2024屆北京市西城區(qū)高三下學(xué)期第二次模擬測試物理試卷 含答案及解析版物理試卷

屆北京市西城區(qū)高三下學(xué)期第二次模擬測試物理試卷1．下列現(xiàn)象可以說明光具有粒子性的是（??）A．光電效應(yīng)B．光的偏振C．光的衍射D．光的干涉2．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿圖示路徑變化到狀態(tài)b，此過程中（

）A．氣體的體積減小 B．氣體的內(nèi)能減小C．氣體從外界吸熱 D．氣體對外界做功3．氫原子的能級圖如圖所示，大量氫原子處于n=3能級，關(guān)于這些氫原子，下列說法正確的是（

）A．氫原子向低能級躍遷只能發(fā)出2種不同頻率的光子B．氫原子躍遷到n=1能級，輻射光子的能量最大C．氫原子躍遷到n=2能緩，輻射光子的頻率最高D．氫原子躍遷到n=4能級，需吸收1.5leV的能量4．一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形圖如圖1所示，P，Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，圖2是質(zhì)點Q的振動圖像。下列說法正確的是（

）A．該波沿x軸正方向傳播 B．該波的速度為0.5C．此時刻質(zhì)點P沿y軸負方向運動 D．質(zhì)點Q在2s內(nèi)運動的路程為5．列車沿平直的道路做勻變速直線運動，在車廂頂部用細線懸掛一個小球，小球相對車廂靜止時，細線與豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（??）A．列車加速度的大小為gtanθ C．細線拉力的大小為mgsinθ 6．如圖為交流發(fā)電機的示意圖，N、S極間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，矩形線圈ABCD繞垂直于磁場的軸OO'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律為e=20sin100πtVA．電流變化的周期為0.01s B．電流表的示數(shù)為2AC．線圈經(jīng)過圖示位置，電流方向改變 D．線圈在圖示位置時，產(chǎn)生的電動勢為20V7．如圖所示，軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個線圈，線圈M與直流電源、電阻和開關(guān)S1相連，線圈N與電流表和開關(guān)S2相連。下列說法正確的是（

）A．保持S1閉合，軟鐵環(huán)中的磁場為逆時針方向B．保持S1閉合，在開關(guān)S2閉合的瞬間，通過電流表的電流由b→aC．保持S2閉合，在開關(guān)S1閉合的瞬間，通過電流表的電流由b→aD．保持S2閉合，在開關(guān)S1斷開的瞬間，電流表所在回路不會產(chǎn)生電流8．如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)變軌，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次變軌，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1，2相切于Q點，軌道2、3相切于P點。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上運行時，下列說法正確的是（??）A．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點的速度小于在軌道1上經(jīng)過Q點的速度B．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點的機械能等于在軌道2上經(jīng)過P點的機械能C．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的機械能等于在軌道3上經(jīng)過P點的機械能D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的加速度小于在軌道3上經(jīng)過P點的加速度9．如圖所示，正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點M以速度v垂直于ad邊射入磁場，并恰好從ab邊的中點N射出磁場。不計粒子的重力，下列說法正確的是（

）A．粒子帶負電B．若粒子射入磁場的速度增大為2v，粒子將從a點射出C．若粒子射入磁場的速度增大為2v，粒子將從b點射出D．若粒子射入磁場的速度增大為2v，粒子在磁場中的運動時間將變短10．如圖所示，長為L的桿一端固定在過O點的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定質(zhì)量為m的小球。桿在電動機的驅(qū)動下在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動小球以角速度ω做勻速圓周運動，其中A點為最高點，C點為最低點，B、D點與O點等高。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．小球在B、D兩點受到桿的作用力大于mgB．小球在A、C兩點受到桿的作用力大小的差值為6mgC．小球在B、D兩點受到桿的作用力大小等于mD．小球從A點到B點的過程，桿對小球做的功等于mgL11．將直流電源、電阻、電容器、數(shù)字電流表以及單刀雙擲開關(guān)S組裝成如圖所示的實驗電路。將S撥至1給電容器充電，較長時間后，將S撥至2讓電容器放電。已知電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電容器的電容為C，電阻的阻值為R。下列說法正確的是（

