北京市東城區(qū)2024屆高三下學(xué)期4月一模試題 物理 含答案

北京市東城區(qū)2023—2024學(xué)年度第二學(xué)期高三綜合練習(xí)（一）物理2024.4本試卷共10頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(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。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1．細胞膜的厚度約等于，當(dāng)細胞膜的內(nèi)外層之間的電壓達到40mV時，一價鈉離子（）可發(fā)生滲透通過細胞膜，若將細胞膜內(nèi)的電場視為勻強電場。當(dāng)鈉離子剛好發(fā)生滲透時，下列說法正確的是（）A．細胞膜內(nèi)電場強度的大小為B．細胞膜內(nèi)電場強度的大小為C．一個鈉離子發(fā)生滲透時電勢能改變0.04eVD．一個鈉離子發(fā)生滲透時電勢能改變2．下列說法正確的是（）A．衰變中釋放的電子是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子過程中產(chǎn)生的B．陽光下看到細小的塵埃飛揚，是固體顆粒在空氣中做布朗運動C．由于原子核衰變時釋放能量，根據(jù)，衰變過程質(zhì)量增加D．發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比3．用活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，改變條件使氣缸內(nèi)氣體發(fā)生由a→b→c的變化過程，其圖像如圖所示，其中ac為等溫線，已知理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)→b過程氣缸中氣體的密度不變 B．a(chǎn)→b的過程氣體是從外界吸收熱量的C．a(chǎn)→b→c的總過程氣體是向外界放熱的 D．a(chǎn)狀態(tài)氣體的體積是c狀態(tài)氣體體積的2倍4．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5．一束復(fù)色光由空氣射向一塊兩面平行的玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b，已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的（）A． B． C． D．6．如圖所示，在勻強磁場中有一電阻忽略不計的矩形線圈，繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交流電的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖甲所示，把該交流電輸入到圖乙中理想變壓器的A、B兩端。為熱敏電阻（已知其電阻隨溫度升高而減?。?，R為定值電阻，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．變壓器A、B兩端電壓的瞬時值表達式為B．圖甲中時，穿過線圈的磁通量為0C．溫度升高后，電壓表與示數(shù)的比值不變D．溫度降低后，變壓器的輸入功率減小7．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8．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9．一個質(zhì)量為m的網(wǎng)球從距地面高處自由下落，反彈的最大高度為。不考慮所受的空氣阻力，重力加速度用g表示，對網(wǎng)球與地面接觸的運動過程，下列判斷正確的是（）A．網(wǎng)球的加速度先向上后向下B．網(wǎng)球速度為0時受地面的彈力最大C．地面對網(wǎng)球所做的功等于D．網(wǎng)球受地面的平均沖擊力等于10．用如圖所示裝置作為推進器加速帶電粒子。裝置左側(cè)部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。使大量電荷量絕對值均為的正、負離子從左側(cè)以速度水平入射，可以給右側(cè)平行板電容器PQ供電。靠近Q板處有一放射源S可釋放初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量絕對值為q的粒子，粒子被加速后從S正上方的孔噴出P板，噴出的速度大小為v。下列說法正確的是（）A．放射源S釋放的粒子帶負電B．增大的值，可以提高vC．