2024年北京市朝阳区高三二模物理试题

2024年北京市朝阳区高三二模物理试题
一、单选题 (共7题)
第(1)题
一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化，已知该气体在状态时的热力学温度为，则该气体在状态
和状态时的热力学温度分别为（）
A．567K，280K B．420K，280K C．567K，300K D．420K，300K
第(2)题
一质量为m的行星绕质量为M的恒星运动，如图所示，设在以恒星为球心的球形大空间范围内均匀地分布着稀薄的宇宙尘埃，尘埃的密度很小，略去行星与尘埃之间的直接碰撞作用，行星绕行轨道为圆，半径为，则下列说法正确的是（ ）（已
知质量均匀分布的球壳对壳内任一点的万有引力为零，引力常量为G）
A．行星绕行圆半径越大，其所受的万有引力的合力越小
B．行星绕行的周期为
C．行星的绕行的动能为
D．若行星的轨道不是圆轨道，则其运动规律仍满足开普勒三定律
第(3)题
如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是
A．提高波源频率
B．降低波源频率
C．增加波源距桥墩的距离
D．减小波源距桥墩的距离
第(4)题
甲、乙两物体以相同的初动量在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其动量随时间变化的图像如图所示，已知甲、乙两物体与地面间的动摩擦因数相同，则在此过程中（ ）
A．甲、乙两物体的质量之比为2∶1
B．甲、乙两物体的质量之比为1∶2
C．甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为2∶1
D．甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为1∶1
第(5)题
如图，在篮球比赛中，运动员跳起将篮球投入篮筐，投球点和篮筐正好在同一水平面上，不计空气阻力和转动的影响，该篮球在斜抛运动过程中（ ）
A．在最高点时的速度为零
B．在最高点时的加速度为零
C．进筐时的速度与抛出点的速度相同
D．做匀变速曲线运动
第(6)题
研究物体的碰撞时，碰撞过程中受到的作用力F往往不是恒力，求F的冲量时，可以把碰撞过程细分为很多短暂的过程，如图所示，每个短暂的时间内物体所受的力没有很大的变化，可认为是恒力，则每个短暂过程中力的冲量分别为、
……，将关系式相加，就得到整个过程作用力F的冲量在数值上等于曲线与横轴所围图形的面积。

这种处理方式体现的物理方法是（ ）
A．控制变量法B．微元法C．转换法D．类比法
第(7)题
在地球赤道某处有一天文观测站，观测站一名观测员一次偶然机会发现一颗人造卫星从观测站的正上方掠过，然后他就对这颗卫星进行跟踪，发现这颗卫星每两天恰好有四次从观测站的正上方掠过。

若地球自转周期为T，假设卫星做匀速圆周运动且运行方向与地球自转方向相同，地球半径为，地球表面加速度为，则下列判断正确的是（ ）
A ．卫星周期为T
B．卫星轨道半径为
C．卫星运行速度小于地球同步卫星速度
D．卫星加速度小于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度
二、多选题 (共3题)
第(1)题
如图所示，质量，长L=1m、（电阻的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为电阻不计。

阻值为R=1Ω的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感
应强度大小为的匀强磁场中。

导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度取10m/s²，电流表为理想交流表，其他电阻不计。

下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A
B．定值电阻两端的电压为
C．从t=0到0.5s的过程中，通过导体棒ab的电量为0.5C
D．从t=0到0.5s的过程中，外力F做的功为3J
第(2)题
一列简谐横波在时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示。

则
以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B
．这列波的波速是
C．从开始，紧接着的时间内，A质点通过的路程是12cm
D．从开始，质点P比质点Q晚0.8s回到平衡位置
E．若该波在传播中遇到一个尺寸为12m的障碍物，能发生明显衍射现象
第(3)题
中国的核聚变研究已进入世界前列，主要利用2个氘核聚变成，被称为人造太阳，已知氘核的质量为，中子质量为
，的质量为，质子的质量为，粒子的质量为，，则（ ）
A．该核反应中产生的新粒子为中子
B．该核反应中产生的新粒子为质子
C．该核反应中释放出的核能约为
D．该核反应中释放出的核能约为
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：
电压表V1(量程0~3 V，内阻等于3 kΩ)
电压表V2(量程0~15 V，内阻等于15 kΩ)
电流表A1(量程0~200 mA，内阻等于10 Ω)
电流表A2(量程0~3 A，内阻等于0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0~10 Ω，额定电流2 A)
滑动变阻器R2(0~1 kΩ，额定电流0.5 A)
定值电阻R3(阻值等于1 Ω)
定值电阻R4(阻值等于10 Ω)
定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)
电源E(E=6 V，内阻不计)
（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁__________．
（2）该同学描绘出的I–U图象应是下图中的___________．
第(2)题
某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。

该小组欲利用如图甲所示的实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干：
实验步骤如下：
a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直导线，如图甲所示；
b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转角度θ；
c.根据测量结果进行分析，得出结论。

回答下列问题：
（1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为______A；
（2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T（结果保留两位小数）；
（3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导
线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论，其依据是______；
（4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为
介质的磁导率。

根据题给数据和测量结果，可计算出=_______ 。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L＝1.0 m，与水平面之间的夹角α＝37°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝1.6 Ω的电阻，质量m＝0.5 kg，电阻r＝0.4 Ω的金属棒ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s＝3.8 m时达到稳定状态，对应过程的v－t图像如图乙所示。

取g＝10 m/s2，导轨足够长（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。

求：
（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；
（3）由图中信息计算0～1 s内，导体棒滑过的位移。

第(2)题
如图所示，在平面直角坐标系x轴的上方、半径为R的圆形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，x轴的下方、边长为
2R的正方形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，两匀强磁场的磁感应强度大小相等，圆形区域与正方形区域相切于坐标原点O。

一电荷量为q、质量为m的带负电粒子从A点（在过水平直径的圆周上）沿与水平方向成30°角方向进入圆形区域，进入时粒子的速率为，一段时间后，粒子垂直x轴离开圆形区域，不计带电粒子受到的重力。

（1）求带电粒子离开圆形区域时的坐标；
（2）求带电粒子在整个磁场中的运动时间；
（3）其他条件不变，仅在圆形区域和正方形区域之间（圆形区域下方、正方形区域上方）加一竖直向上的匀强电场（图中未画出），使粒子离开正方形区域时的速度方向与正方形右边界垂直，求所加匀强电场的电场强度大小。

第(3)题
航天技术的发展是当今各国综合国力的直接体现，近年来，我国的航天技术取得了让世界瞩目的成绩，也引领科技爱好者思索航天技术的发展，有人就提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想。

其设想如下：如图所示，在地球上距地心h处沿一条弦挖一光滑通道，在通道的两个出口处A和B分别将质量为的物体和质量为的待发射卫星同时自由释放，，在中点
弹性正撞后，质量为的物体，即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道，设置一个装置，卫星从B冲出就把速度变为沿地球切线方向，但不改变速度大小，这样就有可能成功发射卫星。

已知地球可视为质量分布均匀的球体，且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，地球半径为，表面的重力加速度为。

（1）求地球的第一宇宙速度；
（2）求在地球内部距球心h处的重力加速度大小；
（3）试证明：若单独释放物体，则物体将以为平衡位置作简谐运动；
（4）求卫星成功发射时，h的最大值。