2027届北京市大兴区第一中学高三上学期定位考模拟卷物理试题

**基本信息** 以郭守敬望远镜、自由电子激光器等科技前沿及足球运动、蹦极等生活情境为载体，通过14道单选、2道实验、4道解答题，考查力学、电磁学等核心知识，融合物理观念与科学思维，适配高三定位考模拟需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14/42|波动光学、核反应、气体定律等|结合钇90生产技术考查核反应方程，体现科学态度与责任| |实验题|2/18|双缝干涉、电阻率测量、加速度与力关系|通过电路故障分析、纸带数据处理，落实科学探究要素| |解答题|4/40|力学综合、电磁感应、带电粒子运动|以真空冶炼炉为模型考查涡流应用，强化科学推理与模型建构|

北京市大兴区第一中学2027届高三定位考模拟试卷 高三物理 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（本题共14小题，每题3分，共42分） 1．如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹，下列说法正确的是（     ） A．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 B．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距相同 C．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 D．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距相同 【答案】A 2．2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90（）玻璃微球的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，由核反应生成、则（   ） A．X是质子 B．X是电子 C．a = 90 D．b = 0 【答案】D 3．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中（     ） A．气体压强增大 B．气体对外界做正功 C．气体分子平均速率增大 D．气体向外界放出热量 【答案】B 4．足球比赛中，某队员为接应传球，由静止开始沿直线跑动，先匀加速冲刺，后匀减速至接球点停止。全程用时5 s，位移大小为20 m，则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是（     ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 5．如图所示，小明跳起从同一高度将排球水平击出三次，排球分别落于a、b、c三点，不计空气阻力，关于该过程，下列说法正确的是（   ） A．排球的飞行时间满足ta > tb > tc B．排球的飞行时间满足ta < tb < tc C．排球的初速度满足va < vb < vc D．排球的初速度满足va = vb = vc 【答案】C 6．郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（   ） A． B． C． D． 【答案】C 7．一列简谐横波在时的波形图如图所示，此时处的质点位于平衡位置且沿轴正方向运动，经过1 s第一次回到平衡位置。下列说法正确的是（     ） A．波沿轴正方向传播 B．波的传播速度为 C．一个周期内质点运动的路程为 D．时，质点的速度为0 【答案】D 8．一种名为“飞椅”的游乐设施如图所示，该设施中钢绳一端系着座椅，另一端系在悬臂边缘。绕竖直轴转动的悬臂带动座椅在水平面内做匀速圆周运动，座椅可视为质点，则某座椅运动一周的过程中（　　） A．动量保持不变 B．所受合外力做功为零 C．所受重力的冲量为零 D．始终处于受力平衡状态 【答案】B 9．将蹦极运动简化为直线运动。如图所示，轻质弹性绳的一端固定在点，另一端和人（视为质点）相连。人从点静止下落，经点时绳恰好伸直，到达最低点后向上运动。假设整个过程弹性绳的弹力与伸长量成正比，不计空气阻力。下列说法正确的是（     ） A．人运动到处速度最大 B．人在c点处受到绳的拉力等于人的重力 C．从点到点的过程中，人一直处于超重状态 D．从点到点的过程中，重力势能与弹性势能之和先减小后增大 【答案】D 10．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（   ） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．将一电子从A点移到B点，电子的电势能增大 C．极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 【答案】C 11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接定值电阻和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（     ） A．电压表、的示数之比为1∶2 B．电流表示数不变 C．电流表示数增加 D．变压器输出功率减小 【答案】A 12．铁芯上绕有两个线圈M和N，如图所示。为了能使线圈N中产生感应电流，在线圈M中通入的电流i随时间t的变化关系不可以是图中的（　　） A．B．C．D． 【答案】A 13．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器。时，先将开关S与1端相连，一段时间后再将开关S掷向2端。下图所示的电容器两极板间的电势差和电阻R两端的电势差随时间t的变化关系，可能正确的是（　　） A． B．C．D． 【答案】B 14．自由电子激光器是把电子束的能量转换成相干辐射的激光器，其核心部件之一是扭摆磁铁。如图所示，扭摆磁铁由沿y方向周期性交错排列的2n对、宽度均为a的永磁体组成（）。电子经加速后，以不同的速度从坐标原点O射入平面，在周期性磁场力作用下，部分电子沿y方向前进的同时在x方向上做小幅摆动并辐射电磁波。电子运动情况相同时，辐射的电磁波相位相同。已知磁场沿z方向的分量随y的变化关系为，电子的质量为m、电荷量为e。仅考虑对电子的作用，忽略电子质量和速率的变化。下列说法正确的是（　　） A．在到范围内，电子做匀速圆周运动 B．电子运动过程中，若经过点，则一定会经过点 C．一个电子穿过扭摆磁铁的时间为 D．沿y方向相距为2a的两个电子，辐射的电磁波相位一定相同 【答案】B 第II卷（非选择题） 二、实验题（本题共2小题，共18分） 15．