2023-2024学年北京市高三下学期一模考试物理试卷（含解析）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2023-2024学年北京高三下学期一模考试物理试卷（含解析）学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一、单选题1．下列与热现象有关的说法中，正确的是（）A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动C．两个分子间距离减小时，分子间的引力减小，斥力增大D．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故2．如图所示，若令x轴和y轴分别表示某个物理量，则图像可以反映某种情况下物理量之间的关系，在有些情况中，图线上任一点的切线斜率、图线与x轴围成的面积也有相应的物理含义。A为图线上一点，过A点作图线的切线交y轴于M点，过A点作垂线交x轴于N点，切线AM的斜率记为k，图中的阴影面积记为S。下列说法正确的是（）A．对于一段只含有电热元件的电路，若x轴表示电流I，y轴表示电压U，面积S可以表示电流在这段电路中做功的功率B．对于做直线运动的物体，若x轴表示速度v，y轴表示物体所受的合外力F，面积S可以表示某速度时对应的合外力做功的瞬时功率C．对于某电容器的充电过程，若x轴表示时间t，y轴表示电量q，斜率k可以表示电容器在充电过程中对应时刻的电流大小D．对于做圆周运动的物体，若x轴表示半径r，y轴表示线速度v，斜率k可以表示对应半径的角速度大小3．根据粒子散射实验提出的模型是（）A．“枣糕”模型 B．道尔顿模型 C．核式结构模型 D．玻尔模型4．一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态a开始，经历，，三个过程回到原状态，下列判断正确的是（）A．状态a气体的分子平均动能最大B．状态c气体的分子平均动能最小C．状态a的体积小于状态b的体积D．状态b的体积小于状态c的体积5．简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的负方向传播。下列说法正确的是（）A．此时刻质点P的速度沿x轴的正方向B．此时刻质点P的加速度沿y轴的正方向C．再过半个周期时，质点P的位移为负值D．从该时刻经过四分之一个周期，质点P通过的路程为A06．2022年11月30日，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站。已知地球质量为M，地球半径为R，空间站在距地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，引力常量为G。下列说法正确的是（）A．空间站做匀速圆周运动的线速度为B．空间站做匀速圆周运动的周期为C．空间站的线速度大于第一宇宙速度D．空间站的加速度大于地球表面的重力加速度7．质点由静止开始做直线运动，加速度与时间关系如图所示，t2=2t1，则（）A．质点一直沿正向运动B．质点在某个位置附近来回运动C．在0~t2时间段内，质点在t1时刻的速度最小D．在0~t2时间段内，质点在t2时刻的速度最大8．如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（）A．此交流电的频率为B．此交流电动势的有效值为C．当线圈平面转到图示位置时产生的电动势为零D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大9．2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队以2分37秒348的成绩夺冠。在交接区域，“交棒”运动员猛推“接棒”运动员一把，使“接棒”运动员向前快速冲出，如图所示。在此过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，下列说法正确的是（）A．两运动员的加速度一定相同B．两运动员相互作用力做的总功一定等于零C．两运动员相互作用力的总冲量一定等于零D．两运动员组成的系统动量和机械能均守恒10．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷分别固定在、两点，为连线的中点，为的垂直平分线．在之间的点由静止释放一个带负电的试探电荷（可视为质点），若不计空气阻力，则试探电荷（