）A．充電過程，電流表示數(shù)逐漸增大B．充電過程，電源為整個電路提供的電能為CC．放電過程，通過電阻R的電流方向向左D．放電過程，通過電阻R的電荷量為REC12．2023年，我國“雙曲線二號”火箭完成垂直起降飛行試驗，意味著運載火箭的可重復(fù)使用技術(shù)取得了重要突破。試驗過程中，火箭持續(xù)向下噴射燃氣獲得豎直向上的推力，若地面測控系統(tǒng)測出火箭豎直起降全過程的v?t圖像如圖所示，火箭在t=0時刻離開地面，在t4A．在t1B．在0～tC．在t1D．在t313．質(zhì)譜儀可用來分析帶電粒子的基本性質(zhì)，其示意圖如圖所示。a、b是某元素的兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷量，不同的質(zhì)量。a、b兩種帶電粒子持續(xù)從容器A下方的小孔S1飄入加速電場，初速度幾乎為0，加速后從小孔S2射出，又通過小孔S3，沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場中，最后打到照相底片D上并被吸收。測得a、b打在底片上的位置距小孔S3的距離分別為L1、L2，a、A．a(chǎn)、b的質(zhì)量之比mB．a(chǎn)、b分別形成的等效電流之比IC．a(chǎn)、b對底片的作用力大小之比FD．a(chǎn)、b在磁場中運動時間之比t14．黑洞是存在于宇宙空間中的一種特殊天體。人們可以通過觀測黑洞外的另一個天體（也稱伴星）的光譜來獲取信息。如圖所示，若伴星繞黑洞沿逆時針方向做勻速圓周運動，伴星的軌道與地球的視向方向共面。人們在地球上觀測到的伴星光譜譜線的波長λ'=1+vcλ，式中λ是光源靜止時的譜線波長，c為光速，A．觀測到伴星光譜譜線的波長λ'<λ，對應(yīng)著伴星向遠離地球的方向運動B．觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，對應(yīng)著伴星在圖中A位置C．根據(jù)伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測黑洞的密度D．根據(jù)伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測伴星運動的半徑15．（1）利用雙縫干涉測量光的波長。已知雙縫相距為d，測得雙縫到光屏的距離為L，相鄰兩條亮紋中心間距為Δx，則光的波長λ=（2）某同學(xué)用多用電表測量電阻。使用前，觀察到多用電表指針已經(jīng)對準表盤左側(cè)的零刻度。使用時，先將選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋“×1”擋，再將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)圖1中的旋鈕（選填“A”“B”或“C”），使指針指到表盤右側(cè)的零刻度處；然后將紅、黑表筆接在電阻兩端，發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖2所示，則該電阻的阻值約為Ω。（3）將電池、開關(guān)和燈泡組成串聯(lián)電路，如圖所示。閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。為了尋找故障原因，某同學(xué)在閉合開關(guān)且不拆開導(dǎo)線的情況下，用多用電表2.5V直流電壓擋進行檢測。他將紅表筆與接線柱A接觸并保持不動，用黑表筆分別接觸接線柱B、C、D、E、F。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時，示數(shù)為1.50V；黑表筆接觸E、A．燈泡短路 B．開關(guān)接觸不良C．DE間導(dǎo)線斷路 D．AF間導(dǎo)線斷路16．某同學(xué)用如圖1所示的裝置來完成“驗證動量守恒定律”實驗。用天平測量小球1和2的質(zhì)量分別為m1、m2，且m1>m2。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。先不放球2，使球1從斜槽上某一點S由靜止?jié)L下，多次實驗，找到其落點的平均位置P。再把球2靜置于斜相軌道末端，讓球1仍從(1)本實驗應(yīng)滿足的條件是______.A．軌道光滑B．調(diào)節(jié)斜槽末端水平C．小球1的半徑等于小球2的半徑D．需要的測量儀器有刻度尺和秒表(2)用刻度尺測量出水平射程OM、OP、ON，在誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系，可說明兩個小球的碰撞過程動量守恒。(3)本實驗通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度，依據(jù)是。(4)某同學(xué)拍攝了臺球碰撞的頻閃照片如圖2所示，在水平桌面上，臺球1向右運動，與靜止的臺球2發(fā)生碰撞。已知兩個臺球的質(zhì)量相等，他測量了臺球碰撞前后相鄰兩次閃光時間內(nèi)臺球運動的距離AB，CD，EF，其中EF與AB連線的夾角為α，CD與AB連線的夾角為β。從理論分析，若滿足關(guān)系，則可說明兩球碰撞前、后動量守恒；再滿足關(guān)系，則可說明是彈性碰撞。17．如圖所示，兩平行正對的極板A與B的長度均為L，極板間距為d，極板間的電壓為U，板間的電場可視為勻強電場。一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的離子，沿平行于板面的方向射入電場中，射入時的速度為v0（1）離子從電場射出時垂直板方向偏移的距離y；（2）離子從電場射出時速度方向偏轉(zhuǎn)的角度θ（可用三角函數(shù)表示）；（3）離子穿過板間電場的過程中，增加的動能ΔE

18．如圖所示，質(zhì)量m=0.6kg的籃球從離地高度H=0.8m處由靜止釋放，與地面發(fā)生第一次碰撞后反彈，達到最高點時離地高度?=0.45m，籃球與地面發(fā)生作用的時間Δt=0.1s（1）籃球第一次與地面碰撞的過程中，損失的機械能E損（2）籃球第一次與地面碰撞的過程中，受到地面的平均作用力的大小F；（3）運動員拍擊籃球的過程，對籃球做的功W。

