北京市丰台区2023届高三物理二模试题（Word版附解析）

北京市丰台区2022~2023学年度第二学期综合练习（二）高三物理本试卷共8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.卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（　　）A.原子的核式结构模型B.电子是原子的组成部分C.原子核由质子和中子组成D.电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量【答案】A【解析】【详解】粒子散射实验中，少数粒子发生了大角度的偏转，这种现象枣糕模型不能够解释，卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出了原子的核式结构模型。故选A。2.如图，固定在铁架台上的烧瓶，通过橡胶塞连接一根水平玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，关于烧瓶内的气体，下列说法正确的是（　　）A.气体的压强变小B.气体的体积变小C.气体对外界做功D.气体的内能减小【答案】C【解析】【详解】A．由于水柱处于水平玻璃管中，对水柱分析可知，烧瓶内气体的压强始终等于大气压强，即气体的压强不变，A错误； B．根据上述可知，该过程是等压变化，手捂住烧瓶，温度升高，则气体体积增大，B错误；C．气体体积增大，气体对外界做功，C正确；D．气体温度升高，气体内能增大，D错误。故选C。3.如图所示，一束光沿AO方向从玻璃射向空气，折射光线沿OB方向。下列说法正确的是（　　）A.这束光从玻璃进入空气后波长会增大B.这束光从玻璃进入空气后频率会减小C.这束光在玻璃中的传播速度大于在空气中的传播速度D.若这束光沿BO方向从空气射向玻璃，可能会发生全反射现象【答案】A【解析】【详解】ABC．根据可知这束光在玻璃中的传播速度小于在空气中的传播速度；由于这束光从玻璃进入空气后频率不变，根据，可知这束光从玻璃进入空气后波长会增大，故A正确，BC错误；D．光在界面发生全反射必须从光密介质射向光疏介质，这束光沿BO方向从空气射向玻璃，不可能会发生全反射现象，故D错误。故选A。4.如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A.大小都等于水桶重力的一半B.与竖直方向的夹角相等C.减小与的夹角，大小不变D.减小与的夹角，的合力变大【答案】B【解析】【详解】A．根据平衡条件可知，只有当都是沿竖直向上的方向时，两力大小才等于水桶重力的一半，故A错误；B．由平衡条件可知，与竖直方向的夹角相等，故B正确；CD．两人的合力确定，大小等于桶和水的重力，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故CD错误。故选B。5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时的波形如图甲所示，L、M、N是波上的三个质点，图乙是其中一个质点在此后一段时间内的振动图像。下列说法正确的是（　　）A.时，质点M沿y轴正方向运动B.时，质点M的加速度比质点N的小C.图乙是质点N的振动图像D.质点L和质点N的相位总是相同【答案】A 【解析】【详解】A．根据同侧法可知，时，质点M沿y轴正方向运动，A正确；B．质点振动的加速度大小与质点相对平衡位置的位移大小成正比，时，质点M的位移比质点N的大，则时，质点M的加速度比质点N的大，B错误；C．根据图乙可知，该质点在时处于平衡位置，且沿y轴正方向运动，在图甲中根据同侧法，时，质点N处于平衡位置沿y轴负方向运动，质点L处于平衡位置沿y轴正方向运动，则图乙是质点L的振动图像，C错误；D．质点L和质点N的平衡位置相距半个波长，可知质点L和质点N的相位总是相反，D错误。故选A。6.某正弦式交变电流随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）A.此交变电流的有效值为B.时，线圈位于中性面C.时，穿过线圈的磁通量最大D.时，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】B【解析】【详解】A．由图可知电流最大值为，则此交变电流的有效值为故A错误；B．时，电流为零，此时线圈位于中性面，故B正确；C．时，电流最大，此时感应电动势最大，穿过线圈的磁通量变化率最大，穿过线圈的磁通量为零，故C错误；D．时，电流为零，此时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量变化率为零，故D错误。故选B。7.如图所示，地球绕太阳的运动可看作匀速圆周运动。已知地球质量为m，地球的轨道半径为r ，公转周期为T，太阳质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）A.根据以上信息，可以计算出地球表面的重力加速度B.根据以上信息，可以计算出地球的第一宇宙速度C.与M无关D.对应物理量的单位与动能的单位相同【答案】D【解析】【详解】A．在地球表面有解得由于地球半径不确定，则不能计算出地球表面的重力加速度，A错误；B．地球的第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，则有解得由于地球半径不确定，则不能计算出地球的第一宇宙速度，B错误；C．根据解得 ，可知，与M有关，C错误；D．根据可知对应物理量的单位与动能的单位相同，均为J，D正确。故选D。8.