（1）某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 图1 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以 （选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 (2)下列实验操作，正确的是_____________（填选项前的字母）。 A．在“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽末端必须保持水平 B．在“探究气体等温变化规律”实验中，快速拉动柱塞改变空气柱体积 C．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，计算油膜面积时，所有不满格的都不计 (3)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学将实验器材连接成如图2所示的电路。闭合开关后，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数几乎不变。拆除导线________可排除故障（填图中导线字母编号）。 排除故障后进行实验。仅考虑由电表内阻引起的实验误差，电阻率的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。 【答案】(1)B (2)A (3) c 偏小 16．某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示装置进行实验。 （1）安装实验器材，用垫木把长木板的右端垫高来平衡摩擦力； （2）将电火花打点计时器接到________（选填“交流”、“直流”）电源上； （3）保持小车质量不变，改变槽码个数，多次实验后，该同学根据实验数据做出的图像（F为槽码重力）如图所示，发现该图线不通过坐标原点且段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是________（多选）。 A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C．图线段弯曲可能是悬挂物总质量不满足远小于小车质量的条件 （4）某次实验中得到如图所示纸带，相邻计数点间的时间间隔为T。利用纸带求得运动过程中，第五个计数点的速度________，物体的加速度大小_______。（用表示） （5）某次实验中小车质量为M、砝码质量为m，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为。若已知，则此时对应的________。 【答案】 交流 AC 三、解答题（本题共4小题，共40分） 17．（9分）如图所示，一质量的物体静止在水平地面上，时，用一大小为20N、与水平方向成斜向右下方的力推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度，，。求： (1)物体的加速度大小。 (2)物体前内通过的位移大小。 (3)时，力的瞬时功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）物体受力分析如答图所示。 根据牛顿第二定律，水平方向 竖直方向 由 得 （2）根据运动学公式 得 （3）根据瞬时功率定义 且 得 18．（9分）如图所示，长度为的水平粗糙轨道与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点处平滑连接。一质量为m的小物体（可视为质点）以的初速度沿水平轨道从点运动至点后，进入半圆形轨道，并恰能通过轨道最高点。重力加速度为。求： (1)小物体通过点时的速度大小。 (2)小物体经过点时的动能 (3)水平粗糙轨道与物体间的动摩擦因数。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）小物体恰能通过最高点时的受力如图所示 根据牛顿第二定律 得 （2）小物体从运动到的过程中，只有重力做功，根据动能定理 得 （3）小物体在水平面受力分析如图所示 小物体从运动到的过程中，只有摩擦力做功，根据动能定理 得 19．（10分）如图1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈。在线圈中通入变化的电流，就会在炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图2所示的模型，将冶炼炉内的金属块视为一个材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中，线圈中的电流i随时间t均匀增大，即，在炉内产生的磁场可视为匀强磁场（图中未画出），其磁感应强度的大小、方向与圆柱体轴线平行，磁场截面圆心与圆柱体截面圆心重合。圆柱体可看作由一系列同轴圆柱状薄壳组成，每层薄壳自成一个闭合回路，各回路间互不影响。k1和k2均为已知常量。研究半径为r、厚度为的薄壳。      (1)求薄壳回路中的感应电动势E。 (2)已知圆柱体高为h，电阻率为。 a．求薄壳沿感应电流方向的电阻R。 b．求薄壳内的感应电流I。 c．经典物理学认为，金属导体中自由电子在定向移动过程中会受到与其定向移动方向相反的阻力。已知电子的电荷量为e。当薄壳中形成稳定的电流时，论证某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小，并确定a的值。 【答案】(1) (2)a.； b. ；c. 设变化的磁场在半径为r处产生的感生电场为，电流稳定时，电子做匀速直线运动。对一个自由电子有 根据电动势定义有 联立解得 综上可知 对比可知 【详解】（1）题意可知 根据法拉第电磁感应定律有 联立解得 （2）a．根据 b．根据 联立解得 c．略。 20．（12分）用如图所示的装置进行实验探究：将比荷均为的正、负粒子，一起注入加速电场的中心，忽略各粒子的初速度，部分粒子经电场加速形成的粒子束从正极板的小孔射出，然后进入磁分析器部分粒子经电场加速后形成粒子束从负极板上的小孔射出，沿半径为的圆弧轨迹通过静电分析器，接着通过速度选择器（已知只有沿直线运动的粒子才能通过速度选择器），最后在磁分析器中沿半圆弧轨迹偏转回到点。其中加速电场的电压大小为，静电分析器中与圆心等距离的各点电场强度大小相等，方向指向圆心，磁分析器中以为圆心的足够大的半圆形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场。