2023届北京市朝阳区高三下学期一模物理试题含答案.pdf

1学科网（北京）股份有限公司北北京京市市朝朝阳阳区区高高三三年年级级第第二二学学期期质质量量检检测测一一物物 理理2023.3（考试时间 90 分钟满分 100 分）第第一一部部分分本本部部分分共共 14 题题，每每题题 3 分分，共共 42 分分。在在每每题题列列出出的的四四个个选选项项中中，选选出出最最符符合合题题目目要要求求的的一一项项。1关于质量一定的理想气体，下列说法正确的是A气体温度降低，其压强可能增大B气体体积减小，其压强一定增大C气体不断被压缩的过程中，其内能一定增加D气体与外界不发生热量交换的过程中，其内能一定不变2下列说法正确的是A雨后出现的彩虹属于光的反射现象B光的干涉和衍射现象说明光是一种横波C用光导纤维传输信息利用了光的全反射现象D测体温的额温枪是通过测量人体辐射的紫外线进行测温3某地震局记录了一列沿 x 轴正方向传播的地震横波，在0t 时刻的波形如图中实线所示，0.5st 时刻第一次出现图中虚线所示的波形。下列说法正确的是A该地震波的周期为 0.5sB该地震波的波速为 4km/sC0t 时刻，1kmx 处质点的振动方向沿 y 轴正方向D00.5s 内2 kmx 处的质点沿 x 轴正方向前进 2km 的距离4如图所示，质量为 m 的手机放置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为，手机与接触面的动摩擦因数为，重力加速度为 g。手机始终保持静止状态。下列说法正确的是2学科网（北京）股份有限公司A手机对支架的压力大小为 mg，方向垂直于斜面向下B手机受到的摩擦力大小为cosmg，方向沿斜面向上C若增大，则支架对手机的摩擦力随之减小D若增大，则支架对手机的作用力保持不变5如图是某交流发电机的示意图。当线圈 abcd 绕垂直于匀强磁场方向的转轴 OO匀速转动时，电路中产生电流的最大值为mI，外电路的电阻为 R。图示位置线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈转动的周期为 T。下列说法正确的是A在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零B在图示位置，线圈中的电流方向为 abcdC在一个周期内，外电路产生的焦耳热为2mI RTD从图示位置开始计时，线圈中电流 i 随时间 t 变化的关系式为2cosmiItT6如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。不计空气阻力。则A从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的加速度不断增大B从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小C从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒D小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小7图示平面内固定两个等量异种点电荷，M、N 两点关于两电荷的连线对称，M、P 两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是3学科网（北京）股份有限公司AM、P 两点的电场强度相同BN、P 两点的电场强度相同CN、P 两点的电势相等D电子在 M 点的电势能比在 N 点的大8如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于 B 点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心 O 到悬点 B 的高度不变，小球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细绳的拉力大小分别为1、1a、1F和2、2a、2F。则A12B12aaC12FFD12FF9如图所示，足够长的平行光滑金属导轨 ab、cd 水平放置，间距为 L，一端连接阻值为 R 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。质量为 m、电阻为 r 的导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。0t 时金属棒以初速度 v 水平向右运动，经过一段时间停在导轨上。