2024學(xué)年北京市人民大學(xué)附屬中學(xué)物理高三第一學(xué)期期末調(diào)研試題含解析

2024學(xué)年北京市人民大學(xué)附屬中學(xué)物理高三第一學(xué)期期末調(diào)研試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、“跳跳鼠”是很多小朋友喜歡玩的一種玩具（圖甲），彈簧上端連接腳踏板，下端連接跳桿（圖乙），人在腳踏板上用力向下壓縮彈簧，然后彈簧將人向上彈起，最終彈簧將跳桿帶離地面．A．不論下壓彈簧程度如何，彈簧都能將跳桿帶離地面B．從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能C．從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，人一直向上加速運(yùn)動(dòng)D．從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，人的加速度先減小后增大2、如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則A．P和Q都帶正電荷 B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷 D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷3、2010年命名為“格利澤581g”的太陽系外行星引起了人們廣泛關(guān)注，由于該行星的溫度可維持表面存在液態(tài)水，科學(xué)家推測這或?qū)⒊蔀榈谝活w被發(fā)現(xiàn)的類似地球世界，遺憾的是一直到2019年科學(xué)家對(duì)該行星的研究仍未有突破性的進(jìn)展。這顆行星距離地球約20億光年(189.21萬億公里)，公轉(zhuǎn)周期約為37年，半徑大約是地球的2倍，重力加速度與地球相近。則下列說法正確的是A．飛船在Gliese581g表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于7.9km/sB．該行星的平均密度約是地球平均密度的C．該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的8倍D．在地球上發(fā)射航天器前往“格利澤581g”，其發(fā)射速度不能超過11.2km/s4、下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以兩個(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的溫度高B．兩個(gè)不同的物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同C．質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能是相同的D．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化5、如圖所示，一根均勻柔軟的細(xì)繩質(zhì)量為m。兩端固定在等高的掛鉤上，細(xì)繩兩端的切線與水平方向夾角為θ，重力加速度為g。掛鉤對(duì)細(xì)繩拉力的大小為A． B．C． D．6、如圖所示為范德格拉夫起電機(jī)示意圖，直流高壓電源的正電荷，通過電刷E、傳送帶和電刷F，不斷地傳到球殼的外表面，并可視為均勻地分布在外表面上，從而在金屬球殼與大地之間形成高電壓．關(guān)于金屬球殼上的A、B兩點(diǎn)，以下判斷正確的是A．A、B兩點(diǎn)電勢相同B．A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同C．將帶正電的試探電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能增加D．將帶正電的試探電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能減小二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，足夠長U型管內(nèi)分別由水銀封有、兩部分氣體，則下列陳述中正確是A．只對(duì)加熱，則h減小，氣柱長度不變B．只對(duì)加熱，則h減小，氣柱長度減少C．若在右管中注入一些水銀，將增大D．使、同時(shí)升高相同的溫度，則增大、h減小8、下列說法正確的是________。A．利用單擺測重力加速度實(shí)驗(yàn)中，小球的質(zhì)量不需要測量B．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的衍射現(xiàn)象C．泊松亮斑是光透過圓盤形成的衍射現(xiàn)象D．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象E.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的衍射原理9、水平圓盤A、B以齒輪咬合傳動(dòng)，B盤為主動(dòng)轉(zhuǎn)盤，A盤半徑為B盤半徑的2倍。在A、B兩盤上分別放置兩個(gè)相同的物塊P、Q，它們到圓盤中心的距離相等，均為。物塊與圓盤的最大靜摩擦力為物塊所受重力的倍，重力加速度大小為。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．圓盤A、B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等B．P、Q不發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，所受的摩擦力始終不相等C．當(dāng)A盤的角速度增大至某一值時(shí)，P、Q同時(shí)開始滑動(dòng)D．當(dāng)A盤的角速度時(shí)，Q所受摩擦力的大小等于10、如圖所示，半愛心型金屬環(huán)abc（由直線ac及曲線abc構(gòu)成，不計(jì)重力）水平放置在絕緣的水平面上，某時(shí)刻通有順時(shí)針方向恒定電流，長直導(dǎo)線MN固定在水平面上與ac平行，當(dāng)其中通有M到N的恒定電流時(shí)，則下列說法正確的是A．金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．a(chǎn)c邊與長直線相互吸引C．金屬環(huán)受到的安培力向右D．