）A．从点沿直线向端运动，先匀加速运动，后匀减速运动B．从点运动至距离该点最远位置，即可在该最远位置静止不动了C．从点运动至距离该点最远位置的过程中，所经过的各点电势先降低后升高D．从点运动至距离该点最远位置的过程中，电势能先减小后增大11．如图所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流沿方向B．线框整体受到的安培力方向水平向右C．线框的、两条边不受安培力作用D．线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反12．如图所示，、、是等边三角形的三个顶点，是、连线的中点。以为坐标原点，、连线为轴，、连线为轴，建立坐标系。过、、、四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过点的通电直导线所受安培力的方向为（）A．沿轴正方向 B．沿轴负方向C．沿轴正方向 D．沿轴负方向13．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属，该炉的加热原理是（）A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用线圈中电流产生的磁场C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电14．图甲和图乙所示的是a、b两束单色光分别用同一单缝装置进行实验，在距装置恒定距离的屏上得到的图样，图甲是a光照射时形成的图样，图乙是b光照射时形成的图样。下列说法正确的是（）A．b光光子的能量较小B．在水中a光波长较长C．甲、乙图样是a、b两单色光的干涉图样D．若b光照射某金属有光电子逸出，则a光照射该金属也有光电子逸出二、实验题15．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验电路图如图甲所示。（1）根据记录的数据，做出如图乙所示的图线，根据所画图线可得，电动势_________V（结果保留三位有效数字），内电阻________（结果保留两位有效数字）；（2）利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图丙中，图线是根据实验数据描点作图得到的图像。如果是没有电表内电阻影响的理想情况，请在丙图中画出该电源的路端电压U随电流I变化的图像________。并说明画图的依据__________。16．在用图1所示单摆“测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下：a.取一根细线，下端系住一个金属小球，上端固定在铁架台上；b.用米尺测量细线长度为l，用游标卡尺测出金属小球的直径d；c.缓慢拉动小球，使细线偏离竖直方向约为位置由静止释放小球；d.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t，计算单摆周期；e.用公式计算当地重力加速度；f.改变细线长度，重复b、c、d、e步骤，进行多次测量。（1）在上述步骤中，错误的是______（写出该步骤的字母），错误的原因是：______。（2）该同学为了减少误差，利用上述未改正错误测量中的多组实验数据做出了图像，该图像对应下图中的______。A．B．C．D．（3）在“用单摆测定重力加速度”的正确实验中，下列做法有利于减小实验误差的是______（不定项选择）。A．适当加长摆线B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期（4）用游标卡尺测得金属小球直径如图所示，小球直径______mm。三、解答题17．如图所示，长度的轻绳上端固定在O点，下端系一质量的小球（可视为质点）。取重力加速度。（1）在水平拉力的作用下，轻绳与竖直方向的夹角，小球保持静止。求此时小球所受水平拉力的大小F；（2）由图示位置无初速释放小球，不计空气阻力。当小球通过最低点时，求：a．小球动量的大小p；b．轻绳对小球拉力的大小。18．如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为L，左端连接阻值为R的电阻。电阻为r的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨以速度v向右做匀速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长，不计导轨的电阻和空气阻力。（1）求导体棒中感应电流I的大小；（2）求导体棒所受拉力F的大小；（3）通过公式推导验证：在时间内，拉力对导体棒所做的功W等于回路中产生的热量Q。19．1913年，玻尔建立氢原子模型时，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，电荷量为，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为。不考虑相对论效应。（1）氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，求电子的动能。