PQ間距變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉肀禗．和B同時變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍11．嫦娥1號奔月衛(wèi)星與長征3號火箭分離后，進入繞地運行的周期約為16小時的橢圓軌道，稱為16小時軌道（如圖中曲線1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來越遠，星載發(fā)動機先在遠地點點火，使衛(wèi)星進入圖中曲線2所示新軌道，以抬高近地點。后來又連續(xù)三次在抬高以后的近地點點火，使衛(wèi)星加速和變軌，抬高遠地點，相繼進入24小時軌道、48小時軌道和地月轉(zhuǎn)移軌道（分別如圖中曲線3、4、5所示）。衛(wèi)星最后進入繞月圓形軌道，距月面高度為h，周期為。已知月球半徑為r，萬有引力常量為G，則以下正確的是（）A．衛(wèi)星在16小時軌道上運行時，在近地點的機械能比在遠地點的機械能小B．24小時軌道與48小時軌道的半長軸之比為C．衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運行時速度大于第二宇宙速度D．月球的質(zhì)量為12．如圖甲所示，水滴滴在平靜的水面上，會形成水波向四周傳播（可視為簡諧波）?？衫脙蓚€能夠等間隔滴水的裝置、來研究波的疊加現(xiàn)象，圖乙所示為以、為波源的兩水波在某時刻疊加的簡化示意圖，已知、的振幅均為A，該時刻它們形成的波峰和波谷分別由實線和虛線表示。則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)處質(zhì)點做簡諧運動，振幅為0B．b處質(zhì)點此刻的位移大小為2AC．若想觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，可將滴水間隔調(diào)小D．只要將的滴水間隔調(diào)至和的相等，c處質(zhì)點就做振幅為2A的簡諧運動13．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構(gòu)成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，用表示?！八闹凶印笔峭ㄟ^向液態(tài)氫靶上發(fā)射原子核而產(chǎn)生的，與H碰撞可將一個核分裂成一個粒子和一個“四中子”。由于核由四個核子組成，與“四中子”體系很相近，所以早在上個世紀50年代就有人根據(jù)核的結(jié)合能，估算“四中子”的結(jié)合能最大約為，其后有很多實驗對四中子體系進行探測，但多數(shù)結(jié)論是否定的。2022年，由數(shù)十個國家的科學(xué)家組成的團隊發(fā)現(xiàn)了“四中子態(tài)”存在的明確證據(jù)。下列有關(guān)“四中子”粒子的說法正確的是（）A．可以通過電磁場使形成高速粒子束B．產(chǎn)生“四中子”的核反應(yīng)為C．從核子間相互作用來看，“四中子”與核的區(qū)別在于是否存在電磁力D．按上世紀50年代的估算，4個中子結(jié)合成“四中子”至多需要吸收的能量14．如圖所示，質(zhì)量為M、傾角為的光滑斜劈置于光滑水平地面上，質(zhì)量為m的小球第①次和第②次分別以方向水平向右和水平向左、大小均為的初速度與靜止的斜劈相碰，碰撞中無機械能損失。重力加速度用g表示，下列說法正確的是（）A．這兩次碰撞過程小球和斜劈組成的系統(tǒng)動量都守恒B．第②次碰撞后斜劈的速度小于C．第②次碰撞過程中地面對斜劈的支持力等于D．第①次碰撞前、后小球的速度方向一定在同一直線上；第②次碰撞前、后小球速度方向與斜面法線的夾角一定相等第二部分本部分共6題，共58分。15．（8分）做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗。（1）下列實驗步驟的正確順序是_________（填寫實驗步驟前的序號）。a．往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上b．用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定c．將畫有油酸膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油酸膜的面積。根據(jù)油酸的體積和油酸膜的面積計算出油酸分子直徑的大小d．用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積，再根據(jù)油酸酒精溶液的濃度計算出油酸的體積e．