2023北京市高三上学期入学定位考试物理试题word含解析

2022—2023学年北京市新高三入学定位考试

物  理

第一部分

本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1. 下列说法中正确的是（    ）

A. 当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，发射出光子

B. 4个某放射性元素的原子核，经过一个半衰期一定有2个发生了衰变

C. 同一元素的两种同位素具有相同的质子数

D. 中子与质子结合成氘核时吸收能量

【答案】C

【解析】

【详解】A．当氢原子从n=2的状态跃迁到n=6的状态时，即从低能级向高能级跃迁，吸收光子，故A错误；

B．放射性元素的半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间，对大量原子核适用，是一个统计规律，故B错误；

C．同位素的质子数相同，中子数不同，故C正确；

D．中子和质子结合属于轻核聚变，出现质量亏损，会释放能量，故D错误。

故选C。

2. 下面四种与光有关的事实中，主要是由于光的衍射引起的现象是（    ）

A. 用光导纤维传播信号

B. 白光通过一狭缝后会在狭缝后面白色的光屏上出现彩色条纹

C. 一束白光通过三棱镜形成彩色光带

D. 观赏日出时看到太阳的位置比实际位置偏高

【答案】B

【解析】

【详解】A．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射，故A错误；

B．白光通过一狭缝后会在狭缝后面白色的光屏上出现彩色条纹，是光的衍射引起的，故B正确；

C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带，属于光的折射现象，故C错误；

D．观赏日出时看到太阳的位置比实际位置偏高属于光的折射现象，故D错误。

故选B。

3. 一定质量的理想气体，从状态1（p1、V1、T1）可以经过不同的过程变化到状态2（p2、V2、T2）。已知1、2这两个状态气体的温度关系为，则在这些过程中（    ）

A. 气体一定都从外界吸收热量 B. 气体和外界交换的热量一定是相等的

C. 气体内能的变化量一定是相等的 D. 外界对气体所做的功一定是相等的

【答案】C

【解析】

【详解】A．因为理想气体内能的大小只与温度有关，由题意知，，所以从状态1到状态2气体内能增大。而V1 和V2的大小关系未知，由热力学第一定律知，气体不一定从外界吸收热量，故A错误；

BCD．因为经过不同的过程从状态1到状态2，则其做功和吸热情况都有可能不同，但是内能变化只与温度有关，因不同过程对应的温度变化相同，所以内能变化量一定相等，故BD错误，C正确。

故选C。

4. 如图所示，一理想变压器，其原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，为了使变压器输入功率增大，可使

A. 其他条件不变，原线圈的匝数n1增加

B. 其他条件不变，副线圈的匝数n2减小

C. 其他条件不变，负载电阻R的阻值增大

D. 其他条件不变，负载电阻R的阻值减小

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：据题意，已知变压器原线圈输入功率由副线圈输出功率决定，为了使变压器输入功率增大，可以调整副线圈的输出功率，当原线圈输入电压不变时，副线圈上的电压也不变，由可知，当负载电阻减小时，副线圈输出功率增加，故D选项正确而C选项错误；其它条件不变，当增加原线圈匝数时，据可得，则副线圈电压减小，而功率也减小，A选项错误；副线圈匝数减小，同理可得变压器功率减小，故B选项错误．

考点：本题考查变压器原理．

5. 如图所示，在粗糙的水平面上有斜面体a，其斜面的倾角为。若质量为m的物块b在斜面体a的斜面上匀速下滑，且斜面体a保持静止状态，则下列说法中正确的是（　　）

A. 物块b所受的支持力大小为 B. 物块b所受的滑动摩擦力大小为

C. 斜面体a有相对于水平面向右运动的趋势 D. 斜面体a有相对于水平面向左运动的趋势

【答案】B

【解析】

【详解】AB．如图所示对物体b受力分析，其受到重力、支持力、摩擦力且处于平衡态

所以有

故A错误，B正确；

CD．如图，对斜面体a受力分析有，受到重力、支持力、物块b对斜面体a的压力以及物块b对斜面体的摩擦力

将物块b对斜面体a的压力以及物块b对斜面体的摩擦力分解到水平方向有

由上述式子可知，两者在水平方向上大小相等，又因为其方向相反，所以斜面体a在水平上没有运动趋势，故CD错误。

故选B。

6. 在如图所示的电路中，电源的内阻可忽略不计，R为定值电阻，平行板电容器C两极板间充有某种电介质。在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中（    ）

