北京市东城区2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题

东城区2023-2024学年度第一学期期末统一检测高三物理2024.1本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡交回。第一部分本部分共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。1.一带电粒子以速度v进入匀强磁场，仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。如果速度v增大，下列说法正确的是（）A.半径增大，周期不变B.半径增大，周期增大C.半径减小，周期不变D.半径减小，周期减小2.将质量为10kg的模型火箭点火升空，0.2kg燃烧的燃气以大小为500m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小是（喷出过程重力和空气阻力不计）（）A.100kg·m/sB.5000kg·m/sC.100g·m/sD.5000N·s3.富兰克林曾用莱顿瓶收集“天电”，莱顿瓶相当于电容器，其结构如图所示。为提升莱顿瓶的电容值，以下做法正确的是（）A.升高莱顿瓶的电压B.增加铜杆上的电荷量C.增加内外锡箔的高度D.增加玻璃瓶壁的厚度4.我国发射的“天和”核心舱距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知万有引力常量为G，地球半径为R，根据以上信息可知（）A.地球的质量B.核心舱的质量C.核心舱的向心加速度D.核心舱的线速度5.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（）学科网（北京）股份有限公司 A.电压表示数不变B.电流表示数不变C.电压表示数增大D.电流表示数增大6.图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.4s时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的传播速度v＝15m/sC.这列波的波长λ＝7.3mD.在t＝0.4s到t＝0.5s内，质点Q通过的路程是1.5m7.如图所示，运动员在攀登峭壁的过程中，通过手、脚与岩壁、绳索间的相互作用来克服自身的重力。若图片所示时刻运动员保持静止，则运动员（）A.只受到重力和拉力的作用B.一定受到岩石施加的支持力C.一定受到岩石施加的静摩擦力D.所受到的合力竖直向上8.如图所示，光滑平行导轨固定于水平面内，间距为l，其所在空间存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨左侧接有阻值为R的定值电阻，一长为l，质量为m，阻值为r的导体棒垂直导轨放置。导轨电阻忽略不计，导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好。现使导体棒获得一水平向右的速度，在导体棒向右运动的整个过程中，下列说法正确的是（）A.流过电阻R的电流方向为a→R→b学科网（北京）股份有限公司 B.导体棒向右做匀减速运动C.导体棒开始运动时的加速度为D.电流通过电阻R产生的热量为9.用试探电荷可以探测电场中场强和电势的分布情况。如图甲所示，两个被固定的点电荷、，连线的延长线上有a、b两点，带正电。试探电荷＋q仅受电场力作用，t＝0时刻从b点沿着ba方向运动，时刻到达a点，其v-t图像如图乙所示，根据图像，下列判断正确的是（）A.带压电B.沿ba连线电势先减小后增大C.场强为零的点在b点和之间D.a点电势比b点高10.如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球。使轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定向上B.小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力指向O点C.若，小球通过最高点时，杆对球的作用力为零D.小球通过最低点时，杆对球的作用力可能向下11.如图所示，示波管由电子枪、竖直方向偏转电极YY、水平方向偏转电极XX＇和荧光屏组成。电极.YY＇、XX＇的长度均为l、间距均为d。若电子枪的加速电压为，XX＇极板间的电压为（X端接为高电势），YY＇极板间的电压为零。电子刚离开金属丝时速度可视为零，从电子枪射出后沿示波管轴线OO＇方向（O＇在荧光屏正中央）进入偏转电极。电子电荷量为e则电子（）学科网（北京）股份有限公司 A.会打在荧光屏左上角形成光斑B.打在荧光屏上时的动能大小为C.打在荧光屏上的位置与O＇的距离为D.打在荧光屏上时，速度方向与OO＇的夹角α满足12.如图，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。已知开关闭合瞬间，电流表指针向右偏转，则下列正确的是（）A.开关断开瞬间，电流表指针不偏转B.开关闭合瞬间，在A线圈中没有电磁感应现象发生C.开关闭合，向右移动滑动变阻器的滑片，电流表指针向右偏转D.开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将对线圈A产生排斥力13.在地铁某路段的隧洞墙壁上，连续相邻地挂有相同的广告画，画幅的宽度为0.8m，在列车行进的某段时间内，由于视觉暂留现象，车厢内的人向窗外望去会感觉广告画面是静止的。