北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期三模物理試題（原卷版）

2024北京海淀高三三模物理本試卷分第一部分和第二部分。滿分100分，考試時間90分鐘。第一部分本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)由于太陽內(nèi)部的核反應(yīng)而使其質(zhì)量在不斷減小。在若干年后，地球繞太陽的運動仍可視為勻速圓周運動。描述地球繞太陽運動的物理量與現(xiàn)在相比，下列說法正確的是（）A.半徑變小 B.周期變大 C.速率變大 D.角速度變大2.一位質(zhì)量為60kg的滑雪運動員從高為10m的斜坡頂端由靜止滑至坡底。如果運動員在下滑過程中受到的阻力為60N，斜坡的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）A.運動員的加速度的大小為4m/s2B.運動員所受重力做的功為600JC.運動員受到的支持力的大小為300ND.運動員滑至坡底時動量大小為240kg·m/s3.如圖所示是光線由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣中的光路圖。O點是半圓形玻璃磚的圓心，不可能發(fā)生的是（）A. B.C. D.4.一列沿x軸正方向傳播簡諧橫波，某時刻的波形如圖甲所示，K、L、M、N為波上的四個質(zhì)點，由該時刻開始計時，某質(zhì)點的振動情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.K、L、M、N四個質(zhì)點沿x軸正方向運動B.質(zhì)點K和N的運動方向始終相反C.質(zhì)點N該時刻向y軸正方向運動D.圖乙表示質(zhì)點L的振動圖像5.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，先經(jīng)等壓變化到達狀態(tài)b，再經(jīng)等容變化到達狀態(tài)c。下列判斷正確的是（）A.從a到b，氣體溫度不變 B.從a到b，氣體從外界吸熱C.從b到c，氣體內(nèi)能不變 D.從b到c，氣體對外界做功6.如圖是采用動力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖。已知飛船的質(zhì)量為m，其推進器工作時飛船受到的平均推力為F。在飛船與空間站對接后，推進器工作時間為，測出飛船和空間站的速度變化為。下列說法正確的是（）A.空間站的質(zhì)量為 B.空間站的質(zhì)量為C.飛船對空間站的作用力大小為F D.飛船對空間站的作用力大小一定為7.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在天花板上，下端連接一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的小球。重力加速度大小為g。將小球托起至O點，彈簧恰好處于原長，松手后小球在豎直方向做簡諧運動，最遠能夠到達B點，A點為OB的中點。下列說法正確的是（）A.O點到B點彈力的沖量大小等于重力沖量的大小BO點到B點彈簧先做正功，后做負功C.O點到A點彈力做功與A點到B點彈力做功一樣多D.小球經(jīng)過A點時的加速度大小為g8.圖為氫原子的能級圖。大量處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，下列說法正確的是（）A.原子向低能級躍遷只能放出2種不同頻率的光子B.原子躍遷到低能級后電子動能變大C.原子至少需要吸收13.6eV的能量才能發(fā)生電離D.從的激發(fā)態(tài)躍遷到的激發(fā)態(tài)放出的光子頻率最高9.激光陀螺儀是很多現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于民航飛機等交通工具。激光陀螺儀的基本元件是環(huán)形激光器，其原理結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可簡化為如圖所示模型：由激光器發(fā)出的A、B兩束激光，經(jīng)完全對稱的兩個通道（圖中未畫出）在光電探測器處相遇，產(chǎn)生干涉條紋。如果整個裝置本身具有繞垂直紙面的對稱軸轉(zhuǎn)動的角速度，那么沿兩個通道的光的路程差就會發(fā)生變化，同時光電探測器能檢測出干涉條紋的變化，根據(jù)此變化就可以測出整個裝置的旋轉(zhuǎn)角速度。某次測試，整個裝置從靜止開始，繞垂直紙面的對稱軸，順時針方向逐漸加速旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，這個過程中光電探測器的中央位置C處檢測光強經(jīng)過了強→弱→強→弱→強的變化過程。根據(jù)上述材料，結(jié)合所學(xué)知識，判斷下列說法正確的是（）A.A束激光的頻率小于B束激光的頻率B.整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中，B束激光到達光電探測器的路程逐漸變小C.整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中，C處始終沒有出現(xiàn)干涉明條紋D.整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中，兩束激光的路程差變化了2個波長10.如圖所示靜止于水平地面的箱子內(nèi)有一粗糙斜面，將物體無初速放在斜面上，物體將沿斜面下滑。若要使物體相對斜面靜止，下列情況中不可能達到要求的是（）A.使箱子沿水平方向做勻加速直線運動B.使箱子做自由落體運動C.使箱子沿豎直向上的方向做勻加速直線運動D.使箱子沿水平面內(nèi)的圓軌道做勻速圓周運動11.圖甲、圖乙分別為研究光現(xiàn)象的兩個實驗，下列說法正確的是（）A.圖甲正中央的亮點是由于光通過小孔沿直線傳播形成的B.