2024届北京市首都师范大学附属中学高三下学期三模物理试题

这是一份2024届北京市首都师范大学附属中学高三下学期三模物理试题，共7页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
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
本部分共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．下列核反应中，被称为热核反应的是
A． B．
C． D．
2．下列哪种物理现象可以说明光具有粒子性
A．薄膜干涉 B．康普顿效应 C．光的偏振 D．泊松亮斑
3．下列说法正确的是
A．流散到周围环境中的内能可以自动聚集起来，并被加以利用
B．只要对内燃机不断进行革新，总有一天它可以把气体的内能全部转化为机械能
C．第二类永动机不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律
D．热量不可能由低温物体传给高温物体
C
A
P

4．如图所示，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点，带电球C置于铁架台旁。小球A静止时与带电球C处于同一水平线上，丝线与竖直方向的夹角为α。已知小球A的质量为m，重力加速度为g，不计丝线质量，则可知小球A受到的静电力的大小为
A． B． C． D．
5．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x=λ处质点的振动方程为，则t=T时刻的波形图正确的是
A. B. C. D.
6．2021年5月15日“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是
A．火星表面的重力加速度小于9.8m/s2
B．“祝融号”火星车在火星表面所受重力大于在地球表面所受重力
C．探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s
D．火星的第一宇宙速度等于地球的第一宇宙速度
7．如图所示，将非磁性材料制成的圆管置于匀强磁场中，当含有大量正负离子的导电液体从管中由左向右流过磁场区域时，测得管两侧M、N两点之间有电势差U。忽略离子重力影响，则
B
N
M
v
A．N点的电势高于M点
B．磁感应强度B越小，M、N两点之间的电势差U越大
C．管中导电液体的流速越大，M、N两点之间的电势差U越大
D．管中导电液体的离子浓度越大，M、N两点之间的电势差U越大
8． 云室是借助过饱和水蒸气在离子上凝结来显示通过它的带电粒子径迹的装置。右图为一张云室中拍摄的照片。云室中加了垂直于纸面向外的磁场。图中a、b、c、d、e是从O点发出的一些正电子或负电子的径迹。有关这些径迹以下判断正确的是
A．d、e都是正电子的径迹 B．a径迹对应的粒子动量最大
C．b径迹对应的粒子动能最大 D．a径迹对应的粒子运动时间最长
9．如图所示，木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1cm，弹簧的劲度系数为400N/m ，系统置于水平地面上静止不动（可认为木块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现用F=2N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为fA和fB，弹簧弹力大小为F1，则
A．fA=10N B．fA的方向水平向左
C．fB=6N D．F1=6N
10．如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电量可视为不变，则下列说法中正确的是
A．甲图中减小两极正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小
B．乙图中增大两板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大
C．丙图中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大
D．该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压
11．右图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力
C．制动力的大小与导体运动的速度无关
D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流
12．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。在苹果从最低点a到最左侧点b运动的过程，下列说法中正确的是
A．手掌对苹果的摩擦力越来越小
B．手掌对苹果的支持力越来越大
C．手掌对苹果的作用力越来越小
D．因为苹果的动量大小不变，所以合外力对苹果的冲量为零
13．如图所示，一同学练习使用网球训练器单人打回弹，网球与底座之间有一弹性轻绳连接，练习过程中底座保持不动。该同学将网球抛至最高点a处用球拍击打，b是轨迹上的最高点，c处弹性轻绳仍然处于松弛状态，d处弹性轻绳已经绷紧并撞在竖直墙壁上。不计空气阻力。则
A．a处网球拍给网球的冲量沿水平方向
B．d处反弹后网球做平抛运动
C．c到d过程中网球受到的冲量方向竖直向下
D．拍打后a到c过程中网球受到的冲量方向竖直向下
14．在经典核式结构模型中，氢原子的电子围绕原子核做圆周运动。经典的电磁理论表明电子做加速运动会发射电磁波，同时电子的轨道半径逐渐减小（假设电子的每一圈运动轨道可近似视为圆周），电磁波的发射功率可表示为（拉莫尔公式）：，其中a为电子的加速度，c为真空光速，k为静电力常数，e为电子电荷量。根据经典电磁理论，在电子落到原子核上之前，下列说法正确是
A．电磁波发射功率越来越小
B．电子的动能变化量大于电势能的变化量
C．电子发射的电磁波的波长越来越短
D．电子的物质波的波长越来越长
第二部分
本部分共6题，共58分。
15．（8分）请根据下列实验的实验原理或实验方法回答问题。
（1）某实验小组在探究弹簧的劲度系数与其长度、粗细和制作弹簧所用钢丝直径的关系时，对弹簧进行一些相关测量，如图所示。用刻度尺测整根弹簧的自由长度如图甲所示，该长度的测量值为________cm。用螺旋测微器测钢丝的直径如图乙所示，该直径的测量值________mm。
（2） “验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是
A．两根细绳必须等长
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些。
（3）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是