（2）氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中距场源电荷Q为r处的各点的电势。求处于基态的氢原子的能量。（3）许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。利用氢气放电管可获得氢原子光谱。1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用巴尔末公式表示，写做（n=3，4，5…），式中R叫做里德伯常量。玻尔回忆说：“当我看到巴尔末公式时，我立刻感到一切都明白了。”根据玻尔理论可知，氢原子的基态能量为，激发态能量为，其中n=2，3，4…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，请根据玻尔理论推导里德伯常量R。20．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后，穿过中心的小孔沿中心线的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和间的区域，极板间距为d。当P和P极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点。不计电子从阴极K发出的初速度、所受重力和电子间的相互作用，不考虑相对论效应。（1）若测得电子穿过中心的小孔沿中心线方向匀速运动的速度，求电子的比荷；（2）已知P和极板水平方向的长度为，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为，当P和极板间加上偏转电压U后，亮点偏离到点（与O点水平距离可忽略不计）。①小明同学认为若测出与O点的竖直距离h，就可以求出电子的比荷。请通过分析和推理判断小明的观点是否正确。②在两极板P和间的区域再加上磁场，调节磁场的强弱和方向，通过分析电子在P和间的运动情况可求出电子的速度。请说明确定电子速度的方法。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案1．B【详解】A．布朗运动是指悬浮在液面上的微小颗粒的无规则运动，故A错误；B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；C．两个分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增大的快，故C错误；D．压缩气体时气体表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的缘故，故D错误。故选B。2．C【详解】A．根据对于一段只含有电热元件的电路，若x轴表示电流I，y轴表示电压U，因P、U、I均为状态量，并非过程量，可知面积S不可以表示电流在这段电路中做功的功率。故A错误；B．根据对于做直线运动的物体，若x轴表示速度v，y轴表示物体所受的合外力F，因F、v为状态量，所以面积S不可以表示某速度时对应的合外力做功的瞬时功率。故B错误；C．根据可知若x轴表示时间t，y轴表示电量q，斜率k可以表示电容器在充电过程中对应时刻的电流大小。故C正确；D．根据若x轴表示半径r，y轴表示线速度v，因r、v是状态量，所以斜率k不可以表示对应半径的角速度大小。故D错误。故选C。3．C【详解】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子内部有个较小的核，原子核集中了几乎所有的质量和电荷数；从而提出了核式结构模型。故选C。4．D【详解】AB．温度是物质分子热运动的平均动能的标志，状态c温度最高，气体的分子平均动能最大，故AB错误；C．气体从状态a到状态b经历等温变化，压强增大，根据玻意耳定律可知气体体积减小，所以状态a的体积大于状态b的体积，故C错误；D．气体从状态b到状态c经历等压变化，温度升高，根据盖—吕萨克定律可知气体体积增大，所以状态b的体积小于状态c的体积，故D正确。故选D。5．C【详解】AB．波沿x轴的负方向传播，则此时刻质点P的速度沿y轴的负方向，质点P的加速度也沿y轴的负方向，选项AB错误；C．再过半个周期时，质点P到达x轴下方，则此时的位移为负值，选项C正确；D．因该时刻质点P不在平衡位置，也不在波峰波谷位置，可知从该时刻经过四分之一个周期，质点P通过的路程不等于A0，选项D错误。故选C。6．A【详解】A．由人造卫星的速度公式有解得故A正确；B．由可知空间站做匀速圆周运动的周期为故B错误；C．第一宇宙速度是环绕天体圆周运动的最大速度。地面物体速度小于第一宇宙速度，将无法完成圆周，也就是要掉回地面。要想把人造天体送上太空绕地球做圆周运动，初速度需要超过第一宇宙速度，在远离地面过程中，速度不断减小，并最终小于第一宇宙速度，同时万有引力势能不断增加，这实际上是一个动能转化为势能的过程，空间站是离地较高的人造卫星，线速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据，解得若不考虑地球的自转影响，则地面的物体的重力加速度为由上可得故D错误。故选A。7．A【详解】AB．