整个系统处于真空中，磁分析器与静电分析器到加速电场与速度选择器的距离相等，不计重力、粒子间的相互作用力及相对论效应。 (1)求静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小。 (2)分析两束粒子是否会相撞，并求磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小。 (3)若速度选择器中磁场的磁感应强度大小为磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小的，则速度选择器中电场的电场强度为多大？ 【答案】(1) (2)不会相撞， (3) 【详解】（1）在加速电场中，由动能定理有 在静电分析器中，有 解得 （2）由题可知粒子束带负电，粒子束带正电； 根据 可得 它们的速率大小相等，可知正、负粒子在磁分析器中运动的圆周半径均为，圆周运动的周期也相等，则两粒子同时进入速度选择器； 粒子束虽然可以通过磁分析器进入速度选择器，但是负粒子从左侧进入速度选择器，受到的洛伦兹力与电场力方向都向下，将向下偏转打到下极板上，不会与粒子束相撞； 粒子在磁分析器中运动由洛伦兹力提供向心力，有 解得。 （3）带正电的粒子能通过速度选择器，则有 可得 又 联立解得。 试卷第8页，共13页 试卷第9页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市大兴区第一中学2027届高三定位考模拟试卷 高三物理 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（本题共14小题，每题3分，共42分） 1．如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹，下列说法正确的是（     ） A．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 B．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距相同 C．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 D．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距相同 2．2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90（）玻璃微球的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，由核反应生成、则（   ） A．X是质子 B．X是电子 C．a = 90 D．b = 0 3．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中（     ） A．气体压强增大 B．气体对外界做正功 C．气体分子平均速率增大 D．气体向外界放出热量 4．足球比赛中，某队员为接应传球，由静止开始沿直线跑动，先匀加速冲刺，后匀减速至接球点停止。全程用时5 s，位移大小为20 m，则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是（     ） A．， B．， C．， D．， 5．如图所示，小明跳起从同一高度将排球水平击出三次，排球分别落于a、b、c三点，不计空气阻力，关于该过程，下列说法正确的是（   ） A．排球的飞行时间满足ta > tb > tc B．排球的飞行时间满足ta < tb < tc C．排球的初速度满足va < vb < vc D．排球的初速度满足va = vb = vc 6．郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（   ） A． B． C． D． 7．一列简谐横波在时的波形图如图所示，此时处的质点位于平衡位置且沿轴正方向运动，经过1 s第一次回到平衡位置。下列说法正确的是（     ） A．波沿轴正方向传播 B．波的传播速度为 C．一个周期内质点运动的路程为 D．时，质点的速度为0 8．一种名为“飞椅”的游乐设施如图所示，该设施中钢绳一端系着座椅，另一端系在悬臂边缘。绕竖直轴转动的悬臂带动座椅在水平面内做匀速圆周运动，座椅可视为质点，则某座椅运动一周的过程中（　　） A．动量保持不变 B．所受合外力做功为零 C．所受重力的冲量为零 D．始终处于受力平衡状态 9．将蹦极运动简化为直线运动。如图所示，轻质弹性绳的一端固定在点，另一端和人（视为质点）相连。人从点静止下落，经点时绳恰好伸直，到达最低点后向上运动。假设整个过程弹性绳的弹力与伸长量成正比，不计空气阻力。下列说法正确的是（     ） A．人运动到处速度最大 B．人在c点处受到绳的拉力等于人的重力 C．从点到点的过程中，人一直处于超重状态 D．从点到点的过程中，重力势能与弹性势能之和先减小后增大 10．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（   ） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．将一电子从A点移到B点，电子的电势能增大 C．极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接定值电阻和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（     ） A．电压表、的示数之比为1∶2 B．电流表示数不变 C．电流表示数增加 D．变压器输出功率减小 12．铁芯上绕有两个线圈M和N，如图所示。为了能使线圈N中产生感应电流，在线圈M中通入的电流i随时间t的变化关系不可以是图中的（　　） A．B．C．D． 13．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器。时，先将开关S与1端相连，一段时间后再将开关S掷向2端。下图所示的电容器两极板间的电势差和电阻R两端的电势差随时间t的变化关系，可能正确的是（　　） A． B．C．D． 14．自由电子激光器是把电子束的能量转换成相干辐射的激光器，其核心部件之一是扭摆磁铁。如图所示，扭摆磁铁由沿y方向周期性交错排列的2n对、宽度均为a的永磁体组成（）。电子经加速后，以不同的速度从坐标原点O射入平面，在周期性磁场力作用下，部分电子沿y方向前进的同时在x方向上做小幅摆动并辐射电磁波。电子运动情况相同时，辐射的电磁波相位相同。已知磁场沿z方向的分量随y的变化关系为，电子的质量为m、电荷量为e。仅考虑对电子的作用，忽略电子质量和速率的变化。下列说法正确的是（　　） A．