2024届北京市昌平区高三二模物理试卷

2024届北京市昌平区高三二模物理试卷
一、单选题 (共7题)
第(1)题
如图（a），容器中盛有深度h=4cm的透明液体，一激光束垂直液面射入液体，并在底板发生漫反射，部分漫反射光会在液面发生全反射。

恰好发生全反射的光在容器底板上形成直径d=16cm的圆形亮环，如图（b）所示。

该液体的折射率为（ ）
A
．2B．C．D．
第(2)题
磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，市场上看到的带皮套的智能手机就是使用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制的，当打开皮套，磁体远离霍尔元件，手机屏幕亮；当合上皮套，磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，手机进入省电模式。

如图所示，一块宽度为、长为、厚度为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入水平向右大小为的
电流时，当手机套合上时元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为的匀强磁场中，于是元件的前、后表面产生稳定电势差；以此来控制屏幕熄灭，则下列说法正确的是（ ）
A．前表面的电势比后表面的电势高
B．自由电子所受洛伦兹力的大小为
C．用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件的摆放方向对无影响
D
．若该元件单位体积内的自由电子个数为，则发生霍尔效应时，元件前后表面的电势差为
第(3)题
在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场。

当入射方向与x轴的夹角α=45° 时，速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，如图所示，当α=60°时，为了使粒子从ab的中点c射出磁场，则速度应为（）
A
．B．C．D．
第(4)题
2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。

通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（ ）
A．所受地球引力的大小近似为零
B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
第(5)题
“嫦娥三号”着陆器和月球车首次使用了同位素核电池，该电池将放射性同位素衰变时释放的能量通过温差热电转换器
转化为电能，在恶劣的月球环境中支持月球车低速移动及与地球间不间断通讯。

已知半衰期为88年，衰变方程为
，
、、X
的结合能分别为
、、，一次衰变释放能量为△
E ，下列说法正确的是（ ）A
．衰变发出的射线是高速氦核流，能穿透几毫米厚的铝板
B
．一次
衰变释放的能量
C ．经过88年，同位素核电池内的剩余25%
D
．若一静止核衰变释放的能量全部转化为和X 的动能，则
动能为
第(6)题如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有a 、b 、c 三点，其中，此时a
点的磁感应强度大小为，b 点的磁感应强度大小为。

当把环形电流甲撤去后，a 点的磁感应强度大小为（
）
A
．
B
．C
．D
．
第(7)题固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P 点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正
比于（ ）
A ．它滑过的弧长
B ．它下降的高度
C ．它到P 点的距离
D ．它与P 点的连线扫过的面积
二、多选题 (共3题)
第(1)题
图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e 随时间t 的变化规律如图乙所示。

已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。

则（ ）
A
．理想电压表的示数
B
．线圈转动的角速度
C
．转动过程中穿过线圈的最大磁通量
D
．通过灯泡电流的瞬时表达式为
第(2)题
2007年10月24日第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”发射，2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品着陆地球，嫦娥工程完成阶段性目标。

嫦娥五号近月变轨过程可简化如图，从地球飞抵月球距离月球表面100km的P点制动变轨为椭圆轨道I，再次经过P点时制动变轨为周期为118min的近月圆轨道II，轨道II的半径r=1840km，下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号在轨道II上运行的速度约为1.6km/s
B．嫦娥五号在轨道I上Q点的速度大于在轨道II上的速度
C．嫦娥五号在轨道I上机械能大于在轨道II上的机械能
D．嫦娥五号在轨道I上P点和轨道II上P点的加速度相等
第(3)题
如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑“Z”型平行金属导轨，窄处间距为L，宽处间距为2L，导轨足够长且电阻可忽略不计。

图中EF左侧区域和GH右侧区域有竖直方向的磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场。

同种材料制成的粗细相同的均匀金属棒a、b，长度分别与所在处导轨间距相等，均在磁场中靠近磁场边界的位置静止。

a棒的质量为m，电阻为R。

现
给a棒一向左初速度，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（ ）
A．a棒刚运动瞬间的加速度大小为
B．稳定时a、b棒速度大小均为
C．整个运动过程中a棒产生焦耳热
D
．整个运动过程中通过b棒横截面的电荷量是
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某实验小组用如图甲所示装置验证系统机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，一轻质细绳通过轻质光滑的定滑轮连接重物A、B，纸带穿过打点计时器与A下端相连。