金屬環(huán)對(duì)水平面有向左的摩擦力三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)測量一段粗細(xì)均勻電阻絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)操作如下：（1）用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，如圖甲所示的示數(shù)為_________mm。（2）用多用電表“×1"倍率的歐姆擋測量該電阻絲的阻值，如圖乙所示的示數(shù)為_________Ω。（3）用電流表（內(nèi)阻約為5Ω）、電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ）測量該電阻絲的阻值Rx，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，下列電路中符合要求的是_________。A．B．C．D．（4）用第（3）問中C選項(xiàng)的方法接入不同長度的電阻絲l，測得相應(yīng)的阻值R，并作出了R-l圖象，如圖丙所示中符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖線是_________（選填“a”“b”或“c”），該電阻絲電阻率的測量值_________（選填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值。12．（12分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“測量重力加速度”并“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。該小組把輕質(zhì)細(xì)繩的一端與一個(gè)小球相連，另一端系在力傳感器的掛鉤上，整個(gè)裝置位于豎直面內(nèi)，將擺球拉離豎直方向一定角度，由靜止釋放，與傳感器相連的計(jì)算機(jī)記錄細(xì)繩的拉力F隨時(shí)間t變化的圖線。(1)首先測量重力加速度。將擺球拉離豎直方向的角度小于5°，讓小球做單擺運(yùn)動(dòng)，拉力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示。①圖可知該單擺的周期T約為________s(保留兩位有效數(shù)字)。②該小組測得該單擺的擺長為L，則重力加速度的表達(dá)式為________(用測量或者已知的物理量表示)。(2)然后驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。將擺球拉離豎直方向較大角度后由靜止釋放，拉力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖丙所示。①要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，還需要測量的物理量是_________。②若圖中A點(diǎn)的拉力用F1表示，B點(diǎn)的拉力用F2表示，則小球從A到B的過程中，驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為_____________(填表達(dá)式前的字母序號(hào))。A．B．C四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，圓柱形油桶中裝滿折射率n=的某種透明液體，油桶的高度為H，半徑為H，桶的底部裝有一塊平面鏡，在油桶底面中心正上方高度為d處有一點(diǎn)光源P，要使人從液體表面上方任意位置處都能夠觀察到此液體內(nèi)點(diǎn)光源P發(fā)出的光，d應(yīng)該滿足什么條件?14．（16分）一列簡諧橫波在t＝s時(shí)的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。求：(ⅰ)波速及波的傳播方向；(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。15．（12分）如圖所示為一種研究高能粒子在不同位置對(duì)撞的裝置。在關(guān)于y軸對(duì)稱間距為2d的MN、PQ邊界之間存在兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場，其中K（K在x軸上方）下方I區(qū)域磁場垂直紙面向外，JK上方Ⅱ區(qū)域磁場垂直紙面向里，其磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B．直線加速器1與直線加速器2關(guān)于O點(diǎn)軸對(duì)稱，其中心軸在位于x軸上，且末端剛好與MN、PQ的邊界對(duì)齊；質(zhì)量為m、電荷量為e的正、負(fù)電子通過直線加速器加速后同時(shí)以相同速率垂直MN、PQ邊界進(jìn)入磁場。為實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子在Ⅱ區(qū)域的y軸上實(shí)現(xiàn)對(duì)心碰撞（速度方向剛好相反），根據(jù)入射速度的變化，可調(diào)節(jié)邊界與x軸之間的距離h，不計(jì)粒子間的相互作用，不計(jì)正、負(fù)電子的重力，求：（1）哪個(gè)直線加速器加速的是正電子；（2）正、負(fù)電子同時(shí)以相同速度ν1進(jìn)入磁場，僅經(jīng)過邊界一次，然后在Ⅱ區(qū)域發(fā)生對(duì)心碰撞，試通過計(jì)算求出v1的最小值。（3）正、負(fù)電子同時(shí)以v2速度進(jìn)入磁場，求正、負(fù)電子在Ⅱ區(qū)域y軸上發(fā)生對(duì)心碰撞的位置離O點(diǎn)的距離。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解題分析】當(dāng)彈簧下壓的程度比較小時(shí)，彈簧具有的彈性勢能較小，彈簧不能將跳桿帶離地面，故A錯(cuò)誤；從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能和重力勢能，故B錯(cuò)誤；從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，開始彈力大于重力，人向上加速，彈簧逐漸恢復(fù)性變,彈力逐漸減小，加速度逐漸減??；后來彈力小于重力，人的加速度反向增加，所以人的加速度先減小后增大，故C錯(cuò)誤，D正確．所以D正確，ABC錯(cuò)誤．

