2024届北京市西城区高三下学期三模物理试题

2024届北京市西城区高三下学期三模物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法错误的是（ ）
A．电阻刻度线是均匀的，且每一挡的测量范围都是从0到
B．每一次换挡，都要重新进行一次调零
C．测量前应检查指针是否停在“”刻度线的“”处
D．测量时，若指针偏转很小（靠近附近），应换倍率更大的挡位进行测量
第(2)题
大型强子对撞机是将质子加速后对撞的高能物理设备，如图甲所示，对撞机的主要结构由两个质子束发射器、两个半圆环轨道质子加速器和质子对撞区域组成。

半圆环轨道中的电场线是与圆环共圆心的同心圆弧，且到圆心距离相同的位置电场强度大小相等，质子沿圆环轨道中心进入半圆环轨道后，在磁束缚装置作用下沿圆环中心加速运动，最终在对撞区域碰撞。

已知质子质量m=1.6×10-27kg、电荷量e=1.6×10-19C，半圆环加速轨道中心处到圆心距离R=50m，该处电场强度的大小E=×105V/m。

发射器发射出的质子初速度忽略不计。

计算时取=10，不考虑质子质量的相对论效应。

若某次实验时将右侧加速器和发射器往上平
移d=0.2m，平移后对撞区域如图乙所示，质子进入对撞区域时的位置的水平距离D=0.4m，入射点分别为A点和B点，其他装置
不变，为了使质子在对撞区域恰好相撞，可以在对撞区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场。

不计质子受到的重力，取
sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A．质子在所加磁场中运动的半径为0.5m
B．所加匀强磁场的磁感应强度大小为8T
C．两质子在对撞区域的磁场中各运动，s时相撞
D．若所加匀强磁场为两个直径相同、垂直纸面向里的匀强磁场，则每个圆形磁场的最小面积为m2
第(3)题
如图所示的电路中，为电阻箱，为定值电阻。

开关S闭合后，在水平放置的平行板电容器的极板间，一带电油滴P处于
静止状态，下列判断正确的是（）
A．若仅增大，则油滴P将保持不动
B．若仅增大，则油滴P将向下加速运动
C．若仅减小，则油滴P将向上加速运动
D．若断开开关S，则油滴P仍保持不动
第(4)题
下列说法正确的是（ ）
A．“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉
B
．增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的
C．用同一束单色光分别照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高
D
．对于某种金属入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为4v时，此时光电流的遏止电压为
第(5)题
一种离心测速器的简化工作原理如图所示。

光滑细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动。

杆上套有一轻
质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。

当测速器稳定工作时，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动
的角速度。

杆与竖直转轴的夹角始终为60°，则（）
A．角速度越大，圆环受到的杆的支持力越大
B．角速度越大，圆环受到的弹簧弹力越大
C．弹簧处于原长状态时，圆环的向心加速度为
D．突然停止转动后，圆环下滑过程中重力势能和弹簧弹性势能之和一直减小
第(6)题
如图所示，光滑竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为M的光滑半圆柱体，紧靠竖直墙壁置于水平地面上，O为半圆柱体横截面的圆心。

质量为m且可视为质点的小球，用长度为L的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，小球静置于半圆柱体上。

当换用质量不变，而半径不同的光滑半圆柱体时，细线与竖直墙壁的夹角θ就会跟着发生改变。

已知AB之间距离也为L，重力加速度
为g，不计各接触面间的摩擦，关于小球和圆柱体的受力说法正确的是（ ）
A ．当时，细线对小球的拉力大小为mg
B．当时，半圆柱体对小球的支持力大小为mg
C．在θ逐渐减小的过程中，圆柱体受到水平地面的弹力始终保持不变
D．在θ逐渐减小的过程中，圆柱体受到竖直墙壁的弹力始终保持不变
第(7)题
如图所示，光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，方向垂直截面向里，筒上P点开有一个小孔，过P点的横截面是以O为圆心的圆。

若一带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞2次后刚好从小孔射出，若此带电粒子以速率沿PO射入，与
筒壁碰撞3次后刚好从小孔射出，每次碰撞均为弹性碰撞且电荷量保持不变，不计粒子重力，则为（）
A．B．C．D．
第(8)题
如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，电阻、和的阻值分别为、和，
在a、b两端接电压有效值为U的交流电源，开关S由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。

则（ ）
A．电流表示数变小
B．电压表示数变大
C．整个电路消耗的功率变小
D．变压器原、副线圈匝数比为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，踢毽子是一项深受大众喜爱的健身运动项目。

在某次踢毽子的过程中，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向向上运动，毽子在运动过程中受到的空气阻力不可忽略。

毽子在上升至最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．脚对毽子一直做正功
B．毽子的机械能减少
C．毽子的重力势能一直增加
D．空气阻力对毽子做正功
第(2)题
如图所示，长方体所在空间存在与方向平行的匀强磁场，一粒子源无初速度释放一质量为m、带电量为的带电粒子，经电压U加速后，从O点沿OQ方向射入磁场区域，并从点离开长方体区域。

