2022-2023學(xué)年北京交大附中高三（上）診斷物理試卷

一、第一部分（選擇題共42分）本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。

• 1．氫原子從基態(tài)躍遷到某激發(fā)態(tài)，則該氫原子（　?。?/h2>

  A．放出光子，能量增加	B．放出光子，能量減少
  C．吸收光子，能量增加	D．吸收光子，能量減少
  組卷：131引用：2難度：0.5

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• 2．下列現(xiàn)象能說(shuō)明光是橫波的是（　?。?/h2>

  A．光的衍射現(xiàn)象	B．光的折射現(xiàn)象
  C．光的偏振現(xiàn)象	D．光的干涉現(xiàn)象
  組卷：712引用：5難度：0.9

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• 3．如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的斜面上加速下滑，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。下列說(shuō)法正確的是（　　）

  A．斜面對(duì)物塊的支持力大小為mgsinθ

  B．斜面對(duì)物塊的摩擦力大小為μmgcosθ

  C．斜面對(duì)物塊作用力的合力大小為mg

  D．物塊所受的合力大小為mgsinθ
  組卷：1290引用：9難度：0.8

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• 4．某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為22000V，輸出電流為300mA。該變壓器（　?。?/h2>

  A．原、副線圈的匝數(shù)之比為100：1

  B．輸入電流為30A

  C．輸入電流的最大值為15 2 A

  D．原、副線圈交流電的頻率之比為1：100
  組卷：714引用：3難度：0.7

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• 5．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，沿圖示路徑先后到達(dá)狀態(tài)b和c。下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

  A．從a到b,氣體溫度保持不變

  B．從a到b,氣體對(duì)外界做功

  C．從b到c,氣體內(nèi)能減小

  D．從b到c,氣體從外界吸熱
  組卷：833引用：6難度：0.5

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• 6．圖1為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖2為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（　?。?img alt="菁優(yōu)網(wǎng)" src="https://img.jyeoo.net/quiz/images/202204/146/5fd9ce8b.png" style="vertical-align:middle" />

  A．在t=0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

  B．從t=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程為30cm

  C．從t=0.10s到t=0.25s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了8m

  D．在t=0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度沿y軸負(fù)方向
  組卷：301引用：6難度：0.6

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二、第二部分（非選擇題共58分）本部分共6大題，共58分。請(qǐng)用黑色字跡簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，在試卷上作答無(wú)效。

• 19．類比是研究問(wèn)題的常用方法。
  （1）情境1：如圖1所示，彈簧振子的平衡位置為O點(diǎn)，在B、C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，小球相對(duì)平衡位置的位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用方程x=x_mcos

  k

  m

  t描述，其中x_m為小球相對(duì)平衡位置O時(shí)的最大位移，m為小球的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)。請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出彈簧的彈力F隨位移x變化的示意圖，并借助F-x圖像證明彈簧的彈性勢(shì)能E_p=

  1

  2

  k

  x

  2

  。
  
  （2）情境2：如圖3所示，把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開(kāi)關(guān)連成電路。先把開(kāi)關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電，稍后再把開(kāi)關(guān)置于線圈一側(cè)，組成LC振蕩電路，同時(shí)發(fā)現(xiàn)電容器極板上電荷量q隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中小球位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律類似。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C，線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)。
  a.類比情境1，證明電容器的電場(chǎng)能E_電=

  q

  2

  2

  C

  。
  b.類比情境1和情境2，完成下表。
  
  

  情境1	情境2
  球的位移x=xmcos k m t
  	線圈的磁場(chǎng)能E磁= 1 2 L i 2 （i為線圈中電流的瞬時(shí)值）
  組卷：196引用：3難度：0.4

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• 20．黑洞是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言的一種質(zhì)量極大的天體，黑洞自身不發(fā)光，難以直接觀測(cè)，我們可以通過(guò)恒星運(yùn)動(dòng)，黑洞邊緣的吸積盤及噴流，乃至引力波來(lái)探測(cè)美國(guó)在2016年6月“激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）就發(fā)現(xiàn)了來(lái)自于距離地球13億光年之外一個(gè)雙照洞系統(tǒng)合并產(chǎn)生的引力波。
  （1）假定黑洞為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球形天體，天文學(xué)家觀測(cè)到一質(zhì)量很小的恒星獨(dú)自在宇宙中做周期為T，半徑為r₀的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由此推測(cè)，圓周軌道的中心可能有個(gè)黑洞。設(shè)萬(wàn)有引力常量為G。
  ①利用所學(xué)知識(shí)求該黑洞的質(zhì)量M；
  ②嚴(yán)格解決照洞問(wèn)題需要利用廣義相對(duì)論的知識(shí)，但早在相對(duì)論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體系預(yù)言過(guò)黑洞的存在，他們認(rèn)為黑洞的引力很大，大到物體以光速運(yùn)動(dòng)都無(wú)法從其逃脫。我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m₁、m₂的質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)也會(huì)具有勢(shì)能，稱之為引力勢(shì)能，其大小為E_p=-G

  m

  1

  m

  2

  r

  （規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為零），若按照牛頓力學(xué)體系將地球變?yōu)橐粋€(gè)黑洞，求地球變?yōu)楹诙春蟮淖畲蟀霃絉_m。（結(jié)果保留1位有效數(shù)字，已知萬(wàn)有引力常量G=6.67×10^-11N?m²/kg²，地球質(zhì)量M=6.02×10²⁴kg,光速c=3×10⁸m/s）。
  （2）2019年4月10日，天文學(xué)家公布了首次直接拍攝到黑洞的照片。天文學(xué)家動(dòng)用了遍布全球的8個(gè)毫米/亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡，組成了一個(gè)所謂的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（EventHorizonTelescope,縮寫EHT），該虛擬望遠(yuǎn)鏡通過(guò)觀測(cè)黑洞邊緣的噴射情況而成。該虛擬望遠(yuǎn)鏡可等效為口徑為d,其分辨本領(lǐng)所對(duì)應(yīng)的單位面積上的功率為P，已知該黑洞到地球的距離為r。
  ①設(shè)該黑洞的直徑為D，求此次觀測(cè)到黑洞單位面積對(duì)應(yīng)的最小噴射功率P₁；
  ②若此次能觀測(cè)到黑洞的數(shù)量為N₀，大尺度宇宙空間中此類黑洞均勻分布，將此虛擬望遠(yuǎn)鏡的分辨率提高3倍，求能觀測(cè)到的同類黑洞的數(shù)目N₁。
  組卷：117引用：1難度：0.2

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