通州區2023—2024學年高三年級摸底考試

物理試卷

本試卷共8頁，共100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案答在答題卡上，在試卷上作答

無效。考試結束后，請將答題卡交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一

項。

1.人們常把癟的乒乓球放入熱水中使其恢復為球形，把乒乓球放入熱水后，球內的氣體(視為理想氣體)

()

A.分子的平均動能增大B.每個分子速率都增大

C.單位體積的分子數增加D.內能減小

【答案】A

【解析】

【詳解】ABD.乒乓球中的氣體看作理想氣體，溫度升高，內能增大，分子的平均動能增大，并不是每個

分子速率都增大。故A正確；BD錯誤；

C.乒乓球中氣體質量不變，溫度升高，體積增大，密度減少，單位體積的分子數減少。故C錯誤。

故選Ao

2.某同學自己動手為手機貼鋼化膜，貼完后發現屏幕中央有不規則的環形條紋，通過查詢相關資料得知，

這是由于鋼化膜與手機屏幕之間存在空氣薄膜造成的，出現環形條紋現象是光的()

A.衍射現象B.干涉現象C.偏振現象D.全反射現象

【答案】B

【解析】

【詳解】出現環形條紋是由于從空氣膜的兩個表面反射的光疊加產生的光的干涉現象。

故選B。

3.下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是()

***…放射源R金箔'熒光亭產鏡M

:&：/皿f—-5：!?

g徽——*

ph、2-3.40

1-------------------13.6

甲三種射線在磁場中的運動乙盧瑟福a粒子散射實驗丙氫原子能級示意圖丁鏈式反應示意圖

A,圖甲中P射線粒子流帶負電

B.圖乙中實驗說明了原子核具有復雜結構

C.圖丙中的玻爾能級理論可以解釋￡衰變現象

D,圖丁中用中子轟擊鈾核使其發生裂變，方程式為^U―記如+：He

【答案】A

【解析】

【詳解】A.圖甲中尸射線粒子流受到向右的洛倫茲力才會向右偏轉，則根據左手定則，尸射線粒子流帶負

電，A正確；

B圖乙中實驗說明了原子具有復雜結構，B錯誤；

C.圖丙中的玻爾能級理論講的是原子核外電子的躍遷，而￡衰變現象是原子核發射出￡粒子的現象，無法解

釋，C錯誤；

D.圖丁中用中子轟擊鈾核使其發生裂變，典型方程式為

235TT.1.144D.89TZ-.々1一

92U+On-56Ba+36Kl+30n

D錯誤。

故選Ao

4.500米口徑球面射電望遠鏡(簡稱FAST)又被稱為“中國天眼”，是中國科學院國家天文臺的一座射電

望遠鏡，若其工作頻率范圍是7X1()7HZ?3X1()9HZ，那么它觀測到的電磁波最長波長()

A.約0.1米B.約4米C.約40米D.約1000米

【答案】B

【解析】

【詳解】頻率最小的電磁波的波長最長，則最長波長為

.c3xl()8

2=——=------------4m

f7xl07

故選B。

5.如圖所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面，其中N、8兩點的電場強度

大小分別為EA、EB，電勢分別為關于這兩點的電場強度大小和電勢高低的關系，下列說法正確的是()

B

B.E<ED.(P<(P

ABc.<PA><PBAB

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.電場線的疏密反映場強的大小，因/處電場線較8點密集，可知

選項AB錯誤;

