2024年北京市西城區(qū)2024屆高三一模物理試卷及答案

第1頁(yè)/共1頁(yè)2024北京西城高三一模物理2024.4本試卷共10頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1．用激光照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫，在擋板后面的屏上觀察到明暗相間的條紋。這種現(xiàn)象屬于光的（）A．衍射現(xiàn)象 B．干涉現(xiàn)象 C．偏振現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象2．盧瑟福猜想在原子核內(nèi)除質(zhì)子外還存在著另一種粒子X，后來科學(xué)家用α粒子轟擊鈹核證實(shí)了這一猜想，該核反應(yīng)方程為：，則（）A．，X是中子 B．，X是電子C．，X是中子 D．，X是電子3．將一只壓癟的乒乓球放到熱水中，發(fā)現(xiàn)乒乓球會(huì)恢復(fù)原狀。在這個(gè)過程中，關(guān)于乒乓球內(nèi)被封閉的氣體，下列說法正確的是（）A．氣體分子的平均動(dòng)能不變 B．所有分子的運(yùn)動(dòng)速度都變大C．氣體吸收的熱量大于其對(duì)外做的功 D．氣體吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能4．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，在時(shí)的波形如圖所示。已知處的質(zhì)點(diǎn)P的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為。下列說法正確的是（）A．這列波的波長(zhǎng) B．質(zhì)點(diǎn)P此刻速度為零C．這列波沿x軸負(fù)方向傳播 D．這列波的波速為10m/s5．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接220V的正弦交流電源，副線圈接的負(fù)載電阻，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)為4.0AB．電壓表的示數(shù)為31.1VC．若負(fù)載電阻的阻值減小，電壓表的示數(shù)減小D．若負(fù)載電阻的阻值減小，變壓器的輸入功率增大6．2023年，我國(guó)首顆超低軌道實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“乾坤一號(hào)”發(fā)射成功。“乾坤一號(hào)”是一顆繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的近地衛(wèi)星。關(guān)于它的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度B．線速度大于地球的第一宇宙速度C．線速度小于地球表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度D．向心加速度小于地球表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度7．如圖是采用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)量空間站質(zhì)量的原理圖。已知飛船的質(zhì)量為m，其推進(jìn)器工作時(shí)飛船受到的平均推力為F。在飛船與空間站對(duì)接后，推進(jìn)器工作時(shí)間為，測(cè)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(duì)空間站的作用力大小為F D．飛船對(duì)空間站的作用力大小一定為8．如圖所示，點(diǎn)電荷Q周圍的三個(gè)等勢(shì)面是同心圓，等勢(shì)面上的點(diǎn)A、B、C在同一條電場(chǎng)線上，且?，F(xiàn)將一電荷量為的試探電荷從A點(diǎn)由靜止釋放，試探電荷只受靜電力作用，則（）A．該電荷沿著電場(chǎng)線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．該電荷在AB段動(dòng)能的增量小于BC段動(dòng)能的增量C．該電荷在AB段電勢(shì)能的減少量大于BC段電勢(shì)能的減少量D．該電荷在AB段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于BC段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間9．如圖所示，水平絕緣桌面上放著一個(gè)閉合鋁環(huán)。絕緣材料制成的輕彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，磁鐵位于鋁環(huán)中心上方。將磁鐵下端N極向下拉，在其下降一定高度時(shí)由靜止釋放。此后，磁鐵開始運(yùn)動(dòng)，鋁環(huán)保持靜止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。則在磁鐵向下的運(yùn)動(dòng)過程中（）A．俯視看鋁環(huán)中的電流沿順時(shí)針方向 B．鋁環(huán)對(duì)桌面的壓力大于它的重力C．磁鐵運(yùn)動(dòng)過程中只受到兩個(gè)力的作用 D．磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒10．研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置如圖所示。圖中K、A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，K極受到光照時(shí)能夠發(fā)射電子。當(dāng)用光子能量為2.82eV的光照射K極時(shí)，電流表的讀數(shù)為30μA，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于1V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，保持滑片位置不變。