某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是（　　）A.闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转B.闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转C.断开S的瞬间，电流表指针不发生偏转D.断开S的瞬间，电流表指针向右偏转【答案】B【解析】【详解】A．闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，电流表指针向左偏转，故A错误；B．闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，电流表指针向左偏转，故B正确；CD．断开S的瞬间，线圈M中电流变为零，线圈N中磁通量减小，电流表指针向左偏转，故CD错误。故选B。9.质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理如图所示。氖元素的两种同位素粒子a、b质量不同、电荷量相同。a、b两种粒子从容器A下方的小孔，飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场。a、b两种粒子分别打到照相底片D上的M 和N处，关于a、b两种粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　）A.两种粒子的动能不相同B.a粒子的速度大于b粒子的速度C.a粒子受到的洛伦兹力大于b粒子受到的洛伦兹力D.a粒子的运动时间大于b粒子的运动时间【答案】D【解析】【详解】A．设两粒子的电荷量为，粒子在电场中加速有两粒子电荷量相同，动能相同。A错误；B．离子在电场中加速有解得在磁场中偏转有解得a、b两种粒子分别打到照相底片D上做圆周运动的M和N处，a做圆周运动的半径大于b做圆周运动的半径。两粒子质量关系 由可知B错误；C．a粒子的速度小于b粒子的速度，两粒子电荷量相同，a粒子受到的洛伦兹力小于b粒子受到的洛伦兹力。C错误；D．a粒子的运动时间b粒子的运动时间又D正确。故选D。10.如图所示，地面附近空间有水平向右的匀强电场，一带电微粒以初速度v0从M点进入电场，沿直线运动到N点，不考虑地磁场的影响。下列说法正确的是（　　）A.该微粒带正电B.该微粒做匀速直线运动C.只增大初速度，微粒仍沿直线MN运动D.从M至N过程中，该微粒电势能减小，动能增加【答案】C 【解析】【详解】ABD．由于带电微粒从M到N做直线运动，根据受力分析可知，带电微粒受到的电场力水平向左，与电场方向相反，该微粒带负电；带电微粒受到的合力方向与初速度方向相反，可知合力对微粒做负功，微粒动能减小，电场力对微粒做负功，微粒电势能增加，故ABD错误；C．只增大初速度，带电微粒受力不变，则带电微粒受到的合力方向仍与初速度方向相反，微粒仍沿直线MN运动，故C正确。故选C。11.如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（　　）A.甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒B.乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度C.减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功D.减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量【答案】B【解析】【详解】A．甲、乙两人静止在水平冰面上，重力势能一定，开始动能为0，甲推乙后，两者动能增大，即甲推乙的过程中，甲和乙的机械能增大，A错误；B．甲推乙过程，由于两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力，则有由于甲的质量小于乙的质量，则有两人与冰面间的动摩擦因数相同，即减速过程的加速度大小相等，可知乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度，B正确；C．减速过程中，根据 根据上述，两人互推过程，动量大小相等，甲的速度大于乙的速度，则地面摩擦力对甲做的功大于对乙做的功，C错误；D．根据根据上述，两人互推过程，动量大小相等，则减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大小等于对乙的冲量，D错误。故选B12.如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑列变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（　　）A.仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转B.仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转C仅将滑片P向a端移动，微安表示数变大D.仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变大【答案】D【解析】【详解】A．仅减小照射光频率，仍可能发生光电效应，微安表指针可能偏转，故A错误；B．能否发生光电效应是由入射光的频率决定，与入射光的强度无关，故B错误；C．将滑片P向a端移动，光电管所加的电压为反向电压，所以光电流会一直减小，故C错误；D．仅将滑片P向b端移动，光电管所加的电压为正向电压，管中电场向左，电子从K向右逸出所受电场力向右，光电子向A板运动的过程中动能变大，故D正确。