2024屆北京市西城區(qū)北京四中高三第三次模擬考試物理試卷含解析

2024屆北京市西城區(qū)北京四中高三第三次模擬考試物理試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請(qǐng)用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號(hào)。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，一個(gè)圓弧面在點(diǎn)與水平面相切，圓弧面的半徑。在兩點(diǎn)間放平面薄木板。一個(gè)小物塊以的速度從點(diǎn)滑上木板，并恰好能運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)。物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，取。則小物塊向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（）A． B． C． D．2、氫原子的核外電子從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)，發(fā)出的光恰好能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則下列各種說(shuō)法中正確的是（）A．該光是氫原子所有可能發(fā)出的光中能量最大的B．氫原子中由高能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)C．該金屬發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子的最大能量恰好等于氫原子從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)所放出光子的能量D．氫原子從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)所放出光子的能量等于該金屬的逸出功3、如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一質(zhì)量為1kg的物體以的速度水平向右滑上傳送帶，經(jīng)一定的時(shí)間后，物體返回到出發(fā)點(diǎn)。已知物體與帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度g=10m/s2。則在該過(guò)程中摩擦力對(duì)物體做的功為（）A．0 B．2.5J C．6.5J D．12J4、如圖甲所示，一傾角θ=30°的斜面體固定在水平地面上，一個(gè)物塊與一輕彈簧相連，靜止在斜面上?，F(xiàn)用大小為F=kt(k為常量，F(xiàn)、t的單位均為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位)的拉力沿斜面向，上拉輕彈簧的上端，物塊受到的摩擦力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2，則下列判斷正確的是（）A．物塊的質(zhì)量為1.5kgB．k的值為2.5N/sC．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D．t=6s時(shí)，物塊的速度大小為2.2m/s5、2019年4月10日，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)布了人類歷史上的首張黑洞照片，我國(guó)科學(xué)家也參與其中做出了巨大貢獻(xiàn)。經(jīng)典的“黑洞”理論認(rèn)為，當(dāng)恒星收縮到一定程度時(shí)，會(huì)變成密度非常大的天體，這種天體的逃逸速度非常大，大到光從旁邊經(jīng)過(guò)時(shí)都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此時(shí)該天體就變成了一個(gè)黑洞。若太陽(yáng)演變成一個(gè)黑洞后的密度為、半徑為，設(shè)光速為，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量為G，則的最小值是（）A． B． C． D．6、“月亮正加速遠(yuǎn)離地球！后代沒(méi)月亮看了。”一項(xiàng)新的研究表明，月球的引力在地球上產(chǎn)生了周期性的潮汐現(xiàn)象，潮汐力耗散地球的自轉(zhuǎn)能量，降低地球的旋轉(zhuǎn)速度，同時(shí)也導(dǎo)致月球正在以每年38cm的速度遠(yuǎn)離地球。不考慮其他變化，則很多年后與現(xiàn)在相比，下列說(shuō)法正確的是（）A．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將減小B．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度增大C．地球同步定點(diǎn)衛(wèi)星的高度增大D．地球同步定點(diǎn)衛(wèi)星的角速度增大二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，在絕緣水平面上固定著一光滑絕緣的圓形槽，在某一過(guò)直徑的直線上有O、A、D、B四點(diǎn)，其中O為圓心，D在圓上，半徑OC垂直于OB．A點(diǎn)固定電荷量為Q的正電荷，B點(diǎn)固定一個(gè)未知電荷，使得圓周上各點(diǎn)電勢(shì)相等．有一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電小球在滑槽中運(yùn)動(dòng)，在C點(diǎn)受的電場(chǎng)力指向圓心，根據(jù)題干和圖示信息可知（）A．固定在B點(diǎn)的電荷帶正電B．固定在B點(diǎn)的電荷電荷量為QC．小球在滑槽內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等8、如圖所示，光滑圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，一個(gè)小球套在環(huán)上，用穿過(guò)圓環(huán)頂端光滑小孔的細(xì)線連接，現(xiàn)用水平力F拉細(xì)線，使小球緩慢沿圓環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中圓環(huán)對(duì)小球的彈力為N，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．F增大 B．F減小C．N不變 D．