19．傳統(tǒng)車輛剎車時使用機械制動方式，利用剎車裝置使車輛受到制動力（即阻力）而減速，將減小的動能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。有些新能源電動車剎車時會使用一種“再生制動”方式，該方式在制動時能將汽車減少的動能轉(zhuǎn)化為電能加以儲存利用，這些減少的動能也被稱為可回收的動能。一輛質(zhì)量為m的電動汽車在平直路面上行駛，某一時刻同時開啟機械制動和再生制動，汽車的速度從v1減為v2的過程，位移大小為x1（1）求只開啟機械制動的過程，汽車受到的制動力大小f；（2）求同時開啟機械制動和再生制動的過程，汽車可回收的動能E回（3）從物體的運動情況確定其受力特征是力學(xué)研究的一個重要思路。為檢測再生制動的性能，在汽車速度為v0時，研究人員只開啟再生制動方式，測繪了汽車速度隨位移變化的關(guān)系圖線如圖所示，圖線是一條直線，其斜率的絕對值為k。根據(jù)加速度的定義，結(jié)合圖像，推導(dǎo)汽車加速度a隨v變化的規(guī)律及受到的制動力F隨v

20．在半導(dǎo)體芯片加工中常用等離子體對材料進行蝕刻，用于形成半導(dǎo)體芯片上的細微結(jié)構(gòu)。利用電磁場使質(zhì)量為m、電荷量為e的電子發(fā)生回旋共振是獲取高濃度等離子體的一種有效方式。其簡化原理如下：如圖1所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B；旋轉(zhuǎn)電場的方向繞過O點的垂直紙面的軸順時針旋轉(zhuǎn)，電場強度的大小為E；旋轉(zhuǎn)電場帶動電子加速運動，使其獲得較高的能量，利用高能的電子使空間中的中性氣體電離，生成等離子體。（提示：不涉及求解半徑的問題，圓周運動向心加速度的大小可表示為an（1）若空間只存在勻強磁場，電子只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，求電子做圓周運動的角速度ω0（2）將電子回旋共振簡化為二維運動進行研究。施加旋轉(zhuǎn)電場后，電子在圖2所示的平面內(nèi)運動，電子運動的過程中會受到氣體的阻力f，其方向與速度v的方向相反，大小f=kv，式中k為已知常量。最終電子會以與旋轉(zhuǎn)電場相同的角速度做勻速圓周運動，且電子的線速度與旋轉(zhuǎn)電場力的夾角（小于90°）保持不變。只考慮電子受到的勻強磁場的洛倫茲力、旋轉(zhuǎn)電場的電場力及氣體的阻力作用，不考慮電磁波引起的能量變化。a．若電場旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，求電子最終做勻速圓周運動的線速度大小v；b．電場旋轉(zhuǎn)的角速度不同，電子最終做勻速圓周運動的線速度大小也不同。求電場旋轉(zhuǎn)的角速度ω多大時，電子最終做勻速圓周運動的線速度最大，并求最大線速度的大小vmaxc．旋轉(zhuǎn)電場對電子做功的功率存在最大值，為使電場力的功率不小于最大功率的一半，電場旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)控制在ω1～ω

2024屆北京市西城區(qū)高三下學(xué)期第二次模擬測試物理試卷1．下列現(xiàn)象可以說明光具有粒子性的是（??）A．光電效應(yīng)B．光的偏振C．光的衍射D．光的干涉1.【答案】A【解析】光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象說明光具有波動性。故選A。2．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿圖示路徑變化到狀態(tài)b，此過程中（

）A．氣體的體積減小 B．氣體的內(nèi)能減小C．氣體從外界吸熱 D．氣體對外界做功2.【答案】C【解析】由理想氣體狀態(tài)方程PVT=C可得，氣體從狀態(tài)a沿圖示路徑變化到狀態(tài)b氣體的壓強與溫度成正比，體積不變，故A錯誤；由于氣體的溫度升高，所以氣體的內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，3．氫原子的能級圖如圖所示，大量氫原子處于n=3能級，關(guān)于這些氫原子，下列說法正確的是（

）A．氫原子向低能級躍遷只能發(fā)出2種不同頻率的光子B．氫原子躍遷到n=1能級，輻射光子的能量最大C．氫原子躍遷到n=2能緩，輻射光子的頻率最高D．氫原子躍遷到n=4能級，需吸收1.5leV的能量3.【答案】B【解析】大量氫原子處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷只能發(fā)出C32=3種不同頻率的光子，選項A錯誤；氫原子躍遷到n=1能級，能級差最大，則輻射光子的能量最大，頻率最高，選項B正確，C錯誤；氫原子躍遷到4．一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形圖如圖1所示，P，Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，圖2是質(zhì)點Q的振動圖像。下列說法正確的是（

