2025北京丰台高三一模物理试题及答案_2025年3月_2503312025届北京市丰台区高三一模第二学期综合练习(一)（全科）

2025 北京丰台高三一模 物 理 2025. 03 本试卷共10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。 1．下列说法正确的是 A．汤姆孙的“枣糕模型”无法解释α粒子散射实验现象 B．环境温度增加，14C的半衰期变长 6 C．氢原子从基态跃迁到激发态放出光子 D．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 2．图 1 是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏上观 单缝屏 双缝屏 光屏 察到的图样如图 2 所示。为了增大条纹间的距离，下 单 S1 图2 色 列做法正确的是 S 光 S2 A．增大双缝间距 B．增大单色光的频率 图1 C．增大双缝屏到光屏的距离 D．增大单缝屏到双缝屏的距离 3．如图所示，水平固定且导热性能良好的气缸内封闭着一定质量的理想气体，外界温度恒定。通过细线 将活塞与小桶连接，不断向小桶中添加细砂，活塞缓慢向右移动的过程中（活塞始终未被拉出气缸）， 对于气缸内气体，下列说法正确的是 A．体积增大，内能增加 B．从外界吸收热量 C．分子平均动能减小 图3 D．气体分子对内壁的压强增大 4．标有“6 V，3 W”的灯泡接在正弦式交流电源上，正常发光，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图 所示。下列说法正确的是 2 A．通过灯泡的电流表达式为i= sin(100πt) A 2 B．交变电流每秒电流方向改变50次 C．灯泡一分钟内消耗的电能为3 J D．灯泡两端电压的峰值为6 V T 5．某绳波形成过程如图所示。t =0时，质点 1开始沿竖直方向做周期为 T的简谐运动。t= 时，质点 5 4 开始运动。下列说法正确的是 第1页/共10页T A．t= 时，质点4正在向下运动 4 T B．t= 时，质点1的加速度为零 4 T 3T C．从t= 到t= ，质点7的速度先增大后减小 2 4 T 3T D．从t= 到t= ，质点7的加速度先增大后减小 2 4 6．2024年4月25日，神舟十八号载人飞船与距地表约400 km的空间站顺利完成径向对接。对接前，飞船在 空间站正下方200 m的“停泊点”处调整为垂直姿态，并保持相对静止；随后逐步上升到“对接点”， 与空间站完成对接形成组合体，组合体在空间站原轨道上做匀速圆周运动。下列说法正确的是 A．飞船在“停泊点”时，其运动速度大于空间站运动速度 B．飞船在“停泊点”时，万有引力提供向心力 C．相比于对接前，对接稳定后空间站速度会变小 D．相比于“停泊点”，对接稳定后飞船的机械能增加 7．如图1所示，一个可以自由转动的铝框放在U形磁铁的两个磁极间， 铝框和磁铁均静止，其截面图如图 2 所示。转动磁铁，下列说法正确 的是 A．铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化 B．铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小 C．磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面abcd中感应电流的方向为 图1 图2 a→d→c→b→a D．磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 8．如图所示，电荷量为 +Q的球A置于绝缘支架上，一质量为m、电荷量为q的 小球 B，用长为 L 的绝缘细线悬挂在架子上，两球的球心在同一水平线上， 静止时细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。下列说法正确的是 A．球B带负电 第2页/共10页mgtan B．球A在球B处产生的电场强度大小为 Q C．若剪断细线，球B将做匀变速直线运动 D．若球A的电荷量缓慢减少为0，该过程中电场力对 球B做的功为−mgL(1−cos) 9．如图1所示，文物保护人员对古建筑进行修缮与维护，需要将屋顶的瓦片安全运送到地面。某同学设计 了一个装置，如图 2 所示，两根圆柱形木杆 AB 和 CD相互平行，斜搭在竖直墙壁上，把一摞瓦片放在 两木杆构成的滑轨上，瓦片将沿滑轨滑到地面。为了防止瓦片速度较大而被损坏，下列措施中可行的是 图1 图2 A．适当增大两杆之间的距离 B．减小杆与瓦片的滑动摩擦因数 C．增加每次运送瓦片的块数 D．减小木杆的长度 10．由于空气阻力的影响，被踢出的足球飞行轨迹如图所示。足球从位置 1 被踢出，位置 3 为轨迹的最高 点，位置2、4距地面高度相等。重力加速度为g，忽略足球的旋转。