2、D【解題分析】

AB．受力分析可知，P和Q兩小球，不能帶同種電荷，AB錯(cuò)誤；CD．若P球帶負(fù)電，Q球帶正電，如下圖所示，恰能滿足題意，則C錯(cuò)誤D正確，故本題選D．3、B【解題分析】

ABC．忽略星球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬有引力等于重力得：mg=m得到v=萬有引力等于重力，=mg，得到M=ρ=這顆行星的重力加速度與地球相近，它的半徑大約是地球的2倍，所以它在表面附近運(yùn)行的速度是地球表面運(yùn)行速度的倍，大于1．9km/s，質(zhì)量是地球的4倍，密度是地球的。故B正確，AC錯(cuò)誤。D．航天器飛出太陽系所需要的最小發(fā)射速度為第三宇宙速度，即大于等于2．1km/s，故D錯(cuò)誤。4、D【解題分析】試題分析：影響內(nèi)能大小的因素：質(zhì)量、體積、溫度和狀態(tài)，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高平均動(dòng)能大，但不一定每個(gè)分子的動(dòng)能都大．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高平均動(dòng)能大，但不一定每個(gè)分子的動(dòng)能都大，A錯(cuò)誤；影響內(nèi)能大小的因素：質(zhì)量、體積、溫度和狀態(tài)，B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的冰融化成相同溫度的水需要從外界吸熱，故質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能是不相同的，C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化，比如零攝氏度的冰化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，D正確．5、A【解題分析】

先對(duì)掛鉤一端受力分析可知掛鉤對(duì)繩子的拉力和繩子對(duì)掛鉤的拉力相等：對(duì)繩子受力分析如右圖，正交分解：解得：，A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6、A【解題分析】

A、由題可知，電荷均勻地分布在外表面上，球殼AB是一個(gè)等勢體，各點(diǎn)的電勢是相等的．故A正確；B、球殼AB是一個(gè)等勢體，AB的外表面處，各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與球殼的外表面垂直，所以A點(diǎn)與B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向一定不同，故B錯(cuò)誤；C、由于A、B的電勢是相等的，所以將帶正電的試探電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力不做功，電勢能不變．故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．故選A．【題目點(diǎn)撥】靜電平衡后，金屬球殼AB的外表面均勻帶電，外部各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向不同；金屬球殼AB是一個(gè)等勢體，各點(diǎn)的電勢相等．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AD【解題分析】

AB．只對(duì)L1加熱，假設(shè)體積不變，則壓強(qiáng)增大，所以L1增大、h減小，氣柱L2長度不變，因?yàn)榇瞬糠謿怏w做等溫變化，故A正確B錯(cuò)誤；C．若在右管中注入一些水銀，L2壓強(qiáng)增大，假設(shè)L1的體積不變，L1的壓強(qiáng)與h長度的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和隨之增大，L1的壓強(qiáng)增大，根據(jù)玻意耳定律得L1將減小，故C錯(cuò)誤；D．使L1、L2同時(shí)升高相同的溫度，假設(shè)氣體體積不變，L1的壓強(qiáng)增大，L2壓強(qiáng)不變，則L1增大、h減小，故D正確；故選AD.【題目點(diǎn)撥】做好本題的關(guān)鍵是知道兩邊氣體壓強(qiáng)大小的影響因素，再利用理想氣體狀態(tài)方程判斷各物理量的變化．8、ACD【解題分析】