將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上（2）實驗中，所用油酸酒精溶液每體積溶液中有純油酸體積，用注射器和量筒測得體積為的上述溶液有n滴，把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中每個小正方形格的邊長為a，則油酸薄膜的面積_________；可求得油酸分子的直徑為_________（用、、、n、S表示）。（3）某同學(xué)實驗中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大，可能是因為_________。A．油膜中含有大量未溶解的酒精B．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格C．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開D．用注射器和量筒測體積溶液滴數(shù)時多記錄了幾滴16．（10分）同學(xué)們用多種方法測重力加速度值。（1）用如圖甲所示的單擺做“用單擺測重力加速度”的實驗。①此實驗中重力加速度的表達式為_________（用擺長l，周期T表示）。②若改變擺長，多次測量，得到周期平方與擺長l的關(guān)系如圖乙所示，所得結(jié)果與當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎迪喾?，但發(fā)現(xiàn)其延長線沒有過原點，其原因可能是_________（選填正確選項前的字母）。A．測周期時多數(shù)了一個周期B．測周期時少數(shù)了一個周期C．測擺長時直接將擺線的長度作為擺長D．測擺長時將擺線的長度加上擺球的直徑作為擺長（2）將單擺掛在力傳感器的下端，通過力傳感器測定擺動過程中擺線受到的拉力F，由計算機記錄拉力F隨時間t的變化，圖像如圖丙所示。測得擺長為l，則重力加速度的表達式為_________。（3）如圖丁所示，將光電門安裝在小球平衡位置的正下方，在小球上安裝輕質(zhì)擋光片，擋光寬度為d，在鐵架臺后方固定量角器，利用此裝置測重力加速度值。首先測得擺長為l，之后將小球拉離平衡位置，當(dāng)擺線與豎直方向成角（值可由量角器讀出）時將小球由靜止釋放，傳感器測得小球第一次擺下?lián)豕獾臅r間。多次改變擺角測得對應(yīng)的，可得到多組數(shù)據(jù)，同時計算機可根據(jù)需要算出關(guān)于的任意三角函數(shù)值。①為了能最方便準確地利用圖像處理數(shù)據(jù)，應(yīng)繪制_________圖像（寫出圖像的縱坐標—橫坐標）；②根據(jù)第①問中繪制的圖像，求得圖像斜率的大小為k，則計算得到重力加速度_________。17．（9分）如圖所示，BC是光滑絕緣的圓弧軌道，位于豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點）置于水平軌道上，已知滑塊受到的靜電力大小為，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5，將滑塊從水平軌道上與B點距離為的A點由靜止釋放，滑動過程中滑塊電荷量不變，重力加速度用g表示，求：（1）滑塊到達B點時的速度；（2）滑塊在圓弧軌道上運動時，重力和電場力合力的大小和方向；（3）滑塊到達與圓心O等高的C點時，軌道對滑塊的作用力大小。18．（9分）如圖甲所示，在光滑絕緣水平桌面上有一邊長為l、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度大于l的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁感應(yīng)強度大小為B，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以向右的初速度進入磁場。（1）求dc邊剛進入磁場時，線框中感應(yīng)電動勢的大小；（2）求dc邊剛進入磁場時，ab邊的瞬時電功率；（3）若導(dǎo)線框能夠完全通過磁場區(qū)域并繼續(xù)運動，請在圖乙中定性畫出導(dǎo)線框所受安培力大小F隨時間t變化的圖像，并說明安培力隨時間變化的原因。19．（10分）天文學(xué)家范·艾倫發(fā)現(xiàn)在地球大氣層之外存在著一個輻射帶包裹著地球，這一輻射帶被命名為“范·艾倫輻射帶”，它是由于地球磁場捕獲了大量帶電粒子而形成，分為內(nèi)層和外層，如圖1所示。由于地球兩極附近區(qū)域磁場強，其他區(qū)域磁場弱，當(dāng)宇宙射線進入地磁場后會使帶電粒子沿磁感線做螺線運動，遇到強磁場區(qū)域被反射回來，在地磁兩極間來回“彈跳”，被“捕獲”在地磁場中。