下列說法中正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能為1.82eVB．K極材料的逸出功為1eVC．電流表的讀數(shù)為30μA時(shí)，電壓表的示數(shù)大于1VD．僅將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，電流表示數(shù)一定大于30μA11．如圖1所示，長(zhǎng)為R且不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系一小球，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。由于阻力的影響，小球每次通過最高點(diǎn)時(shí)速度大小不同。測(cè)量小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)速度的大小v、繩子拉力的大小F，作出F與的關(guān)系圖線如圖2所示。下列說法中正確的是（）A．根據(jù)圖線可以得出小球的質(zhì)量B．根據(jù)圖線可以得出重力加速度C．繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量更小的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線斜率更大D．用更長(zhǎng)的繩做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線與橫軸交點(diǎn)的位置不變12．2023年7月，由中國(guó)科學(xué)院研制的電磁彈射實(shí)驗(yàn)裝置啟動(dòng)試運(yùn)行，該裝置在地面構(gòu)建微重力實(shí)驗(yàn)環(huán)境，把“太空”搬到地面。實(shí)驗(yàn)裝置像一個(gè)“大電梯”，原理如圖所示，在電磁彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)推動(dòng)實(shí)驗(yàn)艙豎直向上加速運(yùn)動(dòng)至A位置，撤除電磁作用。此后，實(shí)驗(yàn)艙做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后返回A位置，再經(jīng)歷一段減速運(yùn)動(dòng)后靜止。某同學(xué)查閱資料了解到：在上述過程中的某個(gè)階段，忽略阻力，實(shí)驗(yàn)艙處于完全失重狀態(tài)，這一階段持續(xù)的時(shí)間為4s，實(shí)驗(yàn)艙的質(zhì)量為500kg。他根據(jù)上述信息，取重力加速度，做出以下判斷，其中正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)艙向上運(yùn)動(dòng)的過程始終處于超重狀態(tài)B．實(shí)驗(yàn)艙運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為40m/sC．向上彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)艙做功大于D．向上彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)艙的沖量等于13．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向均水平向右。一個(gè)正離子在某時(shí)刻速度的大小為v，方向與電場(chǎng)磁場(chǎng)方向夾角為θ。當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)不垂直時(shí)，可以將速度分解為平行于磁場(chǎng)方向的分量和垂直于磁場(chǎng)方向的分量來進(jìn)行研究。不計(jì)離子重力，此后一段時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．離子受到的洛倫茲力變大 B．離子加速度的大小不變C．電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率不變 D．速度與電場(chǎng)方向的夾角θ變大14．2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了“產(chǎn)生阿秒光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法”。阿秒（as）是一個(gè)極短的時(shí)間單位，。阿秒光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時(shí)間在as量級(jí)的光脈沖，它相當(dāng)于一個(gè)足夠快的“快門”，幫助人們“拍攝”高速運(yùn)動(dòng)的電子，從而“打開電子世界的大門”。產(chǎn)生阿秒光脈沖的模型是：用強(qiáng)激光照射某些氣體，由于激光的電場(chǎng)是交變電場(chǎng)，該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和原子內(nèi)部的庫(kù)侖場(chǎng)的強(qiáng)度相當(dāng)時(shí)，電子就可能“電離”成為自由電子；電離后的自由電子在激光電場(chǎng)作用下“加速”；當(dāng)激光的電場(chǎng)反向后，一些電子就有可能飛到被電離的原子附近并與其“復(fù)合”回到基態(tài)，同時(shí)釋放出一個(gè)高能光子，其頻率為入射強(qiáng)激光頻率的整數(shù)倍，稱為高次諧波光子。在適當(dāng)?shù)臈l件下，大量原子輻射出高次諧波疊加形成脈沖寬度為阿秒量級(jí)的光脈沖。根據(jù)上述信息并結(jié)合已有的知識(shí)，判斷下列說法正確的是（）A．在1阿秒的時(shí)間內(nèi)，光前進(jìn)的距離約為0.3mmB．