2024年北京市延慶區(qū)2024屆高三一模物理試卷（含答案）

2024北京延慶高三一模

物理

2024.03

本試卷共9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。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道題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項(xiàng)中，請選出最符合題目要求的一項(xiàng)。

1.下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是（）

A.iH+fH-?2He+Jn

B.號N+知e7%0+汨

C.Ce+；：A1一猾P+也

D.2盆u+前一嘿Ba+霏Kr+3H

2.如圖1所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為兒、

心，該玻璃對單色光人b的折射率分別為&、儂，貝U（）"/'、:

入“＜心，B.202b，n0>nb

兒〈心，D.兒>4，"a<nb

3.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。開始，經(jīng)歷三個過程，先后到達(dá)狀態(tài)b和c,最后回到

原狀態(tài)。，其p-T圖像如圖2所示。下列判斷正確的是（）

A.從狀態(tài)。到狀態(tài)6的過程中，氣體既不吸熱也不放熱

B.從狀態(tài)6到狀態(tài)c的過程中，氣體的內(nèi)能增加

C.從狀態(tài)c到狀態(tài)a的過程中，氣體的體積不變

D.a、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)。時分子的平均動能一定最大

4.將a=200^sin（100位）V的電壓輸入如圖3所示的理想變壓器的原線圈，廠

原副線圈的匝數(shù)之比為"I：〃2=5:1,7?=100Q?下列說法正確的是（）

A.該交流電的頻率為100Hz

B.閉合開關(guān)S后，電阻R消耗的電功率為16W

C.閉合開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為2A

D.斷開開關(guān)s后，副線圈的輸出電壓為o04t'（ubj

5.一列簡諧橫波在?=0時刻的波形如圖4甲所不;，―?（—?xm0―

圖4乙所示為該波中質(zhì)點(diǎn)尸的振動圖像。下列說法-0.4k-

正確的是（）M，

該波一定沿?zé)o軸正方向傳播

該波的波速為40m/s

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7.圖6中的甲和乙是演示自感現(xiàn)象的兩個實(shí)驗(yàn)電路圖，Li和心為電感線圈，Ai、A2和A3是二個完全相同

的小燈泡。實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，斷開開關(guān)Si瞬間，燈Ai突然閃亮，

隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2,燈A2逐漸變亮，而另一個相同

的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。

下列說法中正確的是（）

A.圖甲中，Ai與小的電阻值相同

B.圖甲中，閉合Si，電路穩(wěn)定后，Ai中電流大于乙1中電流

C.圖乙中，變阻器R與〃的電阻值相同

D.圖乙中，閉合S2瞬間，心中電流與變阻器R中電流相等

7所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），。點(diǎn)為彈簧在原長時物塊的位置。物塊

由/點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動，最遠(yuǎn)到達(dá)8點(diǎn)。關(guān)于物塊的受力及運(yùn)動特征，下列

說法正確的是（）

A.從A到。，物塊所受重力的沖量為0

B.從A到O,物塊的加速度一直減小

圖7

C.從A到8,物塊通過。點(diǎn)時的速度最大

D.從A到B,彈簧彈力對物塊做的功等于。

9.如圖8所示，質(zhì)量均為機(jī)的A、8兩物塊置于水平地面上，兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為〃，物塊

間用一水平輕繩相連，繩中無拉力?，F(xiàn)用水平力尸向右拉物塊A,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。重

力加速度為g。下列說法中簿誤的是（）

A.當(dāng)〃加g時，繩中拉力為0~~F

H------人■_C

B.當(dāng)wngVPWZ/zmg時，繩中拉力大小為尸一baleWa、

C.當(dāng)尸＞2〃加g時，繩中拉力大小為，圖8

D.無論尸多大，繩中拉力大小都不可能等于方

10.隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線。小到手表、手機(jī)，大到電腦、電動汽車，都已

經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無線充電從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。如圖9所示為某品牌的無線充電手機(jī)進(jìn)行無線充電的原