开始用手托住B，接通打点计时器后，由静止释放重物B。

重物B的质量大于重物A的质量。

图乙是某次实验得到的一条纸带的一部分，测出相邻五个点间的距离分别为x1、x2、x3、x4。

(1)对于该实验，下列需要测量的物理量有_____（填写序号）。

A．重物A、B的质量m和M
B．开始时重物B到地面的距离h
C．连接重物A、B的绳长
(2)已知当地重力加速度为g，打点计时器交流电源的周期为T。

从打点P2到P4的过程中，系统减少的重力势能△E p可表示
为_____，系统增加的动能△E k可表示为_____，如果△E p和△E k在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。

第(2)题
如图所示，某同学用毫安表A（量程）、电阻箱R（阻值）、学生电源（输出电压）、红、黑表笔各一
只、导线若干组装了一个简易欧姆表。

实验步骤如下：
（1）如图连接好电路，与毫安表负接线柱相连的应为________（选填“红表笔”或“黑表笔”）；
（2）将电源电压调至，电阻箱调至，红、黑表笔短接，调节电阻箱R的阻值，当阻值为时，发现毫安表恰好满
偏，此时电路中的总电阻为________；（结果保留一位小数）
（3）断开两表笔，在毫安表“0”刻度处标记“”，“”刻度处标记“0”，依次在“”、“”、“”、“”处标记对应阻值，简易欧姆表即可改装完毕。

“”处应标记________；（结果保留一位小数）
（4）将电源电压调至，红、黑表笔短接，调节电阻箱R的阻值为________，可使毫安表满偏。

此时将一未知电阻接入两
表笔之间，简易欧姆表的指针指在刻度处，该电阻的真实阻值为________。

（结果均保留一位小数）
四、解答题 (共3题)
第(1)题
粗细均匀的U型玻璃管如图所示竖直放置，左右两侧管口等高且封闭，管中一段水银将管内分成A、B两段气柱，大气压强为，A段气柱的压强为，气柱长为，B段气柱的压强为，缓慢打开左侧管口封盖，放出A段气柱中部
分气体后迅速盖紧，水银柱稳定时，右管中水银液面比左管中水银液面高，整个过程气体温度与环境温度相同。

（1）求此时右管中气体压强；
（2）若同时揭开两管管口的封盖，稳定后，右管中气体是增加了还是减少了，与原来气体的质量之比为多少？
第(2)题
利用电磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。

如图所示，Oxy平面（纸面）的第一象限内有足够长且宽度为L、边界平行x轴且下边界与x轴重合的区域，该区域存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。

在匀强磁场的上方存在沿y轴负方向的匀强电场。

位于处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向沿x轴正方向的的正离子束。

已知离子垂直进入磁场时的速度方向与x轴正方向成角，运动过程中恰好没有通过x轴。

不计离子的重力及离子间的相互
作用，并忽略磁场的边界效应。

（1）求离子进入磁场时速度大小及第一次在磁场中的运动时间t；
（2）求离子初速度大小及电场强度大小E。

第(3)题
如图，固定在竖直面内的导轨PQR，由半径为r的光滑半圆环和足够长水平导轨组成，水平导轨上的N点左侧光滑、右侧粗糙，
半圆环与水平轨道在Q点相切。

一根自然长度恰为r、劲度系数的轻质弹性绳，一端固定在圆环的顶点P，另一端与一个穿在圆环上、质量为m的小球相连。

在水平轨道的Q、N两点间依次套着质量均为2m的b、c两个小球，两小球大小相同。

开始时将小球移到某一位置M，使弹性绳刚好处于原长且伸直状态，然后由静止释放小球a，当小球在圆环上达到最大速度时，弹性绳自动脱落。

已知弹性绳的弹性势能与其伸长量x间满足，各个小球与导轨粗糙部分间的动摩擦因数均，小球间的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，重力加速度为g。

求：
（1）释放小球瞬间，圆环对小球的作用力F N1大小；（2）弹性绳自动脱落时，小球沿圆环下滑的速率v m；（3）最终两球间的距离。