A. 电阻R上不会产生焦耳热 B. 电容器的电容不变

C. 电阻R中有从a流向b的电流 D. 电阻R中有从b流向a的电流

【答案】C

【解析】

【详解】B．根据

在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中，ε减小，C减小，B错误；

ACD．根据

解得

在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中，U不变，ε减小，Q减小，电容器顺时针放电，电阻R中有从a流向b的电流，根据焦耳定律，电阻R上会产生焦耳热，C正确，AD错误。

故选C。

7. 冬奥会上，跳台滑雪的运动员从高处跳到低处的滑道上着陆时，为了安全，一般都是双腿屈膝下蹲。这是为了（    ）

A. 减小人所受的冲量

B. 使人的动量变化量变得更小

C. 延长人体速度变化所经历的时间，从而减小滑道对人的作用力

D. 延长人体速度变化所经历的时间，从而减小滑道对人所做的功

【答案】C

【解析】

【详解】B．动量的变化量为

双腿屈膝下蹲，没有减小动量的变化量，B错误；

A．根据动量定理

双腿屈膝下蹲，没有减小人所受的冲量，A错误；

C．根据动量定理

双腿屈膝下蹲，延长人体速度变化所经历的时间t，从而减小滑道对人的作用力F，C正确；

D．根据动能定理

双腿屈膝下蹲，延长人体速度变化所经历的时间t，没有减小滑道对人所做的功，D错误。

故选C。

8. 图甲所示为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图像。下列说法中正确的是（    ）

A. 波速为1m/s，向左传播 B. P点振动的频率为0.5Hz

C. 在t＝2.5s时P点的加速度最大 D. 经t＝1s，P点向左运动1m

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．由题意知，波长为

周期为

则波速为

频率为

由图乙可知，t=2s时，点P向上振动，由上下坡法可得，波向左传播。且质点都在自己的平衡位置上下振动，并不随波迁移，故A正确，BD错误；

C．因为在t＝2.5s时P点处于平衡位置，此时加速度为零，速度最大，故C错误。

故选A。

9. 2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，神舟十三号乘组航天员为我们做了液桥演示实验、水油分离实验以及太空抛物实验等一系列精彩的实验。在空间站内失重的环境下，下列实验中不能正常完成的是（    ）

A. 用天平测质量 B. 用弹簧测力计测力

C. 用打点计时器测速度 D. 用质谱仪测带电粒子的比荷

【答案】A

【解析】

【详解】A．用天平测质量是因为物体受重力而对天平产生压力，从而测出物体质量，而太空中物体处于完全失重状态，故用天平测质量不能正常完成，故A正确；

B．用弹簧测力计测力是由于物体发生了形变，与重力无关，此操作可以正常完成，故B错误；

C．用打点计时器测速度，与重力无关，可以在太空中正常完成，故C错误；

D．用质谱仪测带电粒子的比荷是粒子受到洛伦兹力而运动，与重力无关，故可以在太空中正常完成，故D错误。

故选A。

10. 为研究一些微观带电粒子的成分，通常先利用加速电场将带电粒子加速，然后使带电粒子进入位于匀强磁场中的云室内，通过观察带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹情况，便可分析出带电粒子的质量、电荷量等信息。若某带电粒子的运动方向与磁场方向垂直，其运动轨迹如图所示，已知此带电粒子在云室中运动过程中质量和电荷量保持不变，但动能逐渐减少，重力的影响可忽路不计，下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子从a到b，带正电 B. 粒子从b到a，带正电

C. 粒子从b到a，带负电 D. 粒子运动过程中洛仑兹力对它做负功

【答案】B

【解析】

【详解】带电粒子在电场中做圆周运动，有

解得

因为题中说明，粒子的动能逐渐减小，即粒子的速度越来越慢，根据上述式子可知，其粒子的半径越来越小，由图可知粒子应该是从b运动到a，由粒子的轨迹可以判断洛伦兹力的方向，在根据左手定则可知，粒子应该带正电。而洛伦兹力不做功，故ACD错误，B正确。

故选B。

11. 如图所示，A是一边长为l的方形闭合线框，其总电阻为R，以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过一宽度为3l的匀强磁场区域，运动过程中线框平面与磁场方向保持垂直，且线框前后两边与磁场的左右边界始终平行。若以x轴正方向作为力的正方向，以顺时针的电流方向为感应电流的正方向，从线框在图示位置的时刻开始计时，此时线框右侧与磁场左边界的距离为l，则磁场对线框的作用力F及线框中的感应电流i随时间t的变化图像，在图所示的图像中可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】在内，线框在磁场之外，所以感应电流为0，安培力也为0；

