北京市海淀区中国人民大学附属中学2023届高三下学期三模试题+物理+Word版无答案

2023届人大附中高三考前适应性练习

物理学科

命题人：周晶   审题人：刘永进、段宝维、李志刚

说明：本试卷共20道题，100分；考试时间90分钟。考生务必将答案答在答题卡上。

第一部分

本部分共14小题，每题3分，共42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．上海光源通过真空中电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（    ）

A．频率减小 B．波长减小 C．动量减小 D．速度减小

2．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则（    ）

A．水对b光的折射率较大

B．当光从水中斜射入空气中时，b光比a光更容易发生全反射

C．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大

D．用同样的装置做双缝干涉实验，b光的干涉条纹间距大

3．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中A→B为等压过程、B→C为等容过程、C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．A→B过程中，气体对外做功大于从外界吸收的热量

B．B→C过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小

C．气体状态A时内能大于状态C时内能

D．从状态A经一个循环又回到A的全过程中，气体吸收的热量小于放出的热量

4．t＝0时刻手持较长软绳端点O开始带动绳上各点上下做简谐运动，振幅为0.2m，t＝0.6s时振动恰好传到Q点，细绳上形成的波形如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．t＝0时刻O点的振动方向向上 B．t＝0.6s时质点P恰好完成一次全振动

C．t＝0.6s时P、Q两质点的速度相同 D．若手上下振动加快，则该波的波长将变大

5．火星是离太阳第四近的行星，2021年我国对火星一次性成功完成“绕”“落”“巡”。5月17日8时，天问一号环绕器实施第四次近火制动进入周期为8.2小时的“中继通信”轨道。已知火星表面重力加速度，火星半径，忽略火星自转。如果“中继通信”轨道近似为圆形轨道，则该轨道半径约为（    ）

A． B． C． D．

6．真空中某静电场，虚线表示等势面，各等势面电势的值如图所示，一带电粒子只在电场力的作用下，沿图中的实线从A经过B运动到C，BC两点位于同一等势面上，则以下说法正确的是（    ）

A．带电粒子在A点的电势能大于在C点的电势能

B．A点电场强度大于B点电场强度

C．带电粒子从A经过B运动到C的过程中动能先增大再减小

D．带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力做的功

7．在光滑的水平面上建立xOy平面直角坐标系，一质点在水平面上从坐标原点开始运动，沿x方向和y方向的x－t图像和图像分别如图所示，则0~4s内（    ）

A．质点的运动轨迹为直线 B．质点的加速度恒为

C．4s末质点的速度为6m/s D．4s末质点离坐标原点的距离为16m

8．如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比，A、B到O点的距离之比。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（    ）

A．A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小

B．A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小

C．A的动能等于B的动能

D．A的周期小于B的周期

9．粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线PM通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（    ）

A．粒子1可能为质子

B．粒子2可能为电子

C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点

D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点

10．图甲是某燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，为交流电压表，当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则（    ）

A．工作时电压表的示数为5V

B．工作时电压表的示数为2.5V

C．要实现点火应满足条件

D．若，则变压器副线圈输出电压的有效值为7500V

11．如图所示，是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（    ）

A．电容器正在充电  B．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大

C．电感线圈中的电流正在减小 D．电感线圈中的磁场能正在减小

12．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R，金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（    ）

A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐减小

C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力保持不变

13．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E＝3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（    ）

A．为定值电阻，为光敏电阻

B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大

C．若将定值电阻的阻值变为，该天6:00后照明系统即可工作

D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短

14．据新闻报道，我国江门中微子实验探测器将于2024年投入使用，届时将大大提升我国在微观基础领域的研究能力。中微子，是构成物质世界的最基本的粒子之一。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子（用“”表示），根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。1953年，莱尼斯和柯温建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中发生核反应，产生中子和正电子，即。间接地证实了中微子的存在。根据以上信息，下列说法正确的是（    ）

A．原子核X是

B．中微子的质量等于Be原子核与新原子核X的质量之差

C．若上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子，即。已知正电子与电子的质量都为，则反应中产生的每个光子的能量约为

D．具有相同动能的中子和正电子，中子的物质波的波长小于正电子的物质波波长

第二部分

本部分共6题，共58分。

15．（8分）

利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，主要实验步骤如下：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；