A．由單擺周期公式可得，與質(zhì)量無關(guān)，所以利用單擺測重力加速度實(shí)驗(yàn)中，小球的質(zhì)量不需要測量，故A正確；B．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C．泊松亮斑是光透過圓盤形成的衍射現(xiàn)象，故C正確；D．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，故D正確；E．潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的反射原理，故E錯(cuò)誤。故選：ACD。9、BD【解題分析】

A．圓盤A、B邊緣線速度相同，由得①故A錯(cuò)誤；BC．物塊滑動(dòng)前有結(jié)合①式知所受靜摩擦力大，兩物塊最大靜摩擦力均為。增大則所需向心力增大，則先達(dá)到最大靜摩擦力，開始滑動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；D．P、Q兩物塊開始滑動(dòng)時(shí)有解得臨界角速度結(jié)合①式知，當(dāng)時(shí)，故此時(shí)所受摩擦力大小等于，故D正確。故選BD。10、AD【解題分析】

A．由題意，直導(dǎo)線電流恒定，金屬環(huán)無感應(yīng)電流，故A正確；B．a(chǎn)c邊電流由c指向a，由反向電流相互排斥可知ac邊和長直線相互排斥，故B錯(cuò)誤；C．彎曲部分所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于直線部分，而電流是相同的，故彎曲部分受到的安培力大于直線部分，彎曲部分受到的是引力，直線部分受到的是斥力，故整體受到的安培力的合力向左，故C錯(cuò)誤；D．由于金屬環(huán)受到的安培力合力向左，故地面對(duì)金屬環(huán)的摩擦力向右，故金屬環(huán)對(duì)地面的摩擦力向左，D正確；故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、2.819?2.8217Da等于【解題分析】

（1）[1]螺旋測微器的轉(zhuǎn)動(dòng)刻度50格共0.5mm長，精確度為0.01mm，格數(shù)要估讀到0.1格，則電阻絲的直徑為：（2.819~2.821）；（2）[2]歐姆表讀電阻，由表盤上的數(shù)字乘以倍率得到阻值，可得：（或7）（3）[3]實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，則需要滑動(dòng)變阻器選擇分壓式接法；而待測電阻滿足：即待測電阻為小電阻，用電流表的外接法減小系統(tǒng)誤差；綜上選擇D電路實(shí)驗(yàn)；（4）[4]根據(jù)電阻定律，可知圖像應(yīng)該是過原點(diǎn)的傾斜直線，但（3）問中的C項(xiàng)電路采用的是電流表的內(nèi)接法，因電流表分分壓導(dǎo)致電阻的測量值偏大，有：故測量圖線不過原點(diǎn)，而有縱截距；故選a圖線；[5]由圖像求電阻率是利用斜率求得，a圖線和準(zhǔn)確圖線的斜率相同，故電阻率的測量值等于真實(shí)值。12、0.75(0.70或者0.73也對(duì))質(zhì)量A【解題分析】

(1)①[1]小球做單擺運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過最低點(diǎn)拉力最大，由圖乙可知11.0s到14.0s內(nèi)有4個(gè)全振動(dòng)，該單擺的周期②[2]根據(jù)單擺周期公式可得重力加速度(2)①[3]圖中點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度為零的位置，即最高位置，根據(jù)受力分析可得圖中點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度最大的位置，即最低點(diǎn)位置，根據(jù)牛頓第二定律可得小球從到的過程中，重力勢能減小量為動(dòng)能的增加量為要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需滿足解得所以還需要測量的物理量是小球的質(zhì)量②[4]驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為故A正確，B、C錯(cuò)誤；故選A。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、H>d≥H/2【解題分析】

要使人從液體表面上任意位置處能夠觀察到點(diǎn)光源P發(fā)出的光，點(diǎn)光源發(fā)出的光必須全部能折射進(jìn)入空氣中，根據(jù)對(duì)稱性，作出點(diǎn)光源經(jīng)平面鏡所成的像．當(dāng)光射向水面時(shí)，