在内，线框进入磁场，线框右边切割磁感线，由右手定则可知，此时感应电流的方向为逆时针的方向，因为题中说明线框以恒定的速度沿x轴运动，即线框的感应电动势和感应电流不变，安培力大小不变，根据左手定则可知，此时安培力的方向为向左，即沿x轴负方向；

在内，线框全部在磁场中，此时穿过线圈的磁通量不变，即无感应电动势和感应电流，也没有安培力；

在内，线框出磁场，线框左边切割磁感线，由右手定测可得出感应电流的方向为顺时针方向，又因为线框以恒定速度v运动，故感应电动势和和感应电流不变，安培力大小不变，根据左手定则可知，此时安培力方向向左即沿x轴负方向。

由上述分析可知，ACD错误，B正确。

故选B。

12. 在光滑水平面上沿一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ发生正碰，碰后立即粘在一起运动，碰撞前后滑块Ⅰ、Ⅱ及粘在一起后的速度—时间图像如图中的线段a、b、c所示。由图像可知（　　）

A. 碰前滑块Ⅰ的动量比滑块Ⅱ的动量小

B. 滑块Ⅰ的质量与滑块Ⅱ的质量之比为

C. 两滑块碰撞前的动能之和一定大于碰撞后的动能之和

D. 碰撞过程中，滑块Ⅰ受到的冲量比滑块Ⅱ受到的冲量大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，碰撞后总动量为正，根据动量守恒定律，碰撞前的总动量也为正，故碰撞前滑块Ⅰ的动量较大，故A项错误；

B．根据动量守恒定律有

解得

故B项错误；

C．根据题图可知，碰前总动能为

碰后总动能为

由上述可知

故C项正确；

D．碰撞过程中滑块Ⅰ受到的冲量与滑块Ⅱ受到的冲量大小相等，方向相反，故D项错误。

故选C。

13. 图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个相同的小车，放在比较光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码，两个小车后端各系一条细线，细线用夹子固定。打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，闭合夹子，两小车同时停止运动，再用刻度尺测出两小车通过的位移。为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列说法中正确的是（    ）

A. 使小盘和砝码的总质量尽可能等于小车质量

B. 若将小车放在粗糙水平板上，对实验结果没有影响

C. 两小车的位移之比等于加速度之比

D. 可在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验

【答案】C

【解析】

【详解】A．盘和盘中砝码质量远远小于小车的质量，绳对小车拉力大小才近似等于盘和盘中砝码的重力，故A错误；

B．若粗糙水平板有摩擦力，则小车受到的合力不等于绳子的拉力，对实验结果会有影响，故B错误；

C．根据初速度为零的匀变速直线运动公式，用刻度尺测量两小车通过的位移，两车的位移之比就是加速度之比，所以通过比较位移就能得知加速度大小与力大小之间的关系，故C正确；

D．实验中通过在两小盘内放置不同质量的砝码来改变小车所受合力，故D错误。

故选C。

14. 将两块相同磁铁的同名端相互缓慢靠近，手对磁铁做正功，人体消耗了能量。为了解释能量的去向，小明根据重力做功与重力势能改变的关系猜想，能量转化成了“磁势能”。若“磁势能”真的存在，取无穷远为参考面，则下列说法中错误的是（    ）

A. 磁场力做正功时，“磁势能”减少

B. 两块磁铁之间“磁势能”的大小不仅与相对距离有关，还与“磁极”的相对位置有关

C. 如图所示的情景，1和2状态磁势能的大小关系为

D. 如图所示的情景，1和2状态磁势能的大小关系无法确定

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图1分析，重力做功时，重力势能减少，所以磁场力做负功时，“磁势能”增加，可知磁场力做正功时，“磁势能”减少，A正确，不符合题意；

B．因为重力势能的大小，与物体和地球的相对距离有关，所以两块磁铁之间“磁势能”的大小不仅与相对距离有关；又因为磁极处的磁场最强，所以“磁势能”还与“磁极”的相对位置有关，B正确，不符合题意；

CD．类比重力势能，两块磁铁相距无穷远时“磁势能”等于零，所以

所以

C正确，不符合题意，D错误，符合题意。

故选D。

第二部分

本部分共6题，共58分。

15. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中：

（1）在光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②滤色片、③_________、④_________、⑤遮光筒、⑥光屏（含测量头）。