B．测出遮光片的宽度d；

C．将滑块移至图示位置，测出遮光片到光电门的距离l；

D．释放滑块，读出遮光片通过光电门的挡光时间t；

E．用天平称出托盘和砝码的总质量m；

F．……

（1）该实验验证的是______（填正确答案的标号）与地球组成系统机械能守恒关系；

A．托盘和砝码 B．滑块和遮光片 C．滑块和遮光片及托盘和砝码

（2）要验证机械能守恒定律，还要测量哪个物理量______（写出物理量的名称和符号）；

（3）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测量的物理量应该满足的关系______（用测量的物理量字母表示）；

（4）在操作正确的情况下，多次实验发现动能的增加量总是略小于重力势能的减少量，其可能的原因是______。（写出一种情况即可）。

16．（10分）（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式。

（2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。

甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。

①由图2可知，甲同学绘制的是图线______（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为______V，内阻为______。

②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出。

17．（9分）如图所示，把一质量为m＝0.2kg的小球放在高度h＝5.0m的直杆的顶端，一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离。取重力加速度，不计空气阻力。求：

（1）小球在空中飞行的时间t和落地瞬间的速度v的大小和方向；

（2）子弹落地处离杆的距离；

（3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能。

18．（9分）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B，B极板接地。两板间距为5cm，一带电量为的点电荷沿电场线从C点运动到D点，电场力做功为。CD间距离为3cm，AC间距离为1cm，不计重力。求：

（1）CD两点间电势差；

（2）A板电势；

（3）仅将A板移动到C处后，A板的电势。

19．（10分）（1）用波长为的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时，其最大半径为R，电子质量为m，电量为e，普朗克恒量为h，真空中光速为c。求：金属的逸出功W；

（2）一个光源以P＝1.5W的功率向四周均匀地发射波长为的光子。在离光源距离R＝3.5m处垂直入射光方向放置一钾箔，钾的逸出功W＝2.2eV，假设入射光的能量是连续地和平稳地传给钾箔，光子动量，h为普朗克常量，真空中光速为c。假设钾箔完全吸收所有照射到它上面的能量。求：

a．钾箔在单位面积上受到光的平均作用力（用题目中的物理符号表示）。

b．按照经典电磁理论，钾箔中的电子只需吸收足够的能量就可以从表面逸出，若一个电子收集能量的圆形截面的半径约为，求电子逸出表面所需要的时间；根据计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理，并说明理由。

20．（12分）某学校举办“鸡蛋撞地球”小发明比赛，同学们设计了如图甲所示的装置。装置绝缘外框架MNGH下端固定了一个横截面（俯视）如图乙所示的磁体，两磁极间存在沿径向向外的辐向磁场，不考虑其他区域的磁场。CDEF是一个金属线框，CF、DE两边被约束在外框架的凹槽内，可沿外框架无摩擦上下滑动，CD边的正中间接有一个半径为r（r略大于圆柱形N磁极的半径）、匝数为n、总电阻为R的线圈，EF边接有一装有鸡蛋的铝盒，铝盒的电阻为2R，铝盒与外框架连接了一根劲度系数为k的轻质弹簧。开始装置在离水平地面h高度处保持竖直状态，待铝盒静止后将弹簧锁定，此时线圈下端恰好位于磁体上边界处。现由静止释放装置，装置落地前瞬间弹簧立即解除锁定，落地时外框架MNGH连同磁体的速度立即变为零。已知线框CDEF（含线圈、铝盒、鸡蛋）的总质量为m，线框第一次运动到最低点时弹簧的形变量是刚落地时的两倍，此时EF仍未进入磁场。已知线圈所在处的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，除线圈和铝盒外，其他部分电阻不计，忽略空气阻力。

（1）求装置落地后瞬间C、D两点间的电压；

（2）从落地到线框最终静止的过程中，求回路产生的总焦耳热Q；

（3）从刚落地到线框第一次运动到最低点的过程中，求通过线圈的电荷量q；

（4）有同学提出，为增大缓冲的效果，若采用适当粗些的同种材料导线绕制线圈，而保持线圈匝数、绕制半径不变，且线框除线圈外其余部分（含铝盒和鸡蛋）质量不变的情况下，可以使落地瞬间线框减速的加速度增大。请通过计算分析说明此结论是否合理（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，请在解题时做必要的说明）。