若要使人望向窗外时，看到的是画中的苹果做自由落体运动，则这段时间内（人眼的视觉暂留时间取0.05s，重力加速度g取）A.列车的车速为8m/sB.隧洞墙壁上每幅画中苹果所在的位置可连成抛物线C.隧洞墙壁上相邻两幅画中苹果之间的高度差都相等D.隧洞墙壁上连续相邻两幅画中苹果之间的高度差不相等，依次相差5cm学科网（北京）股份有限公司 14.闪电的可见部分之前有一个不可见阶段，在该阶段，由于雷雨云和地面间强大的电场，云底首先出现大气被强烈电离形成的一段暗淡的气柱，这种气柱逐级从云底向下延伸到地面，称梯级先导。梯级先导长约50m、直径约6m、电流约100A，可视为电子柱，它以平均约的速度一级一级地伸向地面，一旦接近地面，柱内的电子迅速地倾泄到地面，在倾泄期间，运动电子与柱内空气的碰撞导致明亮的闪光。一般情况下雷雨云距离地面1000m左右。用高速摄像机研究发现梯级先导电流主要集中在直径为几厘米的核心通道内流动。已知若电荷均匀分布在一条长直线上，与长直线距离为r处的电场强度大小的表达式为（λ为单位长度上的电荷量，，）。不考虑电荷运动引起的其他效应，下列估算正确的是（）A.梯级先导到达地面的时间约为B.电子柱内的平均电子数密度约为个C.核心通道每米长度上的电荷量约为D.电子柱边缘处的电场强度大小约为第二部分本部分共6题，共58分。15.（8分）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，先用伏安法测出金属丝的电阻R（约为5Ω）、然后计算出该金属丝的电阻率。（1）从图中读出金属丝的直径D为________mm。（2）实验室有两节干电池、开关、若干导线及下列器材：A.电压表0～3V，内阻约3kΩB.电压表0～15V，内阻约15kΩC.电流表0～0.6A，内阻约0.2ΩD.电流表0～3A，内阻约0.1Ω要求较准确地测出金属丝的阻值，电压表应选________，电流表应选________。（选填选项前的字母）（3）在坐标纸上建立U、I坐标系，并描绘出U-I图线。由图像得到金属丝的阻值R=________Ω（保留2位有效数字）。学科网（北京）股份有限公司 （5）写出计算金属丝电阻率的表达式________（用“D”“L”“R”表示）。16.（8分）做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。（1）若使用图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是________（选填选项前的字母）A.拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行B.实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带C.把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力D.为减小误差，实验中要保证槽码的质量m远小于小车的质量M（2）在图甲所示装置中，打点计时器的打点频率为50Hz，实验中得到一条纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为B、C、D、E、F，如图乙所示，相邻两计数点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则小车的加速度为________。（3）当保持槽码的重力不变，研究加速度随质量变化的关系时，得到的数据如下表所示。下方有两张坐标纸分别选取了不同的坐标系，请选择可以更好地处理数据的那组坐标系，在相应的图中标出实验序号为6的那组数据点，并画出图线。实验序号加速度小车与车上钩码总质量M/kg小车与车上钩码总质量的倒数10.310.205.020.260.254.0学科网（北京）股份有限公司 30.210.303.340.180.352.950.160.402.560.140.452.2（4）若采用传感器测量数据进行实验，装置如图丁所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传输方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，槽码的总质量用m表示，小车（含车内钩码）和力传感器的总质量用M表示。①实验中，在保持M一定的前提下，________（选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M；________（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。②若一位同学在上面①的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得多组力F及对应的加速度a，作出a-F图像，最有可能的a-F图像是________。17.（10分）如图1所示，质量m＝10kg的物块静止在光滑水平面上A点，在水平外力F作用下，10s末到达B点，外力F随时间变化的规律如图2所示，取向右为正方向。学科网（北京）股份有限公司 图1图2图3（1）求前10s内物块的位移大小和在B点速度的大小；（2）请在图3中画出物体在前20s内的速度—时间（v-t）图像；（3）求在10s到20s这段时间内外力F所做的功W。18.（10分）如图所示，在竖直向上，场强大小为E的匀强电场中，一个质量为m、带电荷量为＋q的绝缘物块B静止于竖直方向的轻弹簧上端，另一个质量也为m、不带电的绝缘物块A由静止释放，下落高度H后与物块B相碰，碰后二者粘在一起又下落h后到达最低点。