CD.沿電場線電勢逐漸降低，可知

(PA<(PB

選項C錯誤，D正確。

故選D。

6.某同學利用如圖所示的電路研究自感現象，圖中，Aj、A2為兩個完全相同的燈泡，L為自感系數較大

的電感線圈（其電阻小于燈泡電阻），閉合開關S后，燈泡均發光，斷開開關S瞬間，下列說法正確的是（）

A.燈泡A1、A2同時立即熄滅B.燈泡A1、A2都緩慢熄滅

C.燈泡A1立即熄滅，A2閃亮后再熄滅D.燈泡A2立即熄滅，A1閃亮后再熄滅

【答案】C

【解析】

【詳解】斷開開關S瞬間，燈泡Ai立即熄滅；因線圈L中電流減小，從而產生自感電動勢阻礙電流的減小,

L相當于電源，在L與A2中形成新的回路，則電流逐漸減小，因線圈L電阻小于燈泡電阻，則開始電路穩

定時通過線圈L的電流大于通過燈泡A2的電流，則開關S斷開瞬間，通過燈泡A2的的電流大于燈泡原來

的電流，則燈泡A2閃亮后再逐漸熄滅。

故選C。

7.如圖所示是一種風速測定裝置示意圖，其中風速表表盤是由電壓表改裝而成，電源內阻為廠，R為定值電

阻，以為滑動變阻器，T形管道的豎直管內裝有可上下無摩擦自由移動的輕質活塞，活塞通過輕質細桿和

滑動變阻器的滑片P相連，當風速增大時，活塞上方氣壓變小，活塞將上移，下列說法正確的是（）

A.風速增大，電壓表的示數變小

B.風速增大，滑動變阻器員兩端的電壓變小

C.風速減小，通過R的電流變大

D.風速減小，滑動變阻器Q端的電壓變化量與電流變化量之比變大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.風速增大，活塞上方氣壓變小，活塞將上移，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻

減小，電路總電流增大，定值電阻R電源內阻:?兩端的電壓增大，電壓表的示數變大，滑動變阻器當兩

端的電壓變小，故A錯誤，B正確；

C.風速減小，活塞上方氣壓變大，活塞將下移，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，通過

R的電流變小，故C錯誤；

D.同理可得，風速減小，滑動變阻器&端的電壓將變大，通過滑動變阻器R的電流將減小，根據閉合電

路的歐姆定律

E=U+I（R+r）

滑動變阻器4端的電壓變化量與電流變化量之比為

工—gr）

故風速減小，滑動變阻器&端的電壓變化量與電流變化量之比不變，故D錯誤。

故選B。

8.圖甲是磁電式電流表表頭的結構簡圖，線圈繞在一個與指針、轉軸相連的鋁框骨架上，蹄形磁鐵和鐵芯

間的磁場均勻輻向分布，同一圓周上磁感應強度大小處處相等，當線圈位于水平面內，通有如圖乙所示方

向的電流時，下列說法正確的是（）

甲乙

A.電流表表盤刻度不均勻

B.a、6導線所受安培力方向相同

C.線圈匝數增加，電流表表頭的滿偏電流減小

D.磁鐵磁性增強，電流表表頭的滿偏電流增大

【答案】C

【解析】

【詳解】A.依題意，在磁場中線圈的磁力矩大小都相等，線圈轉動時，螺旋彈簧發生形變，產生反抗力矩,

阻止線圈繼續轉動，線圈轉角越大，反抗力矩越大，對于給定的待測電流，其磁力矩是一定的，所以線圈

在某一轉角處穩定下來，這時兩個力矩達到平衡，可知待測電流與轉角成正比，電流表表盤刻度均勻，故A

錯誤；

B.由左手定則可知，。導線受到的安培力向上，6導線受到的安培力向下，故B錯誤；

CD.換磁性更強的磁鐵或增加線圈匝數，會使得在相同電流情況下線圈所受安培力增大，電流表的量程減

小，故C正確；D錯誤。

故選C。

9.如圖甲所示，利用電流傳感器觀察一固定電容器充放電過程，開關S先擲向1端，電源給電容器充電，

開關S再擲向2端，電容器放電，放電過程中電流/隨時間/變化的圖像如圖乙所示，根據圖乙所示，下列

說法正確的是（）

7/mA

21

S

電流c-

傳感器

-R

0.........U-U15?

0.22468t/s

甲乙

A.電容器的電容逐漸減小

B.電容器所帶的電荷量逐漸增加

C.將R換成更大的阻值，圖像與坐標軸所圍的面積會減小

D.用緊靠縱軸的狹長矩形的面積可估算0.2s內電容器釋放的電荷量

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據

u

可知，電容器的電容不隨極板間電壓的變化而變化，由電容器本身決定。故A錯誤；

B.由圖乙可知，放電過程中，電容器所帶的電荷量逐漸減少。故B錯誤；

C.電容器放電時，電阻R的作用相當于導體，只更換電阻R,圖像下面所圍的面積表示電容器的總電荷量

量不會改變。故C錯誤；

D.根據

q=It

可知，圖乙中緊靠縱軸的狹長矩形的面積表示0.2s內電容兩端減少的電荷量，故D正確。

故選D。

10.洛倫茲力演示儀由勵磁線圈、電子槍、玻璃泡等組成，結構示意圖如圖所示，勵磁線圈是一對彼此平行

的共軸的圓形線圈，當線圈通有勵磁電流/,兩線圈之間將產生垂直線圈平面的勻強磁場，其磁感應強度與

/成正比，比例系數為左，方向垂直紙面向外，電子在電子槍中經加速電壓。加速形成高速電子束，若電子

束垂直磁場方向，可看到電子束徑跡呈圓形，直徑為。，下列說法正確的是（

勵磁線圈二

玻璃泡

電子槍

---

A.勵磁線圈中電流方向為順時針

B.僅增大勵磁線圈中電流，電子束徑跡半徑變大

C.僅減小電子槍的加速電壓，電子束徑跡半徑變大

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由安培定則可知，勵磁線圈中電流方向為逆時針，才可以產生垂直紙面向外的勻強磁場。故A