）A．該波沿x軸正方向傳播 B．該波的速度為0.5C．此時刻質(zhì)點P沿y軸負方向運動 D．質(zhì)點Q在2s內(nèi)運動的路程為4.【答案】D【解析】由圖2質(zhì)點Q的振動圖像知，Q點先向y軸負方向振動，根據(jù)同側(cè)法知，該波沿x軸負方向傳播，A錯誤；由圖知，該波λ=8m，T=4s，則波速v=λT，代入得v=2m/s，B錯誤；該波沿x軸負方向傳播，由同側(cè)法知，此時刻質(zhì)點P沿y軸正方向運動，C錯誤；質(zhì)點Q在5．列車沿平直的道路做勻變速直線運動，在車廂頂部用細線懸掛一個小球，小球相對車廂靜止時，細線與豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（??）A．列車加速度的大小為gtanθ C．細線拉力的大小為mgsinθ 5.【答案】A【解析】設(shè)列車的加速度大小為a，根據(jù)力的合成與分解以及牛頓第二定律有F合=mgtanθ=ma，得列車加速度的大小a=gtanθ，故A正確，B錯誤；根據(jù)Tcos6．如圖為交流發(fā)電機的示意圖，N、S極間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，矩形線圈ABCD繞垂直于磁場的軸OO'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律為e=20sin100πtVA．電流變化的周期為0.01s B．電流表的示數(shù)為2AC．線圈經(jīng)過圖示位置，電流方向改變 D．線圈在圖示位置時，產(chǎn)生的電動勢為20V6.【答案】D【解析】由e=20sin100πtV可知2πT=100π，解得電流變化的周期T=0.02s，故A錯誤；由e=20sin100πtV7．如圖所示，軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個線圈，線圈M與直流電源、電阻和開關(guān)S1相連，線圈N與電流表和開關(guān)S2相連。下列說法正確的是（

）A．保持S1閉合，軟鐵環(huán)中的磁場為逆時針方向B．保持S1閉合，在開關(guān)S2閉合的瞬間，通過電流表的電流由b→aC．保持S2閉合，在開關(guān)S1閉合的瞬間，通過電流表的電流由b→aD．保持S2閉合，在開關(guān)S1斷開的瞬間，電流表所在回路不會產(chǎn)生電流7.【答案】C【解析】由右手螺旋定則可以判斷出，軟鐵環(huán)中的磁場為順時針方向，故A錯誤；保持S1閉合，在開關(guān)S2閉合的瞬間，N線圈中磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯誤；保持S2閉合，在開關(guān)S1閉合的瞬間，N線圈中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可以判斷，通過電流表的電流由b→a。故C正確；保持S2閉合，在開關(guān)S1斷開的瞬間，N線圈中磁通量減小，根據(jù)“增反減同”可以判斷，通過電流表的電流由a→b，故D錯誤。8．如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)變軌，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次變軌，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1，2相切于Q點，軌道2、3相切于P點。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上運行時，下列說法正確的是（??）A．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點的速度小于在軌道1上經(jīng)過Q點的速度B．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點的機械能等于在軌道2上經(jīng)過P點的機械能C．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的機械能等于在軌道3上經(jīng)過P點的機械能D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的加速度小于在軌道3上經(jīng)過P點的加速度8.【答案】B【解析】衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2，需要在Q點加速做離心運動，所以在軌道1上經(jīng)過Q點時的速度小于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速度，故A錯誤；衛(wèi)星在軌道2上運動時只有萬有引力做功，機械能守恒，經(jīng)過Q點的機械能等于在軌道2上經(jīng)過P點的機械能，故B正確；衛(wèi)星從軌道2變軌到軌道3，需要在P點加速做離心運動，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的機械能小于在軌道3上經(jīng)過P點的機械能，故C錯誤；根據(jù)GMmr2=ma，a=GMr9．如圖所示，正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點M以速度v垂直于ad邊射入磁場，并恰好從ab邊的中點N射出磁場。不計粒子的重力，下列說法正確的是（

）A．粒子帶負電B．若粒子射入磁場的速度增大為2v，粒子將從a點射出C．若粒子射入磁場的速度增大為2v，粒子將從b點射出D．若粒子射入磁場的速度增大為2v，粒子在磁場中的運動時間將變短9.【答案】D【解析】根據(jù)左手定則可知粒子帶正電。故A錯誤；根據(jù)qvB=mv2r，解得r=mvqB，設(shè)正方形邊長為L，粒子以速度v和速度2可知若粒子射入磁場的速度增大為2v，射出的位置在Nb之間,故B、C錯誤；根據(jù)C選項分析可知，若粒子射入磁場的速度增大為2v，則在磁場中運動的軌跡所對應(yīng)的圓心角將變小，由t=θ2πT，又T=2πm10．如圖所示，長為L的桿一端固定在過O點的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定質(zhì)量為m的小球。桿在電動機的驅(qū)動下在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動小球以角速度ω做勻速圓周運動，其中A點為最高點，C點為最低點，B、D點與O點等高。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．小球在B、D兩點受到桿的作用力大于mgB．小球在A、C兩點受到桿的作用力大小的差值為6mgC．小球在B、D兩點受到桿的作用力大小等于mD．小球從A點到B點的過程，桿對小球做的功等于mgL10.【答案】A【解析】當(dāng)小球在B、D兩點時，桿對小球作用力豎直方向的分力應(yīng)等于重力，水平方向分力提供向心力，故桿對小球的作用力F=(mω2L)2+(mg)2>mg，故A正確，C錯誤；若小球在最高點，桿對小球的作用力為支持力，則在A點mg?FN1=mω2L，在C點FN2?mg=mω2L，所以FN2?11．將直流電源、電阻、電容器、數(shù)字電流表以及單刀雙擲開關(guān)S組裝成如圖所示的實驗電路。將S撥至1給電容器充電，較長時間后，將S撥至2讓電容器放電。已知電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電容器的電容為C，電阻的阻值為R。下列說法正確的是（