故选D。13.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B 点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B到C过程中的加速度一位移图像如图乙所示，重力加速度为g。在小球从B运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　）A.小球在B点时的速度最大B.小球在C点时所受的弹力大于C.图像与x轴所包围的两部分面积大小相等D.小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大【答案】B【解析】【详解】A．小球在B点时，合力为重力，合力和速度同向，会继续加速，B点时的速度不是最大。A错误；B．小球若从B点由静止释放，到达最低点时，由对称性，最低点加速度向上，大小为小球从A点自由下落，小球在C点时，弹力比上述情况要大，加速度向上，大于。由牛顿第二定律则B正确；C．设在D点，弹力和小球重力平衡，D点速度为，由微元法可知图像与x轴所包围的上部分面积图像与x轴所包围的下部分面积因为 得C错误；D．小球和弹簧、地球组成的系统机械能守恒，小球从B运动到C的过程中，小球的重力势能一直在减小，小球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在增大。D错误。故选B。14.两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据上述材料，下列说法正确的是（　　）A.被航天器撞击后，双星系统的运动周期变大B.被航天器撞击后，两个小行星中心连线的距离增大C.被航天器撞击后，双星系统的引力势能减小D.小行星质量越大，其运动的轨道越容易被改变【答案】C【解析】【详解】A．被航天器撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短，说明双星系统的运动周期变小，故A错误；B．设两个小行星的质量分别为m1,m2,它们做圆周运动半径分别为r1，r2，设两个小行星中心连线的距离为r,则两小行星绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得联立以上各式得 因为周期T变小，说明两个小行星中心连线的距离r变小，故B错误；C．两个小行星中心连线的距离r变小，引力做正功，引力势能减小，故C正确；D．小行星质量越大，惯性越大，其运动的速度不容易被改变，那其运动的轨道越不容易被改变，故D错误。故选C。本部分共6题，共58分。15.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。例如：用游标卡尺测金属小球的直径，示数如图所示，该小球的直径为______mm。【答案】13.7【解析】【详解】根据游标卡尺的读数规律，该读数为13mm+0.1×7mm=13.7mm16.某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，做出光路图如图所示。光线与玻璃砖表面和分别交于O点和P点，他以O点为圆心、线段OP长度为半径做圆，该圆与入射光线交于A点。过A点和P点做法线的垂线，垂足分别为B点和Q点。则该玻璃砖的折射率为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】 【详解】根据折射率表达式有故选A。17.某同学利用如图甲所示装置测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在水平的长木板上。水平向左拉动木板，物块相对实验台静止，记录下传感器的示数F。在物块上放置数量不同的砝码，改变物块和砝码的总质量m，得到多组数据，做出图像如图乙所示。已知直线的斜率为k，重力加速度为g。（1）水平向左拉动木板，在物块相对实验台静止的过程中，下列说法正确的是___________。A．物块受到的是静摩擦力B．物块受到的是滑动摩擦力C．实验时可以加速拉动木板D．传感器测量的就是物块所受的摩擦力（2）物块和长木板之间的动摩擦因数___________（用k和g表示）。【答案】①.BC##CB②.【解析】【详解】（1）[1]AB．水平向左拉动木板，物块与木板发生相对滑动，物块受到的是滑动摩擦力。A错误，B正确；C．实验时可以加速拉动木板，物块相对地面静止，物块受到滑动摩擦力和绳子的拉力平衡；C正确；D．传感器测量的绳子的拉力，拉力大小与物块所受的摩擦力大小相等。D错误。故选BC。（2）[2]由平衡条件得因此图像的斜率 得18.某物理兴趣小组的同学在实验室测量不同电源的电动势和内阻。（1）甲同学所测电源的电动势约为，内阻约为。①甲同学在实验过程中，可选择的器材有：A．电流表（量程为，内阻约为）；B．电压表（量程为，内组为为）；C．滑动变阻器（最大阻值为）；D．滑动变阻器（最大阻值为）。本实验中，滑动变阻器应先用___________（选填“C”或“D”）。②甲同学用图1所示的电路进行测量，请将图2中的实物电路补充完整_________。（2）乙同学用电阻箱和电压表测量水果电池的电动势和内阻，电路如图3所示。闭合开关S后，调节电阻箱得到多组实验数据，由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算得到通过电阻箱的电流，如下表所示。坐标纸上已经描好了5组数据点，请将第4组数据描在坐标纸上，并在图4中作出图像___________。根据图像得出该水果电池的内阻___________。