理圖。關(guān)于無線充電，下列說法正確的是（）

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接收充電設(shè)條

充電底座

圖9

A.無線充電時手機(jī)接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”

B.只有將充電底座接到直流電源上才能對手機(jī)進(jìn)行充電

C.接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同

D.只要有無線充電底座，所有手機(jī)都可以進(jìn)行無線充電

11.某同學(xué)利用如圖10所示的電路測量小燈泡（2.5V、1.5W）的阻值。在實(shí)驗(yàn)中，他將滑動變阻器的滑

片從左端勻速滑向右端，發(fā)現(xiàn)電流表的指針始終在小角度偏轉(zhuǎn)，而電壓表的示數(shù)開始時變化很小，但當(dāng)滑

片接近右端時電壓表的示數(shù)迅速變大。為了便于操作并減小誤差，你認(rèn)為應(yīng)采取的措施是（）

圖10

A.換用最大阻值更小的滑動變阻器,將導(dǎo)線a的M端移到電流表“3”接線柱上

B.換用最大阻值更小的滑動變阻器,將導(dǎo)線b的N端移到電流表“0.6”接線柱上

C.換用最大阻值更大的滑動變阻器,將導(dǎo)線。的M端移到電流表“3”接線柱上

D.換用最大阻值更大的滑動變阻器,將導(dǎo)線6的N端移到電流表“0.6”接線柱上

12.航天器所裝配的某種離子發(fā)動機(jī)原理可簡化為如圖11所示的情景：電子槍向內(nèi)部空腔發(fā)射出的高速電

子將中性推進(jìn)劑電離成正離子和電子，正離子被右側(cè)的正、負(fù)極柵板

中和電了槍

之間的強(qiáng)電場加速后從噴口噴出，使航天器獲得推進(jìn)或姿態(tài)調(diào)整的反

沖力。已知單個正離子的質(zhì)量為優(yōu)，電荷量為q,正、負(fù)極柵板間加

電子槍

速電壓為U,從噴口噴出的正離子所形成的電流為忽略離子間的

相互作用力，忽略離子噴射對航天器質(zhì)量的影響。該發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的平。電子

。中性推進(jìn)劑歐子

均推力P的大小為（）。正離子

圖II

13.離子陷阱是一種利用電場或磁場將離子俘獲并囚禁在一定范圍內(nèi)的裝置。如圖12所示為最常見的“四

極離子陷阱”的俯視示意圖，a,反以d四根平行的細(xì)導(dǎo)體桿與工作電源相連，相當(dāng)于四個獨(dú)立的電極，

相對的電極帶等量同種電荷，相鄰的電極帶等量異種電荷。在垂直于桿的平面內(nèi)，四根細(xì)桿的位置連線是

一個正方形，A、C是a、c連線上

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的兩點(diǎn)，B、。是6、d連線上的兩點(diǎn)，A、C、B、。到正

方形中心。的距離相等。下列判斷正確的是（）

A.A點(diǎn)電勢比2點(diǎn)電勢高

B.A、B、C、。四點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

C.若電子由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，靜電力對電子做負(fù)功

D.電子在C點(diǎn)的電勢能大于在。點(diǎn)的電勢能圖12

14.在霍爾效應(yīng)中，霍爾電壓與通過導(dǎo)體的電流之比被定義為霍爾電阻，可用符號％表示，通常情況下，

霍爾電阻與外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。但在超低溫、強(qiáng)磁場的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨

著強(qiáng)磁場的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象：%是普朗克常數(shù)，e是電子的電量，v既可以取1、2、3…等

整數(shù)，也可以取某些小于1的分?jǐn)?shù)，這就是量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)霍爾電阻處于量子態(tài)時，材

料中的電子將沿邊緣帶做定向運(yùn)動，幾乎不受阻力作用。2013年，清華大學(xué)薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在超低溫

