精品解析：2025届北京市中关村中学高三下学期零模物理试卷

高三物理练习 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列现象中，揭示了光的粒子性的是（　　） A. 光电效应 B. 光的干涉 C. 光的偏振 D. 光的衍射 【答案】A 【解析】 【详解】A．光电效应、康普顿效应能说明光具有粒子性，A正确； BCD．光的干涉、光的偏振和光的衍射能说明光具有波动性，BCD错误。 故选A。 2. 下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 故A符合题意； B．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 故B不符合题意； C．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 故C不符合题意； D．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 故D不符合题意。 故选A。 3. 一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T变化的情况如图所示。气体先后经历状态A、B和C，下列说法正确的是（　　） A. 从状态A到状态B，气体压强保持不变 B. 从状态A到状态B，气体内能保持不变 C. 从状态B到状态C，气体对外做功 D. 从状态B到状态C，气体向外放热 【答案】A 【解析】 【详解】A．从状态A到状态B，气体作等压变化，故A正确； B．从状态A到状态B，温度升高，所以气体内能变大，故B错误； CD．从状态B到状态C，温度升高，气体内能增大，体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知气体从外界吸收热量。故CD错误。 故选A。 4. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则t = T时的波形图为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由于t = 0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，则t = T时波向前传播一个波长，则波的图像为选项D图。 故选D。 5. 如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（　　） A. 斜面体受到地面的摩擦力水平向左 B. 斜面体受到地面的摩擦力为零 C. 斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和 D. 斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和 【答案】C 【解析】 【详解】小物块加速度沿斜面向下，根据对斜面体和小物块整体分析可知，将整体加速度分解为水平方向的和竖直方向的，则根据牛顿第二定律 ， 故斜面体受到地面的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律，地面对斜面体的支持力大小等于斜面体对地面的压力，斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和。 故选C。 6. 如图所示，发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1，2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是（  ） A. 卫星在轨道2上经过Q点的速度小于在轨道1上经过Q点的速度 B. 卫星在轨道2上经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能 C. 卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过P点的机械能 D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过P点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星从轨道1变轨到轨道2，需要在Q点加速做离心运动，所以在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度，故A错误； B．卫星在轨道2上运动时只有万有引力做功，机械能守恒，经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能，故B正确； C．卫星从轨道2变轨到轨道3，需要在P点加速做离心运动，卫星在轨道2上经过P点的机械能小于在轨道3上经过P点的机械能，故C错误； D．根据 卫星在轨道2上经过P点的加速度等于在轨道3上经过P点的加速度，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下 B. 小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向 C. 从A点到C点过程，小球重力的功率保持不变 D. 从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功 【答案】D 【解析】 详解】A．小球经过A点时，合外力提供向心力，则当小球速度较小时 则所受杆的作用力竖直向上；当小球速度较大时 则所受杆的作用力竖直向下；当小球速度 则杆对小球无作用力。故A错误； B．合外力提供向心力，小球受重力和杆给的作用力，则小球所受杆的作用力为右上方。故B错误； C．A点和C点处重力与速度方向垂直，则小球重力的功率为0，B点处重力与速度共线，故重力功率不为0，则从A点到C点的过程，小球重力的功率先增大再减小。故C错误； D．A到C的过程中，重力做正功，根据动能定理可知 故杆对小球的作用力做负功。故D正确。 故选D。 8. 自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A. 仅增加原线圈匝数 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈 【答案】B 【解析】 【详解】A．由知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故A错误； B．由知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确； C．由知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误； D．将两个3.8V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（ ） A. 线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B. 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 C. 