（2）利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是（        ）

A．将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄

B．将滤光片由蓝色的换成红色的，其他条件不变，干涉条纹间距变宽

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽

D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄

E．去掉滤光片，其他条件不变，干涉现象消失

（3）在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第1条亮纹，此时手轮上的示数如左图所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如右图所示，则此示数为_________mm，由此可求得相邻亮纹的间距为_________mm。

（4）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式_________，求得所测红光波长为_________nm。

【答案】    ①. 单缝    ②. 双缝    ③. ABD    ④. 13.870    ⑤. 2.310    ⑥.     ⑦. 660

【解析】

【详解】（1）[1][2]由图可知，③为单缝，④为双缝；

（2）[3]A．将光屏移近双缝时，l减小，则由可知，在其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故A正确；

B．将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长变大，所以其他条件不变时，干涉条纹间距变宽，故B正确；

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变时，干涉条纹间距不变，故C错误；

D．换一个两缝之间距离更大的双缝，则d变大，在其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故D正确；

E．去掉滤光片，其他条件不变，会形成白光的彩色干涉条纹，故E错误。

故选ABD。

（3）[4]由右图可得读数为

[5]由左图可得读数为

则相邻亮纹的间距为

（4）[6]由可得

[7]代入数据解得，波长为

16. 在电学实验中对于电阻值的测量，通常要根据不同的测量精度、电阻的参数等因素选择不同的测量工具或测量原理。

（1）测量精度要求不高的情况下，可以用多用电表的欧姆挡测量电阻值，图所示为某同学正确测量一个定值电阻阻值的示数和挡位情况，则这个电阻的测量值为_________。如果在使用此多用电表的情况下，测量得更精确些，应怎样调节多用电表后再进行测量？

答：______；

（2）如图所示为一某种敏感电阻元件的I－U关系曲线图。

①现有电源电动势均为9V，内电阻可忽略不计，滑动变阻器的最大阻值均为。为了验证这个敏感电阻元件的伏安特性，现通过实验测量，以获取其I－U关系的完整曲线，在图甲、乙两个电路中应选择的是______图所示的电路；

②在图所示的电路中，电源两端的电压恒为9.00V，电流表（内阻不计）示数为70.0mA，定值电阻。根据敏感电阻元件的I－U关系曲线及相关知识可知，电阻的阻值约为______（结果保留三位有效数字）。

【答案】    ①. 200    ②. 换用挡，并短接表笔进行欧姆调零    ③. 甲    ④. 105～112

【解析】

【详解】（1）[1][2]多用电表欧姆挡的档位为“×100”档，则根据图中可知，阻值为

由于欧姆档指针偏转角度大，没有到表盘中央，因此需要将档位调成“×10”档，以保证更加精确的测量，且在换挡过程中要短接表笔进行欧姆调零；

（2）[3]为了验证这个敏感电阻元件的伏安特性，而从图中可以看出，伏安特性曲线的电压需要从零开始调节，所以必须选择分压式电路，即甲图所示电路；

（2）[4]根据欧姆定理，流过R1电流为

所以流过敏感电阻的电流大小为

由敏感电阻的伏安特性曲线可知，敏感电阻两端电压为，所以

17. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球，小球静止时处于O′点。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点时细线与竖直方向成θ角。已知重力加速度大小为g。

（1）求匀强电场的电场强度大小E；

（2）若再施加一个外力，将静止在A点的小球拉回到O′点，求这个外力至少需要做多少功；

（3）若将小球从O′点由静止释放，求小球运动到A点时所受绳线拉力大小。

【答案】（1） ；（2） ；（3）

【解析】

【详解】（1）设电场强度为E，小球在A点静止时受重力mg、电场力qE及线的拉力T。对小球在A点，根据共点力平衡条件有

解得

（2）将静止在A点的小球拉回到O′点，小球到O′点时速度为0，外力所做的功最少，根据动能定理有

解得

（3）设小球到达A点的速度为v，小球从O′点运动到A点的过程，根据动能定理有

对于小球在A点根据牛顿第二定律有

联立解得

18. 2022年2月我国成功举办了第24届“冬奥会”，在“冬奥会”雪上项目中跳台滑雪是极具观赏性的一个项目。若跳台滑雪滑道可以简化为由一段圆弧形雪道AB和一个斜面直雪道BC组成，其中圆弧形轨道的B端切线水平，其半径R＝50m、圆心角为；斜面直雪道的倾角为，如图所示。一总质量m＝60kg的运动员从圆弧形雪道的A端由静止自由滑下，然后从B端以的速度水平飞出，最后落到斜面直雪道上的C点（图中未标出）。运动员可看作质点，其运动过程中所受的空气阻力可忽略不计，，取。求：