（0.03K）環(huán)境條件下，具備特殊結(jié)構(gòu)的拓補(bǔ)絕緣體材料可以自發(fā)地發(fā)生磁化，此時不需要外加磁場也會

發(fā)生量子霍爾效應(yīng)，這種現(xiàn)象被稱為量子反?；魻栃?yīng)。結(jié)合以上資料，可以判斷下列說法正確的是

（）

A.同歐姆電阻類似，霍爾電阻越大，表明材料對通過它的電流的阻礙越強(qiáng)

B.要發(fā)生量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，外部環(huán)境條件有兩個，一是要具備超低溫環(huán)境，二是要具備超強(qiáng)的磁場

C.具備量子反常霍爾效應(yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料已成為新一代低能耗芯片的制造材料

h

D.霍爾電阻的量子態(tài)表達(dá)式中的常數(shù)組合二與歐姆電阻具有相同的單位

e

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（8分）

物理實(shí)驗(yàn)一般涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析和誤差分析等。

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。現(xiàn)用多用電表測量一個阻值約為1500。的定值電阻，應(yīng)選用歐姆表的—擋（選填“X

10”或“X100”）；如圖13所示，為正在測量中的多用電表表盤，該電阻的阻值為

（2）數(shù)據(jù)分析。某同學(xué)用插針法測定一個半圓形玻璃磚的折射率。正確操作后，

做出的光路圖如圖14所示。。為圓心，已知CD的長度為/i，48的長度為況則

此玻璃磚的折射率可表示為0

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（3）誤差分析。用圖15所示的電路測量R\的阻值，該測量值比實(shí)際值偏—（選

填“大”或“小”），造成這一系統(tǒng)誤差的原因是0（選填“電壓表的分流”或

“電流表的分壓”）

16.（10分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖16所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（1）在實(shí)驗(yàn)操作過程中，下列做法正確的是

A.實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器可以使用直流電源

B.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源再釋放紙帶

C.實(shí)驗(yàn)時紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器的兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上

圖16

D.打點(diǎn)計(jì)時器、天平和刻度尺都是本實(shí)驗(yàn)必須使用的測量儀器

（2）如圖17所示為某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，取紙帶上連續(xù)的五個點(diǎn)/、B、C、D、E,通過測量并計(jì)算出點(diǎn)

/距起始點(diǎn)。的距離為So,/C間的距離為Si，CE間的距離為S2,若相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為T,重錘質(zhì)量

為相，重力加速度為g。根據(jù)這些條件計(jì)算從。點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重錘重力勢能的減少量A￡P(guān)=—,動

能的增加量A￡k=

圖17

（3）利用該裝置還可以測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/p>

某同學(xué)的做法是以各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離方為橫坐標(biāo)，以各點(diǎn)速度的平方丫2為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，用

實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)繪制出Fh圖像，如圖18所示。請畫出v2-h圖線并求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=m/s2o

（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

01020304050Mxi0、m

圖18

（4）小剛利用氣墊導(dǎo)軌和光電門等器材驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，圖19是實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。實(shí)驗(yàn)時開啟氣

泵，先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，然后滑塊通過細(xì)線與托盤和祛碼相連。將滑塊從圖示位置由靜止釋放，讀出

擋光條通過光電門的擋光時間為心已知剛釋放時擋光條到光電門的距離為/,擋光條的寬度為d,且

托盤和祛碼的總質(zhì)量為小，滑塊和擋光條的總質(zhì)量為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。在滑塊從靜止釋

放到運(yùn)動到光電門的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量A同=加8；系統(tǒng)動能的增加量A&=。在

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誤差允許的范圍內(nèi)，如果A￡p=A￡k,則可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。圖20甲是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星分布示意圖,

乙所示為其中一顆北斗衛(wèi)星的軌道示意圖。已知該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的周期為T,地球半徑為