N增大9、1966年科研人員曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，用雙子星號(hào)宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組（可視為質(zhì)點(diǎn)），接觸后，開動(dòng)飛船尾部的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速，如圖所示。推進(jìn)器的平均推力為F，開動(dòng)時(shí)間Δt，測(cè)出飛船和火箭的速度變化是Δv，下列說(shuō)法正確的有（）A．推力F通過(guò)飛船傳遞給火箭，所以飛船對(duì)火箭的彈力大小應(yīng)為FB．宇宙飛船和火箭組的總質(zhì)量應(yīng)為C．推力F越大，就越大，且與F成正比D．推力F減小，飛船與火箭組將分離10、如圖所示，兩等量異種點(diǎn)電荷分別固定在正方體的a、b兩個(gè)頂點(diǎn)上，電荷量分別為q和－q（a＞0），c、d為正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是A．c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等B．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．將一正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功D．將一負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電勢(shì)能增加三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11．（6分）如圖所示，在用“插針?lè)ā睖y(cè)定平行玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)中：測(cè)定平行玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)中：(1)下列措施對(duì)提高實(shí)驗(yàn)精度沒(méi)有作用的是________。A．入射角α不宜過(guò)小B．P1P2間距適當(dāng)大些C．選用d稍微大點(diǎn)的玻璃磚D．OP2間距盡可能小些(2)下列因素對(duì)Δy大小沒(méi)有影響的是________。A．入射角αB．玻璃磚的折射率nC．P1P2之間的距離D．玻璃磚的厚度d12．（12分）物理社找到一根拉力敏感電阻絲，其阻值隨拉力F變化的圖像如圖甲所示，社員們按圖乙所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易“吊桿”。電路中電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=1Ω；靈敏毫安表的量程為10mA，內(nèi)阻Rg=5Ω；R1是可變電阻。A，B兩接線柱等高且固定。現(xiàn)將這兩根拉力敏感電阻絲套上輕質(zhì)光滑絕緣桿，將其兩端接在A，B接線柱上。通過(guò)光滑絕緣桿可將重物吊起。不計(jì)敏感電阻絲的重力，現(xiàn)完成下列操作步驟：步驟a：滑環(huán)下不吊重物時(shí)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)可變電阻R1使毫安表指針滿偏；步驟b：滑桿下吊上已知重力的重物，測(cè)出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；步驟c：保持可變電阻R1接入電路阻值不變，讀出此時(shí)毫安表示數(shù)I；步驟d：換用不同已知重力的物理，掛在滑環(huán)上記錄每一個(gè)重力值對(duì)應(yīng)的電流值；步驟e：將毫安表刻度盤改裝為重力刻度盤（1）寫出敏感電阻絲上的拉力F與重物G的關(guān)系：F=___________。（2）設(shè)R-F圖像斜率為k，寫出毫安表示數(shù)I與待測(cè)重物重力G關(guān)系的表達(dá)式：I=___________。（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）（3）若R-F圖像中R0=50Ω，k=0.2Ω/N。測(cè)得θ=45°，毫安表指針半偏，則待測(cè)重物的重力G=________N。（4）關(guān)于改裝后的重力刻度盤，下列說(shuō)法正確的是________。A．重力零刻度線在毫安表滿刻度處，刻度線均勻B．重力零刻度線在毫安表零刻度處，刻度線不均勻C．重力零刻度線在毫安表滿刻度處，刻度線不均勻D．重力零刻度線在毫安表零刻度處，刻度線均勻（5）若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺(tái)簡(jiǎn)易“吊秤”稱重前，進(jìn)行了步驟a操作，則測(cè)量結(jié)果________。（填“偏大”“偏小”或“不變”）四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，豎直放置的粗細(xì)均勻的U形管左端封閉，右端開口。左管內(nèi)用水銀封閉一段長(zhǎng)L1＝20cm的空氣柱，左右兩管水銀面差為h＝15cm。已知外界溫度為27℃，大氣壓為75cmHg。(i)如果緩慢向右管內(nèi)注入水銀，直到左右水銀面相平(原來(lái)右管水銀沒(méi)有全部進(jìn)入水平部分)，求在右管注入的水銀柱長(zhǎng)度(ii)在左右管水銀面相平后，緩慢升高左管內(nèi)封閉氣體的溫度，使封閉空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm，求此時(shí)左端空氣柱的溫度。14．（16分）如圖所示，質(zhì)量為m、直徑為d的小球，拴在長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端一組成一單擺。將球偏開一小角度α使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，求小球從左側(cè)最大偏角擺至最低點(diǎn)的過(guò)程中，繩子拉力產(chǎn)生的沖量大小。（重力加速度g已知）15．（12分）如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°，BC邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，一束垂直于AB邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，AP長(zhǎng)度d＜L，光線在AC邊同時(shí)發(fā)生反射和折射，反射光線和折射光線恰好相互垂直，已知光在真空中的速度為c．求：（1）三棱鏡的折射率；（2）光從P點(diǎn)射入到第二次射出三棱鏡經(jīng)過(guò)的時(shí)間．

