2023-2024学年北京市海淀区高三第二次模拟考试物理试卷含解析

2023-2024学年北京市海淀区高三第二次模拟考试物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为m的物体在北极时的重力与其在赤道时的重力的差为F.将地球看做质量分布均匀的球体，半径为R.则地球的自转周期是A． B．C． D．2、2019年7月9日，在沈阳进行的全国田径锦标赛上，来自上海的王雪毅以1米86的成绩获得女子跳高冠军。若不计空气阻力，对于跳高过程的分析，下列说法正确的是（）A．王雪毅起跳时地面对她的弹力大于她对地面的压力B．王雪毅起跳后在空中上升过程中处于失重状态C．王雪毅跃杆后在空中下降过程中处于超重状态D．王雪毅落到软垫后一直做减速运动3、某同学设计了如图所示的电路来研究光电效应现象，结点Q位于滑动变阻器的中点，初始状态时，滑动触头P也恰好位于滑动变阻器的中点．实验过程中，当该同学用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，下列说法正确的是A．若换用紫光照射光电管，则电流计的示数一定增大B．若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大C．若将滑动触头P向右滑动，则电流计的示数一定不断增大D．若将滑动触头P向左滑动，则电流计的示数一定能减小为04、一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（）A．在0~4s时间内，位移先增后减B．在0~4s时间内，动量一直增加C．在0~8s时间内，F的冲量为0D．在0~8s时间内，F做的功不为05、如图所示，实线表示某电场中的电场线，但方向未知，虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹，A、B是运动轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，在A、B两点的电势分别为、，加速度大小分别为、，速度大小分别为、，电势能大小分别为、，则下列说法正确的是（）A．，> B．>，<C．>，< D．<，>6、一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如图甲所示，此时P、Q两质点的位移均为-1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（）A．这列波沿x轴负方向传播B．这列波的波速是50m/sC．从t=0.6s开始，紧接着的Δt=0.9s时间内，A质点通过的路程是4cmD．从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置二、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、有一列沿x轴传播的简谐橫波，从某时刻开始，介质中位置在x=0处的质点a和在x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图2所示．则下列说法正确的是___________．A．质点a的振动方程为y=4sin(t+)cmB．质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动C．若波沿x轴正方向传播，这列波的最大传播速度为3m/sD．若波沿x轴负方向传播，这列波的最大波长为24mE.若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x轴正方向传播8、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，立体图如图甲所示，侧视图如图乙所示，其工作原理是：燃烧室在高温下将气体全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，高温等离子体经喷管提速后以速度v＝1000m/s进入矩形发电通道，发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场（图乙中垂直纸面向里），磁感应强度大小B0＝5T，等离子体在发电通道内发生偏转，这时两金属薄板上就会聚集电荷，形成电势差。已知发电通道长L＝50cm，宽h＝20cm，高d＝20cm，等离子体的电阻率ρ＝4Ωm，电子的电荷量e＝1.6×10－19C。不计电子和离子的重力以及微粒间的相互作用，则以下判断正确的是（）A．发电机的电动势为2500VB．若电流表示数为16A，则单位时间（1s）内打在下极板的电子有1020个C．当外接电阻为12Ω时，电流表的示数为50AD．当外接电阻为50Ω时，发电机输出功率最大9、大型对撞机是科学研究的重要工具，中国也准备建造大型正负电子对撞机，预计在2022至2030年之间建造，对撞机是在回旋加速器的基础上逐步发展出来的。回旋加速器的原理示意图如图所示，和是两个中空的半圆金属盒，均和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，中央O处是粒子源。若忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子在磁场中运动的周期越来越小C．粒子的最大速度与半圆金属盒的尺寸无关D．磁感应强度越大，带电粒子离开加速器时的动能就越大10、一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a．三个状态的体积分别为va、vb、vc，则它们的关系正确的是（）A．va=vbB．va=vcC．vb=vcD．vc=va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）为了测量木块与木板间动摩擦因数，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置，让木块从倾斜木板上A点由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律，取g10m/s2，sin370.6，如图所示：(1)根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为v（______）m/s；(2)根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a（______）m/s2；(3)现测得斜面倾角为37，则（______）。（所有结果均保留2位小数）12．（12分）用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是___________．(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝_____cm.(3)实验主要步骤如下：①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材；②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝________，合外力对木板做功W＝________.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论．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，半圆形玻璃砖的半径为R，圆心为O。一束单色光由玻璃砖上的P点垂直于半圆底面射入玻璃砖，其折射光线射向底面的Q点（图中未画出），折射率为，测得P点与半圆底面的距离为。计算确定Q点的位置。14．（16分）如图一个带有光滑圆弧的滑块B，静止于光滑水平面上，圆弧最低点与水平面相切，其质量为M，圆弧半径为R，另一个质量为的小球A，以水平速度，沿圆弧的最低点进入圆弧，求：(1)小球A能上升的最大高度；(2)A、B最终分离时的速度。15．（12分）图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．质量为m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨一端接有阻值为R的电阻．由静止释放导体棒ab，重力加速度为g．（1）在下滑加速过程中，当速度为v时棒的加速度是多大；（2）导体棒能够达到的最大速度为多大；（3）设ab下降的高度为h，求此过程中通过电阻R的电量是多少？

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、A【解析】

在北极时地球对物体的万有引力等于物体的重力，在赤道时地球对物体的万有引力与地面对物体的支持力的合力提供物体随地球做圆周运动的向心力，依题意物体在赤道时有：所以地球自转周期为：.A．描述与分析相符，故A正确.B．描述与分析不符，故B错误.C．描述与分析不符，故C错误.D．描述与分析不符，故D错误.2、B【解析】