電子復(fù)合時(shí)釋放的光子能量等于電子在激光場(chǎng)中加速時(shí)獲得的能量C．電子的“電離”“加速”和“復(fù)合”將周期性地發(fā)生，時(shí)間間隔與激光電場(chǎng)的周期有關(guān)D．強(qiáng)激光光子能量是高次諧波光子能量的整數(shù)倍第二部分本部分共6題，共58分。15．（8分）（1）如圖1所示，在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用手通過兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)。小圓環(huán)靜止時(shí)，由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力和的大小，此外還必須_______。A．記錄小圓環(huán)的位置 B．記錄兩細(xì)線的方向C．測(cè)量?jī)杉?xì)線的夾角 D．測(cè)量橡皮條的伸長(zhǎng)量（2）“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。①用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑如圖3所示，擺球直徑________mm。若測(cè)出擺線長(zhǎng)l及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度的大小，________（用l、n、t、d表示）。②改變擺長(zhǎng)L，用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像也可以求出重力加速度。如圖4所示，測(cè)得的數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合后，在一條過原點(diǎn)的直線上，直線的斜率為k。由此可得重力加速度的大?。甠_______（用k表示）。16．（10分）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r、路端電壓U、電流J的關(guān)系為。依據(jù)這一原理，甲同學(xué)用圖1所示的電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最_______端（選填“左”或“右”）。（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)，在坐標(biāo)紙上標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，作出U-I圖線如圖2所示。根據(jù)圖線測(cè)得該電源的電動(dòng)勢(shì)________V，內(nèi)電阻________。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（3）由于電表并非理想電表，導(dǎo)致_______（選填“電壓”或“電流”）的測(cè)量存在系統(tǒng)誤差。在圖2上定性畫出沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況的U-I圖線，畫出圖線與橫縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)。（4）乙同學(xué)拆除電流表和滑動(dòng)變阻器，直接讀取電壓表示數(shù)為。若電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。電流表、電壓表的內(nèi)電阻分別為。根據(jù)圖像和電路關(guān)系，僅從系統(tǒng)誤差的角度來看，________，________（均選填“<”“=”或“>”）。可知________（用電源和電表內(nèi)阻表示）。17．（9分）兒童滑梯可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型?；菹禄瑓^(qū)AB的長(zhǎng)，傾角。一個(gè)質(zhì)量的兒童從滑梯頂部A點(diǎn)由靜止滑下，最后停在水平緩沖區(qū)BC上。若兒童與AB、BC部分的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，兒童經(jīng)過兩段連接處速度的大小不變。，取重力加速度。求：（1）兒童運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小v；（2）緩沖區(qū)BC部分的最小長(zhǎng)度x；（3）整個(gè)過程中摩擦阻力對(duì)兒童做的功。18．（9分）磁力剎車是為了保證過山車在最后進(jìn)站時(shí)的安全而設(shè)計(jì)的一種剎車形式。在軌道之間設(shè)置較強(qiáng)的磁場(chǎng)，剎車金屬片安裝在過山車底部，該裝置（俯視）可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，剎車金屬片等效為一根金屬桿ab，整個(gè)回路的等效電阻為R。磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)榉较蜇Q直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，過山車的總質(zhì)量為m。過山車以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，通過磁場(chǎng)區(qū)域后速度變?yōu)?.5v。磁力剎車階段不計(jì)摩擦力和空氣阻力。（1）求桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，受到的安培力F的大小和方向。（2）求過山車通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。（3）求磁力剎車階段過山車加速度大小a的變化范圍。為使過山車加速度的大小不超過a?，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足什么條件？19．