关于足球，下列说法正确的是 A．到达位置3时，加速度为g B．经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度 C．由位置1到位置3减少的动能少于由位置3到位置5增加的动能 D．由位置1运动到位置3的时间大于由位置3运动到位置5的时间 11．如图 1所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为 m的小球从 A点自由下落，至B点 时开始压缩弹簧，下落的最低位置为 C点。以 A点为坐标原点 O，沿竖直向下建立 x轴，定性画出小 球从A到C过程中加速度a与位移x的关系，如图2所示，重力加速度为g。对于小球、弹簧和地球组 成的系统，下列说法正确的是 A．小球在B点时的速度最大 mg B．小球从B到C的运动为简谐运动的一部分，振幅为 k C．小球从B到C，系统的动能与弹性势能之和增大 D．图中阴影部分1和2的面积大小相等 图1 图2 12．图 1 是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R 为热敏电阻， t 第3页/共10页其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是 A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 B．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C．若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 图1 图2 13．乌贼在遇到紧急情况时，通过快速喷水获得速度而逃离。已知乌贼喷水前的质量为M，速度为0，喷水 时，在极短时间内将质量为 m 的水以速度 u 水平向前喷出，获得速度向后逃离，所受水的阻力与速度 成正比，比例系数为k，下列说法正确的是 mu A．乌贼获得的最大速度为 M B．喷水后乌贼做匀减速直线运动 mu C．喷水后乌贼向后逃离的最远距离为 k D．喷水过程乌贼消耗的能量等于喷出水的动能 14．地磁场可以阻挡能量很高的太阳风粒子到达地球表面。地球北极附近的磁场如图所示，某带电粒子从 弱磁场区向强磁场区前进时做螺旋线运动，不计粒子的重力和一切阻力，下列 说法正确的是 A．该粒子带负电 B．从弱磁场区到强磁场区的过程中粒子的速率逐渐减小 C．粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变 D．粒子有可能从强磁场区域返回到弱磁场区域 15．（8分） （1）某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻。当选用“×10”挡测量时，指针的偏转情况如图 所示，为减小测量误差，请你选择正确的实验操作并排序 。 A．将红黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指在最左侧刻线 C．调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右侧刻线 D．将选择开关调至“×1”挡 E．将选择开关调至“×100”挡 （2）某同学探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”时，得到的实验数据如表格所示。 第4页/共10页n 原、副线圈匝数比（ 1 ） 0.5 2 2 4 8 16 n 2 U 原、副线圈电压比（ 1 ） 0.57 2.27 2.30 4.50 9.28 18.50 U 2 分析表格内数据，发现n /n 没有严格等于U /U ，则可能的原因有 。 1 2 1 2 A．线圈通过电流时会发热 B．铁芯在交变磁场的作用下会发热 C．交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D．此变压器为理想变压器 （3）在测量某定值电阻的电阻率实验中，部分电路按照图1连接。由试触a点改为试触b点时，发现 电压表的示数变化较大，电流表的示数变化不明显。为了减小测量误差，电压表右端接在 点 （填“a”或“b”）。某同学用图 2所示的实物电路测量定值电阻 R 的电阻率。闭合开关，电压 x 表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能 是 。 图1 图2 16．（10分） 某实验小组利用图 1 所示的装置探究“小车加速度与力、质量的关系”，小车与车中钩码的总质 量为M，砂和砂桶的质量为m，重力加速度为g。 天平 打点计 学生 时器 电源 钩码 小车 砝码 定滑轮 轨道 小桶 图1 （1）下列实验操作正确的是 。 A．平衡阻力时，需要通过细绳把砂桶挂在小车上 B．平衡阻力后，长木板的位置不能移动 C．