线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向，A错误； B．线框出磁场的过程中，根据 E = Blv 联立有 由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左，则v减小，线框做加速度减小的减速运动，B错误； C．由能量守恒定律得线框产生的焦耳热 Q = FAL 其中线框进出磁场时均做减速运动，但其进磁场时的速度大，安培力大，产生的焦耳热多，C错误； D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量 其中 ， 则联立有 由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L，则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D正确。 故选D。 10. 氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上Hα、Hβ、Hγ和Hδ谱线应从右向左排列。由于氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4条谱线排列越来越紧密，故A正确。 故选A。 11. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中（　　） A. 摩擦力做功大小与F方向无关 B. 合力做功大小与F方向有关 C. F为水平方向时，F做功为 D. F做功的最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设力F与水平方向的夹角为θ，则摩擦力为 摩擦力的功 即摩擦力功与F的方向有关，选项A错误； B．合力功 可知合力功与力F方向无关，选项B错误； C．当力F水平时，则 力F做功为 选项C错误； D．因合外力功为max大小一定，而合外力的功等于力F与摩擦力f做功的代数和，而当时，摩擦力f=0，则此时摩擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为max，选项D正确。 故选D。 12. 如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场。边长为的正方形线框的总电阻为。除边为硬质金属杆外，其它边均为不可伸长的轻质金属细线，并且边保持不动，杆的质量为。将线框拉至水平后由静止释放，杆第一次摆到最低位置时的速率为。重力加速度为，忽略空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 端电势始终低于端电势 B. 杆中电流的大小、方向均保持不变 C. 安培力对杆的冲量大小为 D. 安培力对杆做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由右手定则可知，杆切割磁感线产生的感应电流方向为，则端电势始终高于端电势，故A错误； B．根据题意可知，杆运动过程中，垂直磁场方向分速度大小发生变化，则感应电流大小变化，故B错误； C．安培力对杆的冲量大小为 又有、和，可得 则培力对杆的冲量大小为 故C正确； D．根据题意，设安培力对杆做的功为，由动能定理有 解得 故D错误。 故选C。 13. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，OP = a。不计重力。根据上述信息可以得出（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 B. 带电粒子在磁场中运动的速率 C. 带电粒子在磁场中运动的时间 D. 该匀强磁场的磁感应强度 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】粒子恰好垂直于y轴射出磁场，做两速度的垂线交点为圆心，轨迹如图所示 A．由几何关系可知 因圆心的坐标为，则带电粒子在磁场中运动的轨迹方程为 故A正确； BD．洛伦兹力提供向心力，有 解得带电粒子在磁场中运动的速率为 因轨迹圆的半径可求出，但磁感应强度未知，则无法求出带电粒子在磁场中运动的速率，故BD错误； C．带电粒子圆周的圆心角为，而周期为 则带电粒子在磁场中运动的时间为 因磁感应强度未知，则运动时间无法求得，故C错误； 故选A。 14. 黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，为光速，为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法错误的是（ ） A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向靠近地球的方向运动 B. 观测到伴星光谱谱线波长的最小值，对应着伴星在图中A位置 C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度 D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径 【答案】C 【解析】 【详解】A．由为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）可知，观测到伴星光谱谱线的波长，则，故伴星在地球视线方向的分速度方向与地球视线方向相反，因为伴星从离地球最远点运动到离地球最近点时沿地球视线方向的分速度方向与地球视线方向相反，故伴星向靠近地球的方向运动，A正确，不符合题意； B．由可知，观测到伴星光谱谱线波长的最小值时，且沿地球视线方向分速度最大，即为A位置，B正确，不符合题意； D．根据图像可知，伴星光谱谱线波长变化的周期等于伴星绕黑洞做圆周运动的周期，若观测到伴星光谱谱线波长的最大值，则v的方向与视线方向相同，且该分速度达到最大值，即该位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，此时分速度即等于伴星绕黑洞圆周运动的线速度，令最大波长与伴星绕黑洞圆周运动的线速度分别为、 则有 根据线速与周期的关系有 解得 即可求出伴星运动的半径r，D正确，不符合题意； C．伴星绕黑洞做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 结合上述可以求出黑洞的质量，因为黑洞半径未知，故根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长不可以估测黑洞的密度，C错误，符合题意。 故选C。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 用多用电表测量一电阻的阻值。 （1）下列操作符合多用电表使用规范的是________。 A. 在使用多用电表之前，应检查指针是否在左端零刻线，如果不在，需要进行机械调零 B. 先将被测电阻与工作电路断开，再进行测量 C. 测量结束后，不必将选择开关置于“OFF”挡 （2）当选择开关置于倍率为“”的欧姆挡时，表盘指针位置如图所示，则被测电阻的阻值为________。 （3）测完（2）的电阻后，想继续测量阻值大约为200欧的电阻，下列说法中正确的是________。 A. 