下列说法不正确的是A全过程中，金属棒克服安培力做功为212mvB全过程中，电阻 R 上产生的焦耳热为22RmvRrC0t 时刻，金属棒受到的安培力大小为22B L vRrD0t 时刻，金属棒两端的电压MNUvBL10氢原子的能级图如图甲所示，一群处于4n 能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极 K，其中只有 a、b 两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极 K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是4学科网（北京）股份有限公司A题中的氢原子跃迁共能发出 4 种不同频率的光子Ba 光是从3n 的能级向1n 的能级跃迁产生的Ca 光的波长小于 b 光的波长Da 光照射阴极 K 时逸出的光电子的最大初动能比 b 光照射时的大11质量为 m 的同学原地跳绳时，上下运动，其速度大小 v 随时间 t 的变化图像如图所示。重力加速度为 g。则A00t内，该同学的最大速度约为035gtB00t内，该同学上升的最大高速约为20950gtC该同学克服重力做功的平均功率约为209200mg tD每跳一次，地面对该同学所做的功约为2 209200mg t12科幻电影曾出现太空梯的场景。如图甲所示，设想在赤道上建造一个始终与地表垂直的太空梯，航天员可通过梯仓 P 缓慢地到达太空中某一位置，设该位置距地心的距离为 r，地球半径为0R图乙中曲线 A 为地球引力对航天员产生的加速度大小随 r 变化的图线；直线 B 为航天员的向心加速度大小随 r 变化的图线。下列说法正确的是A航天员在 R 处的速度等于地球的第一宇宙速度5学科网（北京）股份有限公司B乙图中的0r小于地球同步卫星的轨道半径C航天员在0r位置时处于完全失重状态D在小于0r的范围内，航天员越接近0r的位置对梯仓的压力越大13某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关 S 的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压 u随时间 t 变化的图像。不计电源内阻及电感线圈 L 的电阻。下列说法正确的是A开关 S 闭合瞬间，流经灯2D和3D的电流相等B开关 S 闭合瞬间至断开前，流经灯1D的电流保持不变C开关 S 断开瞬间，灯2D闪亮一下再熄灭D根据题中信息，可以推算出图乙中1u与2u的比值14图甲为指尖般大小的一种电动机，由于没有铁芯，被称为空心杯电机。这种新颖的结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有体积小、灵敏、节能等特性，广泛应用在智能手机、平板电脑、医疗、无人机等方面。图乙为一种空心杯电机原理的简化示意图。固定的圆柱形永磁体形成沿辐向均匀分布的磁场（俯视图）；作为转子的多组线圈绕制成水杯状，电流经边缘流入和流出，可简化为沿圆柱体对角线的单匝线圈（图中 a、b 分别为线圈与顶面和底面的切点）。当线圈通电时，可在安培力作用下绕 OO轴转动。设图示时刻线圈的电流为 I，方向如图所示，线圈所在处的磁感应强度大小均为 B。图中线圈实线部分的长度为 L。下列说法正确的是6学科网（北京）股份有限公司A图中线圈转动过程中，穿过该线圈的磁通量保持不变B图示位置，线圈实线部分所受安培力的大小为 BILC图示位置，线圈在安培力的作用下将绕 OO轴逆时针转动（俯视）D为使空心杯电机正常转动，则应保持线圈中的电流方向不变第第二二部部分分本本部部分分共共 6 题题，共共 58 分分。15（8 分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）利用图 1 所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。为减小实验误差，下列措施可行的有。A描点作图时，铅笔应尖一些，力的图示适当大些B用两个测力计拉细绳套时，两测力计的示数适当大些C用两个测力计拉细绳套时，细绳间的夹角越大越好（2）利用图 2 所示装置验证机械能守恒定律。图 3 为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的 3 个点 A、B、C，测出 A、B、C 与起始点 O 之间的距离分别为1h、2h、3h。已知打点计时器的打点周期为 T，重物质量为 m，当地重力加速度为 g。从打 O 点到打 B 点的过程中，重物增加的动能kE，减少的重力势能pE。