北京三中2023届高三第二次适应性（模拟）检测试题物理试题

北京三中2023届高三第二次适应性（模拟）检测试题物理试题

注意事项

1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块。物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零。从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是（    ）

A． B． C． D．

2、如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁的粗糙程度处处相同，处于方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场中．一带正电的小球从静止开始沿管下滑，下列小球运动速度v和时间t、小球所受弹力FN和速度v的关系图像中正确的是

A． B．

C． D．

3、已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是  (      )

A．月球质量为

B．月球表面重力加速度为

C．月球密度为

D．月球第一宇宙速度为

4、如图所示，一U型粗糙金属导轨固定在水平桌面上，导体棒MN垂直于导轨放置，整个装置处于某匀强磁场中。轻轻敲击导体棒，使其获得平行于导轨向右的速度并做切割磁感线运动，运动过程中导体棒MN与导轨始终保持垂直且接触良好。欲使导体棒能够在导轨上滑行距离较大，则磁感应强度的方向可能为（   ）

A．垂直导体棒向上偏左

B．垂直导体棒向下偏左

C．垂直金属导轨平面向上

D．垂直金属导轨平面向下

5、关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（  ）

A．单摆做稳定的受迫振动时，单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率

B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为0.5s

C．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向

D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零

6、在轴上固定两个点电荷、，其静电场中轴上各点的电势如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．和为同种电荷，且均在的区域内

B．和为同种电荷，和两点在两电荷之间

C．和为异种电荷，且均在的区域内

D．和为异种电荷，且均在的区域内

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、矩形线框PQMN固定在一绝缘斜面上，PQ长为L，PN长为4L，其中长边由单位长度电阻为r0的均匀金属条制成，短边MN电阻忽略不计，两个短边上分别连接理想电压表和理想电流表。磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向上，一与长边材料、粗细完全相同的金属杆与线框接触良好，在沿导轨向上的外力作用下，以速度v从线框底端匀速滑到顶端。已知斜面倾角为θ，不计一切摩擦。则下列说法中正确的是（　　）

A．金属杆上滑过程中电流表的示数先变大后变小

B．作用于金属杆的外力一直变大

C．金属杆运动到长边正中间时，电压表示数为

D．当金属杆向上运动到距线框底端3.5L的位置时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率最大

8、如图所示，在纸面内有一个半径为r、电阻为R的线圈，线圈处于足够大的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，线圈与磁场右边界相切与P点。现使线圈绕过P点且平行于磁场方向的轴以角速度ω顺时针方向匀速转过90°，到达图中虚线位置，则下列说法正确的是（   ）

A．线圈中产生沿逆时针方向的感应电流

B．线圈受到的安培力逐渐增大

C．线圈经过虚线位置时的感应电动势为2Br2ω

D．流过线圈某点的电荷量为

9、如图甲所示，一个小球悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中小球的机械能E与路程x的关系图像如图乙所示，其中O-x1过程的图像为曲线，x1-x2过程的图像为直线。忽略空气阻力。下列说法正确的是

A．O-x1过程中小球所受拉力大于重力

B．小球运动路程为x1时的动能为零

C．O-x2过程中小球的重力势能一直增大

D．x1-x2过程中小球一定做匀加速直线运动

10、以下说法正确的是（   ）

A．已知阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和密度，可算出该气体分子的直径

B．物质是晶体还是非晶体，比较可靠的办法是从各向异性或各向同性来判断

C．随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，斥力减小得快，但合力表现仍可能为斥力

D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性

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）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：

（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝_____cm，弹簧的弹性系数k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝_____cm．

（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____．

A．a的原长比b的长          B．a的劲度系数比b的大

C．a的劲度系数比b的小    D．测得的弹力与弹簧的长度成正比．

12．（12分）用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。

（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______；

（3）主要实验步骤如下：

①测量木板（含遮光条）的质量，测量两遮光条间的距离，按图甲正确连接器材。

②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数及遮光条先后经过光电门所用的时间，则可以测出遮光条通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；

③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度和细线拉力对木板做的功的相关图像，分析得出实验结论。

（4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：

①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）；

②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功将_______（填“会”或“不会”）成倍增加；

③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“”“”或“”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为________（用已知物理量的符号表示）。

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，虚线AB、BC、CD将平面直角坐标系四个象限又分成了多个区域。在第一、二象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在第三、四象限中，－2d<y<0区域又分成了三个匀强电场区域，其中在x>d区域有沿x轴负方向的匀强电场；在x<－d区域有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小相等；－d<x<d区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度是另外两个电场强度的2倍。第二、四象限中，y<－2d区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，以速度v0由原点O沿y轴正方向射入磁场。运动轨迹恰好经过B（－d，－2d）、C（d，－2d）两点，第一次回到O点后，进入竖直向上电场区域，不计粒子重力，求：

