2023年北京市通州区高考物理一模试卷

一、选择题，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．如图为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是（　　）

  A．这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率的光子

  B．由n=4能级跃迁到n=1能级时发出光子的波长最长

  C．核外电子动能减少，电势能增加

  D．该氢原子放出光子，能量减少
  组卷：318引用：2难度：0.8

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• 2．一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（　　）

  A．增大θ（θ＜90°），b光会先消失

  B．a光从玻璃砖射入空气后，频率变大

  C．该玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率

  D．a光在该玻璃砖中的传播速度大于b光在该玻璃砖中的传播速度
  组卷：295引用：1难度：0.5

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• 3．为欢迎同学们新学期回归校园，老师用气球布置教室，给气球缓慢打气过程中，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是（　　）

  A．由于气体把气球充满，球内气体分子间表现为斥力

  B．由于该老师对气球内气体做功，气球内气体分子平均动能增大

  C．气球内气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生

  D．气球内气体的体积等于所有气体分子的体积之和
  组卷：329引用：2难度：0.8

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• 4．如图所示，S₁和S₂是两相干水波波源，它们振动同步且振幅相同，振幅A=10cm。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为5cm,A、B、C三质点的平衡位置在同一直线上，且B点为AC连线的中点。下列说法正确的是（　　）

  A．此时B点正竖直向下运动

  B．C点处于振动的减弱区

  C．此时A、C两点的竖直高度差为20cm

  D．再经过半个周期，质点C运动至A处
  组卷：452引用：3难度：0.6

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• 5．如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动。线圈的电阻为5.0Ω，线圈与外电路连接的定值电阻为95.0Ω，电压表为理想交流电表。线圈产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
  

  A．交流电的频率为100Hz

  B．电压表的读数为220V

  C．t=1.0×10-2s时，线框平面与磁场平面平行

  D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
  组卷：222引用：1难度：0.8

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• 6．2022年6月5日，我国的神舟十四号载人飞船与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成对接。对接前，飞船在空间站正下方200米的“保持点”处调整为垂直姿态（如图所示），并保持相对静止。准备好后，再逐步上升到“对接点”与空间站完成对接。飞船和空间站对接后，组合体绕地球做匀速圆周运动。已知地球同步卫星位于地面上方高度约36000km处。下列说法正确的是（　　）

  A．飞船维持在“保持点”的状态时，它的运动速度大于空间站运动速度

  B．飞船维持在“保持点”的状态时，需要开动发动机给飞船提供一个背离地心的推力

  C．与地球同步卫星相比，组合体的运动周期更大

  D．飞船一直加速才能从“保持点”上升到“对接点”
  组卷：171引用：1难度：0.8

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二、非选择题，本部分共6题，共58分

• 19．地球对其周围的物体产生的万有引力是通过地球周围的引力场产生的，物体在引力场中具有的势能我们称为引力势能。在物理学中，动能、引力势能和弹性势能统称为机械能。若规定距地球无限远处为引力势能零点，可得到在半径为r的轨道上做匀速圆周运动的人造地球卫星引力势能的表达式

  E

  p

  =

  -

  GM

  m

  r

  ，其中M为地球的质量，m为卫星的质量，G为万有引力常量。
  （1）求：①该卫星的动能；
  ②该卫星的机械能；
  ③若该卫星变轨后到达高轨道继续做匀速圆周运动，请说明随着轨道半径的增大，该卫星的机械能变化情况及原因。（不计卫星质量的变化）
  （2）已知在地球表面附近，对于质量为m的物体离开地面高度为h时，若规定地球表面为重力势能零点，物体重力势能的表达式E₀=mgh（g为重力加速度），这个表达式虽然与题干中引力势能的表达式在形式上有很大的差别，但二者本质相同
  试证明在忽略地球自转的情况下，当h远小于地球半径R时，重力势能和引力势能的表达式是一致的。（可能用到的数学知识：当|x|≪1时，

  1

  1

  +

  x

  ≈

  1

  -

  x

  ）
  组卷：140引用：1难度：0.5

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• 20．为寻找可靠的航天动力装置，科学家们正持续进行太阳帆推进器和离子推进器的研究。太阳帆推进器是利用太阳光作用在太阳帆的压力提供动力，离子推进器则是利用电场加速后的离子气体的反冲作用加速航天器。
  （1）由量子理论可知每个光子的动量为

  p

  =

  h

  λ

  （h为普朗克常量，λ为光子的波长），光子的能量为ε=hv（v为光子的频率），调整太阳朝使太阳光垂直照射，已知真空中光速为c,光子的频率v,普朗克常量h,太阳帆面积为S，时间t内太阳光垂直照射到太阳帆每平方米面积上的太阳光能为E，宇宙飞船的质量为M，所有光子照射到太阳帆上后全部被等速率反射，求：
  ①时间t内作用在太阳帆的光子个数N；
  ②在太阳光压下宇宙飞船的加速度a的大小
  （2）离子推进器的原理如图所示：进入电离室的气体被电离，其中正离子飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A，B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速正离子束的过程中所消耗的功率为P，推进器获得的恒定推力为F。为提高能量的转换效率，即要使

  F

  P

  尽量大，请通过论证说明可行的方案。设正离子质量为m,电荷量为q。
  组卷：195引用：1难度：0.6

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