（1）运动员从A端滑至B端的过程中，阻力所做的功W；

（2）BC两点间的距离s；

（3）运动员在空中飞行过程中，重力做功的功率最大值Pm。

【答案】（1） ；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）运动员从A端滑至B端的过程中，根据动能定理有

解得

（2）运动员做平抛运动落在倾角为的斜面直雪道，则水平位移与合位移的夹角为，设C点竖直方向的速度为，根据平抛运动的推论可知

解得

竖直位移为

合位移即为BC两点间的距离，则

（3）设速度方向与水平方向的夹角为，合速度为v，下落过程重力做功的功率为

运动到C点时竖直方向速度达到最大值

则重力做功的功率最大值为

19. 如图所示，同步卫星的发射过程可以简单描述如下：先将卫星发射至近地圆轨道1（轨道半径可认为就是地球半径）上运动，在轨道1的Q点附近经短暂点火，使其沿椭圆轨道2运行。然后在轨道2的远地点P点附近再次短暂点火，将卫星送入同步圆轨道3上运行。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。将地球看成质量分布均匀的球体，不计地球自转的影响。

（1）若已知地球质量M、地球半径R和引力常数G，求卫星在轨道1上运动的速度大小；

（2）若已知地球自转周期T、地球表面的重力加速度g和地球半径R，求同步卫星距离地球表面的高度的表达式h；

（3）卫星从Q点向P点运动过程中，速度大小将发生变化。请分别从“力与运动状态变化”的角度和“功与能量变化”的角度，分析速度大小变化的原因，并说明速度是变大了还是变小了。

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）以在轨道1上做圆周运动质量为的卫星为研究对象，万有引力提供其向心力，根据牛顿第二定律得

解得其速度为

（2）对于质量为的同步卫星，其公转周期和地球自转周期T相同，万有引力提供向心力，则

解得

对于地表质量为物体，忽略地球自转，万有引力等于其重力，则

联立解得

（3）力与运动状态变化的角度：过程中，引力方向和速度方向成钝角，引力沿轨迹的切向分力与速度方向相反，使卫星做减速运动，速度变小。

功与能量变化的角度：过程中，只有引力做负功，卫星动能减小，所以速度减小。

20. 许多相似情境常常可以类比，这是研究问题的常用方法。

情境1：跳水运动员从高台跳下，入水后其受力情况可做如下简化：水对他的作用除了包括有与其自身重力相等的浮力外，还受到一个与运动方向相反、大小与速度成正比的水的阻力f＝kv（k为已知常量）的作用。运动员在水中向下运动的速率v随时间t的变化规律可用方程（①式）描述，其中m为运动员的质量。

情境2：如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r，线圈自感系数为L、电阻可忽略，与电感线圈并联的电阻的阻值为R，其余部分的电阻均可忽略。闭合开关S，电流达到稳定后再把开关断开，发现流过电阻的电流I随时间t的变化规律与情境1中运动员的速率v随时间t的变化规律类似。

（1）类比①式

a．写出电流I随时间t变化的方程（②式）；

b．在图乙中定性画出I－t图线。

（2）若入水时运动员的速度大小为，则运动员的动能可表示为。

a．写出刚把开关断开时线圈中的电流的表达式；

b．仿照动能的表达式，写出刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式。

（3）求解情境1中运动员入水后运动的距离x可按如下步骤进行：

将①式两边同乘以可得

注意到表示一小段时间内运动员的位移，所以上式可表示为

将上式两边求和，并注意到运动员的初速度为，末速度为0，可得

由此可求出运动员入水后运动的距离

仿照上面的过程，从②式出发，求出情境2中把开关断开后流过电阻R的电量Q。

【答案】（1） a．； b．；（2） a．；b．；（3）

【解析】

【详解】（1）a．类比①式，电流I随时间t变化的方程为

（②式）

b．大致图线如答图所示。

（2）a．刚把开关断开时线圈中的电流的表达式

b．仿照动能的表达式，刚把开关断开时线圈中的磁场能的表达式为

（3）将②式两边同乘以可得

注意到表示一段时间内流过电阻的电量，所以上式可表示为

将上式两边求和，并注意到初始电流为，可得

由此可求出情景2中把开关断开后流过电阻R的电量