）A．充電過程，電流表示數(shù)逐漸增大B．充電過程，電源為整個電路提供的電能為CC．放電過程，通過電阻R的電流方向向左D．放電過程，通過電阻R的電荷量為REC11.【答案】B【解析】充電過程，電流表示數(shù)逐漸減小，選項A錯誤；充電過程，電源為整個電路提供的電能ε=QE=CE?E=CE2，選項B正確；充電結(jié)束后，電容器上板帶正電，則放電過程，通過電阻R的電流方向向右，選項C錯誤；充電結(jié)束后，電容器帶電量Q=CE，則放電過程，通過電阻R的電荷量為12．2023年，我國“雙曲線二號”火箭完成垂直起降飛行試驗，意味著運載火箭的可重復(fù)使用技術(shù)取得了重要突破。試驗過程中，火箭持續(xù)向下噴射燃氣獲得豎直向上的推力，若地面測控系統(tǒng)測出火箭豎直起降全過程的v?t圖像如圖所示，火箭在t=0時刻離開地面，在t4A．在t1B．在0～tC．在t1D．在t312.【答案】C【解析】0～t2時間內(nèi)速度始終為正，說明火箭一直在向上運動，t2～t3時間內(nèi)火箭的速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)，t3～t4時間內(nèi)速度始終為負，說明火箭一直在向下運動，故t213．質(zhì)譜儀可用來分析帶電粒子的基本性質(zhì)，其示意圖如圖所示。a、b是某元素的兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷量，不同的質(zhì)量。a、b兩種帶電粒子持續(xù)從容器A下方的小孔S1飄入加速電場，初速度幾乎為0，加速后從小孔S2射出，又通過小孔S3，沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場中，最后打到照相底片D上并被吸收。測得a、b打在底片上的位置距小孔S3的距離分別為L1、L2，a、A．a(chǎn)、b的質(zhì)量之比mB．a(chǎn)、b分別形成的等效電流之比IC．a(chǎn)、b對底片的作用力大小之比FD．a(chǎn)、b在磁場中運動時間之比t13.【答案】B【解析】粒子在電場中加速過程，根據(jù)動能定理有qU=12m1v12，qU=12m2v22，粒子在磁場中做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有qv1B=m1v12R1，qv2B=m2v22R2，根據(jù)幾何關(guān)系有R1=L12，R2=L22，解得m1:m2=L12:L22，故A錯誤；粒子在磁場中做圓周運動的周期T1=2πR114．黑洞是存在于宇宙空間中的一種特殊天體。人們可以通過觀測黑洞外的另一個天體（也稱伴星）的光譜來獲取信息。如圖所示，若伴星繞黑洞沿逆時針方向做勻速圓周運動，伴星的軌道與地球的視向方向共面。人們在地球上觀測到的伴星光譜譜線的波長λ'=1+vcλ，式中λ是光源靜止時的譜線波長，c為光速，A．觀測到伴星光譜譜線的波長λ'<λ，對應(yīng)著伴星向遠離地球的方向運動B．觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，對應(yīng)著伴星在圖中A位置C．根據(jù)伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測黑洞的密度D．根據(jù)伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測伴星運動的半徑14.【答案】D【解析】由于題中規(guī)定地球的視向方向為v的正方向，且λ'=1+vcλ，當(dāng)觀測到伴星光譜譜線的波長λ'<λ，表明v為負值，則v的方向與視向方向相反，即對應(yīng)著伴星向靠近地球的方向運動，故A錯誤；根據(jù)上述可知，若觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，則v的方向與視向方向，且該分速度達到最大值，即該位置對應(yīng)著伴星在圖中A位置關(guān)于黑洞對稱的位置，故B錯誤；根據(jù)圖像可知，伴星光譜譜線波長變化的周期等于伴星繞黑洞做圓周運動的周期，由于伴星光譜譜線波長的最大值位置對應(yīng)著伴星在圖中A位置關(guān)于黑洞對稱的位置，此時分速度即等于伴星繞黑洞圓周運動的線速度，令最大波長與伴星繞黑洞圓周運動的線速度分別為λ0、v0，則有λ0=1+v015．（1）利用雙縫干涉測量光的波長。已知雙縫相距為d，測得雙縫到光屏的距離為L，相鄰兩條亮紋中心間距為Δx，則光的波長λ=（2）某同學(xué)用多用電表測量電阻。使用前，觀察到多用電表指針已經(jīng)對準表盤左側(cè)的零刻度。使用時，先將選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋“×1”擋，再將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)圖1中的旋鈕（選填“A”“B”或“C”），使指針指到表盤右側(cè)的零刻度處；然后將紅、黑表筆接在電阻兩端，發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖2所示，則該電阻的阻值約為Ω。