R,地球表面附近的重力加速度為g,引力常量為G。

(1)求地球的質(zhì)量M；

(2)求該衛(wèi)星的軌道距離地面的高度〃；

(3)請推導(dǎo)第一宇宙速度也的表達(dá)式，并分析比較該衛(wèi)星的運(yùn)行速度v與第一宇宙速度vi的大小關(guān)系。

18.(9分)

如圖21所示，半徑五=0.4m的豎直半圓形軌道6c與水平面仍相切。質(zhì)量機(jī)2=0.2kg的小滑塊2放在半圓

形軌道的最低點(diǎn)6,另一個質(zhì)量為〃?i=0.3kg的小滑塊在水平推力尸=3N作用下由靜止開始從。點(diǎn)向右

做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)小滑塊/剛好要與小滑塊3碰撞時立即撤去下，隨后小滑塊/與8相碰，碰撞時間

極短，碰后/、3粘在一起后恰好能夠到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)c。已知推力廠作用的時間f=2s,滑塊/

與水平面之間的動摩擦因數(shù)〃=0.5。取重力加速度g=lOrn/s?,/、8均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：

(1)/與2碰撞前瞬間的速度大小。1；

(2)兩滑塊在碰撞過程中損失的機(jī)械能A￡；

(3)兩滑塊從b運(yùn)動到c的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。。

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19.（10分）

利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差所具有的勢能發(fā)電叫潮汐發(fā)電，是目前海洋能利用中最主要的一種。

陸地和海灣，中間為水壩，其下有通道，無論漲潮或落潮，水流經(jīng)過通道均可帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。一晝夜中

兩次漲、落潮。漲潮時，堵住通道，潮水漲至最高水位時打開通道，進(jìn)水發(fā)電；當(dāng)海灣水位漲至最高時，

堵住通道；落潮至最低水位時，打開通道放水發(fā)電。以下是某小型雙向型潮汐發(fā)電站的一組數(shù)據(jù)，據(jù)此回

答下列問題（取海水的密度為l.OxICPkg/n?,g取lOm/s?）：

水壩高度〃15m海灣面積s—m2

漲潮海灣最高水位10m發(fā)電機(jī)日平均發(fā)電量E4.8xl04kW-h

退潮海灣最低水位h26m水輪發(fā)電機(jī)總效率〃10%

（1）若采用U=200kV的直流電向某地區(qū)輸電，要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%,求

輸電線總電阻的最大值r；

（2）試估算該小型發(fā)電站所圈占的海灣面積S的大小。

20.（12分）

電子的電荷量e與其質(zhì)量加之比稱為電子的比荷，測定電子的比荷是物理學(xué)發(fā)展史上的非常重要的事件，

電子比荷的測定有多種方法。

（1）湯姆孫偏轉(zhuǎn)法測電子的比荷

圖22是湯姆孫用來測定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置示意,,廣

圖22

置的平行極板M和N間的區(qū)域。當(dāng)M和N間不加偏

轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心P點(diǎn)處，形成了一個亮點(diǎn)；

②在〃和N間加上大小為。的偏轉(zhuǎn)電壓后，亮點(diǎn)偏離到P點(diǎn)；

③在M和N之間再加上垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3時，電

子在河、N間作勻速直線運(yùn)動，亮點(diǎn)重新回到P點(diǎn)；

④撤去〃和"間的偏轉(zhuǎn)電壓，只保留磁場，電子在M、N間作勻速圓周運(yùn)動，亮點(diǎn)偏離到尸2點(diǎn)。熒光屏

可視為平面，測得P、尸2的距離。

若已知平行板的間距為"，并已經(jīng)求得電子在M、N間作勻速圓周運(yùn)動的軌跡半徑為r,請結(jié)合上述步驟

求電子的比荷巴。（不計(jì)電子所受的重力和電子間的相互作用），

（2）磁聚焦法測電子的比荷圖23是磁聚焦法測量電子比荷的裝置示

意圖。在抽成真空的玻璃管中裝有熱陰極K和有小孔的陽極A。在F/A^。

A、K之間加一電壓，對電子進(jìn)行加速，電子由陽極小孔高速射出；作23

在電容器C的兩極板間加一不大的交變電場，使不同時刻通過這里的電子發(fā)生不同程度的微小偏轉(zhuǎn)，在電

容器右側(cè)和熒光屏之間加一水平方向的勻強(qiáng)磁場，進(jìn)入磁場的電子會沿不同的螺旋線運(yùn)動，每繞行一周后

都會到達(dá)同一位置聚焦，適當(dāng)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可使電子流的焦點(diǎn)落在熒光屏S上。