（10分）我國(guó)的東方超環(huán)（EAST）是研究可控核聚變反應(yīng)的超大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置需要將高速運(yùn)動(dòng)的離子變成中性粒子，沒有被中性化的離子對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置有很大的破壞作用，因此需要利用“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”將其從粒子束中剝離出來?！捌D(zhuǎn)系統(tǒng)”的原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，包含中性粒子和帶電離子的混合粒子進(jìn)入由一對(duì)平行帶電極板構(gòu)成的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，混合粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度方向與極板平行，極板右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。離子在電場(chǎng)磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)生偏轉(zhuǎn)，中性粒子繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)接收器。已知離子帶正電、電荷量為q，質(zhì)量為m，速度為v，兩極板間距為d。離子和中性粒子的重力可忽略不計(jì)，不考慮粒子間的相互作用。（1）兩極板間不加電壓，只利用磁場(chǎng)使離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，若恰好所有離子均被圖1中的吞噬板吞噬，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。（2）以下極板左端點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，沿板建立x軸，垂直板建立y軸，如圖1所示。假設(shè)離子在混合粒子束中是均勻分布的，單位時(shí)間內(nèi)通過y軸單位長(zhǎng)度進(jìn)入電場(chǎng)的離子數(shù)為n。在兩極板間加電壓U，恰好所有離子均被吸附在下極板。a．求極板的長(zhǎng)度L，并分析落在x軸上坐標(biāo)為范圍內(nèi)的離子，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)通過y軸的坐標(biāo)范圍。b．離子落在極板上的數(shù)量分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律，若單位時(shí)間內(nèi)落在下極板x位置附近單位長(zhǎng)度上的離子數(shù)量為，求隨x變化的規(guī)律，在圖2中作出圖像，說明圖線與橫軸所圍面積的物理意義。（若遠(yuǎn)小于x，則）20．（12分）小行星撞擊地球雖然發(fā)生概率較低，卻會(huì)使地球生命面臨重大威脅。我國(guó)已經(jīng)提出了近地小行星防御的發(fā)展藍(lán)圖，計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)一次對(duì)小行星的動(dòng)能撞擊，2030至2035年間實(shí)現(xiàn)推離偏轉(zhuǎn)。已知地球質(zhì)量為M，可視為質(zhì)量分布均勻的球體，引力常量為G。若一顆質(zhì)量為m的小行星距離地心為r時(shí)，速度的大小，m遠(yuǎn)小于M。不考慮地球運(yùn)動(dòng)及其它天體的影響。（1）若小行星的速度方向垂直于它與地心的連線，通過分析判斷該小行星能否圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。（2）若小行星的速度方向沿著它與地心的連線指向地心。已知取無窮遠(yuǎn)處的引力勢(shì)能為零，則小行星在距地心為r處的引力勢(shì)能。a．設(shè)想提前發(fā)射質(zhì)量為0.1m的無人飛行器，在距離地心為r處與小行星發(fā)生迎面撞擊，小行星撞后未解體。將撞擊過程簡(jiǎn)化為完全非彈性的對(duì)心碰撞。為徹底解除小行星對(duì)地球的威脅，使其不與地球碰撞。求飛行器撞擊小行星時(shí)的最小速度。b．設(shè)想對(duì)小行星施加適當(dāng)?shù)摹巴屏Α焙?，使其在距離地心為r處的速度方向與它和地心連線的夾角變?yōu)椋俣却笮〔蛔?，也能解除?duì)地球的威脅。已知小行星僅在地球引力所用下的運(yùn)動(dòng)過程，它與地心的連線在任意相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。求小行星在此后的運(yùn)動(dòng)過程中，距地心的最近距離。

參考答案第一部分共14題，每題3分，共42分。1．B2．A3．C4．D5．D6．A7．B8．C9．B10．D11．A12．C13．B14．C第二部分共6題，共58分。15．（1）AB（2）①18.5②16．（1）左（2）4.44.0-4.2（3）電流連線（4）=，=，17．（1）法一：設(shè)兒童由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中，加速度的大小為根據(jù)牛頓第二定律有得根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有得法二：根據(jù)動(dòng)能定理有得（2）法一：設(shè)兒童由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中，加速度的大小為根據(jù)牛頓第二定律有得根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有得法二：根據(jù)動(dòng)能定理有得（3）兒童從點(diǎn)運(yùn)