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】

設(shè)木板長(zhǎng)度為。向上滑動(dòng)過(guò)程能量守恒，有如圖所示由幾何關(guān)系得，，又有運(yùn)動(dòng)過(guò)程有又有解以上各式得A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。2、D【解析】

A．氫原子從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)，所放出光子的能量是所有相鄰能級(jí)間躍遷時(shí)能量最大的，但小于其他能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)所放出的光子的能量，故A錯(cuò)誤；B．氫原子從高能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)所放出的光子的能量都小于從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)所放出的光子的能量，不會(huì)使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．恰好發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明光電子的最大初動(dòng)能為零，故C錯(cuò)誤；D．恰好發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明光子的能量等于金屬的逸出功，故D正確。故選D。3、A【解析】

由題意可知，物體在傳送帶上做勻變速運(yùn)動(dòng)，物體先向右做減速運(yùn)動(dòng)，速度為零時(shí)再向左做加速運(yùn)動(dòng)，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速度大小，根據(jù)動(dòng)能定理可知摩擦力做功為零，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。4、B【解析】

A．t=0時(shí)，彈簧拉力為零，物塊所受摩擦力等于其所受重力沿斜面的下滑分力，則故，yA錯(cuò)誤；B．當(dāng)t=2s時(shí)，彈簧拉力，由題圖乙知，此時(shí)物塊所受摩擦力為零，則解得，故B正確；C．拉力增大到一定程度，物塊向上滑動(dòng)，由題圖乙知，物塊與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力大小，則解得故C錯(cuò)誤；D．由題圖乙可知物塊在t1=4.4s時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)在t=6s時(shí)在4.4s~6s內(nèi)，物塊受彈簧拉力的沖量摩擦力和重力下滑分力的沖量而解得故D錯(cuò)誤。故選B。5、B【解析】

根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有得第一宇宙速度則第二宇宙速度為所以選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6、C【解析】

A．月球繞著地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故有：解得：隨著地月間距增加，月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大，故A錯(cuò)誤；B．月球繞著地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故有：解得：隨著地月間距增加，月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度變小，故B錯(cuò)誤；CD．潮汐力耗散地球的自轉(zhuǎn)能量，降低地球的旋轉(zhuǎn)速度，則地球自轉(zhuǎn)周期增加，故自轉(zhuǎn)角速度變小，故同步衛(wèi)星的角速度變小，根據(jù)可知軌道半徑變大，故高度增大，故C正確，D錯(cuò)誤；故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BC【解析】

A．由小球在C點(diǎn)處恰好與滑槽內(nèi)、外壁均無(wú)擠壓且無(wú)沿切線方向的加速度知：小球在C點(diǎn)的合力方向一定沿CO，且指向O點(diǎn)．A對(duì)小球吸引，B對(duì)小球排斥，因此小球帶負(fù)電、B帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；B．由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°，AB=AC=L；BC=2ABcos30°=由力的合成可得即故B正確；C．圓周上各點(diǎn)電勢(shì)相等，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能不變，根據(jù)能量守恒得知，小球的動(dòng)能不變，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．由庫(kù)侖定律及場(chǎng)強(qiáng)的疊加知，D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn)，故D錯(cuò)誤．故選BC．8、BC【解析】

小球沿圓環(huán)緩慢上移可看做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受重力G，F(xiàn)，N，三個(gè)力。滿足受力平衡。作出受力分析圖如圖所示；

由圖可知△OAB∽△GFA，即：小球沿圓環(huán)緩慢上移時(shí)，半徑不變，AB長(zhǎng)度減小，故F減小，N不變；

A.F增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.F減小，與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確；C.N不變，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D.N增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9、BC【解析】

A．對(duì)飛船和火箭組組成的整體，由牛頓第二定律，有設(shè)飛船對(duì)火箭的彈力大小為N，對(duì)火箭組，由牛頓第二定律，有解得故A錯(cuò)誤；B．由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有，且解得故B正確；C．對(duì)整體由于（m1+m2）為火箭組和宇宙飛船的總質(zhì)量不變，則推力F越大，就越大，且與F成正比，故C正確；D．推力F減小，根據(jù)牛頓第二定律知整體的加速度減小，速度仍增大，不過(guò)增加變慢，所以飛船與火箭組不會(huì)分離，故D錯(cuò)誤。故選BC。10、BD【解析】

A．由幾何關(guān)系可知，由于c點(diǎn)離正電荷更近，則c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)高，故A錯(cuò)誤；B．c、d兩點(diǎn)關(guān)于ab對(duì)稱，且ab電荷量相同，由電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加可知，c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故B正確；C．由于c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)高，將一正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，正電荷電勢(shì)能減小，則電場(chǎng)力做正功，故C錯(cuò)誤；D．由于c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)高，將一負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，負(fù)電荷電勢(shì)能增大，故D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11、DC【解析】

(1)[1]增大α角，P1P2距離適當(dāng)大一些，選用較厚的玻璃磚都可以提高精度，OP2距離小一些不會(huì)提高精度，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D；(2)[2]直接根據(jù)圖中的光路分析可得，P1P2間的距離對(duì)于Δy無(wú)影響，ABD錯(cuò)誤，C正確；故選C。12、C不變【解析】

(1)[1]對(duì)重物，可得即;（2）[2]不掛重物時(shí)，由閉合電路歐姆定律可得掛重物后，由圖中關(guān)系可知整理得（3）[3]將數(shù)據(jù)帶入[2]中表達(dá)式可得（4）[4]由（2）中分析可知，不掛重物時(shí)，電表滿偏，此時(shí)應(yīng)該為重力的0刻線，由可知，不成線性關(guān)系，故刻度為不均勻的，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；故選B。（5）[5]由于稱重前現(xiàn)將電表調(diào)滿偏，當(dāng)電源內(nèi)阻變化時(shí)，滿偏時(shí)總電阻不變，故電源內(nèi)阻變化對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影