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已知加速電壓的大小為Uo,電容器右端到熒光屏的水平距離為/,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5,假設(shè)

電子在磁場中運(yùn)動僅繞行一周就剛好打在熒光屏上，請根據(jù)以上條件及所學(xué)的知識求電子的比荷工（不計(jì)

m

電子所受的重力和電子間的相互作用）

（3）如何說明金屬導(dǎo)電靠的是電子？有人嘗試用下述實(shí)驗(yàn)來證明這件事：讓一塊向前運(yùn)動的金屬長方體

突然剎車，其中的載流子便會因慣性而聚集到前端使之帶電，而在后端由于缺乏這種電荷而帶相反電性的

電，于是在導(dǎo)體前后兩端之間形成電場，通過分析該情景下載流子的受力和運(yùn)動就可以求解載流子的比荷

且。若該比荷的數(shù)值與湯姆孫所研究的陰極射線（電子流）的比荷相同，就可以說明金屬導(dǎo)電靠的是電

m

子。

已知金屬導(dǎo)體突然剎車的加速度大小為你認(rèn)為這種實(shí)驗(yàn)方法能否測出電子的比荷包？

m

如果能，請寫出還需測量的物理量和對應(yīng)的測量工具，并用需要測量的物理量表示金屬內(nèi)部載流子的比荷

q

mO

如果不能，你認(rèn)為還有什么方法可以測量該金屬導(dǎo)體內(nèi)部載流子的比荷？

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參考答案

第一部分

題號1234567891011121314

選項(xiàng)ADCBCBCDDCBAAD

第二部分

15.（1）X100（1分）1600（1分）

（2）匕（2分）

k

（3）?。?分）電壓表的分流（2分）

16.（1）BC（2分）

（2）mg（5o+Si）（1分）；1（2分）

（3）畫圖線（1分）；9.64（9.60?9.70之間均可，但有效數(shù)字位數(shù)要正確）（2分）

-（m+M）（-）2

（4）2t（2分）

17.（9分）

（1）設(shè)一物體的質(zhì)量為皿，在地球表面附近

萬有引定律等于重力G^=班g（2分）

解得地球質(zhì)量〃嘿（1分）

（2）設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為加2,根據(jù)牛頓第二定律

「Mm,4/

V7----------------------=m2-^r(R+h)

(R+h)2

（2分）

根據(jù)牛頓第二定律（分）得"

(3)G^=m-1GM

第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度，即時,

r=R匕

該衛(wèi)星的軌道半徑尸=R+〃>R,因此其速度vi。（1分）

18.（9分）

（1）設(shè)小滑塊4的加速度為Q,根據(jù)牛頓第二定律廠-〃機(jī)1g=機(jī)1。（1分）

P

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由運(yùn)動學(xué)公式。產(chǎn)（1分）

解得z?i=10m/s（1分）

（2）小滑塊4與5相碰，根據(jù)動量守恒定律冽13=（冽i+冽2）。（1分）

v?

根據(jù)能量守恒定律AE=^mxv1+^2）（1分）

得A￡,=6J（1分）

（3）設(shè)/、8到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)。時的速度為外,根據(jù)牛頓第二定律

（班+加2）g=（1分）

2

根據(jù)能量守恒定律2=-1（m1+m7）v-^（mi+m2）v^-（ml+m1）gx2R（1分）

解得。=4J（1分）

19.（10分）

（1