已知长方体OM、边的长度
均为d，OQ的长度为，不计粒子的重力及其相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．粒子进入磁场区域的初速度为
B．磁感应强度的大小为
C．若减少加速电压U，粒子可能从射出
D．若增加加速电压U，粒子可能从中点射出
第(3)题
2022年冬奥会在北京举行，冰壶是冬奥会的传统比赛项目。

在某次训练中，A壶与静止的B壶发生对心碰撞，碰后运动员用冰壶刷摩擦B壶运动前方的冰面。

碰撞前后两壶运动的图像如图中实线所示，已知与平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，g取，由图像可得（ ）
A．两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞
B．碰后瞬间A壶的速度大小为
C．碰后A壶的加速度大小为
D．碰后B壶与冰面的动摩擦因数为0.015
第(4)题
如图所示，车顶和水平地板成θ=53°角的小车在水平地面上运动时，质量为m=1kg小球和光滑车顶保持接触，轻绳处于伸直状态且和车顶平行，g=10 m/s2，以下说法正确的是.
A．当小车以7.5 m/s2的加速度向右匀减速运动时，小球和竖直车厢壁间无弹力作用
B．当小车以7.5 m/s2的加速度向右匀加速运动时，小球和车顶间无弹力作用
C．当小车以10 m/s2的加速度向右匀加速运动时，车顶受到小球的压力为2 N
D．当小车以10 m/s2的加速度向右匀加速运动时，车顶受到小球的压力为4 N
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
激光武器是利用高能激光对远距离目标进行精确射击或防御的武器。

中国战术激光武器（THEL）它的功率达到3000 J/s，它发射出的单色光在空气中的波长为。

（1）已知这束单色光在某介质中的传播速度为，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为多少？（2）战术激光武器（THEL）中，某元件用激光作为信息高速传输的载体。

要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？
第(2)题
如图所示是一个种电动升降机的模型示意图，A为厢体，B为平衡重物，A、B的质量分别为。

A、B由跨过轻质滑轮的足够长的轻绳系住。

在电动机牵引下使厢体A由静止开始向上运动，电动机输出功率20W保持不变，厢体上升5m时恰好达到最大速度。

不计空气阻力和摩擦阻力，g取10。

在厢体向上运动过程中，求：
（1）厢体的最大速度v m；
（2）厢体向上的加速度为1m/时，重物下端绳的拉力大小：
（3）厢体从开始运动到恰好达到最大速度过程中所用的时间。

第(3)题
虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为、电荷量为，从a点由静止开始经电压为U＝100V的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成角。

已知PQ、MN间距为20cm，带电粒子的重力忽略不计。

求：
（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率；
（2）水平匀强电场的电场强度大小；
（3）a、b两点间的电势差。

第(4)题
如图所示，一线状粒子源发出大量质量为m、电荷量为+q的带电粒子（初速度可视为0），经过电场加速后，粒子以相同的水平速度从MS段垂直MF进入边长为L的正方体电磁修正区FMPQ-AGRN内，底面AGRN水平。

已知MS段的长度为，电磁修正区内部有垂直于平面MPRG的磁感应强度为B的匀强磁场、电场强度为E的匀强电场，从M点射入的粒子在正方体电磁修正区中运动时间为，且从底面AGRN射出。

距离正方体电磁修正区底面L处有一与底面平行的足够大平板，能吸收所有出射粒子。

现以正方体电磁修正区底面中心O在平板的垂直投影点为原点，在平板内建立直角坐标系（其中x轴与GR平行）。

忽略粒子
间相互作用，不计重力。

（1）求加速电场的电压U；
（2）求从M点射入的粒子射出正方体电磁修正区后速度v的大小；
（3）若，求从S点入射的粒子打到平板上的位置坐标；
（4）满足（3）问条件下，求所有粒子落到平板上的落点离的最小距离。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
某同学要测定某一蓄电池的电动势和内阻，实验室备有下列器材：
A．蓄电池E（电动势约为6V、内阻约为几欧）
B．电压表V（满偏电压为2.0V、内阻）
C．电流表A（量程为0～0.3A、内阻R A约为几欧）
D．滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω、允许通过的最大电流为1A）
E．滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω、允许通过的最大电流为0.1A）
F．定值电阻
G．定值电阻
H．电阻箱R5（0～999.99Ω）
I．电阻箱R6（0～9999.9Ω）
J．开关S、导线若干
(1)为了调节方便且能较精确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是______（填“R1”或“R2”），由于蓄电池内阻阻值较小，应把蓄电池和______（填“R3”或“R4”）串联接入电路中。

(2)实验室电压表量程不够，要把电压表改装成大量程电压表，应把电压表V与电阻箱______（填“R5”或“R6”）串联，并将电阻箱的阻值调到______Ω。

(3)在图示方框内画出实验电路图______。

(4)根据电压表和电流表的读数画出U-I图象如图所示，可知待测蓄电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。

（保留两位有效数字）
第(2)题
如图所示，一半圆形玻璃砖外面插上、、、四枚大头针时，恰可挡住、所成的像，恰可挡住本身及、
所成的像，则该玻璃砖的折射率_______；有一同学把大头针插在和位置时，沿着、的方向看不到大头针的像，
其原因是_______。