（3）將電池、開關(guān)和燈泡組成串聯(lián)電路，如圖所示。閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。為了尋找故障原因，某同學(xué)在閉合開關(guān)且不拆開導(dǎo)線的情況下，用多用電表2.5V直流電壓擋進行檢測。他將紅表筆與接線柱A接觸并保持不動，用黑表筆分別接觸接線柱B、C、D、E、F。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時，示數(shù)為1.50V；黑表筆接觸E、A．燈泡短路 B．開關(guān)接觸不良C．DE間導(dǎo)線斷路 D．AF間導(dǎo)線斷路15.【答案】（1）d?ΔxL（2）C6.0【解析】（1）根據(jù)條紋間距公式知Δx=Ldλ（2）進行歐姆調(diào)零時，需要將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)圖1中的歐姆調(diào)零旋鈕，即調(diào)節(jié)C；根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為6.0×1Ω（3）當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時，電壓表有示數(shù)，故燈泡不可能短路，A錯誤；若開關(guān)接觸不良，則電路斷路，當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時，電壓表無示數(shù)，B錯誤；當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時，電壓表有示數(shù)，黑表筆接觸E、F時，示數(shù)為0，原因可能是DE間導(dǎo)線斷路，C正確；若AF間導(dǎo)線斷路，當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時，電壓表無示數(shù)，D錯誤；故選C。16．某同學(xué)用如圖1所示的裝置來完成“驗證動量守恒定律”實驗。用天平測量小球1和2的質(zhì)量分別為m1、m2，且m1>m2。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。先不放球2，使球1從斜槽上某一點S由靜止?jié)L下，多次實驗，找到其落點的平均位置P。再把球2靜置于斜相軌道末端，讓球1仍從(1)本實驗應(yīng)滿足的條件是______.A．軌道光滑B．調(diào)節(jié)斜槽末端水平C．小球1的半徑等于小球2的半徑D．需要的測量儀器有刻度尺和秒表(2)用刻度尺測量出水平射程OM、OP、ON，在誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系，可說明兩個小球的碰撞過程動量守恒。(3)本實驗通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度，依據(jù)是。(4)某同學(xué)拍攝了臺球碰撞的頻閃照片如圖2所示，在水平桌面上，臺球1向右運動，與靜止的臺球2發(fā)生碰撞。已知兩個臺球的質(zhì)量相等，他測量了臺球碰撞前后相鄰兩次閃光時間內(nèi)臺球運動的距離AB，CD，EF，其中EF與AB連線的夾角為α，CD與AB連線的夾角為β。從理論分析，若滿足關(guān)系，則可說明兩球碰撞前、后動量守恒；再滿足關(guān)系，則可說明是彈性碰撞。16.【答案】(1)BC(2)m1OP=m1OM+m2ON【解析】（1）實驗中，斜槽軌道不一定需要光滑，只須保證同一高度滑下即可，故A錯誤；實驗中，斜槽末端必須水平，保證小球做平拋運動，故B正確；為保證是正碰，兩小球的半徑必須相同，故C正確；需要刻度尺測量小球平拋運動的射程，需要天平測量小球的質(zhì)量，故D錯誤。（2）兩球離開軌道后，做平拋運動，它們在空中運動的時間相等，如果m1v1=m（3）小球離開斜槽末端后做平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律x=vt，?=12gt2，解得v=xg2?。兩個小球做平拋運動的高度h相同，則（4）若兩球碰撞前、后動量守恒，則有mABΔt=mCDΔtcosβ+mEFΔtcosα，m17．如圖所示，兩平行正對的極板A與B的長度均為L，極板間距為d，極板間的電壓為U，板間的電場可視為勻強電場。一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的離子，沿平行于板面的方向射入電場中，射入時的速度為v0（1）離子從電場射出時垂直板方向偏移的距離y；（2）離子從電場射出時速度方向偏轉(zhuǎn)的角度θ（可用三角函數(shù)表示）；（3）離子穿過板間電場的過程中，增加的動能ΔE17.【答案】（1）UqL22dmv02【解析】（1）離子在偏轉(zhuǎn)電場中，根據(jù)牛頓第二定律，有U離子在偏轉(zhuǎn)電場的運動時間t=離子從偏轉(zhuǎn)電場射出時，沿垂直于極板方向偏移的距離y=得y=Uq（2）離子從電場射出時，垂直于極板方向的速度v速度方向偏轉(zhuǎn)角度θ（如答圖1所示）則tanθ=（3）離子增加的動能ΔE18．