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昌平区2023年高三年级第二次统一练习
物理
满分：100分
考生须知
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一、选择题
本部分共14题。
1．下列核反应属于衰变的是（ ）
2．下列现象说明光具有粒子性的是（ ）
3．关于一密闭容器中的氧气，下列说法正确的是（ ）
4．如图所示，把质量为m的石块从距地面高h处以初速度斜向上抛出，与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。若只改变抛射角，下列物理量一定不变的是（ ）
5．如图所示，一斜面体置于水平地面上，一物块在平行于斜面向上的外力F作用下相对斜面保持静止，该过程中斜面体相对水平地面也保持静止。下列说法正确的是（ ）
6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为。在传播方向上有P、Q两质点，坐标分别为，。波传播到P点开始计时，P点的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
7．卡文迪许在1798年17卷《哲学学报》中发表他关于引力常量的测量时，曾提到他的实验是为了确定出地球的密度。已知引力常量为G，要想估测地球的密度，只需测得（ ）
8．飞机沿某水平面内的圆周匀速率地飞行了一周，已知飞机质量为m，速率为v，圆周运动半径为R。下列说法正确的是（ ）
9．如图1所示，矩形导线框固定在变化的磁场中，线框平面与磁场垂直。线框中产生的感应电流如图2所示（规定电流沿为正）。若规定垂直纸面向里为磁场正方向，能够产生如图所示的电流的磁场为（ ）
10．某学习小组观看完“太空授课”后，设计出4种在太空实验舱中测量小物块质量的方案： ①将待测小物块悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下端，测出小物块静止时弹簧的形变量，根据，求得小物块的质量 ②让待测小物块随实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，测出圆周运动的半径r和周期T，根据，求得小物块的质量 ③对待测小物块施加一个恒定的拉力F，使小物块从静止做匀加速直线运动，测出经过时间t时的速度v，根据，求得小物块的质量 ④用一个弹簧测力计拉着待测小物块做匀速圆周运动，测出弹簧测力计示数F、圆周运动的半径R和周期T，根据，求得小物块的质量 其中可行的方案有（ ）
11．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂有一个矩形线圈，匝数为N，底边长为L，下部悬在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向、大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。所测磁场的磁感强度B的大小为（ ）
12．如图所示，一带电粒子以初速度沿x轴正方向从坐标原点O射入平行于y轴向上的匀强电场中，粒子从O点运动到P点的时间为，到达P点时的动能为；若将电场换成垂直于纸面向里的匀强磁场，其它条件不变，粒子仍然经过P点，粒子从O点运动到P点的时间为，到达P点时的动能为。下列关系式正确的是（ ）
13．“北京正负电子对撞机”是我国第一台高能加速器，也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对速率相同的正、负电子正碰后湮灭生成两个光子，反应方程为。已知单个电子的静止质量为，电荷量为e，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
14．中国“天眼”（如图）——500m口径球面射电望远镜（简称FAST）是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。截至2023年3月3日，FAST已发现超过740余颗新脉冲星。 馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。如图所示，质量为的馈源舱用对称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600m。重力加速度为g取，不计绳索重力。下列说法正确的是（ ）
二、非选择题
本部分共6题。
15．在“验证机械能守恒定律”实验中：
