北京市東城區(qū)名校2023-2024學年高三上學期12月月考物理試卷

北京市東城區(qū)名校2023-2024學年高三上學期12月月考物理班級姓名學號成績一、單項選擇題。本部分共14小題，每小題3分，共42分。每小題只有一個選項符合題目的要求。1．某地震局記錄了一列沿x軸正方向傳播的地震橫波，在t=0時刻的波形如圖中實線所示，t=0.5s時刻第一次出現(xiàn)圖中虛線所示的波形。下列說法正確的是（）A．該地震波的周期為0.5sB．該地震波的波速為4km/sC．t=0時刻，x=1km處質點的振動方向沿y軸正方向D．0~0.5s內，x=2km處的質點沿x軸正方向前進2km的距離2.如圖所示，水平面上有一上表面光滑的斜面體，一小物塊沿其上表面勻減速上滑，此過程中斜面體始終保持靜止，下列說法正確的是（）A.斜面體受到地面的摩擦力水平向左B.斜面體受到地面的摩擦力為零C.斜面體對地面的壓力小于斜面體與物塊的重力之和D.斜面體對地面的壓力等于斜面體與物塊的重力之和3．ETC是高速公路上不停車電子收費系統(tǒng)的簡稱。汽車在進入ETC通道感應識別區(qū)前需要減速至5m/s，然后勻速通過感應識別區(qū)。甲、乙兩輛以15m/s的速度行駛的汽車在進入ETC通道感應識別區(qū)前都恰好減速至5m/s，減速過程的v-t圖像如圖所示，則（）A．t1時刻甲車的速度大于乙車的速度B．0~t1時間內甲、乙兩車的平均速度相同C．0~t1時間內甲、乙兩車的速度變化量相同D．t1時刻甲、乙兩車距感應識別區(qū)的距離相同4．2022年12月4日，神舟十四號乘組與十五號乘組完成在軌輪換后，返回地球。載人飛船返回艙進入大氣層后，距地面10km左右時開啟降落傘，速度減至約8m/s，接下來以這個速度在大氣中降落。在距地面1.2m時，返回艙的四臺緩沖發(fā)動機開始向下噴氣，艙體再次減速，到達地面時速度約為2m/s。由以上信息可知（）A．開啟降落傘減速的過程中，艙體處于失重狀態(tài)B．在大氣中勻速降落過程中，艙體的機械能保持不變C．緩沖發(fā)動機開啟過程中，航天員的加速度約為5gD．艙體與地面撞擊的過程中，撞擊力的沖量大于艙體重力的沖量5．如圖所示，豎直輕彈簧下端固定在水平面上，一小球從彈簧正上方某處由靜止開始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度（在彈性限度內）。不計空氣阻力。則（）A．從接觸彈簧到運動至最低點的過程中，小球的加速度不斷增大B．從接觸彈簧到運動至最低點的過程中，小球的速度先增大后減小C．從接觸彈簧到運動至最低點的過程中，小球的機械能守恒D．小球在最低點時所受的彈力大小等于其所受的重力大小6.如圖所示，衛(wèi)星沿圓形軌道I環(huán)繞地球運動。當其運動到M點時采取了一次減速制動措施，進入橢圓軌道II或III。軌道I、II和III均與地球赤道面共面。變更軌道后（）A.衛(wèi)星沿軌道III運動B.衛(wèi)星經過M點時的速度小于7.9km/sC.衛(wèi)星經過M點時的加速度變大D.衛(wèi)星環(huán)繞地球運動的周期變大7．如圖所示為某種靜電推進裝置的原理圖，發(fā)射極與吸收極接在高壓電源兩端，兩極間產生強電場，虛線為等勢面，在強電場作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸收極，a、b是其路徑上的兩點，a、b兩點的電場強度分別為Ea、Eb，電勢分別為φa、φb。下列說法正確的是（）A．