就是电磁感应现象，而不是电流的磁效应，故A错误；

B.发生电磁感应的条件是磁通量要发生变化，直流电无法产生变化的磁场，故不能接到直流电源上，故B错误；

C.发生电磁感应时，两个线圈中的交变电流的频率是相同的，故C正确；

D.只有无线充电底座，手机内部没有能实现无线充电的接收线圈等装置，也不能讲行无线充电，D错误。

故C正确。

11.某同学利用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，在实验中，他将滑动变阻器的滑片从左端匀速滑向右

端，发现电流表的指针始终在小角度偏转，而电压表的示数开始时变化很小，但当滑片接近右端时电压表的示数

迅速变大。为了便于操作并减小误差，你认为应采取的措施是（）

a

A.换用最大阻值更大的滑动变阻器，将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上

B.换用最大阻值更大的滑动变阻器，将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上

C.换用最大阻值更小的滑动变阻器,将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上

D.换用最大阻值更小的滑动变阻器,将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上

【答案】D

【详解】AC.由于电流表的指针始终在小角度偏转，说明它选择的量程偏小，应该选用更大的量程，故AC错

误;

BD.又因为当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大，说明滑动变阻器的阻值偏大，应该选用阻值较小的滑动变

阻器，故B错误，D正确。

故选D,

12.航天器离子发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂禽子化（即电点出正离子），正

离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或调整姿态的反冲力，已知单个正离子

的质量为〃?，电荷量为％正、负栅板间加速电压为U,从喷II喷出的正离子所形成的电流为I,忽略离子间的相

互作用力，忽略离子喷射对航天器质量中和电子枪磁铁的影响.该发动机产生的平均推力尸的大小为（）

。离了

【答案】A

【分析】

【详解】以正离子为研究对象，由动能定理可得

qU=gmv

Ar时间内通过的总电荷量为

2=Mr

喷出的总质量

qq

由动量定理可知

FAr=87W

联立解得

故A正确，B、C、D错误。

故选A,

13.离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置。如图所示为最常见的“四极离子陷

阱”的俯视示意图，Ac、d四根平行的细导体杆与工作电源相连，相当于四个独立的电极，相对的电极带等

量同种电荷，相邻的电极带等量异种也荷。在垂直于杆的平面内，四根细杆的位置连线是一个正方形，A、C是

。、。连线上的两点，B、D是b、"连线上的两点，人、C、B、。到正方形中心0的距离相等。下列判断正确的是

)