(1)电场区域内的电场强度大小E；

(2)y<－2d区域内磁场的磁感应强度B2；

(3)由原点O出发开始，到第2次回到O点所用时间。

14．（16分）如图所示，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为的滑块A紧靠弹簧右端（不拴接），弹簧的弹性势能为。质量为的槽B静止放在水平面上，内壁间距为，槽内放有质量为的滑块C（可视为质点），C到左侧壁的距离为，槽与滑块C之间的动摩擦因数。现释放弹簧，滑块A离开弹簧后与槽B发生正碰并粘连在一起。已知槽与滑块C发生的碰撞为弹性碰撞。（）求：

(1)滑块A与槽碰撞前、后瞬间的速度大小；

(2)槽与滑块C最终的速度大小及滑块C与槽的左侧壁碰撞的次数；

(3)从槽开始运动到槽和滑块C相对静止时各自对地的位移大小。

15．（12分）如图所示，固定光滑轨道AB末端B点切线水平，AB高度差，B距传送带底端的竖直高度为，与轨道同一竖直面的右侧有一倾角的传送带，以顺时针匀速转动。在轨道上A处每隔1秒无初速释放一个质量的相同滑块，从B点平抛后恰能垂直落到传送带上，速度立即变为零，且不计滑块对传送带的冲击作用。滑块与传送带间的动摩因数为，传送带长度为，不计空气阻力。（，，）

求：(1)滑块从B点落至传送带的时间；

(2)因传送滑块，电动机额外做功的平均功率。

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、D

【解析】
物块接触弹簧后，在开始阶段，物块的重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得：

mg-kx=ma

得到

a与x是线性关系，当x增大时，a减小；
当弹力等于重力时，物块的合力为零，加速度a=0；
当弹力大于重力后，物块的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律得

kx-mg=ma

得到

a与x是线性关系，当x增大时，a增大；

若物块接触弹簧时无初速度，根据简谐运动的对称性，可知物块运动到最低点时加速度大小等于g，方向竖直向上，当小球以一定的初速度压缩弹簧后，物块到达最低点时，弹簧的压缩增大，加速度增大，大于g；

A．该图与结论不相符，选项A错误；

B．该图与结论不相符，选项B错误；

C．该图与结论不相符，选项C错误；

D．该图与结论相符，选项D正确；

故选D。

2、D

【解析】
由题中“足够长的竖直绝缘管内壁的粗糙程度处处相同”可知，本题考查带电物体在复合场中的受力分析，根据电场力性质和洛伦兹力以及受力分析可解答本题。

【详解】

AB、当粒子速度足够大时，有

会有

此时，速度不再增加，故AB错误；

CD、根据受力分析，小球在水平方向受力平衡，即

故C错误，D正确。

3、A

【解析】
飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式；在月球表面，重力等于万有引力，根据万有引力定律列式；月球的第一宇宙速度等于月球表面的瞬时速度．

【详解】

飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上做匀速圆周运动，故；在月球表面，重力等于万有引力，故，联立解得，，月球的密度，A正确BC错误；月球第一宇宙速度为，D错误．

【点睛】

本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．

4、B

【解析】
欲使导体棒能够在导轨上滑行距离较大，则导体棒在滑行过程中所受摩擦力应较小，则安培力的方向应为斜向上，由右手定则和左手定则可知，磁感应强度的方向可能为垂直导体棒向下偏左，故B正确。

故选B。

5、A

【解析】
A．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，故A正确；

B．根据单摆的周期公式

知摆长缩短为原来的四分之一，则周期变为原来的二分之一，即为1s，故B错误；

C．摆球在同一位置振动方向有两种，所以已知初始时刻的位置和振动周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故C错误；

D．单摆运动中，摆球在最低点做圆周运动，所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力，故D错误。

故选A。

6、C

【解析】
由题目图，结合电势与位置图象的斜率表示电场强度，可知，在处的电场强度大小为零，因两点电荷的具体位置不确定，则点电荷的电性也无法确定，因此可能是同种电荷，也可能是异种电荷；

AB．若和为同种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线上的线段上的某一点，即处于两个点电荷之间，故AB错误；

CD．若和为异种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线的线段之外的某一点，由电势为零，且到电势逐渐升高可知，和均在的区域内，且靠近的点电荷为负点电荷，远离的点电荷为正电荷，且正电荷电量的绝对值大于负电荷电量的绝对值；故C正确，D错误。

故选C。

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、BD

【解析】
A．金属杆相当于电源，金属杆上滑过程中，外电路的总电阻一直减小，则总电流即电流表的示数一直变大。故A错误；

B．金属杆匀速运动，作用于金属杆的外力

由于总电流一直变大，所以作用于金属杆的外力一直变大，故B正确；

C．由电磁感应定律，金属杆运动时产生的感应电动势为

金属杆到达轨道正中间时，所组成回路的总电阻为

由闭合电路欧姆定律，回路电流为

电压表测的是路端电压，所以电压表示数为

故C错误；

D．设金属杆向上运动x距离时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率即电源的输出功率最大。电源电动势一定，内外电阻相等时电源输出功率最大