如圖所示，質(zhì)量m=0.6kg的籃球從離地高度H=0.8m處由靜止釋放，與地面發(fā)生第一次碰撞后反彈，達到最高點時離地高度?=0.45m，籃球與地面發(fā)生作用的時間Δt=0.1s（1）籃球第一次與地面碰撞的過程中，損失的機械能E損（2）籃球第一次與地面碰撞的過程中，受到地面的平均作用力的大小F；（3）運動員拍擊籃球的過程，對籃球做的功W。18.【答案】（1）2J（2）48N（3）4.2J【解析】（1）籃球第一次與地面碰撞的過程損失的機械能E損（2）籃球第一次與地面碰撞前的速度大小為v1，碰撞后離地瞬間速度的大小為籃球下落過程有mgH=則v籃球上升過程有mgH=則v籃球與地面碰撞過程，以豎直向下為正方向，根據(jù)動量定理有mg則F=48N（3）運動員拍球的過程中對籃球做功W=2E19．傳統(tǒng)車輛剎車時使用機械制動方式，利用剎車裝置使車輛受到制動力（即阻力）而減速，將減小的動能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。有些新能源電動車剎車時會使用一種“再生制動”方式，該方式在制動時能將汽車減少的動能轉(zhuǎn)化為電能加以儲存利用，這些減少的動能也被稱為可回收的動能。一輛質(zhì)量為m的電動汽車在平直路面上行駛，某一時刻同時開啟機械制動和再生制動，汽車的速度從v1減為v2的過程，位移大小為x1（1）求只開啟機械制動的過程，汽車受到的制動力大小f；（2）求同時開啟機械制動和再生制動的過程，汽車可回收的動能E回（3）從物體的運動情況確定其受力特征是力學(xué)研究的一個重要思路。為檢測再生制動的性能，在汽車速度為v0時，研究人員只開啟再生制動方式，測繪了汽車速度隨位移變化的關(guān)系圖線如圖所示，圖線是一條直線，其斜率的絕對值為k。根據(jù)加速度的定義，結(jié)合圖像，推導(dǎo)汽車加速度a隨v變化的規(guī)律及受到的制動力F隨v19.【答案】（1）mv222x2（2）【解析】（1）使用機械制動方式剎車時，根據(jù)動能定理?f得f=m（2）同時開啟機械制動和再生制動，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律1得E回（3）根據(jù)加速度的定義a=Δv則Δ將a=Δv又將瞬時速度計算式v=Δx根據(jù)牛頓第二定律可知，剎車過程的制動力F=ma=?mkv。20．在半導(dǎo)體芯片加工中常用等離子體對材料進行蝕刻，用于形成半導(dǎo)體芯片上的細微結(jié)構(gòu)。利用電磁場使質(zhì)量為m、電荷量為e的電子發(fā)生回旋共振是獲取高濃度等離子體的一種有效方式。其簡化原理如下：如圖1所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B；旋轉(zhuǎn)電場的方向繞過O點的垂直紙面的軸順時針旋轉(zhuǎn)，電場強度的大小為E；旋轉(zhuǎn)電場帶動電子加速運動，使其獲得較高的能量，利用高能的電子使空間中的中性氣體電離，生成等離子體。（提示：不涉及求解半徑的問題，圓周運動向心加速度的大小可表示為an（1）若空間只存在勻強磁場，電子只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，求電子做圓周運動的角速度ω0（2）將電子回旋共振簡化為二維運動進行研究。施加旋轉(zhuǎn)電場后，電子在圖2所示的平面內(nèi)運動，電子運動的過程中會受到氣體的阻力f，其方向與速度v的方向相反，大小f=kv，式中k為已知常量。最終電子會以與旋轉(zhuǎn)電場相同的角速度做勻速圓周運動，且電子的線速度與旋轉(zhuǎn)電場力的夾角（小于90°）保持不變。只考慮電子受到的勻強磁場的洛倫茲力、旋轉(zhuǎn)電場的電場力及氣體的阻力作用，不考慮電磁波引起的能量變化。a．若電場旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，求電子最終做勻速圓周運動的線速度大小v；b．電場旋轉(zhuǎn)的角速度不同，電子最終做勻速圓周運動的線速度大小也不同。求電場旋轉(zhuǎn)的角速度ω多大時，電子最終做勻速圓周運動的線速度最大，并求最大線速度的大小vmaxc．旋轉(zhuǎn)電場對電子做功的功率存在最大值，為使電場力的功率不小于最大功率的一半，電場旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)控制在ω1～ω20.【答案】（1）eBm（2）a．v=eEk2+mω?eB2【解析】（1）電子在洛倫茲力作用下做圓周運動evB=m得ω0（2）a．設(shè)電場力與速度方向夾角為θ，沿圓周的半徑方向，根據(jù)牛頓第二定律eEsin沿圓周的切線方向eEcos聯(lián)立①②兩式，可得v=b．由a問可知，當(dāng)mω?eB=0即ω=eBmc．設(shè)電場力與速度方向夾角為θ，旋轉(zhuǎn)電場對電子做功的功率P=eE?v?當(dāng)mω?eB=0即ω=eBm時，電場對電子做功的功率最大若P=可知mω?eB解得ω1=則ω22024屆北京市西城區(qū)高三下學(xué)期第二次模擬測試物理試卷答案1.