测量阻值大约为200欧的电阻，改用不同倍率，不需要重新欧姆调零 B. 待测电阻约200Ω，需要使用“×100”挡 C. 待测电阻约200Ω，需要使用“×10”挡 【答案】（1）AB （2）## （3）C 【解析】 【小问1详解】 A．在使用多用电表之前，应检查指针是否在左端零刻线，如果不在，需要进行机械调零，A正确； B．先将被测电阻与工作电路断开，再进行测量，否则会受到工作电路中其它元器件的影响，致使测量结果不准，B正确； C．测量结束后，需要将选择开关置于“OFF”挡或者交流电压最高档，C错误。 故选AB 【小问2详解】 当选择开关置于倍率为“”的欧姆挡时，被测电阻为 【小问3详解】 A．使用欧姆表测量电阻时，每次更换倍率都需要重新进行欧姆调零，故测完（2）的电阻后，想继续测量阻值大约为200欧的电阻，改“×10”倍率，需要重新欧姆调零，A错误； BC．用欧姆表测电阻，指针应在中值电阻附近，测量比较准确，故待测电阻约200Ω，需要使用“×10”挡，B错误，C正确。 故选C。 16. 在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行了测量。 （1）在测量了电阻丝的长度之后，该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图1所示为________mm。 （2）现有电源（电动势为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω） B.电流表（量程0~3A，内阻约1.0Ω） C.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） D.滑动变阻器（0~5Ω，额定电流2A） E.滑动变阻器（0~200Ω，额定电流1A） 为减小误差，电流表应选________，电压调节范围尽量大，滑动变阻器应选________（选填器材前的字母）。 （3）然后补充完成图2中实物间的连线。_______ （4）关于上述实验，下列说法正确的是________。（选填选项前的字母） A. 用螺旋测微器多次测量金属丝不同位置的直径并取平均值可以减小偶然误差 B. 用电压—电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小系统误差 C. 只考虑电表内阻引起的误差，电压表分流会导致电阻测量值偏小 D. 只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏大 （5）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，待测电阻两端的电压也随之增加，下列反映关系的示意图中正确的是________。 A. B. C. 【答案】（1）0.670##0.671##0.672 （2） ①. A ②. D （3） （4）AC （5）A 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为 【小问2详解】 [1][2]电路中的最大电流为 故选量程0~0.6A的电流表A； 电压调节范围尽量大，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便调节，选择最大阻值较小的滑动变阻器D； 【小问3详解】 由于，故待测电阻属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如下： 【小问4详解】 A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差，故A正确； B．用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，不能减小系统误差，故B错误； CD．只考虑电表内阻引起的误差，本实验采用电流表外接，误差来源于电压表分流会导致电流的测量值较大，则电阻测量值偏小，故D错误，C正确。 故选AC。 【小问5详解】 当时，待测电阻部分被短路，此时，设电压表和待测电阻并联后与电流表串联部分的总电阻为，滑动变阻器单位长度的电阻为k，总长为L，故电路中的总电阻为 根据闭合电路欧姆定律可知两端电压为 联立整理得 根据数学知识可知函数为递减函数且减小的越来越慢，对比①式可得随着的增大在增大，且增大的越来越慢，根据串并联电路规律可知待测电阻两端的电压与成正比关系，故随着的增大在增大，且增大的越来越快。 故选A。 17. 图1中过山车可抽象为图2所示模型：弧形轨道下端与半径为R的竖直圆轨道平滑相接，B点和C点分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距B点高4R的A点静止释放，先后经过B点和C点，而后沿圆轨道滑下。忽略一切摩擦，已知重力加速度g。 （1）求小球通过B点时的速度大小vB。 （2）求小球通过C点时，轨道对小球作用力的大小F和方向。 （3）请分析比较小球通过B点和C点时加速度的大小关系。 【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3） 【解析】 【详解】（1）小球从A到B由机械能守恒定律 解得小球通过B点时的速度大小 （2）小球从A到C由机械能守恒定律 解得小球通过C点时的速度大小 在C点由牛顿第二定律 解得小球通过C点时，轨道对小球作用力的大小 方向竖直向下。 （3）小球在B点的加速度大小为 小球在C点的加速度大小为 所以 18. 如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根相距的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为的电容器，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为，导体棒的质量为、接入电路的电阻为。开关闭合前电容器的电荷量为。 （1）求闭合开关瞬间通过导体棒的电流； （2）求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小； （3）导体棒达到最大理论速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 闭合开关的瞬间电容器两板间的电压为 通过导体棒的电流为 联立可得 【小问2详解】 由牛顿第二定律 解得闭合开关瞬间导体棒的加速度大小 【小问3详解】 导体棒达到最大理论速度时电容器两端电压等于导体棒切割磁感线产生的感应电动势 对导体棒应用动量定理，又因为 联立可得 19. 如图1所示，把一个质量为m、有小孔的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。开始时弹簧处于原长，在小球运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内，忽略空气阻力的影响。 （1）把小球拉向右方，然后由静止释放，小球将在平衡位置附近往复运动。若以小球的平衡位置为坐标原点O，以水平向右为正方向建立坐标轴Ox，用x表示小球在平衡位置附近往复运动的位移。 a．请在图2中画出弹簧弹力F随x变化的示意图； b．