A．王雪毅起跳时地面对她的弹力与她对地面的压力是作用力与反作用力，大小相等，故A项错误；B．王雪毅起跳后在空中上升过程中，加速度的方向向下，处于失重状态，B项正确；C．王雪毅越杆后在空中下降过程中，她只受到重力的作用，加速度的方向向下，处于失重状态，C项错误；D．王雪毅落到软垫后，软垫对她的作用力先是小于重力，所以她仍然要做短暂的加速运动，之后才会减速，D项错误。故选B。3、B【解析】

用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，说明绿光的频率大于该光电管的极限频率，若换用紫光照射，则一定可产生光电效应，但光电流大小与光强有关，所以光电流大小变化情况不能确定，选项A错误；增大绿光的光照强度，则单位时间内从阴极逸出的光电子的数量一定增多，光电流变大，电流计的示数一定变大，选项B正确；此时加在光电管两端的电压为零，若将滑动触头P向右移动，加在光电管两端的电压为正向电压，则在电场力的作用下，到达阳极的光电子数会增多，而达到饱和光电流后，光电流的大小不会随着正向电压的增大而增大，选项C错误；若将滑动触头P向左滑动，加在光电管两端的电压为反向电压，则在电场力作用下，到达阳极的光电子数会减小，电流计的示数不断减小，若最大反向电压小于遏止电压，则电流计的示数不能减为零，选项D错误；故选B.【点睛】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，从而判断是否有光电流；知道饱和光电流是由光强决定的．4、C【解析】

A．由图可知，在0-4s内力F先向正方向，再向反方向，故质点先加速再减速到0，速度方向不变，位移增加，故A错误；B．在0-4s内，速度先增加后减小，动量先增加后减小，故B错误；C．0到8s内，一半时间的冲量为正，另一半时间的冲量为负，则总的冲量为0，故C正确；D．因8s内总的冲量为0，根据动量定理，可知动量的变化为0，即初末速度为0，则动能的变化量为0，F做功为0，故D错误。故选C。5、C【解析】

虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹，带电粒子在运动中只受电场力作用，粒子的受力方向和场强方向如图：若粒子由A运动到B，电场力方向和运动方向成钝角，电场力做负功，粒子的电势能增大，即；粒子在运动中只受电场力作用，电场力做负功，粒子动能减小，；，粒子带负电，。A处电场线比B处密集，粒子在A处受到的电场力比B处大，则粒子在A处的加速度大于B处，即。故C项正确，ABD三项错误。6、D【解析】

A．由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出该波的传播方向为沿x轴正向，故A错误；B．由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图得周期为T=1.2s，则波速为v=m/s=m/s故B错误；C．因为t=0.6s时质点A位于平衡位置，则知经过，A质点通过的路程是故C错误；D．图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，此时PQ两质点的位移均为-1cm，故质点P经过回到平衡位置，质点Q经过回到平衡位置，故质点P比质点Q早回到平衡位置，故D正确。故选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、BDE【解析】

由于题目中不知道波的传播方向，所以在做此类问题时要分方向讨论，在计算波速时要利用波的平移来求解．【详解】A.把t=0代入振动方程为y=4sin(t+)cm，可知此时a的位置应该在+4处，和所给的图不相符，故A错；B.从图像上可以看出质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动，故B对；C.若波沿x轴正方向传播，从图像上可以看出b比a至少滞后6s，而ab之间的距离为6m，所以这列波的最大传播速度为1m/s，故C错；D、若波沿x轴负方向传播，从图像上可以看出，a比b至少滞后2s，所以这列波的最大波速为：则最大波长为，故D对；E、根据图像，若波沿x正方向传播，则波速的表达式为，当，解得：，有解说明波是沿x正方向传播，故E对；故选BDE8、BC【解析】

A．由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得qvB0＝则得发电机的电动势为E＝B0dv＝1000V故A错误；B．由电流的定义可知，代入数据解得n＝1020个故B正确；C．发电机的内阻为r＝ρ＝8Ω由闭合电路欧姆定律I＝＝50A故C正确；D．当电路中内、外电阻相等时发电机的输出功率最大，此时外电阻为R＝r＝8Ω故D错误。故选BC。9、AD【解析】

A．带电粒子转动一周，两次经过电场，所以每运动一周被加速两次，故A正确；B．带电粒子在磁场中运动的周期与速度无关，故B错误；C．粒子从回旋加速器中射出时，最后一圈圆周运动的半径与金属盒半径相同，由得可知金属盒半径r越大，最大速度ν越大，故C错误；D．由，可知磁感应强度B越大，最大速度v越大，粒子动能越大，故D正确。故选AD。10、BC【解析】

根据图象求出各状态下的压强与温度，然后由理想气体状态方程解题。【详解】由图示可知，pa=p0，pb=pc=2p0，Ta=273+27=300K，Tc=273+327=600K，由数学知识可知，tb=2ta=54℃，Tb=327K；由理想气体状态方程得：，则，由理想气体状态方程可知：故BC正确，AD错误；故选BC。【点睛】解题时要注意横轴表示摄氏温度而不是热力学温度，否则会出错；由于题目中没有专门说明oab是否在同一条直线上，所以不能主观臆断b状态的温度。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、0.401.000.63【解析】

(1)[1]木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则木块在0.4s时的速度大小(2)[2]木块在0.2s时的速度大小木块的加速度大小(3)[3]斜面倾角为37，则对木块受力分析，由牛顿