7学科网（北京）股份有限公司（3）如图 4 所示，用半径相同的 A、B 两球的碰撞可以验证动量守恒定律。某同学认为即使 A 球质量1m大于B 球质量2m，也可能会使 A 球反弹。请说明该同学的观点是否正确并给出理由。16（10 分）某同学用伏安法测金属丝的电阻xR（阻值约 5左右）。实验所用器材为：电池组（电动势 3V）、电流表（内阻约 0.1）、电压表（内阻约 3k）、滑动变阻器 R（020）开关、导线若干。（1）图 1 中电压表的右端应与（选填“a”或“b”）点连接。（2）图 2 是测量xR的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片 P 置于变阻器的右端。请根据（1）问中的电路图，补充完成图 2 中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表读数均为最小值。（3）该同学在坐标纸上建立如图 3 所示的坐标系，标出了与测量数据对应的 6 个点。请在该图中描绘出 I-U图线，利用图线可得该金属丝的阻值xR（结果保留两位有效数字）。8学科网（北京）股份有限公司（4）通过电路元件的 I-U 图像可以了解其性能。该同学查阅说明书，了解到某元件具有维持用电器两端电压稳定的作用，其正常工作电压为 3.0V，电流约为 83mA，I-U 图像如图 4 所示。若使用该元件与一额定电压为 3.0V 的用电器2R并联，通过适当的电阻1R构成如图 5 所示的电路。当输入电压在一定范围内波动时，用电器2R两端电压能够稳定在 3.0V 不变，请分析说明其原因。17（9 分）如图所示，竖直平面内、半径0.2 mR 的光滑 1/4 圆弧轨道固定在水平桌面上，与桌面相切于 B 点。质量0.5 kgm 的小物块由 A 点静止释放，最后静止于桌面上的 C 点。已知物块与桌面间的动摩擦因数0.5。取210m/sg。求：（1）物块在 B 点时的速度大小Bv；9学科网（北京）股份有限公司（2）物块在 B 点时所受圆弧轨道的支持力大小 N；（3）B、C 两点间的距离 x。18（9 分）如图所示，两块带电金属极板 a、b 水平正对放置，极板长度、板间距均为 L，板间存在方向竖直向下、场强大小为 E 的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为 m、电荷量为q 的粒子，以水平速度0v从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向进入极板间，恰好做匀速直线运动，不计粒子重力。（1）求匀强磁场磁感应强度的大小 B；（2）若撤去磁场只保留电场，求粒子射出电场时沿电场方向移动的距离 y；（3）若撤去电场，仅将磁感应强度大小调为 B，粒子恰能从上极板右边缘射出，求 B的大小。19（10 分）密立根油滴实验将微观量转化为宏观量进行测量，揭示了电荷的不连续性，并测定了元电荷的数值。实验设计简单巧妙，被称为物理学史上最美实验之一。该实验的简化装置如图甲所示。水平放置、间距为 d 的两平行金属极板接在电源上，在上极板中间开一小孔，用喷雾器将油滴喷入并从小孔飘落到两极板间。已知油滴带负电。油滴所受空气阻力6fr v，式中为已知量，r 为油滴的半径，v 为油滴的速度大小。已知油的密度为，重力加速度为 g。（1）在极板间不加电压，由于空气阻力作用，观测到某一油滴以恒定速率缓慢下降距离 L 所用的时间为1t，求该油滴的半径 r；（2）在极板间加电压 U，经过一段时间后，观测到（1）问中的油滴以恒定速率缓慢上升距离 L 所用的时间为2t。求该油滴所带的电荷量 Q；（3）实验中通过在两极板间照射 X 射线不断改变油滴的电荷量。图乙是通过多次实验所测电荷量的分布图，横轴表示不同油滴的编号，纵轴表示电荷量。请说明图中油滴所带电荷量的分布特点，并说明如何处理数据进而得出元电荷的数值。10学科网（北京）股份有限公司20（12 分）中国航天技术处于世界领先水平，航天过程有发射、在轨和着陆返回等关键环节。（1）航天员在空间站长期处于失重状态，为缓解此状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图甲所示。圆环绕中心轴匀速旋转，航天员（可视为质点）站在圆环内的侧壁上，随圆环做圆周运动的半径为 r，可受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为 g。求圆环转动的角速度大小。（2）启动反推发动机是着陆返回过程的一个关键步骤。返回舱在距离地面较近时通过射线精准测距来启动返回舱的发动机向下喷气，使其减速着地。