已知小球经过平衡位置时速度大小为v，求小球由静止释放后第一次运动至平衡位置的过程中，弹簧弹力对小球做的功W。 （2）让静止在平衡位置的小球突然获得向左的初速度，开始在平衡位置附近振动。已知振动过程的振幅为A，弹簧振子的振动周期。为了求得小球获得的初速度大小，某同学的解法如下：设向左压缩弹簧过程中弹簧的平均作用力大小为F， 由动能定理可知① 由动量定理可知② 小球由平衡位置向左运动压缩弹簧至最短的过程所用时间③ 联立①②③式，可得 a．请指出这位同学在求解过程中的错误； b．借助图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，请正确求解出小球初速度大小； c．弹簧振子在运动过程中，求弹簧弹力对小球做正功时，其瞬时功率P的最大值。 【答案】（1）a．；b．；（2）a．见解析；b．；c． 【解析】 【详解】（1）a．由弹力F与x关系式 可知F随x变化的示意图如下图所示 b．小球由静止释放后第一次运动到平衡位置的过程中，由动能定理得 （2）a．在用动能定理和动量定理列式过程中，两次平均力的物理意义不同，①式动能定理中的平均力F是合力对位移的平均值，②式是动量定理中的平均力F是合力对时间的平均值，两个式子中的力是不相同的，所以求解是错误的 b．由F随x图像可知，小球向左压缩弹簧的过程中，克服弹力做的功为 由动能定理可知 解得 c．弹簧振子在运动过程中，当振动位移为x时的速度大小为 ，根据机械能守恒 解得 当振动的位移为x时，弹簧对小球做功的瞬时功率为 整理可得 分析可知，当 时，功率最大，此时有 20. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。 已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。 （1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a； （2）求径向磁场的磁感应强度大小； （3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对于氙离子，仅考虑电场的作用，则氙离子在放电室时只受电场力作用，由牛顿第二定律 解得氙离子在放电室内运动的加速度大小 （2）电子在阳极附近在垂直于轴线的平面绕轴线做半径做匀速圆周运动，则轴线方向上所受电场力与径向磁场给的洛仑兹力平衡，沿着轴线方向的匀强磁场给的洛仑兹力提供向心力，即 ， 解得径向磁场的磁感应强度大小为 （3）单位时间内阴极发射的电子总数为n，被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，设单位时间内进入放电室的电子数为，则未进入的电子数为，设单位时间内被电离的氙离子数为,则有 已知氙离子数从放电室右端喷出后与未进入放电室的电子刚好完全中和，则有 联立可得单位时间内被电离的氙离子数为 氙离子经电场加速，有 时间内氙离子所受到的作用力为，由动量定理有 解得 由牛顿第三定律可知，霍尔推进器获得的推力大小 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高三物理练习 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列现象中，揭示了光的粒子性的是（　　） A. 光电效应 B. 光的干涉 C. 光的偏振 D. 光的衍射 2. 下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ） A. B. C. D. 3. 一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T变化的情况如图所示。气体先后经历状态A、B和C，下列说法正确的是（　　） A. 从状态A到状态B，气体压强保持不变 B 从状态A到状态B，气体内能保持不变 C. 从状态B到状态C，气体对外做功 D. 从状态B到状态C，气体向外放热 4. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则t = T时的波形图为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（　　） A. 斜面体受到地面的摩擦力水平向左 B. 斜面体受到地面的摩擦力为零 C. 斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和 D. 斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和 6. 如图所示，发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1，2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是（  ） A. 卫星在轨道2上经过Q点的速度小于在轨道1上经过Q点的速度 B. 卫星在轨道2上经过Q点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能 C. 卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过P点的机械能 D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过P点的加速度 7. 如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下 B. 小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向 C. 从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变 D. 从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功 8. 自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A. 仅增加原线圈匝数 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈 9. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（ ） A. 线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B. 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 C. 线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 10. 氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中（　　） A. 摩擦力做功大小与F方向无关 B. 合力做功大小与F方向有关 C. F为水平方向时，F做功为 D. F做功的最小值为 12. 如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场。边长为的正方形线框的总电阻为。除边为硬质金属杆外，其它边均为不可伸长的轻质金属细线，并且边保持不动，杆的质量为。