2023-2024學年北京市高三（上）開學物理試卷

一、選擇題，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．生活中很多俗語、成語的內容都與物理知識有關，它們反映了人類在生活中對自然界的認知水平。下列俗語或成語中從物理學的角度分析正確的是（　　）

  A．“只聞其聲，不見其人”說明聲波在傳播過程中可以發生干涉

  B．“隨波逐流”說明在波的傳播過程中介質中質點沿著波的傳播方向而遷移

  C．“送人玫瑰，手有余香”說明分子在不停地運動

  D．“破鏡難圓”說明分子間沒有相互作用力
  組卷：296引用：7難度：0.8

  解析

• 2．如圖所示，將一個小玻璃瓶開口向下放入密封的塑料礦泉水?中，小玻璃瓶中封閉一段空氣。現用手擠壓礦泉水瓶，小玻璃瓶緩慢下沉到底部；適當減小擠壓礦泉水瓶的程度，使小玻璃瓶緩慢上浮。若小玻璃瓶上浮過程中其內部的空氣溫度保持不變，忽略氣體分子個數變化，則在此過程中小玻璃瓶中的空氣（　　）

  A．體積不變，內能不變

  B．體積減小，內能減小

  C．體積增大，對外界做正功

  D．對外界做正功，并放出熱量
  組卷：56引用：1難度：0.6

  解析

• 3．下列說法中正確的是（　　）

  A．只要照射到某種金屬的光足夠強，就能在金屬表面發生光電效應

  B．盧瑟福通過α粒子轟擊金箔的實驗，證實了原子核內部存在質子

  C．目前我國核電事業蓬勃發展，新建核電站的能量來源主要是輕核聚變

  D．用單色光照射大量處于基態的氫原子，氫原子發出所有光的頻率不可能大于入射光的頻率
  組卷：69引用：1難度：0.7

  解析

• 4．太陽發出的白光射入懸浮于空中的小水珠，經折射和反射后又自水珠射出發生色散現象，地面上的人看到的出射光為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光依次排列的彩色光帶，這就是彩虹的成因，如圖所示。若在彩色光帶中選取甲、乙兩束不同頻率的單色光進行比較，則下列說法中正確的是（　　）

  A．甲光在水中的傳播速度大于乙光在水中的傳播速度

  B．若甲光為綠光，則乙光不可能是紫光

  C．這兩束光照射同一雙縫裝置發生干涉現象，甲光的條紋間距大于乙光的條紋間距

  D．由水射向空氣，甲光發生全反射的臨界角大于乙光發生全反射的臨界角
  組卷：80引用：1難度：0.7

  解析

• 5．一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖甲所示，a、b兩質點的橫坐標分別為x_a=2m和x_b=4m。若質點a的振動圖像如圖乙所示，則下列說法中正確的是（　　）
  

  A．該波沿x軸正方向傳播，波速為10m/s

  B．質點b經0.4s運動的路程為0.4cm

  C．此時刻質點b的速度沿y軸正方向

  D．質點a在t=0.3s時加速度為零
  組卷：115引用：1難度：0.4

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• 6．如圖甲所示，一閉合金屬圓環處在垂直圓環平面的勻強磁場中。若磁感應強度B隨時間t按如圖乙所示的規律變化，設圖中磁感應強度垂直圓環平面向里為正方向，環中感應電流沿順時針方向為正方向。則環中電流隨時間變化的圖像可能是下圖中的（　　）

  A．	B．
  C．	D．
  組卷：216引用：1難度：0.4

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二、本部分共6題，共58分。

• 19．某同學設計了一臺靜電除塵裝置，如圖1所示，裝置中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面極板使用絕緣材料，上、下面極板使用金屬材料。圖2是裝置的截面圖，上、下兩極板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質量為m、電荷量為-q、分布均勻的球形塵埃顆粒以水平速度v₀進入矩形通道，當帶負電的塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中和，同時被收集。通過調整兩極板間電壓U可以改變收集效率η（即被收集的塵埃顆粒與總塵埃顆粒數的比值）。忽略一切摩擦、不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用力。
  （1）求收集效率為100%時，兩極板間電壓的最小值U_m。
  （2）請推導收集率η與兩極板間電壓U的函數關系。
  （3）已知塵埃顆粒的電荷量與其半徑的平方成正比、質量與半徑的立方成正比，單位時間內進入矩形通道的塵埃顆粒個數恒定。兩次進入矩形通道的塵埃顆粒的直徑不同，當10μm的塵埃顆粒完全被收集時，高壓直流電源消耗的最小功率為P₁；當2.5μm的塵埃顆粒完全被收集時，高壓直流電源消耗的最小功率為P₂。求P₁：P₂。
  
  組卷：136引用：2難度：0.2

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• 20．經過天文望遠鏡長期觀測，人們發現銀河系中的恒星有大約四分之一是以“雙星系統”的形式存在的。雙星系統由兩個星體構成，其中每個星體的大小都遠小于兩星體之間的距離，一般雙星系統距離其他星體很遠，可以當作孤立系統處理。現根據對某一雙星系統的測量確定，該雙星系統中每個星體的質量都是M，兩者相距L，它們正圍繞兩者的連線做圓周運動。已知萬有引力常量為G。
  （1）計算該雙星系統的運動周期T₁。
  （2）若實際觀測到的運動周期為T₂，且T₂≠T₁，為解釋兩者的差異，目前一種流行的理論認為，在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的特殊物質，稱為暗物質。根據電荷分布均勻的球殼對殼外試探電荷的庫侖力可等效為兩點電荷間的庫侖力，距離取球殼的球心到點電荷之間的距離，利用庫侖力與萬有引力的表達式的相似性和相關力學知識回答下列問題。
  ①判斷T₂和T₁之間的大小關系，并說明理由；
  ②說明這種暗物質的分布情況，并計算這種暗物質的平均密度

  ρ

  。
  組卷：112引用：1難度：0.3

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