圖甲所示現(xiàn)象是光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，它與光通過圓孔得到的衍射圖樣是一樣的C.圖乙中的P、Q是偏振片，P固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動Q，只有如圖中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置時光屏才是亮的D.圖乙所示現(xiàn)象可以表明光波是橫波12.某同學(xué)用圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。將磁體從線圈中向上勻速抽出時，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。關(guān)于該實驗，下列說法正確的是（）A.圖中線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向下B.若將磁體向上加速抽出，靈敏電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)C.磁體放置在線圈中靜止不動，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)D.若將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向下插入線圈，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)13.電路過載時電流一般比額定電流大一些，而短路時則可能達到額定電流十幾倍以上?？諝忾_關(guān)是一種常見的電氣設(shè)備，可用于保護電氣線路和設(shè)備避免過載或短路的破壞，如圖1所示?？諝忾_關(guān)內(nèi)部有電磁脫扣器和熱脫扣器兩種斷開結(jié)構(gòu)，如圖2所示。在過載或短路發(fā)生的情況下，電路中的強電流流過電磁線圈，線圈內(nèi)的金屬頂針在電磁力的作用下壓縮彈簧撞擊彈片使電路斷開；熱脫扣器則是利用雙金屬片熱脹冷縮的原理，當強電流流過雙金屬片時，材料不同的雙金屬片發(fā)熱形變程度不同，金屬片帶動連桿開關(guān)使電路斷開。一般家庭電路中用電器往往啟動瞬間電流較大，為保證用電器順利啟動，多采用脫扣特征曲線如圖3所示的空氣開關(guān)。脫扣特征曲線的橫軸表示線路實際電流相對于額定電流的倍數(shù)（部分刻度值未畫出），縱軸（t/s）表示電流持續(xù)時間，曲線①左下方區(qū)域表示空氣開關(guān)不脫扣，曲線②右上方區(qū)域表示脫扣，①、②曲線所夾的區(qū)域為不確定區(qū)域，在此區(qū)域中脫扣器可能是脫扣狀態(tài)或未脫扣狀態(tài)。根據(jù)以上信息，下列說法正確的是（）A.電路發(fā)生過載情況時，更易發(fā)生電磁脫扣B.實際電流為額定電流2倍時，線路設(shè)備可持續(xù)工作至少10秒C.實際電流為額定電流7倍時，一定是電磁脫扣器執(zhí)行斷開電路動作D.線路設(shè)備在工作條件下，電磁脫扣器不產(chǎn)生焦耳熱14.圖甲所示為用傳感器測量某直流電源（在圖甲中用電池的符號來表示）的電動勢E和內(nèi)電阻r的實驗電路，按此原理測量得到多組數(shù)據(jù)后作出的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.圖中A、B分別為電壓傳感器和電流傳感器B.閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于b端C.根據(jù)圖乙可求出該電源的電動勢D.根據(jù)圖乙可求出該電源的內(nèi)阻第二部分本部分共6小題，共58分。15.兩組同學(xué)做“驗證機械能守恒定律”實驗。（1）甲組同學(xué)采用如圖甲所示實驗裝置。①對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是___________。A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．打點計時器的兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C．精確測量出重物的質(zhì)量D．先釋放重物，再接通電源后②在一次實驗中，質(zhì)量m的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖丙所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為、、。已知紙帶相鄰兩個點之間時間間隔為△t。從打O點到打B點的過程中，重物的動能增加量___________；設(shè)這一過程中物體的重力勢能減小量為，則應(yīng)該有大小關(guān)系___________（填“大于”、“等于”或“小于”），這是因為_____________。③根據(jù)學(xué)過的勻變速直線運動的規(guī)律，利用圖乙中的紙帶，論證說明AC段的平均速度是否可以代替AC段時間中點B的瞬時速度。____（2）乙組同學(xué)采用如圖丙所示的實驗裝置。實驗前，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，用天平稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m，測出擋光條的寬度為d，并將滑塊移到圖示位置，測出擋光條到光電門的距離為l。釋放滑塊，讀出擋光條通過光電門的擋光時間為t。多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點開始滑動，測量相應(yīng)的l與t值。為驗證機械能守恒定律，請寫出該組同學(xué)還需要測量哪個物理量以及各物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式。