A．有闭合铁芯的原副线圈 B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源 D．直流电源
E．多用电表（交流电压档） F．多用电表（交流电流档）
用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器，实验测量数据如下表，根据测量数据可判断连接电源的线圈是_______（填na或nb）
（4）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是
A．实验时必须使磁铁加速“插入”或“拔出”
B．该实验必须记录磁铁的磁极方向
C．该实验不需要知道线圈的绕向
D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系
16. （10分）小明和小红同学分别通过实验探究“加速度与质量的关系”和“加速度与力的关系”。
图1
（1）小明同学在探究小车加速度与质量的关系时，采用了如图1所示方案。
（i）保持砝码盘中砝码质量不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车中砝码和小车的总质量M，与此相对应，利用纸带上打出的点来测量小车的加速度。对此实验方案，下列做法中合理的是________；
A．在平衡阻力时，需要把木板的一侧垫高，并将砝码盘及盘中砝码用细线通过定滑轮系在小车上
B．实验时，先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车
C．调节滑轮，使细线与木板平行
（ii）实验中打出的一条纸带的部分实验数据如图2所示，相邻两个计数点间还有四个点未画出。所用交变电源的频率为50 Hz，由该纸带可求得小车的加速度a=________m/s2（结果保留两位有效数字）；
图2
（iii）小明记录的6组实验数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，如图3所示，请用“+”标出余下的一组数据的对应点，并作出a-eq \f(1,M)图像。由a-eq \f(1,M)图像可得出的实验结论为______________。
图3
（2）小红同学在探究小车加速度a与所受合外力F的关系时，设计并采用了如图4所示的方案。其实验操作步骤如下：
a.挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
b.取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；
c.改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出a-F图像。
（i）该实验方案_________满足条件M>>m（选填“需要”或“不需要”）；
（ii）若小红同学实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的a-F图像最接近图5中的_______。
图4
图5
17.（9分）如图所示，小物块A、B的质量均为m = 0.10 kg，B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度v0与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为h = 0.45 m，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s = 0.30 m，取重力加速度g = 10 m/s2。求：
（1）两物块在空中运动的时间t；
（2）两物块碰前A的速度v0的大小；
（3）两物块碰撞过程中损失的机械能ΔE。
18．（9分）如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小 F；
（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；
（3）若在带电粒子运动eq \f(1,2)d距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间 t。
19.（10分）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，对接过程简化如图所示。神舟十四号先到达天和核心舱轨道正下方d的停泊点并保持相对静止，完成各种测控后，开始沿地心与天和核心舱连线（径向）向天和核心舱靠近，以很小的相对速度完成精准的端口对接。对接技术非常复杂，故做如下简化。地球质量为M，万有引力常量为G，忽略自转；核心舱轨道是半径为R的正圆；对接前核心舱的总质量为m1，神舟十四号质量为m2。
（1）计算核心舱绕地球运动的周期T；
（2）核心舱的能源来自展开的太阳能板，设太阳辐射的能量以球面均匀向外扩散，（球面面积公式S球=4πr2）若单位时间内辐射总能量P0，核心舱与太阳间距离为r，核心舱运转所需总功率为P，试计算维持核心舱运行最少所需的太阳能板面积S；
（3）在观看对接过程时，同学们对神舟十四号维持在停泊点的状态展开讨论：
小谢同学认为：神舟十四号在核心舱下方，轨道更低，运行速度理应更快，所需向心力更大，说明需要开动发动机给飞船提供一个指向地心的推力才能维持停泊点。
小明同学认为：神舟十四号在核心舱下方，却与核心舱同步环绕，所需向心力更小，说明需要开动发动机给飞船提供一个背离地心的推力才能维持停泊点。
请计算说明哪位同学的想法正确，并求出神舟十四号维持在停泊点所需推力F的大小和方向。
R
B
20.（12分）新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，绕有n匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的中点连线，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。
（1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式；
（2）第一种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为f1，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：f2=kv（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为v0，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η；
（3）第二种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为ω1，电动汽车在水平面上刹车至速度v1，求此时汽车加速度a的大小。
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98