2027届北京大学附属中学高三上学期调研模拟（分班考）物理试卷

北大附中2027届高三调研模拟测试 物 理 本试卷共4页，共100分。考试时长60分钟。考生务必将答案作答在答题纸上。 一、不定项选择。本部分共10小题，每小题4分，共40分。全部选对的得4分，选不全 的得2分，有选错或不答的得0分。 1.原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域，下列说法正确的是 A.α粒子散射现象说明原子核具有复杂的结构 B.由He+4N→名70+H可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和氮气，几天 后将有氧气生成 C.碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后一定剩下一个原子核 D.光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性 2.一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到 状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说 P Ap. 法正确的是 A.A→B过程中，气体对外做功与从外界吸收的热量相等 B.B→C过程中，单位时间气体撞击单位面积器壁的个数减小 C.状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能 P D.气体状态变化的全过程中，气体对外做的功大于该图像围成 0 4。 的面积 3.如图所示，α、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经 平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光℃，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是 A.在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B.增大入射角，α光在玻璃砖下表面可发生全反射 C.用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，α光条纹间距小 D.用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光 一定也能发生光电效应 4.如图所示，在水平光滑桌面上放有m和m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知m1=3kg, m2=2kg,连接它们的细线最大能承受6N的拉力。现用水平 1 12 外力F向左拉1，为保持细线不断，则F的最大值为 7777 7777 777777 777 77777 A.10N B.12N C.15N D.6N 5.在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计， L 灯泡A1和A2是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是 A.开关闭合瞬间，灯泡A1和A2都立即变亮 R A B.开关闭合稳定后，灯泡A1和A2一样亮 C.开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭 S D.开关由闭合再突然断开，线圈L的左端电势低于右端 6.如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界 磁场，第一次速度v1=v,第二次速度2=2v,在先、后两次过程中，下列说法错误的是 A.线框中感应电流之比为1：2 X B X B.线框中产生热量之比为1：2 XX C.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1：2 XX D.流过线框任一截面的电荷量之比为1：1 7.某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指 示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器 的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电 压表示数为0：当电压示数为导时，电了称量物体质量为m,设变阻器总电阻R,电源电动 势为E,电源内阻可忽略不计，限流电阻阻值为Ro,且R=Ro,不 计一切摩擦和其他阻力。下列说法正确的是 Ro m A.当电压示数为号时电子秤称量物体质量为2m R B.当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m 2 C.该电子秤可称量物体的最大质量为4m D.该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的 8.一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m的物块。用一水平木板将物 块托住，使弹簧处于原长，如图所示。现让木板由静止开始向下做匀加速运动，加速度大小 a=?,忽略一切阻力。下列说法正确的是 A.当弹簧的伸长量x=3时，物块与木板分离 k B.物块下落的整个过程中，物块、弹簧和地球组成的系统机械能守恒 C.物块下落到最低点时的加速度大小为g D.物块下落过程中的最大速度为yn=号V3mk 2k 9.2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星 星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环 月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为α和b,卫星的运行周期为 T:卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M,半径 为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则 A.r=atb+R 2 B.r=a+b+R 2 C.M=4rr GT2 D.M=4πR GT2 10.手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影 响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在 镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁 场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微 镜 头 小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流I 和1的大小和方向（无抖动时I。和1：均为零），使镜头处于零 加速度状态。下列说法正确的是 A.若I.沿顺时针方向，I:=0,则表明a的方向向右 B.若I沿顺时针方向，I.=0,则表明a的方向向下 于机框架 C.若a的方向沿左偏上30°，则I沿顺时针方向，14沿逆时针方向且I.>I D.若a的方向沿右偏上30°，则L.沿顺时针方向，I:沿顺时针方向且L。<Ia 2 二、本部分共5小题，共60分。请用黑色签字笔将答案写在答题卡相应的位置上。 11.