实验中，细绳必须与长木板保持平行 D．小车质量远小于砂和砂桶的总质量 （2）图2是某次实验所打出的一条纸带，图中0、1、2、3、4为相邻的计数点，两个相邻的计数点间 还有4个点未标出，已知交流电源的频率f = 50 Hz，小车的加速度a= m/s2。 第5页/共10页图2 （3）小北同学在探究“小车的加速度 a与 F的关系”时，保持 M不变， 以砂和砂桶的重力为F，根据实验数据作出a-F图像，如图3所示， 并利用最初的几组数据拟合了一条直线 OAP，画一条与纵轴平行的 直线，这条直线和这两条图线以及横轴的交点分别为 P、Q、N。则 QN = （用M和m表示）。 PN 图3 （4）小京同学在探究“小车加速度 a与 F的关系”时，采用图 4所示的 实验方案，实验步骤如下： 图4 ①将木板装有定滑轮的一侧垫高，挂上装有细砂的砂桶，保持细绳与长木板平行。调节木板的 倾角，使质量为M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②取下砂桶，测出砂和砂桶的总质量 m，并让小车沿木板下滑，测出小车 的加速度a； ③改变砂桶中砂子的质量，重复步骤①和②，多次测量，仍然取砂和砂桶 的重力为F，作出a-F图像。 请你定性画出a-F图像，并说明理由。 17．（9分） 如图所示，导体棒ab放置在光滑的导线框上，线框放在磁感应强度B= 0.1 T的匀强磁场中，磁场 方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度L=0.4m，电阻r = 0.1 Ω，以速度v = 5 m/s向右匀速运动。 电阻R = 0.4 Ω，线框电阻不计。求： （1）导体棒ab两端的电压U； （2）导体棒ab所受安培力的大小F； （3）导体棒向右运动1 m的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。 第6页/共10页18．（9分） “能量回收”装置可使电动车在减速或下坡过程中把机械能转化为电能。质量 第7页/共10页 m = 2  1 0 3 k g 的电 动车以E =1105 J的初动能沿平直斜坡向下运动。第一次关闭电动机，电动车自由滑行，动能-位移 k0 关系如图线①所示；第二次关闭电动机的同时，开启电磁制动的“能量回收”装置，电动车动能-位 移关系如图线②所示，行驶200 m的过程中，回收了E =1.088105 J的电能。求： 电 （1）图线①所对应的过程，电动车所受合力F 的大小； 合 （2）图线②所对应的过程中，电动车行驶到150 m处受到的电磁制动力F 及其功率P； （3）图线②所对应的全过程，机械能转化为电能的效率η。 19．（10分） 2025 年 1 月 20 日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），首次完 成1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。EAST通过高速运动的 中性粒子束加热等离子体，需要利用“偏转系统”将带电离子从混合粒子束中剥离出来。已知所有离 子带正电，电荷量均为q，质量均为m。所有粒子的重力及粒子间的相互作用均可忽略不计。 （1）“偏转系统”的原理简图如图 1 所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电 极板构成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行，离子在电场区域发生偏 转，中性粒子继续沿原方向运动。已知两极板间电压为 U，间距为 d。若所有离子速度均为 v， 且都被下极板吞噬，求偏转极板的最短长度L。 （2）“偏转系统”还可以利用磁偏转进行带电离子的剥离，如图 2 所示。吞噬板 MN 的长度为 2d，混合粒 图1 图2 子束宽度为d，垂直于吞噬板射入匀强磁场，磁感应强度大小为B，且范围足够大。 a.要使所有离子都打到吞噬板上，求带电离子速度大小的范围；b.以吞噬板上端点为坐标原点，竖直向下为y轴正方向建立坐标系，如图2 所示。单位时间内通过y轴单位长度进入磁场的离子数为n，假设不同速 度的离子在混合粒子束中都是均匀分布的，则落在吞噬板上的数量分布 呈现一定的规律。设单位时间内落在吞噬板y位置附近单位长度上的离子 数量为n ，写出n 随y变化规律的表达式（不要求推导过程），并在图3 y y 图3 中作出n -y图像。 y 20．（12分） 牛顿运动定律适用于惯性系。相对于惯性系有加速度的参考系称为“非惯性系”，在非惯性系中， 为使牛顿运动定律形式上仍然成立，可认为物体都多受一个“惯性力（ f ）”。 f =−ma，m 为被研 惯 惯 究物体的质量，a为非惯性系相对于惯性系的加速度，“−”号表示 f 与a反向。 惯 （1）我国空间站所在轨道高度处的重力加速度为g，空间站中宇航员质量为 m。