錯誤；

BC.依題意，電子在電場中加速，由動能定理可得

eU=g加說

電子在勻強磁場中做勻速圓周運動，有

ev0B=m—

7

聯立，解得

2mU

僅增大勵磁線圈中電流，則電流產生磁場的磁感應強度增強，電子束徑跡半徑變小。僅減小電子槍的加速

電壓，電子束徑跡半徑變小。故BC錯誤；

D.依題意，有

B=kl

聯立，解得

e8U

~m~D'k212

故D正確。

故選D。

11.如圖所示，在豎直向下的勻強磁場3中，將一根水平放置的金屬棒的以某一水平速度vo拋出，不計空

氣阻力，金屬棒在運動過程中始終保持水平且未離開磁場區域，下列說法正確的是（）

I/\z

Z_____________________y

A.a點電勢比6點電勢高

B.金屬棒中的感應電動勢越來越大

C.單位時間內掃過的曲面中的磁通量不變

D.金屬棒在運動過程中機械能越來越小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由右手定則可知，。點電勢比6點電勢低，選項A錯誤;

B.金屬棒做平拋運動，水平速度不變，根據

E=BLvo

可知，棒中的感應電動勢不變，選項B錯誤；

C.單位時間內的水平位移為V0，則掃過的曲面中的磁通量

①=BLv0

不變，選項C正確；

D.金屬棒在運動過程只有重力做功，則機械能守恒，選項D錯誤。

故選C。

12.如圖所示的圖像中，曲線表示某一燈泡的伏安特性曲線，直線為某一電源的路端電壓與電流的變化

關系圖線，P為兩圖線的交點，坐標為（To，。。）；過尸點的切線與橫軸的交點坐標（4,0）；路端電壓與電流

的變化關系圖線與橫軸交點坐標為（4,0）、與縱軸交點坐標為（0,￡）；陰影面積分別為與、用該電源

直接與該燈泡連接成閉合回路，當燈泡通過的電流為時，下列說法正確的是（）

A.燈泡電阻為尸丁B.燈泡電功率為S1

，o—

C.電源總功率為D.電源內部消耗功率為2s2

2

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據歐姆定律，燈泡電阻為

R=%

/。

故A錯誤；

B.燈泡電功率為

P=U°I。

故B錯誤；

C.電源總功率為

P&=EI0

故C錯誤；

D.電源內部消耗功率為

P『EI°-U°I°=2s2

故D正確。

故選D。

13.某同學利用如圖所示電路模擬遠距離輸電，圖中交流電源電壓有效值為6V,定值電阻尺1=&=%=用=20。,

理想變壓器Ti的原、副線圈匝數比為1:3,理想變壓器T2的原、副線圈匝數比為3:1,雙刀雙擲開關S先后

接通電路I（上面虛線框中的電路）和電路II（下面虛線框中的電路），兩電路都穩定工作，導線電阻忽略

不計，下列說法不正確的是（）

B.通過電阻尺2的電流為0.09A

C.電阻尺3的電功率是1.8W

D,開關s接通電路n時，交流電源的輸出功率比接通電路I時大

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.先對電路I分析，有

1=U'=0.15A

R、+

則電阻KI的電功率為

^=/^=0,45W

再對電路n分析，有

￡L=1

U23

5

u2

Ai

u「u」

&2

PRI=【遲

解得

4=18V

U3=16.2V

I2=I3=0.09A

PR=0.162W

所以

P&>.

