2023年北京市西城区高考物理二模试卷

一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

• 1．有关物体的内能，下列说法正确的是（　　）

  A．物体温度升高，组成物体的分子的平均动能增大

  B．由于物体被举高，组成物体的分子的分子势能增大

  C．物体吸收热量，其内能一定增大

  D．物体对外界做功，其内能一定减小
  组卷：187引用：4难度：0.8

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• 2．如图所示，一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在玻璃砖与空气的界面上发生反射和折射，入射角为θ₁，折射角为θ₂。下列说法正确的是（　　）

  A．反射光的频率大于入射光的频率

  B．折射光的波长等于入射光的波长

  C．若增大入射角θ1，则折射角θ2将减小

  D．若增大入射角θ1，则折射光将减弱
  组卷：367引用：6难度：0.7

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• 3．氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（　　）

  A．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级，该氢原子的能量增加

  B．氢原子从n=3能级跃迁到n=4能级，该氢原子向外辐射光子

  C．大量处于n=3能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子

  D．处于基态的氢原子电离时将向外辐射13.6eV的能量
  组卷：329引用：3难度：0.8

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• 4．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图1所示，K、L是介质中的两个质点。图2是质点K的振动图像。下列说法正确的是（　　）

  A．t=0时刻质点K的加速度比质点L的大

  B．t=0时刻后质点K比质点L先到达正向最大位移处

  C．波沿x轴正方向传播，速度为v=1.0m/s

  D．波沿x轴负方向传播，速度为v=0.5m/s
  组卷：465引用：5难度：0.4

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• 5．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为10：1，其原线圈两端接入正弦式交变电压u,u=311sin100πtV，副线圈通过电流表与变阻器R相连，若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法正确的是（　　）

  A．电压表的示数为31.1V

  B．滑动变阻器的滑片向上滑动，电压表的示数增大

  C．滑动变阻器的滑片向上滑动，电流表的示数增大

  D．滑动变阻器的滑片向上滑动，变压器的输入功率减小
  组卷：272引用：4难度：0.4

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• 6．如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比m_A：m_B=4：1，A、B到O点的距离之比r_A：r_B=1：2。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　）

  A．A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小

  B．A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小

  C．A的动能等于B的动能

  D．A的周期小于B的周期
  组卷：445引用：5难度：0.6

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二、本部分共6题，共58分。

• 19．电动机是第二次科技革命中的最重要的发明之一，在生产、生活中起着极为重要的作用。
  （1）直流电动机的工作原理可以简化为图1所示的模型。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。质量为m、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道左端接有直流电源，电源电动势为E、内阻不计。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。在导体棒运动过程中，导体棒上的电流I与速度v的大小关系满足

  I

  =

  E

  -

  BL

  v

  R

  ，导体棒始终受到大小为f的阻力作用。求：
  a.闭合S瞬间，导体棒受到的安培力的大小F₀；
  b.导体棒速度为v时，导体棒加速度的大小a。
  （2）某兴趣小组根据直流电动机的工作原理设计了模型飞机的电磁弹射装置。如图2所示，用于弹射模型飞机的线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B，线圈可沿导轨滑动。开关接通，电动势为E、内阻不计的电源与线圈连接，线圈推动飞机从静止开始加速，运动过程中线圈和飞机受到的总阻力恒为f。线圈总电阻为R，匝数为n,每匝周长为l。
  a.若导轨足够长，求飞机能够获得的最大速度v_m。
  b.为了让线圈在模型飞机弹出后尽快停下来，该小组在图2的基础上改进了电路。如图3所示，单刀双掷开关接通1，线圈推动飞机加速；飞机弹出后，将单刀双掷开关接通2，让线圈减速。请说明这一设计的原理。
  
  组卷：385引用：3难度：0.3

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• 20．建立物理模型是解决实际问题的重要方法。
  （1）如图1所示，圆和椭圆是分析卫星运动时常用的模型。已知，地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。
  a.卫星在近地轨道Ⅰ上围绕地球的运动，可视做匀速圆周运动，轨道半径近似等于地球半径。求卫星在近地轨道Ⅰ上的运行速度大小v。
  b.在P点进行变轨操作，可使卫星由近地轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ。卫星沿椭圆轨道运动的情况较为复杂，研究时我们可以把椭圆分割为许多很短的小段，卫星在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分（如图2所示）。这样，在分析卫星经过椭圆上某位置的运动时，就可以按其等效的圆周运动来分析和处理。
  卫星在椭圆轨道Ⅱ的近地点P的速度为v₁，在远地点D的速度为v₂，远地点D到地心的距离为r。根据开普勒第二定律（对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等）可知v₁R=v₂r,请你根据万有引力定律和牛顿运动定律推导这一结论。
  （2）在科幻电影《流浪地球》中有这样一个场景：地球在木星的强大引力作用下，加速向木星靠近，当地球与木星球心之间的距离小于某个值d时，地球表面物体就会被木星吸走，进而导致地球可能被撕裂。这个临界距离d被称为“洛希极限”。
  已知，木星和地球的密度分别为ρ₀和ρ，木星和地球的半径分别为R₀和R，且d≫R。请据此近似推导木星使地球产生撕裂危险的临界距离d—“洛希极限”的表达式。【提示：当x很小时，（1+x）ⁿ≈1+nx。】
  组卷：446引用：2难度：0.4

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