由图可知在t1时间内质点做初速度为零的匀加速运动，在t1～t2时间内做匀减速运动，且加速度大小相等，时间相等，故质点一直沿正向运动，故A正确，B错误；CD．由图可知在t1时间内质点做初速度为零的匀加速运动，在t1～t2时间内做匀减速运动，且加速度大小相等，时间相等，故t1时刻的速度最大，t2时刻的速度为零，故CD错误；故选A。8．D【详解】A．此交流电的频率为故A错误；B．此交流电动势的有效值为故B错误；CD．当线圈平面转到图示位置时刚好和中性面垂直，此时产生的电动势最大，磁通量的变化率最大，故C错误，D正确。故选D。9．C【详解】A．“交棒”运动员和“接棒”运动员受到的推力大小相等，方向相反，但是质量不一定相同，由牛顿第二定律因此加速度方向相反，大小也不一定相同，A错误；B．交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大反向，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，B错误；C．两个运动员相互作用的力的作用时间相同，等大、反向、共线，故“交棒”运动员对“接棒”运动员的冲量与“接棒”运动员对“交棒”运动员的冲量等大、反向、共线，两运动员相互作用力的总冲量等于零，C正确；D．运动员与冰面间的摩擦可忽略不计，在“交棒”过程中，“交棒”运动员猛推“接棒”运动员一把，两个运动员相互作用的力等大、反向、共线，作用时间相同，根据动量定理，两个运动员的动量变化等大、反向、共线，系统动量守恒。因为推力做功，“交棒”运动员和“接棒”运动员组成的系统机械能一定增加，D错误。故选C。10．D【详解】A．根据分析可知，小球在O点上方时，其受到的竖直向下的电场力；在O点处，受到的电场力为零；在O点下方时，受到竖直向上的电场力，沿向端运动的过程中，小球受到的电场力（合力）不断的变化，所以小球受到的加速度不断的变化，故A错误；B．无穷远处的场强为零，而运动到最远的时候是速度为零而不是场强为零，故B错误；C．根据两个正点电荷形成的电场和沉着电场线的方向电势降低可知，小球从点运动至O点的过程各点的电势增加，从O点运动到最远位置的过程各点的电势减小，所以各点的电势先升高后降低，C错误；D．根据A项的分析可知，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增加，故D正确。故选D。11．B【详解】A．根据右手螺旋定则，可知导线中电流在矩形线框区域产生的磁场方向向里；当导线中电流逐渐增大时，矩形线框的磁通量增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿方向，故A错误；BCD．线框中感应电流沿方向，根据左手定则可知，线框的边受到向下的安培力，边受到向上的安培力，根据对称性可知边受到的安培力与边受到的安培力刚好相互抵消；线框的边受到水平向右的安培力，边受到水平向左的安培力，由于边离导线更近，边受到的安培力大于边受到的安培力；综上分析可知线框整体受到的安培力方向水平向右，故B正确，CD错误。故选B。12．A【详解】等边三角形的三个顶点A、B、C处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流，由安培定则可得，导线A、B的电流在O处的合磁场为零，C处的电流在O处产生磁场水平向左，即O处的磁场方向水平向左，再由左手定则可得，安培力的方向是与AB边垂直，沿着y轴的正方向，BCD错误，A正确。故选A。13．C【详解】线圈中的电流做周期性的变化，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多，故C正确，ABD错误。故选C。14．B【详解】A．由于图甲和图乙是由同一条单缝照射而形成的图样，波长越短的，中央亮条纹的宽度越小，由图可知单色光b的波长较短，由于c=λv，故b光的频率较高，即vb>va，由于光子的能量E=hv，故a光光子的能量较小，故A错误；B．对于同一种介质来说，由于波长越大的单色光折射率越小，故na＜nb，由于故光从空气射入水中波长变短，由于在空气中时a的波长大于b的波长且进入水中后b的波长减小的更多，故在水中a光波长较长，故B正确；C．单色光通过单缝装置，形成的图样是单色光的单缝衍射图样，故C错误；D．根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于金属的极限频率时，发生光电效应现象，a光光子的频率低，故用b光照射该金属时有光电子逸出，a光照射该金属时不一定有光电子逸出，故D错误。故选B。15．

1.49

0.82

见解析【详解】（1）[1][2]据闭合电路欧姆定律可得可知图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，可得（2）[3][4]产生系统误差的主要原因是电压表的分流作用导致电流表的示数小于实际的干路电流，可得且随着电压的增大，偏差增大，故实际的图像如图中虚线所示16．

e

见解析

C

AC

22.6【详解】（1）[1]摆长指悬点到摆球重心之间的间距，步骤e中将摆线的长作为摆长，e错误，符合题意；[2]根据上述有根据解得（2）[3]根据上述可解得该函数对应的图像是一条没有经过坐