整个过程中不计空气阻力，不计电荷量的损失，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，两物块均可视为质点，针对上述过程，求：（1）A与B碰后的速度大小v；（2）电势能的增加量；（3）弹簧弹性势能的增加量。19.（10分）图1所示的是北京欢乐谷的“太阳神车”游乐项目，图2是对其进行简化后的结构图，已知悬臂长为L，可绕水平方向的固定轴在竖直面内摆动，旋盘半径为r，盘面与悬臂垂直，在电动机带动下可以悬臂为轴转动，旋盘中心用表示，在旋盘边缘的圆周上排列着座椅。假设游戏开始后的某段时间内旋盘始终绕悬臂沿逆时针方向匀速转动，角速度为；悬臂摆到最高点（图2中①位置）时悬臂刚好和竖直方向垂直，从此位置，悬臂向下摆动到竖直方向（图2中②位置）时，悬臂对固定转轴的瞬时角速度是。悬臂在①位置时，旋盘边缘的b点与悬臂等高，旋盘边缘的a点在最高点，若坐在a处座椅上的游客随悬臂一起运动到②位置时刚好到达图中c点，c点与悬臂在同一竖直面内。游客的质量为m，游客及座椅可视为质点，重力加速度用g表示，不计轴间的摩擦阻力和空气阻力。学科网（北京）股份有限公司 图1图2（1）求b点速度的方向和速度的大小；（2）由于旋盘绕悬臂转动，c点同时参与了两个运动，除了绕做圆周运动之外，还和悬臂一起绕固定转轴转动，求游客在c点时的速度大小；（3）求悬臂从位置①到位置②的过程中，座椅及安全带对坐在a处座椅上的游客所做的功W。20.（12分）在如图所示Oxy坐标系中，存在垂直Oxy平面向外的磁场。边长为的正三角形导线框abc的总电阻为R，顶点a位于x轴上，bc边平行于Ox轴。（1）若此示意图表示的磁场是由一条通电直导线产生的，a.说明此直导线在Oxy坐标系中的大致位置和电流方向；b.说明当磁场增强时，导线框abc中感应电流的方向。（2）若此示意图表示的磁场有这样的特点：磁场在x方向是均匀的，即磁感应强度不随x坐标发生变化，；磁场在y方向均匀变化，已知磁感应强度随y坐标均匀增大，且y＝0时，B＝0。从某时刻开始，此区域中各点的磁感应强度都随时间均匀增大且对时间的变化率为k＇，求经过时间ta.线框中电流的大小I；b.bc边受到磁场力的方向和磁场力的大小；c.导线框受到磁场力的大小F。学科网（北京）股份有限公司 东城区2023-2024学年度第一学期期末统一检测高三物理参考答案及评分标准2024.1第一部分共14题，每题3分，共42分。题号1234567891011121314答案AACADBBCDCDCBD第二部分共6题，共58分。15.（8分）（1）0.400（2）AC（3）4.4或4.5（4）16.（8分）（1）AD（2）0.2（3）（4）不需要；需要；B17.（10分）（1）对物块，在AB段，由牛顿第二定律：代入数值解得由运动学公式（2）如答图所示学科网（北京）股份有限公司 （3）在10s到20s这段时间内，物体的位移，力F做的功18.（10分）（1）设物块A下落高度H时的速度为由得物体A与B碰撞过程，动量守恒得（2）A、B碰后到最低点的过程中，静电力做功电势能的增加量（3）A、B碰后至最低点的过程中，由动能定理∴∴弹性势能的增加量19.（10分）（1）b点速度的方向竖直向上，速度大小为（2）c点绕做圆周运动，因此具有分速度，方向垂直于c点和悬臂构成的平面向里；假设旋盘与悬臂之间是完全固定连在一起的，则旋盘与悬臂一起绕轴转动，其上各点绕轴转动的角速度都相同，又由于摆动到最低点时，c点与悬臂在同一竖直面内，因此c点绕做圆周运动的半径，与悬臂一起转动而具有的分速度，方向在c点和悬臂构成的平面内，垂直和c学科网（北京）股份有限公司 的连线斜向下。这两个分速度之间互相垂直。因此悬臂在位置②时c点的速度大小（3）对游客从a点到c点的过程应用动能定理，有：又：，，代入得：20.（12分）（1）a.直导线在bc边上方，与x轴平行，电流方向沿x轴负方向b.顺时针方向（2）a.经过时间，各点磁感应强度的增加量均为，因此整个导线框的磁通增加量为，其中，由法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律得：b.bc边受到磁场力的方向沿y轴负方向初始时刻bc边所在处磁感应强度用表示，由已知：且y＝0时，B＝0，可知；经过时间t，各点磁感应强度都增加了，因此t时刻bc边所在处磁感应强度由得：c.先研究ac边受力，可将ac边分为很多小段进行研究，每一小段受力方向都垂直ac边指向三角形内侧。在ac边上紧靠c的位置取一小段长度Δl，这一小段Δl所处位置的磁感应强度为，受力大小记，；同时在ac边上紧靠a的位置取一小段长度Δl，这一小段Δl所处位置的磁感应强度，受力大小记为，。可知：。在ac边上紧靠刚才那一小段的位置再取一小段长度Δl，Δl所处位置的磁感应强度为，受力大小记，；同时在ac边另一端取对应的一小段长度Δl，这一小段Δl学科网（北京）股份有限公司 所处位置的磁感应强度为，受力大小记为，。可知：。以此类推，可知每两个对应小段所受力的大小之和均为，对ac边求和，记为，得到。同理，ab边的受力情况为各小段受力垂直ab边指向三角形内侧，受力大小情况与ac边相同。由对称关系可知，ac边的磁场力与ab边的磁场力沿x方向的分力合力为零，沿y方向的分力合力沿y轴正向，大小为。因此导线框所受磁场力（若在求ac边和ab边受力时用磁感应强度的平均值计算并有适当说明，结果正确也得分；若先计算随时间增加的那部分磁场对线框的作用力为零，再计算原磁场对线框的受力，结果正确得全分）学科网（北京）股份有限公司