g'2

\电

源

A.A点电势比B点电势高

B.A、B、C、。四点电场强度相同

C.若电子由A点运动到C点，静电力对电子做负功

D.电子在C点电势能大于在。点的电势能

【答案】A

【详解】A.人到8的电场线，是由人指向B,且电场线是曲线，沿着电场线的方向，电势是降低，所以A点电势

比8点电势高，故A正确；

B.A、8、C、。对称分布，电场线密集程度一样，所以这四点电场强度大小相等，方向不同，故B错误；

C.根据等量同种电荷电场和等势面分布可知，。、c和仇d在4、C两点的电势分别相等，则A、C两点的电势相

等，所以若电子由A点运动到C点，静电力对电子不做功，故C错误；

D.根据等量同种电荷电场和等势面分布可知，。、。两点电荷在。点的电势高于在。点的电势；氏d两点电荷在C

点的电势也高于在。点的电势，即C点的电势大于。点的电势，电子在C点的电势能小于在。点的电势能，故D

错误。

故选A>

14.在霍尔效应中，霍尔电压与通过导体的电流之比被定义为霍尔电阻，可用符号力表示，通常情况下，霍尔电

阻与外加磁场的磁感应强度成正比。但在超低温、强磁场的极端条件下，某些材料的霍尔电阻却随着强磁场的增

1h

加出现量子化现象：2=一.不"是普朗克常数，e是电子的电量，u既可以取1、2、3…等整数，也可以取某

ve

些小于1的分数，这就是量子霍尔效应现象。实验发现，当霍尔电阻处于量子态时，材料中的电子将沿边缘带做

定向运动，几乎不受阻力作用八2013年，清华大学薛其坤团队发现.在超低温（0.03K）环境条件下，具备特殊结

构的拓补绝缘体材料可以自发地发生磁化，此时不需要外加磁场也会发生量子霍尔效应，这种现象被称为量子反

常霍尔效应。结合以上资料，可以判断下列说法正确的是（）

A.同欧姆电阻类似，霍尔电阻越大，表明材料对通过它的电流的阻碍越强

B.要发生量子霍尔效应现象，外部环境条件有两个，一是要具备超低温环境，二是要具备超强的磁场

C.具备量子反常霍尔效应的磁性拓补绝缘材料已成为新一代低能耗芯片的制造材料

D.霍尔电阻的量子态表达式中的常数组合々与欧姆电阻具有相同的单位

e-

【答案】D

【详解】A.设半导体的与电流垂直方向长为小宽为九处于磁感应强度为8的磁场中，电子定向运动的速率为力

则半导体两端的霍尔电压为

U=Bbv=—

Hnea

根据霍尔电阻定义有

UHB

%=—=一

1nea

则霍尔电阻不能反映对电流的阻碍作用，故A错误；

B.由题意可知，在超低温、强磁场的极端条件下，某此材料的霍尔电阻却随着强磁场的增加出现量子化现象，并

不是所有的材料都会发生，故B错误；

C.具备品子反常霍尔效应的磁性拓补绝缘材料，有如成为新一代低能耗芯片的制造材料，故C错误：

D.根据功率的表达式P=/2R,P=R,结合牛顿第二定律尸=〃口，整理得

I2

则欧姆电阻的基本单位表示为卷牙；

A2s⑶

根据能量子表达式£=加，功的表达式W=口,牛顿第二定律/=〃幻，结合电流的定义式/二幺，整理得

f

h_max

7=w¥

■、

则常数组合々的基本单位表示为里牛，故D正确。

A*

故选D,

第二部分

本部分共6题，共58分。

物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析和误差分析

等。

15.实验仪器。现用多用电表测量一个阻值约为1500Q的定值电阻，应选用欧姆表的挡［选填“xlO”或

“xlOO"）；如图所示，为正在测量中的多用电表表盘，该电阻的阻值为Q。

【答案】①.xlOO②.1600

【详解】［1］欧姆表的刻度中间位置部分的读数在10〜30左右，然后结合待测电阻的电阻值约1.5kC,所以要选择

“X100”挡位；

⑵所测电阻的阻值为

16xl00Q=1600Q

16.某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后，做出的光路图如图所示。O为圆心，已知CQ

的长度为八，A8的长度为/2,则此玻璃砖的折射率可表示为

【详解】根据折射定律可得

AB

sinZ.AOB_Qg_/2

sinZCOD~~CD~T

OC

17.误差分析。用图所示的电路测量七的阻值，该测量值比实际值偏（选填“大”或“小”）,造成这一系

统误差的原因是__________。（选填"电压表的分流”或“电流表的分压”）

【答案】①.小②.电压表的分流

【详解】HH2］根据实验原理结合部分电路的欧姆定律可得

%4

由于电压表与待测电阻并联，则实际通过待测电阻的电流会小于电流表示数，即

/真＜/测=/

因此可知计算时电流值大于真实值，则该测量值比实际值偏小，造戊这一系统误差的原因是由于电压表的分流。

18.某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

A.实验中打点计时器可以使用直流电源

B.实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带

C.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上

D.打点计时器、天平和刻度尺都是本实验必须使用的测量仪器

（2）如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A、B、C,。、E,通过测量并计算出点4距起始

点。的距离为So,4c间的距离为8,CE间的距离为S2,若相邻两点的时间间隔为。重锤质量为〃?，重力加速

度为g。根据这些条件计算从。点到C点的过程中重锤重力势能的减少量46=—,动能的增加量。

（3）利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离〃为横坐标，以各点速度

的平方v2为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出偿力图像，如图所示。请画出彼-力图线并求得当

地重力加速度g=m/s2o（结果保留三位有效数字）

（4）小刚利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒定律，图是实验装置的示意图。实验时开启气泵，先将气

垫导轨调至水平，然后滑块通过细线与托盘和祛码相连。将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门

的挡光时间为八已知刚释放时挡光条到光电门的距离为/，挡光条的宽度为4且4：/，托盘和祛码的总质量为

阳，滑块和挡光条的总质量为M，当地的重力加速度为以在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力

势能的减少量AEpumg/；系统动能的漕加量△反=o在误差允许的范围内，如果A£p=AEk,则可验证

系统的机械能守恒。

(3)9.75##9.76##9.77##9.78##9.79##9.80

]d、

(4)—(M+〃?)(一)~

2t

【小问1详解】

A.实验中打点计时器必须使用交流电源，不能使用直流电源，选项A错误；

B.实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带，选项B正确：

C.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔应在同一竖宜线上，以减小摩擦，选项C正确；

D.打点计时器和刻度尺都是本实验必须使用的测量仪器，但是不需要天平，选项D错误。故选BC。

【小问2详解】

川从。点到C点的过程中重锤重力势能的减少量

△综=mg(s0+sj

⑵打C点时的速度

S]+S->

4T

动能的增加量

【小问3详解】

做出图像如图

v^/fm/s)2

根据

v2=2gh

结合图像可知

46x10-

g=9.78m/s2

【小问4详解】

滑块经过光电门时的速度

v=—

系统动能的增加量

AE=-（M+/n）v2=-（M+/??）（-）2

AZ

19.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。图甲是北斗导航系统卫星分布示意图，乙所示为

其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为7,地球半径为R,地球表面附近的

重力加速度为g,引力常量为G。

（1）求地球的质晟M：

（2）求该卫星的轨道距离地面的高度加

（3）请推导第一宇宙速度的的表达式，并分析比较该卫星的运行速度v与第一宇宙速度力的大小关系。

/地球\

（0；

/匕斗

'—«卫星

甲乙

【答案】（1）M=史二⑵h=

_R：⑶v<v,

G

【详解】（1）设一物体的质量为孙,在地球表面附近万有引定律等于重力

Mrriy

解得地球质量

gR2

M=

G

（2）设卫星质量为机2,根据牛顿第二定律

「Mm,4乃2

G-----^r=7i勺及（H+〃）

（R+力）-■T~

解得

1等-1

V4%一MV4乃一J

（3）根据牛顿第二定律

MmV-

G、=m­

得

v=

第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，即尸R时

该卫星的轨道半径

r=R-\-h>R