根据题干提供的信 息，完成下面的表格。 参考系 地球（忽略自转） 空间站 研究内容 对宇航员进行受力分析 （可将宇航员视为质点） 宇航员的运动状态（选填“平 衡状态”或“非平衡状态”） （2）将地球和月球看作一个孤立系统，忽略地球自转。二者球心绕连线上某点作匀速圆周运动，该点 可视为惯性系。地球上的“潮汐”现象是由月球引力与惯性力的合力造成，该合力称为“引潮 力”。已知万有引力常量G，地球质量和月球质量分别为M和m，半径分别为R和r，二者球心间 距为 L，可认为L R。请写出地球上离月球最远，质量为 m 的质点所受“引潮力”的表达式， 0 并判断方向。 （3）大天体对小天体的引潮力有可能将小天体“撕碎”。2024 年 12 月，科学家首次发现近地小行星 “2024 YR4”，并预测它大约将在2032年12月与地球相距最近。如果小行星内部物质仅由万有引 力聚集在一起，半径为 r，密度 =3103 kg/m3，忽略小行星自转。地球的半径为 R，密度 m  =5.5103 kg/m3，请通过计算说明，小行星到达地面之前能否被引潮力撕碎？ M （提示：已知地球质量远大于小行星，无论小行星到达地面前能否被撕碎，都有二者球心间距 1 远大于r。本题可能用到的数学工具：当x→0时， 1−nx。） (1+x)n 第8页/共10页参考答案 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。 1 2 3 4 5 6 7 A C B A D D B 8 9 10 11 12 13 14 D A B C B C D 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（8分） （1）DAC；（2）ABC；（3）b，待测电阻断路。 16．（10分） M （1）BC；（2）0.33 m/s2～0.35 m/s2；（3） ；（4）如图所示。小车拉动小 M +m a 桶沿斜面匀速下滑，可知小车所受重力沿斜面的分力与阻力的合力，在大小上与 小桶（及其中的砂子）重力相等。撤掉小桶后，小车沿斜面加速下滑时，可认为 所受合外力F的大小等于小砂桶的重力mg。故有F =Ma，所以图线是一条过原 O 点的直线。 F 17．（9分） R （1）a端为电源正极，U = BLv=0.16V； R+r BLv （2）F =BIL=B L=1.610−2N； R+r U x （3）I = =0.4A，Q=I2Rt =I2R =1.2810−2J。 R v 18．（9分） E （1）汽车所受合力为图线①的斜率。F = k =500N； 合 x （2）在x=150m处，电动车处于平衡状态，故此时由于发电而产生的制动力F =500N。此时电动车 速度v=8m/s，可得：P=−Fv=−4000 W。 （3）根据图像可知，回收的机械能为 E =E −E =1.36105J ，所以回收效率为 机 kmax kmin E η= 电 100%=80%； E 机 19．（10分） 第9页/共10页1 qU L 2m （1）d = at2，a= ，t= ，代入可得：L=vd ； 2 md v qU mv qBd （2）a．最上沿的离子能打到吞噬板上，要求2R =d，2 min =d ，可得：v = ；最下沿的 min qB min 2m qBd qBd qBd 离子不能超出吞噬板，要求2R =2d ，可得：v = ，取值范围为： v 。 max max m 2m m b．①当 yd时，能打到 y 处的离子，源自混合粒子中居于上部宽度为 y 中的离子，所以有： y n = n。 y d n y ②当d  y2d 时，能打到y处的离子，源自混合粒子中居于下部宽 n 2d − y 度为2d − y中的离子，同样有：n = n。图像如图所示。 y d O d 2d y 20．（12分） （1）如表格。 非平衡状态 平衡状态 Mm （2）设地球作圆周运动的半径为r ，圆周运动的角速度为 ω，则有：G =Mω2r ，则地球的加 M L2 M m mm 速度：a =ω2r =G 。不计地球自转，地球作平动，质点 m 所受引潮力为：F =G 0 −m a ， M M L2 0 引潮 (L+R)2 0 M mm mm 可得：F =G 0 −G 0 。方向：背向月球。 引潮 (L+R)2 L2 （3）以小行星为研究对象，仍然研究小行星离地球最远的部分所受引潮力，该部分质量为m 。设小 0 Mm 行星瓦解时到地球球心的距离为 L，则有：G =ma ，根据题意，小行星被撕碎的临界条件为： L2 Mm mm 2Mm r mm m a−G 0 =G 0 ，联立方程并化简，可得：G 0 =G 0 ，再根据质量和密度的关系，可 0 (L+r)2 r2 L3 r2 2 得：L= 3 MR，代入数据可知：LR。即小行星在落到地球表面之前，就已经被瓦解。  m （研究小行星离地球最近的部分，也能得到同样结果） 第10页/共10页