【答案】A【解析】光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象說明光具有波動性。故選A。2.【答案】C【解析】由理想氣體狀態(tài)方程PVT=C可得，氣體從狀態(tài)a沿圖示路徑變化到狀態(tài)b氣體的壓強與溫度成正比，體積不變，故A錯誤；由于氣體的溫度升高，所以氣體的內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，3.【答案】B【解析】大量氫原子處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷只能發(fā)出C32=3種不同頻率的光子，選項A錯誤；氫原子躍遷到n=1能級，能級差最大，則輻射光子的能量最大，頻率最高，選項B正確，C錯誤；氫原子躍遷到4.【答案】D【解析】由圖2質(zhì)點Q的振動圖像知，Q點先向y軸負方向振動，根據(jù)同側(cè)法知，該波沿x軸負方向傳播，A錯誤；由圖知，該波λ=8m，T=4s，則波速v=λT，代入得v=2m/s，B錯誤；該波沿x軸負方向傳播，由同側(cè)法知，此時刻質(zhì)點P沿y軸正方向運動，C錯誤；質(zhì)點Q在5.【答案】A【解析】設(shè)列車的加速度大小為a，根據(jù)力的合成與分解以及牛頓第二定律有F合=mgtanθ=ma，得列車加速度的大小a=gtanθ，故A正確，B錯誤；根據(jù)Tcos6.【答案】D【解析】由e=20sin100πtV可知2πT=100π，解得電流變化的周期T=0.02s，故A錯誤；由e=20sin100πtV7.【答案】C【解析】由右手螺旋定則可以判斷出，軟鐵環(huán)中的磁場為順時針方向，故A錯誤；保持S1閉合，在開關(guān)S2閉合的瞬間，N線圈中磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B錯誤；保持S2閉合，在開關(guān)S1閉合的瞬間，N線圈中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可以判斷，通過電流表的電流由b→a。故C正確；保持S2閉合，在開關(guān)S1斷開的瞬間，N線圈中磁通量減小，根據(jù)“增反減同”可以判斷，通過電流表的電流由a→b，故D錯誤。8.【答案】B【解析】衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2，需要在Q點加速做離心運動，所以在軌道1上經(jīng)過Q點時的速度小于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速度，故A錯誤；衛(wèi)星在軌道2上運動時只有萬有引力做功，機械能守恒，經(jīng)過Q點的機械能等于在軌道2上經(jīng)過P點的機械能，故B正確；衛(wèi)星從軌道2變軌到軌道3，需要在P點加速做離心運動，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的機械能小于在軌道3上經(jīng)過P點的機械能，故C錯誤；根據(jù)GMmr2=ma，a=GMr9.【答案】D【解析】根據(jù)左手定則可知粒子帶正電。故A錯誤；根據(jù)qvB=mv2r，解得r=mvqB，設(shè)正方形邊長為L，粒子以速度v和速度2可知若粒子射入磁場的速度增大為2v，射出的位置在Nb之間,故B、C錯誤；根據(jù)C選項分析可知，若粒子射入磁場的速度增大為2v，則在磁場中運動的軌跡所對應(yīng)的圓心角將變小，由t=θ2πT，又T=2πm10.【答案】A【解析】當(dāng)小球在B、D兩點時，桿對小球作用力豎直方向的分力應(yīng)等于重力，水平方向分力提供向心力，故桿對小球的作用力F=(mω2L)2+(mg)2>mg，故A正確，C錯誤；若小球在最高點，桿對小球的作用力為支持力，則在A點mg?FN1=mω2L，在C點FN2?mg=mω2L，所以FN2?11.【答案】B【解析】充電過程，電流表示數(shù)逐漸減小，選項A錯誤；充電過程，電源為整個電路提供的電能ε=QE=CE?E=CE2，選項B正確；充電結(jié)束后，電容器上板帶正電，則放電過程，通過電阻R的電流方向向右，選項C錯誤；充電結(jié)束后，電容器帶電量Q=CE，則放電過程，通過電阻R的電荷量為12.【答案】C【解析】0～t2時間內(nèi)速度始終為正，說明火箭一直在向上運動，t2～t3時間內(nèi)火箭的速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)，t3～t4時間內(nèi)速度始終為負，說明火箭一直在向下運動，故t213.【答案】B【解析】粒子在電場中加速過程，根據(jù)動能定理有qU=12m1v12，qU=12m2v22，粒子在磁場中做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有qv1B=m1v12R1，qv2B=m2v22R2，根據(jù)幾何關(guān)系有R1=L12，R2=L22，解得m1:m2=L12:L22，故A錯誤；粒子在磁場中做圓周運動的周期T1=2