在到范围内，电子做匀速圆周运动 B．电子运动过程中，若经过点，则一定会经过点 C．一个电子穿过扭摆磁铁的时间为 D．沿y方向相距为2a的两个电子，辐射的电磁波相位一定相同 第II卷（非选择题） 二、实验题（本题共2小题，共18分） 15．（1）某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 图1 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以 （选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 (2)下列实验操作，正确的是_____________（填选项前的字母）。 A．在“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽末端必须保持水平 B．在“探究气体等温变化规律”实验中，快速拉动柱塞改变空气柱体积 C．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，计算油膜面积时，所有不满格的都不计 (3)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学将实验器材连接成如图2所示的电路。闭合开关后，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数几乎不变。拆除导线________可排除故障（填图中导线字母编号）。 排除故障后进行实验。仅考虑由电表内阻引起的实验误差，电阻率的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。 16．某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示装置进行实验。 （1）安装实验器材，用垫木把长木板的右端垫高来平衡摩擦力； （2）将电火花打点计时器接到________（选填“交流”、“直流”）电源上； （3）保持小车质量不变，改变槽码个数，多次实验后，该同学根据实验数据做出的图像（F为槽码重力）如图所示，发现该图线不通过坐标原点且段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是________（多选）。 A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C．图线段弯曲可能是悬挂物总质量不满足远小于小车质量的条件 （4）某次实验中得到如图所示纸带，相邻计数点间的时间间隔为T。利用纸带求得运动过程中，第五个计数点的速度________，物体的加速度大小_______。（用表示） （5）某次实验中小车质量为M、砝码质量为m，根据实验数据作出图像，如图丙所示。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为。若已知，则此时对应的________。 三、解答题（本题共4小题，共40分） 17．（9分）如图所示，一质量的物体静止在水平地面上，时，用一大小为20N、与水平方向成斜向右下方的力推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度，，。求： (1)物体的加速度大小。 (2)物体前内通过的位移大小。 (3)时，力的瞬时功率。 18．（9分）如图所示，长度为的水平粗糙轨道与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点处平滑连接。一质量为m的小物体（可视为质点）以的初速度沿水平轨道从点运动至点后，进入半圆形轨道，并恰能通过轨道最高点。重力加速度为。求： (1)小物体通过点时的速度大小。 (2)小物体经过点时的动能 (3)水平粗糙轨道与物体间的动摩擦因数。 19．（10分）如图1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈。在线圈中通入变化的电流，就会在炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图2所示的模型，将冶炼炉内的金属块视为一个材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中，线圈中的电流i随时间t均匀增大，即，在炉内产生的磁场可视为匀强磁场（图中未画出），其磁感应强度的大小、方向与圆柱体轴线平行，磁场截面圆心与圆柱体截面圆心重合。圆柱体可看作由一系列同轴圆柱状薄壳组成，每层薄壳自成一个闭合回路，各回路间互不影响。k1和k2均为已知常量。研究半径为r、厚度为的薄壳。      (1)求薄壳回路中的感应电动势E。 (2)已知圆柱体高为h，电阻率为。 a．求薄壳沿感应电流方向的电阻R。 b．求薄壳内的感应电流I。 c．经典物理学认为，金属导体中自由电子在定向移动过程中会受到与其定向移动方向相反的阻力。已知电子的电荷量为e。当薄壳中形成稳定的电流时，论证某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小，并确定a的值。 20．（12分）用如图所示的装置进行实验探究：将比荷均为的正、负粒子，一起注入加速电场的中心，忽略各粒子的初速度，部分粒子经电场加速形成的粒子束从正极板的小孔射出，然后进入磁分析器部分粒子经电场加速后形成粒子束从负极板上的小孔射出，沿半径为的圆弧轨迹通过静电分析器，接着通过速度选择器（已知只有沿直线运动的粒子才能通过速度选择器），最后在磁分析器中沿半圆弧轨迹偏转回到点。其中加速电场的电压大小为，静电分析器中与圆心等距离的各点电场强度大小相等，方向指向圆心，磁分析器中以为圆心的足够大的半圆形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场。整个系统处于真空中，磁分析器与静电分析器到加速电场与速度选择器的距离相等，不计重力、粒子间的相互作用力及相对论效应。 (1)求静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小。 (2)分析两束粒子是否会相撞，并求磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小。 (3)若速度选择器中磁场的磁感应强度大小为磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小的，则速度选择器中电场的电场强度为多大？ 试卷第6页，共9页 试卷第7页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $