2024屆北京市豐臺區(qū)高三下學(xué)期4月二模物理試題 含答案及解析版物理試卷

屆北京市豐臺區(qū)高三下學(xué)期4月二模物理試題1．位于我國廣東江門的中微子實驗室正在有序建設(shè)中，中微子是科學(xué)家在研究β衰變過程中預(yù)言并發(fā)現(xiàn)的一種粒子，對人類了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和宇宙的起源與演化具有重要意義。以下核反應(yīng)方程屬于β衰變的是（）A．92238U→C．12H+2．下列說法正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)進行的化學(xué)反應(yīng)B．布朗運動就是固體分子的無規(guī)則運動C．物體溫度升高時每一個分子的動能都增大D．分子間的作用力為0時分子勢能最小3．如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。匝數(shù)為n、面積為S的矩形線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，回路中總電阻為A．線圈在圖示位置時通過線圈的磁通量為0B．從圖示位置開始計時感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為nBSωC．回路中電流的有效值為2D．回路中的電功率為n4．繩上質(zhì)點P在外力作用下從平衡位置開始沿豎直方向做簡諧運動，帶動繩上各點依次上下振動。振動傳到質(zhì)點Q時繩子上的波形如圖所示。已知波的傳播速度為v，P、Q平衡位置間的距離為L，下列說法正確的是（）A．質(zhì)點M此時向下振動B．質(zhì)點P的振動周期為3LC．質(zhì)點P開始振動的方向是向下的D．開始振動后，P、N兩質(zhì)點的振動步調(diào)總是一致5．木星有4顆衛(wèi)星是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中有兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比約為1:4。根據(jù)以上信息可知這兩顆衛(wèi)星的（）A．線速度大小之比約為1:2 B．周期之比約為1:8C．向心加速度大小之比約為4:1 D．向心力大小之比約為16:16．用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量之間的關(guān)系.分別用三束光照射同一陰極K進行了三次實驗，得到電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．入射光光子的能量①＞②＞③B．光電子的最大初動能①＞②＞③C．單位時間照射到K上的光子數(shù)①＞③D．照射到K上時金屬的逸出功②最大7．如圖所示，水平地面上放置一個質(zhì)量為10kg、傾角為37°的斜面體。一個質(zhì)量為5kg的箱子在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面體勻速上滑，斜面體保持靜止。已知箱子與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，重力加速度g取10ms2A．箱子對斜面體壓力的大小為30B．拉力F的大小為10C．斜面體對地面壓力的大小為150D．地面給斜面體的摩擦力大小為328．如圖甲所示，在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。規(guī)定磁場豎直向上為正，導(dǎo)體環(huán)中電流沿順時針方向（俯視）為正，導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流隨時間變化的圖像正確的是（）ABCD9．如圖甲所示，A、B是某點電荷電場中一條電場線上的兩點，一個電子僅在靜電力的作用下從A點運動到B點的v?t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．該點電荷為正電荷B．電子在A點受到的電場力小于在B點受到的電場力C．A點的電勢高于B點的電勢D．電子在A點的電勢能大于在B點的電勢能10．如圖所示，電源電動勢為6V，電路中有AB、CD、EF、GH四根連接電路的導(dǎo)線，其中一根導(dǎo)線內(nèi)部的銅絲是斷的，電路其余部分完好。為了查出故障導(dǎo)線，某同學(xué)選用多用電表直流10V擋，閉合開關(guān)后，將多用電表紅表筆接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D、F所示的接線柱上，多用電表的示數(shù)分別為0V、0A．AB B．CD C．EF D．GH11．如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為l的細線懸于P點，使小球在水平面內(nèi)以角速度ω做勻速圓周運動。已知小球做圓周運動時圓心O到懸點P的距離為h，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．繩對小球的拉力大小為mB．小球轉(zhuǎn)動一周，繩對小球拉力的沖量為0C．保持h不變，增大繩長l，ω增大D．保持h不變，增大繩長l，繩對小球拉力的大小不變12．如圖所示，質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為l的單匝正方形導(dǎo)線框abcd從某一高度處自由下落，勻速穿過一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．磁場區(qū)域的寬度小于lB．線框進入磁場時的速度大小為mgC．線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mglD．線框進入和穿出磁場過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量均為B13．如圖所示，讓11H、12H和A．進入偏轉(zhuǎn)電場時三種粒子具有相同的速度B．進入偏轉(zhuǎn)電場時三種粒子具有相同的動能C．三種粒子從不同位置沿不同方向離開偏轉(zhuǎn)電場D．三種粒子從相同位置沿相同方向離開偏轉(zhuǎn)電場14．如圖甲所示，中國工程物理研究院建立的“聚龍一號”實現(xiàn)了我國磁化套筒慣性約束聚變裝置零的突破。該裝置實現(xiàn)聚變的核心區(qū)域為一個半徑為r（大約為1cm）、類似指環(huán)的金屬套筒。套筒放在軸向的勻強磁場B中，內(nèi)部空間充滿固定體積的氘氚氣體（如圖乙陰影部分）。當(dāng)沿軸向通入大電流I后，金屬套筒迅速在100ns時間內(nèi)汽化成等離子體。在洛倫茲力的作用下，等離子體向中心匯聚，壓縮氘氚氣體發(fā)生聚變反應(yīng)釋放出能量。大電流產(chǎn)生的磁場提供給套筒側(cè)面的壓強滿足關(guān)系：pmA．該裝置將電能全部轉(zhuǎn)化成聚變反應(yīng)的核能B．外加磁場的作用是保證汽化后的等離子體受到軸向洛倫茲力的作用C．施加在套筒上的電流越大，越有利于聚變的發(fā)生D．套筒的厚度越大，汽化后的等離子體越容易向軸向運動，越有利于聚變的發(fā)生15．用圖甲所示的裝置探究氣體的等溫變化規(guī)律。(1)下列哪些操作是必需的__________。A．調(diào)節(jié)空氣柱長度時柱塞應(yīng)緩慢地向下壓或向上拉B．測量空氣柱的直徑C．讀取壓力表示數(shù)D．讀取空氣柱的長度(2)某小組利用測量得到的數(shù)據(jù)繪制的p?V圖像如圖乙所示，該組同學(xué)猜測空氣柱的壓強跟體積成反比。如果想進一步通過圖像來檢驗這個猜想是否合理，應(yīng)當(dāng)利用實驗數(shù)據(jù)做出圖像。（3）“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗示意圖如圖所示：靈敏電流計和線圈組成閉合回路，通過“插入”“拔出”條形磁鐵，使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。記錄實驗過程中的相關(guān)信息，分析得出楞次定律。下列說法正確的是（）A．實驗時必須保持磁鐵運動的速率不變B．該實驗需要知道線圈的繞向C．該實驗需要記錄磁鐵的運動方向D．該實驗需要判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系（4）某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率。在畫界面時，不小心將界面PQ畫的比實際位置靠下一些，如圖中P'Q'所示。若其他操作均正確，則測得的折射率與真實值相比（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）。16．在“測量金屬絲電阻率”的實驗中。(1)如圖所示，用螺旋測微器測量金屬絲直徑，則金屬絲直徑D=mm；(2)待測金屬絲電阻較小，為使電阻的測量結(jié)果盡量準確，且金屬絲兩端的電壓從零開始變化。以下實驗電路符合要求的是__________；ABCD(3)實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，讀取多組電壓、電流值，描繪出的U?I圖線如圖所示。若圖線的斜率為k，金屬絲的長度為l，直徑為D，則金屬絲電阻率的表達式為；（用k、l、D表示）(4)某同學(xué)認為，在不改變電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以另外設(shè)計一種實驗方案，通過改變金屬絲長度，并利用某一電表測得的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)的圖像，進而通過圖線的斜率求得金屬絲的電阻率。請簡要說明實驗方案，并用斜率k'表示金屬絲的電阻率17．如圖所示，水平桌面上放置一光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌距地面高度為H，末端伸出桌面.質(zhì)量為m的物塊A從某一高度由靜止釋放，與導(dǎo)軌末端靜止放置的質(zhì)量也為m的物塊B發(fā)生碰撞。碰后兩物塊粘在一起運動，落在地面上。落地點到拋出點的水平距離為x。不計空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）兩物塊碰撞后速度的大小v0（2）物塊A滑至導(dǎo)軌最低點時速度的大小v；（3）碰撞過程中損失的機械能ΔE

18．如圖所示，十米跳臺跳水是奧運跳水比賽項目之一，我國運動員在這一項目中占據(jù)絕對優(yōu)勢，已知十米跳臺下面的池水深度約為5m，運動員質(zhì)量約60kg，重力加速度g?。?）求運動員剛接觸水面時的速度大小；（2）假設(shè)運動員入水后到達池底時的速度恰好為0，求運動員從剛接觸水面到接觸池底過程中受到的平均阻力的大??；（3）運動員完全入水后，由于人體的密度和水的密度幾乎相等，所以其重力與浮力大小幾乎相等，運動過程中受到水的阻力與速度的關(guān)系滿足：f=?kv。假設(shè)運動員完全入水的瞬間速率為15ms，估算比例系數(shù)

19．（1）如圖甲所示，在探究平行板電容器電容的實驗中，保持電容器所帶電荷量Q、兩極板正對面積S、極板間距d都不變，在兩極板間插入絕緣介質(zhì)（如有機玻璃板）后，發(fā)現(xiàn)靜電計指針張角變小.請根據(jù)實驗現(xiàn)象推理說明兩極板之間插入絕緣介質(zhì)對平行板電容器電容C的影響。（2）絕緣介質(zhì)中只有不能自由移動的束縛電子和原子實（帶正電）。把絕緣介質(zhì)放入電場中，由于束縛電子和原子實的電性不同，受到靜電力方向不同，因此束縛電子和原子實被“拉開”極小距離，最終的宏觀效果為均勻介質(zhì)表面出現(xiàn)正負電荷，如圖乙所示。這種現(xiàn)象稱為介質(zhì)的極化，表面出現(xiàn)的電荷稱為極化電荷。a.現(xiàn)有一長方體均勻絕緣介質(zhì)，長、寬、高分別為a、b、c，若沿a方向施加場強為E0的勻強電場，絕緣介質(zhì)表面單位面積產(chǎn)生的極化電荷量為P。極化電荷分布在介質(zhì)表面可視為平行板電容器，電容C=S4πkdb.請根據(jù)上述材料，解釋（1）中插入絕緣介質(zhì)（如圖丙所示）后電容器的電容變化的原因.（需要的物理量可自行設(shè)定）

20．“地磁爆”是由太陽風(fēng)暴引起的：強烈的太陽風(fēng)暴將大量的帶電粒子（質(zhì)子和電子）以極大的初速度向外拋射，到達地球后影響了地球磁場的分布，對地球的電力、通信產(chǎn)生影響。（1）已知質(zhì)量為m的質(zhì)點在太陽的引力范圍內(nèi)所具有的勢能為Ep=?GMmr，r為質(zhì)點到太陽中心的距離。已知G=6.67×10?11N?m2kg2，太陽質(zhì)量a.估算質(zhì)子到達地球附近時的速度的大小v（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；b.地球周圍存在磁場，赤道上空磁感應(yīng)強度的方向平行于經(jīng)線向北。假設(shè)在赤道上空某處存在厚度約為20km的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小約為3×（2）考慮地球引力的作用，上述勻強磁場區(qū)域內(nèi)還存在重力場，重力場可認為是均勻的。該區(qū)域內(nèi)有大量的等離子體（質(zhì)子和電子），故被稱為等離子層。在磁場和重力場的共同作用下，等離子層中電子和質(zhì)子的無規(guī)則熱運動宏觀上表現(xiàn)為赤道平面內(nèi)繞地心的定向運動和其他運動的疊加，形成可觀測的電流。已知該區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度為B，重力加速度為g，不計帶電粒子間的相互作用，質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為q。請利用運動的合成和分解，求質(zhì)子繞地心定向運動的速度。（提示：為簡化模型，假設(shè)帶電粒子無規(guī)則運動的速度方向僅局限在赤道平面內(nèi)，如圖所示）

2024屆北京市豐臺區(qū)高三下學(xué)期4月二模物理試題1．位于我國廣東江門的中微子實驗室正在有序建設(shè)中，中微子是科學(xué)家在研究β衰變過程中預(yù)言并發(fā)現(xiàn)的一種粒子，對人類了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和宇宙的起源與演化具有重要意義。以下核反應(yīng)方程屬于β衰變的是（）A．92238U→C．12H+1.【答案】B【解析】A核反應(yīng)方程屬于α衰變，A不符合題意；B核反應(yīng)方程屬于β衰變，B符合題意；C核反應(yīng)方程屬于核聚變，C不符合題意；D核反應(yīng)方程屬于核裂變，D不符合題意。2．下列說法正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)進行的化學(xué)反應(yīng)B．布朗運動就是固體分子的無規(guī)則運動C．物體溫度升高時每一個分子的動能都增大D．分子間的作用力為0時分子勢能最小2.【答案】D【解析】擴散是指一種物質(zhì)進入另一種物質(zhì)的現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象不是化學(xué)反應(yīng)，故A錯誤；布朗運動是微小顆粒的無規(guī)則運動，不是固體分子的無規(guī)則運動，故B錯誤；物體溫度升高時，分子的平均動能增大，但不是每一個分子的動能都增大，故C錯誤；分子勢能與分子距離之間的關(guān)系如圖所示可知分子間的作用力為0時分子勢能最小，故D正確。3．如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。匝數(shù)為n、面積為S的矩形線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，回路中總電阻為A．線圈在圖示位置時通過線圈的磁通量為0B．從圖示位置開始計時感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為nBSωC．回路中電流的有效值為2D．回路中的電功率為n3.【答案】C【解析】線圈在圖示位置時通過線圈的磁通量最大為BS，故A錯誤；從圖示位置開始計時感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為e=nBSωsinωt，故B錯誤；回路中的電動勢有效值E=nBSω2，回路中電流的有效值I=ER4．繩上質(zhì)點P在外力作用下從平衡位置開始沿豎直方向做簡諧運動，帶動繩上各點依次上下振動。振動傳到質(zhì)點Q時繩子上的波形如圖所示。已知波的傳播速度為v，P、Q平衡位置間的距離為L，下列說法正確的是（）A．質(zhì)點M此時向下振動B．質(zhì)點P的振動周期為3LC．質(zhì)點P開始振動的方向是向下的D．開始振動后，P、N兩質(zhì)點的振動步調(diào)總是一致4.【答案】D【解析】由題意可知，波向左傳播，根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點M此時向上振動，故A錯誤；由圖可知，波長λ=23L，則質(zhì)點P的振動周期T=λv=2L3v，故B錯誤；根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點Q開始振動的方向是向上的，則質(zhì)點P開始振動的方向是向上的，故C錯誤；由圖可知5．木星有4顆衛(wèi)星是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中有兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比約為1:4。根據(jù)以上信息可知這兩顆衛(wèi)星的（）A．線速度大小之比約為1:2 B．周期之比約為1:8C．向心加速度大小之比約為4:1 D．向心力大小之比約為16:15.【答案】B【解析】根據(jù)F=GMmr2=mv2r=m4π2T26．用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量之間的關(guān)系.分別用三束光照射同一陰極K進行了三次實驗，得到電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．入射光光子的能量①＞②＞③B．光電子的最大初動能①＞②＞③C．單位時間照射到K上的光子數(shù)①＞③D．照射到K上時金屬的逸出功②最大6.【答案】C【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得eUc=E7．如圖所示，水平地面上放置一個質(zhì)量為10kg、傾角為37°的斜面體。一個質(zhì)量為5kg的箱子在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面體勻速上滑，斜面體保持靜止。已知箱子與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，重力加速度g取10ms2A．箱子對斜面體壓力的大小為30B．拉力F的大小為10C．斜面體對地面壓力的大小為150D．地面給斜面體的摩擦力大小為327.【答案】D【解析】對箱子進行受力分析，根據(jù)正交分解可知，斜面對體箱子的支持力FN=mgcos37°=40N，根據(jù)牛頓第三定律可知F壓=FN=40N，故A錯誤；由于箱子處于勻速直線運動狀態(tài)，即F=mgsin8．如圖甲所示，在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。規(guī)定磁場豎直向上為正，導(dǎo)體環(huán)中電流沿順時針方向（俯視）為正，導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流隨時間變化的圖像正確的是（）ABCD8.【答案】D【解析】根據(jù)楞次定律，在0~2s內(nèi)線圈中電流為沿順時針方向，即正方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢E0=ΔBΔt9．如圖甲所示，A、B是某點電荷電場中一條電場線上的兩點，一個電子僅在靜電力的作用下從A點運動到B點的v?t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．該點電荷為正電荷B．電子在A點受到的電場力小于在B點受到的電場力C．A點的電勢高于B點的電勢D．電子在A點的電勢能大于在B點的電勢能9.【答案】D【解析】電子從A點運動到B點速度增大，則電場力做正功，靜電力方向由A指向B，但無法判斷該點電荷正負，故A錯誤；電子所受靜電力方向由A指向B，故電場線方向由B指向A，沿著電場線的方向電勢逐漸降低，B點的電勢高于A點的電勢，由圖乙可知，運動的過程中電荷的加速度減小，故靜電力減小，即電子在A點受到的電場力大于在B點受到的電場力，故B、C錯誤；電子從A點運動到B點速度增大，則電場力做正功，電勢能減小，即電子在A點的電勢能大于在B點的電勢能，故D正確。10．如圖所示，電源電動勢為6V，電路中有AB、CD、EF、GH四根連接電路的導(dǎo)線，其中一根導(dǎo)線內(nèi)部的銅絲是斷的，電路其余部分完好。為了查出故障導(dǎo)線，某同學(xué)選用多用電表直流10V擋，閉合開關(guān)后，將多用電表紅表筆接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D、F所示的接線柱上，多用電表的示數(shù)分別為0V、0A．AB B．CD C．EF D．GH10.【答案】C【解析】將多用電表紅表筆接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D所示的接線柱上，多用電表的示數(shù)分別為0V、0V，可知故障導(dǎo)線一定是EF、GH中的一根；黑表筆接在F所示的接線柱上，多用電表的示數(shù)分別為6V，F(xiàn)11．如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為l的細線懸于P點，使小球在水平面內(nèi)以角速度ω做勻速圓周運動。已知小球做圓周運動時圓心O到懸點P的距離為h，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．繩對小球的拉力大小為mB．小球轉(zhuǎn)動一周，繩對小球拉力的沖量為0C．保持h不變，增大繩長l，ω增大D．保持h不變，增大繩長l，繩對小球拉力的大小不變11.【答案】A【解析】設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律可得Tsinθ=mω2lsinθ，解得繩對小球的拉力大小T=mω2l，故A正確；小球轉(zhuǎn)動一周，小球的動量變化為0，根據(jù)動量定理可知，合外力的沖量為0，由于重力的沖量不為0，則繩對小球拉力的沖量不為0，故B錯誤；保持h不變，設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanθ=mω2?12．如圖所示，質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為l的單匝正方形導(dǎo)線框abcd從某一高度處自由下落，勻速穿過一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．磁場區(qū)域的寬度小于lB．線框進入磁場時的速度大小為mgC．線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mglD．線框進入和穿出磁場過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量均為B12.【答案】D【解析】線圈能勻速穿過勻強磁場，可知磁場區(qū)域的寬度等于l，選項A錯誤；線框進入磁場時mg=BBlvRl，可得線圈的速度大小v=mgRB2l213．如圖所示，讓11H、12H和A．進入偏轉(zhuǎn)電場時三種粒子具有相同的速度B．進入偏轉(zhuǎn)電場時三種粒子具有相同的動能C．三種粒子從不同位置沿不同方向離開偏轉(zhuǎn)電場D．三種粒子從相同位置沿相同方向離開偏轉(zhuǎn)電場13.【答案】D【解析】設(shè)粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加速電場電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電場電壓為U2，板長為L，板間距離為d；粒子經(jīng)過加速電場過程，根據(jù)動能定理可得qU1=12mv02，可得v0=2qU0m，可知11H、12H進入偏轉(zhuǎn)電場時具有相同的動能，24He進入偏轉(zhuǎn)電場時的動能最大；12H、2414．如圖甲所示，中國工程物理研究院建立的“聚龍一號”實現(xiàn)了我國磁化套筒慣性約束聚變裝置零的突破。該裝置實現(xiàn)聚變的核心區(qū)域為一個半徑為r（大約為1cm）、類似指環(huán)的金屬套筒。套筒放在軸向的勻強磁場B中，內(nèi)部空間充滿固定體積的氘氚氣體（如圖乙陰影部分）。當(dāng)沿軸向通入大電流I后，金屬套筒迅速在100ns時間內(nèi)汽化成等離子體。在洛倫茲力的作用下，等離子體向中心匯聚，壓縮氘氚氣體發(fā)生聚變反應(yīng)釋放出能量。大電流產(chǎn)生的磁場提供給套筒側(cè)面的壓強滿足關(guān)系：pmA．該裝置將電能全部轉(zhuǎn)化成聚變反應(yīng)的核能B．外加磁場的作用是保證汽化后的等離子體受到軸向洛倫茲力的作用C．施加在套筒上的電流越大，越有利于聚變的發(fā)生D．套筒的厚度越大，汽化后的等離子體越容易向軸向運動，越有利于聚變的發(fā)生14.【答案】C【解析】該裝置通入大電流后使金屬套筒迅速汽化，該過程中一定有熱能散失，則該裝置不可能將電能全部轉(zhuǎn)化成聚變反應(yīng)的核能，故A錯誤；汽化后的等離子體速度方向各不相同，則外加磁場不一定保證汽化后的等離子體都受到軸向洛倫茲力的作用，故B錯誤；根據(jù)pm15．用圖甲所示的裝置探究氣體的等溫變化規(guī)律。(1)下列哪些操作是必需的__________。A．調(diào)節(jié)空氣柱長度時柱塞應(yīng)緩慢地向下壓或向上拉B．測量空氣柱的直徑C．讀取壓力表示數(shù)D．讀取空氣柱的長度(2)某小組利用測量得到的數(shù)據(jù)繪制的p?V圖像如圖乙所示，該組同學(xué)猜測空氣柱的壓強跟體積成反比。如果想進一步通過圖像來檢驗這個猜想是否合理，應(yīng)當(dāng)利用實驗數(shù)據(jù)做出圖像。（3）“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗示意圖如圖所示：靈敏電流計和線圈組成閉合回路，通過“插入”“拔出”條形磁鐵，使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。記錄實驗過程中的相關(guān)信息，分析得出楞次定律。下列說法正確的是（）A．實驗時必須保持磁鐵運動的速率不變B．該實驗需要知道線圈的繞向C．該實驗需要記錄磁鐵的運動方向D．該實驗需要判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系（4）某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率。在畫界面時，不小心將界面PQ畫的比實際位置靠下一些，如圖中P'Q'所示。若其他操作均正確，則測得的折射率與真實值相比（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）。15.【答案】(1)ACD(2)p?1V（3）BCD【解析】（1）為防止氣體的溫度變化，調(diào)節(jié)空氣柱長度時柱塞應(yīng)緩慢地向下壓或向上拉，選項A正確；該實驗氣體的體積為：V=SL，其中S為空氣柱的橫截面積，由于空氣柱的橫截面積S不變，所以用L代替V，只需要讀取空氣柱的長度，不需要測量空氣柱的直徑，選項B錯誤，D正確；讀取壓力表示數(shù)，以確定氣體的壓強，選項C正確。（2）該組同學(xué)猜測空氣柱的壓強跟體積成反比。如果想進一步通過圖像來檢驗這個猜想是否合理，應(yīng)當(dāng)利用實驗數(shù)據(jù)做出p?1（3）該實驗無需保持磁鐵運動的速率不變，故A錯誤；該實驗需要知道產(chǎn)生的感應(yīng)磁場的方向，即需要知道線圈的繞向，故B正確；該實驗需要記錄磁鐵在線圈中的磁場的變化，即需要記錄磁鐵的運動方向，故C正確；該實驗要想知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的具體方向，需要判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系，故D正確。（4）根據(jù)插針法用實線作出實際光路圖，用虛線作出測量光路圖，如圖所示可知測量的空氣中的入射角θ一定，測量的介質(zhì)中的折射角α大于真實的折射角，根據(jù)n=sin16．在“測量金屬絲電阻率”的實驗中。(1)如圖所示，用螺旋測微器測量金屬絲直徑，則金屬絲直徑D=mm；(2)待測金屬絲電阻較小，為使電阻的測量結(jié)果盡量準確，且金屬絲兩端的電壓從零開始變化。以下實驗電路符合要求的是__________；ABCD(3)實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，讀取多組電壓、電流值，描繪出的U?I圖線如圖所示。若圖線的斜率為k，金屬絲的長度為l，直徑為D，則金屬絲電阻率的表達式為；（用k、l、D表示）(4)某同學(xué)認為，在不改變電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以另外設(shè)計一種實驗方案，通過改變金屬絲長度，并利用某一電表測得的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)的圖像，進而通過圖線的斜率求得金屬絲的電阻率。請簡要說明實驗方案，并用斜率k'表示金屬絲的電阻率16.【答案】(1)0.298（或0.297、0.299）(2)A(3)kπD2【解析】（1）螺旋測微器的精確值為0.01mm，由圖可金屬絲直徑D=0（2）待測金屬絲電阻較小，可知電壓表的分流很小，電流表應(yīng)采用外接法；為使金屬絲兩端的電壓從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法。故選A。（3）根據(jù)歐姆定律可得R=UI=k，根據(jù)電阻定律可得R=ρl（4）實驗中改變金屬絲長度，通過改變滑動變阻器滑片的位置，使得每次電流表的示數(shù)均為I0，測量出金屬絲長度l，以及對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，根據(jù)歐姆定律可得U=I0R，又R=ρlS=ρ4lπD2，17．如圖所示，水平桌面上放置一光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌距地面高度為H，末端伸出桌面.質(zhì)量為m的物塊A從某一高度由靜止釋放，與導(dǎo)軌末端靜止放置的質(zhì)量也為m的物塊B發(fā)生碰撞。碰后兩物塊粘在一起運動，落在地面上。落地點到拋出點的水平距離為x。不計空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）兩物塊碰撞后速度的大小v0（2）物塊A滑至導(dǎo)軌最低點時速度的大小v；（3）碰撞過程中損失的機械能ΔE17.【答案】（1）xg2H（2）2xg【解析】（1）碰后兩物塊粘在一起做平拋運動，則x=解得v0（2）兩物塊碰撞過程由動量守恒定律mv=2m解得物塊A滑至導(dǎo)軌最低點時速度的大小v=2xg（3）碰撞過程中損失的機械能ΔE=18．如圖所示，十米跳臺跳水是奧運跳水比賽項目之一，我國運動員在這一項目中占據(jù)絕對優(yōu)勢，已知十米跳臺下面的池水深度約為5m，運動員質(zhì)量約60kg，重力加速度g取（1）求運動員剛接觸水面時的速度大?。唬?）假設(shè)運動員入水后到達池底時的速度恰好為0，求運動員從剛接觸水面到接觸池底過程中受到的平均阻力的大??；（3）運動員完全入水后，由于人體的密度和水的密度幾乎相等，所以其重力與浮力大小幾乎相等，運動過程中受到水的阻力與速度的關(guān)系滿足：f=?kv。假設(shè)運動員完全入水的瞬間速率為15ms，估算比例系數(shù)18.【答案】（1）102m/s（2）1800N【解析】（1）根據(jù)題意?1=10由v2?0=2g?（2）根據(jù)動能定理(mg?F)代入數(shù)據(jù)得F=1800N（3）由題v完全入水后，重力與浮力大小幾乎相等，根據(jù)動量定理?x0=h-h身高估算人身高h身高=1.6m聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)得k≈265kg19．（1）如圖甲所示，在探究平行板電容器電容的實驗中，保持電容器所帶電荷量Q、兩極板正對面積S、極板間距d都不變，在兩極板間插入絕緣介質(zhì)（如有機玻璃板）后，發(fā)現(xiàn)靜電計指針張角變小.請根據(jù)實驗現(xiàn)象推理說明兩極板之間插入絕緣介質(zhì)對平行板電容器電容C的影響。（2）絕緣介質(zhì)中只有不能自由移動的束縛電子和原子實（帶正電）。把絕緣介質(zhì)放入電場中，由于束縛電子和原子實的電性不同，受到靜電力方向不同，因此束縛電子和原子實被“拉開”極小距離，最終的宏觀效果為均勻介質(zhì)表面出現(xiàn)正負電荷，如圖乙所示。這種現(xiàn)象稱為介質(zhì)的極化，表面出現(xiàn)的電荷稱為極化電荷。a.現(xiàn)有一長方體均勻絕緣介質(zhì)，長、寬、高分別為a、b、c，若沿a方向施加場強為E0的勻強電場，絕緣介質(zhì)表面單位面積產(chǎn)生的極化電荷量為P。極化電荷分布在介質(zhì)表面可視為平行板電容器，電容C=S4πkdb.請根據(jù)上述材料，解釋（1）中插入絕緣介質(zhì)（如圖丙所示）后電容器的電容變化的原因.（需要的物理量可自行設(shè)定）19.【答案】（1）電容C增大，推論過程見解析（2）a.E=4πkPb.見解析【解析】（1）該實驗中，靜電計指針張角大小變化反映了平行板電容器兩端電壓U的變化，張角變小，表示U變小，根據(jù)電容器的定義式C=QU，說明平行板電容器的電容C變大，因此可得插入絕緣介質(zhì)，電容C（2）a.設(shè)絕緣介質(zhì)表面的極化電荷的電荷量為q，根據(jù)電容器的定義式可得C=其中q=Pbc因為極化電荷分布在介質(zhì)表面可視為平行板電容器，電容C=其中S=bc，d=a，聯(lián)立方程得Pbc解得U根據(jù)勻強電場中電場強度與電壓的關(guān)系E=解得E=4πkP。b.設(shè)未插入絕緣介質(zhì)時，板間電壓為U1，電場強度大小為E1，插入絕緣介質(zhì)后，板間電壓為U2，電場強度大小為E2，根據(jù)題a中結(jié)論可得E插入絕緣介質(zhì)后，設(shè)絕緣介質(zhì)表面產(chǎn)生的單位面積極化電荷量為P'，則其形成的電場強度方向與E1相反；根據(jù)場的矢量性，可得E即E因此E2<E1，即20．“地磁爆”是由太陽風(fēng)暴引起的：強烈的太陽風(fēng)暴將大量的帶電粒子（質(zhì)子和電子）以極大的初速度向外拋射，到達地球后影響了地球磁場的分布，對地球的電力、通信產(chǎn)生影響。（1）已知質(zhì)量為m的質(zhì)點在太陽的引力范圍內(nèi)所具有的勢能為Ep=?GMmr，r為質(zhì)點到太陽中心的距離。已知G=6.67×10?11N?m2kg2，太陽質(zhì)量a.估算質(zhì)子到達地球附近時的速度的大小v（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；b.地球周圍存在磁場，赤道上空磁感應(yīng)強度的方向平行于經(jīng)線向北。假設(shè)在赤道上空某處存在厚度約為20km的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小約為3×（2）考慮地球引力的作用，上述勻強磁場區(qū)域內(nèi)還存在重力場，重力場可認為是均勻的。該區(qū)域內(nèi)有大量的等離子體（質(zhì)子和電子），故被稱為等離子層。在磁場和重力場的共同作用下，等離子層中電子和質(zhì)子的無規(guī)則熱運動宏觀上表現(xiàn)為赤道平面內(nèi)繞地心的定向運動和其他運動的疊加，形成可觀測的電流。已知該區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度為B，重力加速度為g，不計帶電粒子間的相互作用，質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為q。請利用運動的合成和分解，求質(zhì)子繞地心定向運動的速度。（提示：為簡化模型，假設(shè)帶電粒子無規(guī)則運動的速度方向僅局限在赤道平面內(nèi)，如圖所示）20.【答案】（1）a.v=3×105m/sb.無法穿過勻強磁場區(qū)域【解析】（1）a.帶電粒子只在太陽引力作用下運動，由機械能守恒定律得1估算得到v=3×105b.不計帶電粒子與地球間的萬有引力，則帶電粒子只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，設(shè)半徑為r'，根據(jù)洛倫茲力提供向心力代入數(shù)據(jù)得r'無法穿過勻強磁場區(qū)域。（2）設(shè)某時刻質(zhì)子的速度為v1，無論朝哪個方向運動，都可以分解出一個平行于赤道方向的速度v∥，且v則帶電粒子就會在勻速直線運動的基礎(chǔ)上疊加上一個線速度為v'=方向向左。2024屆北京市豐臺區(qū)高三下學(xué)期4月二模物理試題答案1.【答案】B【解析】A核反應(yīng)方程屬于α衰變，A不符合題意；B核反應(yīng)方程屬于β衰變，B符合題意；C核反應(yīng)方程屬于核聚變，C不符合題意；D核反應(yīng)方程屬于核裂變，D不符合題意。2.【答案】D【解析】擴散是指一種物質(zhì)進入另一種物質(zhì)的現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象不是化學(xué)反應(yīng)，故A錯誤；布朗運動是微小顆粒的無規(guī)則運動，不是固體分子的無規(guī)則運動，故B錯誤；物體溫度升高時，分子的平均動能增大，但不是每一個分子的動能都增大，故C錯誤；分子勢能與分子距離之間的關(guān)系如圖所示可知分子間的作用力為0時分子勢能最小，故D正確。3.【答案】C【解析】線圈在圖示位置時通過線圈的磁通量最大為BS，故A錯誤；從圖示位置開始計時感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為e=nBSωsinωt，故B錯誤；回路中的電動勢有效值E=nBSω2，回路中電流的有效值I=ER4.【答案】D【解析】由題意可知，波向左傳播，根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點M此時向上振動，故A錯誤；由圖可知，波長λ=23L，則質(zhì)點P的振動周期T=λv=2L3v，故B錯誤；根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點Q開始振動的方向是向上的，則質(zhì)點P開始振動的方向是向上的，故C錯誤；由圖可知5.【答案】B【解析】根據(jù)F=GMmr2=mv2r=m4π2T26.【答案】C【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得eUc=E7.【答案】D【解析】對箱子進行受力分析，根據(jù)正交分解可知，斜面對體箱子的支持力FN=mgcos37°=40N，根據(jù)牛頓第三定律可知F壓=FN=40N，故A錯誤；由于箱子處于勻速直線運動狀態(tài)，即F=mgsin8.【答案】D【解析】根據(jù)楞次定律，在0~2s內(nèi)線圈中電流為沿順時針方向，即正方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢E0=ΔBΔt9.【答案】D【解析】電子從A點運動到B點速度增大，則電場力做正功，靜電力方向由A指向B，但無法判斷該點電荷正負，故A錯誤；電子所受靜電力方向由A指向B，故電場線方向由B指向A，沿著電場線的方向電勢逐漸降低，B點的電勢高于A點的電勢，由圖乙可知，運動的過程中電荷的加速度減小，故靜電力減小，即電子在A點受到的電場力大于在B點受到的電場力，故B、C錯誤；電子從A點運動到B點速度增大，則電場力做正功，電勢能減小，即電子在A點的電勢能大于在B點的電勢能，故D正確。10.【答案】C【解析】將多用電表紅表筆接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D所示的接線柱上，多用電表的示數(shù)分別為0V、0V，可知故障導(dǎo)線一定是EF、GH中的一根；黑表筆接在F所示的接線柱上，多用電表的示數(shù)分別為6V，F(xiàn)11.【答案】A【解析】設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律可得Tsinθ=mω2lsinθ，解得繩對小球的拉力大小T=mω2l，故A正確；小球轉(zhuǎn)動一周，小球的動量變化為0，根據(jù)動量定理可知，合外力的沖量為0，由于重力的沖量不為0，則繩對小球拉力的沖量不為0，故B錯誤；保持h不變，設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanθ=mω2?12.【答案】D【解析】線圈能勻速穿過勻強磁場，可知磁場區(qū)域的寬度等于l，選項A錯誤；線框進入磁場時mg=BBlvRl，可得線圈的速度大小v=mgRB2l213.【答案】D【解析】設(shè)粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加速電場電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電場電壓為U2，板長為L，板間距離為d；粒子經(jīng)過加速電場過程，根據(jù)動能定理可得qU1=12mv02，可得v0=2qU0m，可知11H、12H進入偏轉(zhuǎn)電場時具有相同的動能，24He進入偏轉(zhuǎn)電場時的動能最大；12H、2414.【答案】C【解析】該裝置通入大電流后使金屬套筒迅速汽化，該過程中一定有熱能散失，則該裝置不可能將電能全部轉(zhuǎn)化成聚變反應(yīng)的核能，故A錯誤；汽化后的等離子體速度方向各不相同，則外加磁場不一定保證汽化后的等離子體都受到軸向洛倫茲力的作用，故B錯誤；根據(jù)pm15.【答案】(1)ACD(2)p?1V（3）BCD【解析】（1）為防止氣體的溫度變化，調(diào)節(jié)空氣柱長度時柱塞應(yīng)緩慢地向下壓或向上拉，選項A正確；該實驗氣體的