不過還是有一些宇宙射線粒子可以“溜進”地球大氣層，它們和空氣分子的碰撞產(chǎn)生的輻射就形成了絢麗多彩的極光。大氣中最主要的成分是氮和氧，波長557.7nm的綠色和630nm附近的紅色極光主要由氧原子發(fā)出，波長高于640nm的紅色極光由氮氣分子發(fā)出。（計算時普朗克常量取，真空中光速c?。?）a．求放出一個波長為630nm的紅色光子時，氧原子的能量變化（結(jié)果取1位有效數(shù)字）。b．請說明帶電粒子和空氣分子碰撞產(chǎn)生輻射的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的。（2）圖2所示的是質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子在具有軸對稱性的非均勻磁場中做螺線運動的示意圖，若將粒子沿軸線方向的分速度用表示，與之垂直的平面內(nèi)的分速度用表示。a．某時刻帶電粒子的，，所在處磁感應(yīng)強度大小為B，如果將粒子從此刻起在垂直平面內(nèi)做圓周運動的一個周期時間內(nèi)，所到達區(qū)域的磁場按勻強磁場（方向沿軸線）進行估算，求粒子在垂直平面內(nèi)做圓周運動的半徑r和在一個周期時間內(nèi)沿軸線前進的距離（螺距）d。b．實際上帶電粒子的半徑和螺距都會不斷變化，已知帶電粒子在從弱磁場區(qū)向強磁場區(qū)運動的同時，在垂直平面內(nèi)的速度會變大，在此已知的基礎(chǔ)上請用高中物理的知識解釋為什么帶電粒子在從弱磁場區(qū)向強磁場區(qū)螺旋前進時，分速度會減小到零，并繼而沿反方向前進。20．（12分）平拋運動、簡諧運動、勻速圓周運動是三種典型的質(zhì)點運動模型，初速度和受力情況的不同決定了質(zhì)點做何種運動。（1）平拋運動是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動。一質(zhì)點以初速度在豎直面內(nèi)做平拋運動，以拋出點為原點，以的方向為x軸的正方向，豎直向下為y軸的正方向建立坐標系。a．某時刻質(zhì)點速度與水平方向的夾角為，質(zhì)點相對于拋出點的位移與水平方向的夾角為，請證明與滿足：；b．請寫出質(zhì)點的軌跡方程。（2）簡諧運動的質(zhì)點所受回復(fù)力F與位移x成正比，且方向總和位移相反，即，其中k為常數(shù)。如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑的拋物線軌道，其軌跡方程與（1）問中求得的結(jié)果相同?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的小珠子套在軌道上，且可在軌道上自由滑動。若將小珠子從軌道上距軌道中心O點很近的地方由靜止釋放，小珠子將圍繞O點做往復(fù)運動。請證明小珠子在軌道中心O點附近的往復(fù)運動是簡諧運動（當(dāng)很小時，）。（3）做勻速圓周運動的質(zhì)點，其合力總指向圓心，大小等于質(zhì)量乘以向心加速度。若第（2）問的拋物線軌道繞y軸轉(zhuǎn)動，請討論并說明當(dāng)以不同角速度勻速轉(zhuǎn)動時，小珠子能否相對軌道靜止？若能，請說明相對靜止的位置。北京市東城區(qū)2023—2024學(xué)年度第二學(xué)期高三綜合練習(xí)（一）物理參考答案及評分標準2024.4第一部分共14題，每題3分，共42分。題號1234567891011121314答案CACDADCDBDBBCB第二部分共6題，共58分。15．（8分）（1）dabec（2）（均得分）（3）BC16．（10分）（1）① ②C（2）（3）① ②17．（9分）（1）由，將，，，代入得（2）設(shè)重力和電場力的合力大小為，與豎直方向的夾角為，則有，即合力大小為，方向與豎直方向的夾角斜向左下。（3）對滑塊從A點到達C點的過程應(yīng)用動能定理，將，，代入，得設(shè)滑塊到達C點時受到軌道的作用力大小為，則有，解得軌道對滑塊的作用力大小為18．（9分）（1）（2）由，，，得（3）由，，，得，方向與速度方向相反，因此，導(dǎo)線框做減速運動，隨著速度v減小，安培力F也減小；因為，且a為速度的變化率，并且F正比于v，所以F減小的越來越慢。由已知導(dǎo)線框能夠全部通過磁場區(qū)域，可知導(dǎo)線框在速度減為零前已完全進入磁場做勻速運動，此時雖然ab邊和cd邊都有電動勢，但線框總電動勢為零，電流為零，安培力；之后當(dāng)線框離開磁場區(qū)域的過程中，導(dǎo)線框又受到安培力作用，初始大小與ab邊剛進入磁場時相同，之后隨著速度的減小而減小。見答圖。19．（10分）（1）a．氧原子的能量變