故AB正確；

C.電阻尺3的電功率是

PR

R3=/2R3=0.45W

c錯誤；

D.開關S接通電路I時，交流電源的輸出功率

4=U/=0.9W

開關s接通電路n時，交流電源的輸出功率為

舉/右=L62W

開關S接通電路II時，交流電源的輸出功率比接通電路I時大，D正確；

本題選不正確的，故選C。

FAI

14.當一條長度為￡、橫截面積為S的金屬絲在力尸作用下伸長時，滿足表達式：-=E—,E為該

SL

pr

金屬絲材料的彈性模量，可以得到￡==。彈性模量是描述固體材料抗形變能力的重要物理量，是材料

的固有屬性，也是機械構件材料選擇的重要依據，采用單縫衍射和單絲衍射一起測量金屬絲的微小伸長量

2/

AA和直徑d,就可測量該金屬絲材料的彈性模量。已知單縫衍射中央亮條紋寬度Ax滿足表達式：Ax=—2,

D

式中/為單縫到光屏的距離，。為單縫寬度，2為衍射光波長，如圖1所示，當金屬絲下面的托盤增加祛碼

時，金屬絲被拉長，下面的縫寬由ai減小為他，引起光屏處的衍射中央亮條紋寬度變化，據此可以求金屬

絲伸長量圖2為單縫衍射法測量金屬絲在祛碼拉伸下的微小伸長量光路示意圖，已知單絲衍射中央亮

條紋寬度與單縫衍射規律相同，式中。為單絲寬度，根據測量單絲衍射中央亮條紋寬度可以求得金屬絲直

徑，，再根據腔表,可計算出金屬絲的橫截面積，圖3為單絲衍射的示意圖，將以上衍射法的測量值代

PT

入￡=——，就可以得到金屬絲的彈性模量。據此材料，以下敘述正確的是（）

SAL

圖1縫寬改變示意圖

A.祛碼稍增大一些，AL會增大,金屬絲的彈性模量E將減小

B.增加磋碼之后，單縫衍射的中央亮條紋都變寬

C.金屬絲的彈性模量與實驗用的光波長有關

D.該方法中使用的激光可以用白光代替

【答案】B

【解析】

【詳解】AC.金屬絲的彈性模量E是由材料本身決定的，與AZ無關，與實驗用的光波長無關，選項AC錯

誤；

B.增加祛碼之后，金屬絲的伸長量變大，則單縫寬度減小，則單縫衍射的中央亮條紋都變寬，選項B正確;

D.白光是多種顏色的光的復合光，則該方法中使用的激光不可以用白光代替，選項D錯誤。

故選B。

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.在“用傳感器探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系”實驗中，某組同學使用如圖1所示的實

驗裝置，正確操作實驗獲得多組注射器內封閉氣體的體積/和壓強〃的測量值，并通過計算機擬合得到

）一「圖像，如圖2所示。

（1）實驗過程中應避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了控制注射器內封閉的氣體的

（選填“溫度"''壓強”或“體積”）不發生變化；實驗中得到的圖2圖像，在壓縮氣體的過程中，注射

器內封閉的氣體（選填“吸熱”或“放熱”）。

（2）在壓縮氣體過程中，另一組同學不慎用手握住注射器含空氣柱的部分，在圖2圖線（如實線）的基礎

上，做出該同學應該得到的圖線（如虛線），下圖中大致正確的是（）

（3）實驗中，在判斷氣體壓強與體積的關系不需要測出空氣柱的橫截面積，推導并說明原因

【答案】（1）①.溫度②.放熱

(2)A(3)見解析

【解析】

【小問1詳解】

[1]實驗過程中應避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了控制注射器內封閉的氣體的溫度不發生變化;

[2]根據

pv_r

可知圖2圖像表示為等溫變化，則注射器內空氣柱內能不變，即

At/=O

在壓縮氣體的過程中，外界對封閉氣體做功，則

JV>0

根據熱力學第一定律AU=0+沙可得

2<o

注射器內封閉的氣體放熱。

【小問2詳解】

實驗時用手長時間握住注射器氣體部分，溫度變大，由克拉伯龍方程

pV=nRT

可知〃%會變大，但〃與憶不成線性關系，下圖中大致正確的是圖A。

故選Ao

【小問3詳解】

橫截面積相同，每一次體積的改變，只需要比較空氣柱長度的變化即可，故不需要測量空氣柱的橫截面積。

16.在“測量金屬絲的電阻”實驗中，某同學用電流表和電壓表測量一金屬絲的電阻。

UN

圖1圖2圖3

（1）該同學先用歐姆表“xl”擋粗測該金屬絲的電阻，示數如圖1所示，對應的讀數是Q。

（2）用圖2所示電路測量，要求電壓能從零開始測量，并能多測量幾組數據，請用筆畫線代替導線，在圖

2中僅添加一根導線完成實驗的電路連接o

（3）閉合開關前，滑片應置于滑動變阻器的（選填"a”或"b”）端。

（4）該同學測量金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流/,得到多組數據，以電壓。為縱軸、電流/為

橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖3所示，請畫出U-/圖像，根據圖像得出該金屬絲的

電阻R=—Q（結果保留小數點后兩位）。

【答案】（1）6（2）見解析

（3）a（4）①.見解析②.5.17

【解析】

【小問1詳解】

該同學先用歐姆表“xl”擋粗測該金屬絲的電阻，示數如圖1所示，對應的讀數是6Q。

【小問2詳解】

要求電壓能從零開始測量，并能多測量幾組數據，滑動變阻器采用分壓式接法，電路連接如圖

【小問3詳解】

為了保護電路中的電學元件，閉合開關前，需要短路測量電路，所以滑片應置于滑動變阻器的。端。

【小問4詳解】

[1]在坐標紙上連線，使盡可能多的點跡在圖線上，如圖

UN

[2]根據圖像得出該金屬絲的電阻

3.00

Q=5.17Q

0J8

17.如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，寬度1=0.2m,電阻可忽略不計，一端連接&=4.0。

的電阻，導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度8=0.5T,導體棒"N放在導軌上，其長度

恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好，導體棒電阻r=1.0。，在平行于導軌的拉力作用下，導體棒沿導軌以

v=5.0m/s的速度向右勻速運動。

(1)求通過電阻R的電流大小/；

(2)求電阻R的電功率尸;

(3)在上述情境中，僅改變勻強磁場方向，使其豎直向上，有同學認為：“由于導體棒所受的安培力方向

會發生改變，導體棒不能再向右做勻速直線運動”，你認為該同學的觀點是否正確，說明你的觀點及理由。

XXX1X

xl~~~MXX

XRXXVx

XXXXS><

LXJ

XXX

【答案】(1)0.1A；(2)0.04W；(3)見解析

【解析】

【詳解】(1)導體棒切割磁感線產生的感應電動勢大小為

E=BLv

由閉合電路歐姆定律可得，回路中的感應電流大小為

R+r

聯立，解得

Z=0.1A

(2)電阻尺的電功率為

P=I2R=0.04W

(3)該該同學的觀點是錯誤的。在上述情境中，僅改變勻強磁場方向，使其豎直向上，則根據右手定則可

知感應電流方向將反向，再由左手定則可知安培力方向仍為水平向左，并沒有發生變化，所以導體棒仍然

可以向右做勻速直線運動。

18.如圖所示，交流發電機的矩形金屬線圈MM2的邊長跖V=KL=a,M=NK=6,匝數為〃，線圈

電阻為心在磁感應強度為2的勻強磁場中繞垂直于磁場的("L和NK邊中點連線)軸以角速度o

勻速轉動，線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環￡、F(集流環)焊接在一起，并通過電刷與阻值為

R的外電路定值電阻連接，電路中其他電阻以及線圈的自感系數均可忽略不計，當線圈平面與磁場方向平行

時，從該時刻開始計時。

(1)寫出感應電動勢e隨時間f變化的表達式；

(2)經過工周期，求：

4

a.通過電阻R的電荷量q；

b.線圈轉動過程中電阻R上產生的熱量。。

【答案】(1)e=nBcoabcoscot；(2)a.q=-----；b.Q=----------；—

R+r4(7?+r)2

【解析】

【詳解】(1)感應電動勢的最大值

Em=nBcoS=nBcoab

當線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則感應電動勢e隨時間/變化的表達式

e=Emcosmt=nBcoabcosmt

(2)a.經過工周期

4

—A①Bab

E=n---=n----

AZA/

7=上

7?+r

q二lAt

通過電阻尺的電荷量

nBab

q=-----

R+r

b.電動勢有效值

口_Em_血R/

E——-f=-nBcxib

412

線圈轉動過程中電阻R上產生的熱量

Q=(-^)2Rx工

R+r4

解得

_7in2B2a)a2b2R

(2---------；—

4(R+r)2

19.如圖1所示是可用于分離和檢測同位素的儀器。帶電粒子從容器初下方的小孔，S1、S2進入板間電勢

差為。的勻強電場加速。粒子再經過小孔，S2沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度大小為2的勻強磁場,

經歷半個圓周，打在照相底片。1。2上形成曝光點，不考慮粒子重力及粒子之間的相互作用。

(1)一電荷量為+9、質量為加的粒子經過質譜儀，打在照相底片的尸點，求：

a.粒子從電場射出時的速度大小v；

b.粒子在磁場中運動軌跡的直徑d；

(2)某同學將該圖1裝置小孔S2下方的磁場改為水平向左、電場強度大小為￡的勻強電場，并在小孔S2下

方距離為d處水平放置照相底片0；°,'(如圖2),判斷該改裝裝置能否用于檢測和分離同位素并說明