____16.（1）某一電學(xué)黑箱內(nèi)可能有電源、電容器、電感線圈、二極管、定值電阻等元件，在接線柱間以如圖甲所示的“Z”字形連接（虛線所連的兩接線柱間只有一個元件）。為了確定各元件種類，小華同學(xué)用多用電表進行了如下實驗。若已判定黑箱中無電源，現(xiàn)將選擇開關(guān)旋至歐姆表“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，分別測量AB、BC、CD間的正向電阻和反向電阻，記錄如下表。請在圖丙中畫出黑箱內(nèi)的所有元件及其連接方式___________。A、B紅表筆接A黑表筆接B紅表筆接B黑表筆接A開始很小，然后變?yōu)楹艽驜、C紅表筆接B黑表筆接C紅表筆接C黑表筆接B逐漸由大變小，最終穩(wěn)定在某一值C、D紅表筆接C黑表筆接D紅表筆接D黑表筆接C恒定值（2）甲、乙、丙三位同學(xué)協(xié)作測定某電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗。他們設(shè)計的電路原理如圖1，其中R為電阻箱，為保護電阻，阻值，電流表A的內(nèi)阻。他們改變R的阻值，記下多組R和電流表示數(shù)I。甲同學(xué)以IR作縱坐標，以I作橫坐標，作圖處理數(shù)據(jù)；乙同學(xué)以為縱坐標，以I為橫坐標處理數(shù)據(jù)，他們在同一張坐標紙上畫出的圖如圖2所示。①由圖2可知，甲同學(xué)繪制的是圖線___________（填“a”或“b”），由該圖線得到的電源電動勢為___________V，內(nèi)阻為___________。②丙同學(xué)打算以為縱坐標，以R作橫坐標，請根據(jù)①中計算的結(jié)果將丙所作圖線在圖3中畫出___________。三、解答題17.如圖所示，在粗糙水平地面上靜止放置著物塊B和C，相距，在物塊B的左側(cè)固定有少量炸藥，在物塊B的左邊有一彈簧槍，彈簧的彈性勢能，彈簧槍將小球A水平發(fā)射出去后，小球A與B發(fā)生碰撞并導(dǎo)致炸藥爆炸使小球A又恰好返回到彈簧槍中將彈簧壓縮到初位置，物塊B再與物塊C發(fā)生正碰，碰后瞬間物塊C的速度。已知物塊A和物塊B的質(zhì)量均為，若C的質(zhì)量為B質(zhì)量的k倍，物塊與地面的動摩擦因數(shù)。（設(shè)碰撞時間很短，g取）（1）計算A與B碰撞后瞬間B的速度；（2）計算B與C碰撞前瞬間的速度；（3）根據(jù)B與C的碰撞過程分析k的取值范圍，并討論B與C碰撞后B的可能運動方向。18.如圖所示，兩間距為L的光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的磁場中，磁感應(yīng)強度均隨位置坐標x按（k為已知的正常數(shù)）的規(guī)律變化。導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)軌左端通過單刀雙擲開關(guān)K與電阻為R的電阻器或電容為C的電容器相連。導(dǎo)軌上的質(zhì)量為m電阻不計的金屬棒ab與x軸垂直且與導(dǎo)軌接觸良好。t=0時刻在外力F（大小是未知的）作用下從原點O開始以速度v0向右勻速運動，試回答下列問題：（1）當t=0時刻開關(guān)K接1時，求在t時刻通過導(dǎo)體棒電流的大小和方向，并求出此時F的大?。海?）當t=0時刻開關(guān)K接2時，求在t時刻通過導(dǎo)體棒電流的大小和方向，并求出此時外力F的大小。19.能量守恒定律是普遍、和諧、可靠自然規(guī)律之一。根據(jù)能量守恒定律，物理學(xué)發(fā)現(xiàn)和解釋了很多科學(xué)現(xiàn)象。（1）經(jīng)典力學(xué)中的勢阱是指物體在場中運動，勢能函數(shù)曲線在空間某一有限范圍內(nèi)勢能最小，當物體處于勢能最小值時，就好像處在井里，很難跑出來。如圖所示，設(shè)井深為H，若質(zhì)量為m的物體要從井底至井口，已知重力加速度為g，求外力做功的最小值W。（2）金屬內(nèi)部的電子處于比其在外部時更低的能級，電勢能變化也存在勢阱，勢阱內(nèi)的電子處于不同能級，最高能級的電子離開金屬所需外力做功最小，該最小值稱為金屬的逸出功。如圖所示，溫度相同的A、B兩種不同金屬逸出功存在差異，處于最高能級的電子電勢能不同，A、B金屬接觸后電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致界面處積累正負電荷，穩(wěn)定后形成接觸電勢差。已知A金屬逸出功為，B金屬逸出功為，且，電子電荷量為－e。a.請判斷界面處A、B金屬電性正負；b.求接觸電勢差。（3）同種金屬兩端由于溫度差異也會產(chǎn)生電勢差，可認為金屬內(nèi)部電子在高溫處動能大，等效成電子受到非靜電力作用往低溫處擴散。如圖有一橢球形金屬，M端溫度為，N端溫度為，沿虛線方向到M端距離為L的金屬內(nèi)部單個電子所受非靜電力大小F滿足：，非靜電力F沿虛線方向，比例系數(shù)μ為常數(shù)，與垂直于溫度變化方向的金屬橫截面積大小有關(guān)，電子電荷量為－e，求金屬兩端的電勢差。20.1913年，玻爾建立氫原子模型時，仍然把電子的運動看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運動。他認為，氫原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做勻速圓周運動。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為，靜電力常量為k，氫原子處于基態(tài)時電子的軌道半徑為。不考慮相對論效應(yīng)。（1）氫原子處于基態(tài)時，電子繞原子核運動，求電子的動能。（2）氫原子的能量等于電子繞原子核運動的動能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢能的總和。已知當