a已知返回舱的质量为 M，其底部装有 4 台反推发动机，每台发动机喷嘴的横截面积为 S，喷射气体的密度为，返回舱距地面高度为 H 时速度为0v，若此时启动反推发动机，返回舱此后的运动可视为匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为零。不考虑返回舱的质量变化，不计喷气前气体的速度，不计空气阻力。求气体被喷射出时相对地面的速度大小 v；b图乙是返回舱底部射线精准测距原理简图。返回舱底部的发射器发射射线。为简化问题，我们假定：光子被地面散射后均匀射向地面上方各个方向。已知发射器单位时间内发出 N 个光子，地面对光子的吸收率为，紧邻发射器的接收器接收射线的有效面积为 A。当接收器单位时间内接收到 n 个光子时就会自动启动反推发动机，求此时返回舱底部距离地面的高度 h。北北京京市市朝朝阳阳区区高高三三年年级级第第二二学学期期质质量量检检测测一一11学科网（北京）股份有限公司物物理理参参考考答答案案2023.3（考试时间 90 分钟满分 100 分）第第一一部部分分本本部部分分共共 14 题题，每每题题 3 分分，共共 42 分分。在在每每题题列列出出的的四四个个选选项项中中，选选出出最最符符合合题题目目要要求求的的一一项项。题号1234567答案ACBDABB题号891011121314答案ADBCCDC第第二二部部分分本本部部分分共共 6 题题，共共 58 分分。15（8 分）（1）AB（2）23128m hhT；2mgh（3）该同学的观点不正确。理由如下：设碰前 A 球的动量为0p，动能为k0E，碰后 A 球的动量为1p、动能为k1E，B 球动量为2p、动能为k2E。取碰前 A 球的运动方向为正方向，根据动量守恒定律有：012ppp，若 A 球反弹，则10p，所以20pp，即2k21k022m Em E。又因为12mm，所以k2k0EE，违背了能量守恒定律，所以该同学的观点错误。16（10 分）（1）a（2）如图甲所示12学科网（北京）股份有限公司（3）如图乙所示；4.34.8（4）当输入电压有所升高时，2R两端的电压瞬间大于 3.0V，元件中电流从 83mA 急剧增大，使1R两端的电压增大，2R两端的电压又回到 3.0V；当输入电压有所下降时，2R两端的电压瞬间小于 3.0V，元件中电流从83mA 急剧减小，使1R两端的电压减小，2R两端的电压又回到 3.0V。因此，用电器2R两端电压能够稳定在3.0V 不变。17（9 分）解：（1）物块从 A 运动到 B，根据机械能守恒定律有212BmgRmv得2 m/sBv（2）物块在 B 点时，根据牛顿第二定律有2BmvNmgR得15 NN（3）物块由 B 点运动到 C 点的过程中，根据动能定理有得2102Bmgxmv0.4 mx 18（9 分）解：（1）带电粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡，有0qEqv B得0EBv（2）水平方向有0Lv t13学科网（北京）股份有限公司竖直方向有212yatqEam得2202qELymv（3）设粒子做匀速圆周运动的半径为 r，洛伦兹力提供向心力，有200mvqv Br由几何关系2222LrLr得045mvBqL19（10 分）解：（1）板间未加电压时，油滴的速度为1v，根据平衡条件有16mgrv其中343mr11Lvt得132Lrgt（2）板间加电压时，油滴的速度为2v，根据平衡条件有26UQmgrvd其中22Lvt得3312118112dLQUttgt（3）电荷量的分布呈现出明显的不连续性，这是量子化的表现。根据图中数据分布的特点，可将电荷量数值近似相等的数据分为一组，求出每组电荷量的平均值；再对各平均值求差值。在实验误差允许范围内，若发现各平均值及差值均为某一最小数值的整数倍，则这个最小数值即为14学科网（北京）股份有限公司元电荷的数值。20（12 分）解：（1）设航天员质量为 m，所受侧壁对他的支持力 N 提供向心力，有2Nmr同时Nmg得gr（2）a设t 时间内每台发动机喷射出的气体质量为m，气体相对地面速度为 v，气体受到返回舱的作用力为 F，则有mSv t0F tmv 得2FSv由牛顿第三定律可知，气体对返回舱的作用力大小FF返回舱在匀减速下落的过程中，根据牛顿第二定律有4FMgMa根据运动学公式有202vaH得2042vMvgSHb接收器单位时间单位面积接收的光子个数为212Nh故接收器单位时间接收光子的个数212NnAh得12NAhn全全卷卷说说明明：用用其其他他方方法法解解答答正正确确，给给相相应应分分数数。15学科网（北京）股份有限公司