将线框拉至水平后由静止释放，杆第一次摆到最低位置时的速率为。重力加速度为，忽略空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 端电势始终低于端电势 B. 杆中电流的大小、方向均保持不变 C. 安培力对杆的冲量大小为 D. 安培力对杆做的功为 13. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，OP = a。不计重力。根据上述信息可以得出（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 B. 带电粒子在磁场中运动的速率 C. 带电粒子在磁场中运动的时间 D. 该匀强磁场的磁感应强度 14. 黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，为光速，为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法错误的是（ ） A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向靠近地球的方向运动 B. 观测到伴星光谱谱线波长的最小值，对应着伴星在图中A位置 C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度 D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 用多用电表测量一电阻的阻值。 （1）下列操作符合多用电表使用规范是________。 A. 在使用多用电表之前，应检查指针是否在左端零刻线，如果不在，需要进行机械调零 B. 先将被测电阻与工作电路断开，再进行测量 C. 测量结束后，不必将选择开关置于“OFF”挡 （2）当选择开关置于倍率为“”欧姆挡时，表盘指针位置如图所示，则被测电阻的阻值为________。 （3）测完（2）的电阻后，想继续测量阻值大约为200欧的电阻，下列说法中正确的是________。 A. 测量阻值大约为200欧的电阻，改用不同倍率，不需要重新欧姆调零 B. 待测电阻约200Ω，需要使用“×100”挡 C. 待测电阻约200Ω，需要使用“×10”挡 16. 在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行了测量。 （1）在测量了电阻丝长度之后，该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图1所示为________mm。 （2）现有电源（电动势为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω） B.电流表（量程0~3A，内阻约1.0Ω） C.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） D.滑动变阻器（0~5Ω，额定电流2A） E.滑动变阻器（0~200Ω，额定电流1A） 为减小误差，电流表应选________，电压调节范围尽量大，滑动变阻器应选________（选填器材前的字母）。 （3）然后补充完成图2中实物间的连线。_______ （4）关于上述实验，下列说法正确的是________。（选填选项前的字母） A. 用螺旋测微器多次测量金属丝不同位置的直径并取平均值可以减小偶然误差 B. 用电压—电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小系统误差 C. 只考虑电表内阻引起的误差，电压表分流会导致电阻测量值偏小 D. 只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏大 （5）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，待测电阻两端的电压也随之增加，下列反映关系的示意图中正确的是________。 A. B. C. 17. 图1中过山车可抽象为图2所示模型：弧形轨道下端与半径为R的竖直圆轨道平滑相接，B点和C点分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距B点高4R的A点静止释放，先后经过B点和C点，而后沿圆轨道滑下。忽略一切摩擦，已知重力加速度g。 （1）求小球通过B点时的速度大小vB。 （2）求小球通过C点时，轨道对小球作用力的大小F和方向。 （3）请分析比较小球通过B点和C点时加速度的大小关系。 18. 如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中，两根相距的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为的电容器，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为，导体棒的质量为、接入电路的电阻为。开关闭合前电容器的电荷量为。 （1）求闭合开关瞬间通过导体棒的电流； （2）求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小； （3）导体棒达到最大理论速度。 19. 如图1所示，把一个质量为m、有小孔的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。开始时弹簧处于原长，在小球运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内，忽略空气阻力的影响。 （1）把小球拉向右方，然后由静止释放，小球将在平衡位置附近往复运动。若以小球的平衡位置为坐标原点O，以水平向右为正方向建立坐标轴Ox，用x表示小球在平衡位置附近往复运动的位移。 a．请在图2中画出弹簧弹力F随x变化的示意图； b．已知小球经过平衡位置时速度大小为v，求小球由静止释放后第一次运动至平衡位置的过程中，弹簧弹力对小球做的功W。 （2）让静止在平衡位置小球突然获得向左的初速度，开始在平衡位置附近振动。已知振动过程的振幅为A，弹簧振子的振动周期。为了求得小球获得的初速度大小，某同学的解法如下：设向左压缩弹簧过程中弹簧的平均作用力大小为F， 由动能定理可知① 由动量定理可知② 小球由平衡位置向左运动压缩弹簧至最短的过程所用时间③ 联立①②③式，可得 a．请指出这位同学在求解过程中的错误； b．借助图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，请正确求解出小球初速度大小； c．弹簧振子在运动过程中，求弹簧弹力对小球做正功时，其瞬时功率P的最大值。 20. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。 已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。 （1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a； （2）求径向磁场的磁感应强度大小； （3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$