(10分)在“验证机械能守恒定律”实验中，可利用图1所 示装置通过研究重物的落体运动来验证机械能守恒定律。 (1)实验中，下列哪些操作是正确的（填各步骤前的字母）。 A.要用秒表测量时间 B.选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好 C.先接通电源，后释放纸带 D.可以利用公式v=√2gh来求解瞬时速度 (2)若实验中所用重物质量m=0.2kg,打出的纸带如图2所示， 图1 O点为开始下落时打出的第一个点，打点时间间隔 为0.02s,则打B点时，重锤动能EkB=J,从 开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是△E=」 12.41cl J(结果均保留3位有效数字)。 18.60cm (3)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起 27.21cm 始点O的距离h,并计算出相应计数点时重物的速 图2 度v,通过描绘2h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力 大小保持不变，从理论上分析，合理的2h图像是图3中的哪个 (选填图像对应 的字母)。 图3 12.(10分)把一个质量为m1=0.2kg的小球放在高度为h=5.0m巴 的直杆的顶端。一颗质量为m'=0.01kg的子弹以vo=500m/s的 速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为 s=20m。g取10m/s2,求 (1)小球被击中后的速度： (2)子弹落地处离杆的距离s': (3)子弹和小球作用过程中系统损失的机械能。 13.(12分)如图所示，一边长为L、质量为m的正方形单匝 线圈abcd,自某高处沿竖直面下落，匀速穿过磁感应强度大小 为B的水平匀强磁场区域，速度大小为)重力加速度大小为g, 不计空气阻力。求： (1)刚进入磁场时线圈中的电流大小： (2)线圈的电阻R: ×××××× (3)线圈穿过磁场区域过程中产生的热量Q。 ×.××××× 3 14.(14分)地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了 深入的研究。 (1)如图1，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一 个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速 度约10m/s,电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感 应强度B大小的数量级为T。 图1 (2)同学进一步利用智能手机 BμT) x轴磁力训 中的磁传感器测量地磁场的磁 -10 感应强度。如图2建立直角坐标 0 系，手机显示屏所在平面为xOy -25 -30 面。该同学在当地对地磁场进行 图2 20 40 60 80 了测量，测量时：轴正向保持竖 B(uT) y轴磁力计 B(uT) 鞋剂 直向上，测量结果如下图。请你 -10 -15 根据测量结果判断该同学是在 -20 -20 -2 (选填“南半球”或“北半球”) 2 30 -30 进行此实验，并估测当地的地磁 20 40 60 80 20 40 60 80 时间（秒） 时间（秒） 场磁感应强度B的大小为 T(结果保留2位有效数字)。 图2 B (3)地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。 赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应 强度为B,方向垂直于剖面，如图3所示。设宇宙射线中B粒子的质量为m, 电荷量为-，最大速率为v,不计大气及重力的作用。要使从各方向射向 地球的β粒子都不能到达地面，求地磁场厚度d应满足的条件。 图3 15.(14分)天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，弄清楚了恒星演化的整个过程， 发现恒星在生命的尽头，在一定条件下通过引力坍缩可以形成中子星。 (1)太阳的质量为2.0×1030kg,半径为7.0×105km,已知某中子星的质量与太阳的质量几 乎相同，但半径只有10km,求该中子星表面和太阳表面的自由落体加速度之比。 (2)2017年，科学家首次直接探测到来自双中子星合并的引力波。将两颗中子星都看作是 质量均匀分布的球体，在它们合并前的一段时间内，它们球心之间的距离为L,两中子星在 相互引力的作用下，围绕二者连线上的某点O做匀速圆周运动。己知两中子星每秒内绕O 点转动n圈，引力常量为G,求两颗中子星的质量之和M。 (3)磁陀星是中子星的一种，拥有极强的磁场，两极的磁感应强度可达到1×10T。由于 磁陀星本身还会高频自转，故可以形成并持续释放出和磁陀星一起自转的、极细的高能电磁 辐射束，如图所示，其效果与海上的灯塔相似，发出的光周期性地掠过地球。当辐射束扫过 地球的时候，地球就能接收到信号。此时地球近似作为质点处理。 中国天眼AST凭借全球最高的灵敏度，成为深度监测宇宙辐射的主力。FAST监测到 某次高能辐射（一种解释是此辐射源自于磁陀星）持续时间为1，相当于接收太阳一个月（实 际接收时间为2)释放出的总能量。己知FAST每经过时间T能接收到一次信号，太阳的辐 射总功率为Po,日地距离为r,该磁陀星到地球的距 离为L,假设在辐射束内到磁陀星距离相等的面上能 量均匀分布，求磁陀星的辐射总功率P。 (注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的 电磁损班束 电磁福州电•【 磁陀星 地球 物理量，要在解题时做必要的说明) 物理试题参考答案 一、选择题：共10小题，每小题4分，部分选对的2分，错选未选不得分，共40分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D C CD C B D AC BC 二、非选择题：共5小题，共60分 11.（10分） （1）BC（2分，漏选得1分，错选不得分） （2）（3分） （3分） （3）A（2分） 12.（10分） （1）子弹穿过小球后，小球平抛运动 根据 解得（2分） 根据 解得（2分） （2）子弹穿过小球过程系统动量守恒 有 解得（2分） 根据 解得（2分） （3）系统损失机械能为（2分） 13.（12分） （1）由二力平衡，（2分） 解得（2分） （2）感应电动势（2分） 由欧姆定律（2分） 可得（2分） （3）根据题意线圈匀速穿过磁场，可知磁场宽度为 由能量守恒 解得（2分） 14.（14分） （1）（2分） （2）北半球（2分） （2分） （3）设粒子运动的半径为，根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力 有（2分） 解得（2分） 即所有粒子的运动半径都相同，如图所示 可推知当粒子沿着磁场边界的切线方向射入时 其到达的位置离地面最近 当其轨迹与地面相切时磁场的厚度为（2分） 因此应满足的条件是（2分） 15.（14分） （1）天体表面的重力等于万有引力 根据 可得（1分） 因此可得 代入数据解得（2分） （2）设恒星和行星的速率分别是和，轨道半径分别是和 由 可知，，（1分） 设两颗中子星的质量分别是和 根据万有引力提供向心力可得 ，（1分） 联立解得（2分） （3）根据圆周运动可得辐射圆斑扫过地球的线速度（1分） 因此辐射圆斑的直径与底面积为 ，（2分） 设FAST的接受面积为，在时间内接收到的太阳辐射总能量为 在时间内接收到的磁陀星辐射总能量为，则有 ，，（2分） 联立解得（2分） 学科网（北京）股份有限公司 $