解得

故D正确。

故选BD。

8、BC

【解析】
A．线圈顺时针方向匀速转动时，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中产生沿顺时针方向的感应电流，选项A错误；

B．线圈顺时针方向匀速转动时，切割磁感线的有效长度逐渐变大，感应电流逐渐变大，根据F=BIL可知，线圈受到的安培力逐渐增大，选项B正确；

C．线圈经过虚线位置时的感应电动势为

选项C正确；

D．流过线圈某点的电荷量为

选项D错误。

故选BC。

9、BD

【解析】
A．小球在竖直向上的拉力和竖直向下的重力下运动，拉力做功改变小球的机械能，则：

可知题中机械能-路程图像斜率的大小为拉力的大小；O-x1过程中小球所受拉力竖直向上且减小，拉力做正功，小球的机械能增加，开始时小球从静止开始加速，拉力大于重力，运动过程中拉力逐渐减小，x1之后，拉力竖直向上做负功，小球向下运动，所以x1处速度为零，动能为零，说明O-x1过程中小球先加速后减速，所以在减速阶段拉力小于重力，A错误，B正确；

C．O-x1过程中小球向上运动，重力做负功，重力势能增大，x1-x2过程中小球向下运动，重力做正功，重力势能减小，C错误；

D．x1-x2过程中重力大于拉力，小球向下运动，图像斜率不变，拉力不变，所以小球加速度恒定，向下做匀加速直线运动，D正确。

故选BD。

10、CD

【解析】
A．摩尔体积，气体分子所占空间，所以可以求得分子间的平均距离，故A错误；

B．因多晶体也具有各向同性，故晶体和非晶体一般从熔点来判断，故B错误；

C．当分子间距离小于r0时，随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，斥力减小得快，合力表现为斥力，故C正确；

D．根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故D正确。

故选CD。

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、8    25    20    B   

【解析】
（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为:x0＝8cm，在F﹣x图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则:，在乙图中弹簧秤的示数:F＝3.00N，根据F＝kx，可知:，故此时弹簧的长度:L＝x+x0＝20cm．

（2）A．在丙图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，故A错误；

BC．斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误；

D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．

12、平衡摩擦力    0.560    变小    不会           

【解析】
（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩擦力；

（2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为

（4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为，根据受力平衡有

释放的瞬间，对木板有

对钩码有

则有

故有

弹簧测力计的示数会变小

[4]由

可知，当钩码的个数成倍增加，即加倍时，不是成倍增加的，而每次位移相等，故细线拉力做的功不会成倍增加；

[5][6]以木板为研究对象，根据动能定理有

故应该建立图像，图像对应的函数关系为

故

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、 (1)；(2)；(3)

【解析】
粒子的运动轨迹如图所示。

(1)在x<-d的电场区域中粒子做类平抛运动，可知

由以上三式可得

(2)由(1)向中各式可解得

粒子在B点的速度         

可得

运动轨迹经过B、C两点，由几何关系可知，粒子在y<-2d的磁场区域内运动的轨道半径为

运动轨迹对应的圆心角=90°

由

可得

(3)由对称性可知，粒子从O点进入电场时的速度大小为v0

在d>x>-d的电场区城内，粒子沿y轴负方向运动的位移

粒子将做往返运动

在两个磁场中的运动周期均为

粒子在磁场中运动总时间为

由原点O出发开始。到第2次到达O点所用的时间

14、 (1)，；(2)，；(3)，

【解析】
(1)设滑块与槽碰撞前后的速度分别为v0、v1。

弹簧将A弹开，由机械能守恒定律得

①

解得

②

A与B发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：

③

解得

④

(2)最终滑块C与槽共速，设为v2，由动量守恒定律得

⑤

解得

⑥

设滑块C与槽的相对运动路程为s，由能量守恒定律得

⑦

解得

s=4m⑧

设C与槽的左侧壁碰撞次数为n，则有

⑨

解得

n=4.25

取n=4 ⑩

(3)设槽和滑块A碰后加速度大小为a1，滑块C的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得

⑪

⑫

解得

⑬

⑭

槽（含滑块A）和滑块C的质量相等，发生弹性碰撞后互换速度，最终以共同速度一起运动。

设从碰后到一起运动的时间为t，则

⑮

解得

t=2s⑯

槽B的位移

⑰

代入数据的得

⑱

滑块C的位移

⑲

代入数据的得

⑳

15、（1）0.8s；（2）104W。

【解析】
（1）由动能定理得

物块垂直打到传送带上，则

平抛运动竖直方向上

解得

（2）平抛运动竖直方向上

设在传送带上的落点与底端相距

每1s放一个物块，共两个物块匀加速

滑块先匀加速后匀速运动

共速后物块可与传送带相对静止匀速运动，相邻两个物块间距为

传送带上总有两个物块匀加速，两个物块匀速

电机因传送物块额外做功功率为