【答案】（1）CD（2分）
（2）（2分） （2分）
（3）（2分）
（2）（2分） （2分）
（3）（2分）
【详解】待补
16．测电阻有多种方法。
【答案】（1）600 （2分）
（2）（1分） 偏大 （1分）
（3）（2分） 无（1分）
（4）（2分） 小于（1分）
（2）（1分） 偏大 （1分）
（3）（2分） 无（1分）
（4）（2分） 小于（1分）
【详解】待补
17．如图所示，一枚炮弹发射的初速度为，发射角为。它飞行到最高点时炸裂成质量均为m的A、B两部分，A部分炸裂后竖直下落，B部分继续向前飞行。重力加速度为g，不计空气阻力，不计炸裂过程中炮弹质量的变化。求：
【详解】【详解】（1）炮弹炸裂前瞬间速度为方向水平向右 （1分）
炸裂过程中根据水平方向动量守恒， （1分）
，解得方向水平向右 （1分）
（2）炸裂前后系统机械能的变化量为 （2分）
解得，系统机械能增加了 （1分）
（3）炸裂后，A做自由落体运动，B做平抛运动，下落时间为 （1分）
落地后，A、B之间的水平距离 （1分）
解得
炸裂过程中根据水平方向动量守恒， （1分）
，解得方向水平向右 （1分）
（2）炸裂前后系统机械能的变化量为 （2分）
解得，系统机械能增加了 （1分）
（3）炸裂后，A做自由落体运动，B做平抛运动，下落时间为 （1分）
落地后，A、B之间的水平距离 （1分）
解得
18．现代科学研究中常用到高能粒子，产生这些高能粒子的“工厂”就是各种各样的粒子加速器。
【答案】（1）带电粒子在电场中加速运动过程中，根据动能定理，有 （2分）
解得 （1分）
（2）a．如果交流电源的频率等于带电粒子圆周运动的频率，那么带电粒子每次通过狭缝时都能被加速。 （1分） （1分） 解得 （1分） b．乙同学的看法合理； （1分） 理由是：带电粒子的动能而解得。 与电压U无关，故乙同学的说法合理。 （2分） 所以增大交流电源的电压U，不能得到更大能量的粒子；增大D形盒的半径R，能得到更大能量的粒子。
（2）a．如果交流电源的频率等于带电粒子圆周运动的频率，那么带电粒子每次通过狭缝时都能被加速。 （1分） （1分） 解得 （1分） b．乙同学的看法合理； （1分） 理由是：带电粒子的动能而解得。 与电压U无关，故乙同学的说法合理。 （2分） 所以增大交流电源的电压U，不能得到更大能量的粒子；增大D形盒的半径R，能得到更大能量的粒子。
【详解】待补
19．1913年，美国物理学家密立根用油滴实验证明电荷的量子性并测出电子的电荷量，由此获得了1923年度诺贝尔物理学奖。 如图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的金属极板，上极板中央有一小孔。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间，这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中。当两极板电压为U时，某一油滴恰好悬浮在两板间静止。将油滴视为半径为r的球体，已知油滴的密度为，重力加速度为g。
【答案】【详解】
（1）油滴在电场中悬浮时，受力平衡 （1分） （1分） （1分） 解得 （1分）
（2）撤去电场，油滴在空气中匀速运动时，受力平衡 （1分） （1分） 解得 （2分）
（3）说明带电油滴所带电荷量q都是最小电荷量e的整数倍，证明了电荷的不连续性。（最小电荷量e就是电子的电荷值） （2分）
（1）油滴在电场中悬浮时，受力平衡 （1分） （1分） （1分） 解得 （1分）
（2）撤去电场，油滴在空气中匀速运动时，受力平衡 （1分） （1分） 解得 （2分）
（3）说明带电油滴所带电荷量q都是最小电荷量e的整数倍，证明了电荷的不连续性。（最小电荷量e就是电子的电荷值） （2分）
【详解】待补
20．类比是研究问题的一种常用方法。
【详解】（1）设质量为的物体在距地心为处，受到地球的万有引力大小为 （1分）
类比电场强度的定义得引力场强度大小为 （1分）
解得 （1分）
（2）氢原子核外电子在库仑力的作用下做匀速圆周运动
（2分）
解得 （1分）
（3）①当加速度为零时，速度最大，所以 （2分）
图像如图1所示
②给电容器充电时，有
，，
解得 （2分）
类比图像，可得图像如图2所示 （1分）
类比电场强度的定义得引力场强度大小为 （1分）
解得 （1分）
（2）氢原子核外电子在库仑力的作用下做匀速圆周运动
（2分）
解得 （1分）
（3）①当加速度为零时，速度最大，所以 （2分）
图像如图1所示
②给电容器充电时，有
，，
解得 （2分）
类比图像，可得图像如图2所示 （1分）