1234560.10.20.40.81.64.00.090.160.270.400.600.670.900.800.680.500380.17 （3）实验小组的同学在分析实验误差时，认为由于电表内阻的影响，导致电压表和电流表的测量值可能与“路端电压”和“流过电源的电流”存在偏差。下列分析正确的是______A．图1中电压表的测量值偏大B．图1中电流表的测量值偏小C．图3中电压表的测量值偏大D．图3中计算出的电流值比“流过电源的电流”小【答案】①.C②.③.④.⑤.BD##DB【解析】【详解】（1）①[1]由于甲同学所测电源的电动势约为，内阻约为，实验时，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择C。②[2]根据电路图，实物连接如图所示（2）[3]根据表格第4组数据描点，作出图像如图所示 [4]根据闭合电路欧姆定律可得可知图像的斜率绝对值等于水果电池的内阻，则有（3）[5]由实验电路图1可知，误差来源于电压表的分流，使得图1中电流表的测量值偏小；由实验电路图3可知，电路电流计算值为由于电压表的分流，使得图3中计算出的电流值比“流过电源的电流”小。故选BD。19.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿水平面从A点加速运动至B点，A、B两点间的距离为l。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。在物体从A点运动到B点的过程中，求：（1）物体的加速度大小a；（2）恒力F对物体做的功W；（3）此过程中物体速度由变化到，请根据牛顿第二定律和运动学公式，推导合力对物体做的功与物体动能变化的关系。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由牛顿第二定律 联立解得（2）从A到B的过程中，F为恒力，根据功的公式得（3）在A到B过程中，由牛顿第二定律和运动学公式得联立解得即合力对物体做的功等于物体动能的变化量。20.如图所示，两根间距为的平行金属导轨在同一水平面内，质量为的金属杆b垂直放在导轨上。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与金属杆垂直且与导轨平面成角斜向上。闭合开关S，当电路电流为时，金属杆ab处于静止状态，重力加速度为。求：（1）金属杆ab受到的安培力大小；（2）导轨对金属杆ab的支持力大小；（3）滑动变阻器的滑片P向右移动，金属杆ab受到的支持力减小，金属杆ab仍保持静止。某同学认为：由于金属杆ab受到的支持力减小，所以它受到的摩擦力减小。你是否同意该同学的说法，请分析说明。【答案】（1）；（2）；（3）不同意，分析见解析【解析】【详解】（1）金属杆ab受力示意图如图所示 磁场对金属杆ab的安培力大小为（2）竖直方向根据受力平衡可得解得（3）不同意该同学的说法。金属杆ab所受摩擦力f为静摩擦力，其大小与支持力无关；由于金属杆ab处于静止状态，其所受静摩擦力大小等于安培力在水平方向的分力大小，即因此金属杆ab中电流增大时，金属杆ab所受静摩擦力变大。21.如图所示，真空中A、B两点分别固定电荷量均为的两个点电荷，O为A、B连线的中点，C为A、B连线中垂线上的一点，C点与A点的距离为，AC与AB的夹角为，中垂线上距离A点为的点的电势为（以无穷远处为零电势点）。一个质量为的点电荷（其电荷量远小于Q），以某一速度经过C点，不计点电荷的重力，静电力常量为。（1）画出C点的电场强度方向；（2）若经过C点的点电荷的电荷量为，速度方向由C指向O，要让此点电荷能够到达O点，求其在C点的速度最小值；（3）若经过C点的点电荷的电荷量为，要让此点电荷能够做过C点的匀速圆周运动，求其在C点的速度的大小和方向。 【答案】（1）；（2）；（3），方向垂直于纸面向里或者向外【解析】【详解】（1）根据对称性可知，C点电场场强方向沿着AB连线的中垂线向上，如图所示（2）C点电势为O点电势为设此点电荷刚好能够到达O点，由能量守恒定律可得解得（3）设圆周运动的半径为，C点电场场强大小为，则有 联立解得方向垂直于纸面向里或者向外。22.物理源自生活，生活中处处有物理。清洗玻璃杯外表面时，水流与玻璃杯表面的粘滞力会影响水流下落的速度，并使水流沿着玻璃杯的外表面流动，如图所示。已知该水龙头水流的流量为Q（单位时间内流出水的体积），水龙头内径为D。（1）求水流出水龙头的速度；（2）现用该水龙头清洗水平放置的圆柱形玻璃杯，柱状水流离开水龙头，下落高度为h，与玻璃杯横截面圆心O处于同一水平面时，开始贴着玻璃杯外表面流动，经过一段时间后达到如图所示的稳定状态。水流经过玻璃杯的最低点A时，垂直于速度方向的横截面可认为是宽度为d的矩形。水流在A点沿水平方向离开玻璃杯，落至水池底部B点，落点B到A点正下方C点的距离为x，AC竖直高度为H（H远大于玻璃杯表面水流厚度）。已知水池底面为水平面，不考虑空气阻力的影响，且认为下落过程水不散开，水的密度为，玻璃杯的外半径为R，重力加速度为g，求：a.水流在A点还未离开玻璃杯时，竖直方向上单位面积受到的合力大小F；b.达到稳定状态后，t时间内玻璃杯对水流的作用力所做的功W。【答案】（1）；（2）a.，b.【解析】【详解】（1）极短的时间内水龙头流出水的体积 解得（2）a.以极短的时间内水龙头流出水为研究对象，水的质量为，该部分水在A点与玻璃杯底部接触面积为，水流在A点速度大小为v，则有，水流离开玻璃杯后在空中运动的时间为，则有，该部分水在A点，在竖直方向受到的合力提供向心力，则有解得b.设t时间内从水龙头流出的水质量为m，则有在水从水龙头出水口运动至玻璃杯最低点A的过程中，由动能定理得解得