Ea﹥Eb，φa﹥φb B．Ea﹤Eb，φa﹥φbC．Ea﹥Eb，φa﹤φb D．Ea﹤Eb，φa﹤φb8．具有相同質子數和不同中子數的原子稱為同位素。讓氫的三種同位素原子核（、和）以相同的速度從帶電平行板間的P點沿垂直于電場的方向射入電場，其中氘核（）恰好能離開電場，軌跡如圖所示。不計粒子的重力，則（）A．不能離開電場B．在電場中受到的電場力最大C．在電場中運動的時間最短D．在電場中運動的過程中電場力對做功最少9．如圖所示，圓形區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，一帶電粒子從圓周上的P點沿半徑方向射入磁場。若粒子射入磁場時的速度大小為v1，運動軌跡為PN；若粒子射入磁場時的速度大小為v2，運動軌跡為PM。不計粒子的重力。下列判斷正確的是（）A．粒子帶負電B．速度v1大于速度v2C．粒子以速度v1射入時，在磁場中運動時間較長D．粒子以速度v1射入時，在磁場中受到的洛倫茲力較大10.如圖所示，輕桿的一端固定在通過O點的水平轉軸上，另一端固定一小球，輕桿繞O點在豎直平面內沿順時針方向做勻速圓周運動，其中A點為最髙點、C點為最低點，B點與O點等高，下列說法正確的是（）A.小球經過A點時，所受桿的作用力一定豎直向下B.小球經過B點時，所受桿的作用力沿著BO方向C.從A點到C點的過程，小球重力的功率保持不變D.從A點到C點的過程，桿對小球的作用力做負功11．質量為m的同學原地跳繩時，上下運動，其速度大小v隨時間t的變化圖像如圖所示。重力加速度為g。不計空氣阻力。則（）A．0~t0內，該同學的最大速度約為B．0~t0內，該同學上升的最大高度約為C．該同學克服重力做功的平均功率約為D．每跳一次，地面對該同學所做的功約為12．跳臺滑雪主要分為助滑階段、起跳階段、飛行階段和落地4個階段。在飛行階段，運動員會采取一種身體向前傾，同時滑雪板向前分開呈“V”字型的經典姿勢，如圖所示。這種姿勢能夠加大運動員與下方空氣接觸的面積，并且還可以讓身體和雪板與水平方向呈最為理想的夾角，就像飛機起飛一樣，從而獲得較大的空氣托舉力。關于運動員在飛行階段采用“V”字型姿勢，下列說法正確的是（）A．可以增加水平方向的飛行速度B．可以增加豎直方向的加速度C．可以增加運動員的機械能D．可以獲得更長的飛行時間13．某同學根據查閱到的某種熱敏電阻的R-t特性曲線（如圖1），設計了圖2所示的恒溫箱溫度控制電路。圖2中，Rt為熱敏電阻，R1為可變電阻，控制系統(tǒng)可視作R=200的電阻，電源的電動勢E=9.0V，內阻不計。當通過控制系統(tǒng)的電流小于2mA時，加熱系統(tǒng)將開啟，為恒溫箱加熱；當通過控制系統(tǒng)的電流等于2mA時，加熱系統(tǒng)將關閉。下列說法正確的是（） 圖1 圖2A．若要使恒溫箱內溫度保持20℃，應將R1調為500B．若要使恒溫箱內溫度升高，應將R1增大C．若恒溫箱內溫度降低，通過控制系統(tǒng)的電流將增大D．保持R1不變，通過控制系統(tǒng)的電流大小隨恒溫箱內的溫度均勻變化14．2023年春節(jié)期間，中國科幻電影《流浪地球2》熱映。《流浪地球》系列影片設定：若干年后，太陽上的氫元素將被耗盡，太陽由“氫核聚變”階段進入“氦核聚變”階段，并成為一顆紅巨星，地球將被太陽吞沒、氣化。因此，人類啟動了“流浪地球”計劃。人類的自救之旅的第一階段是“剎車階段”，利用2000臺安裝在地球赤道上的“轉向式行星發(fā)動機”，通過噴射高能高壓的粒子流，推動地球停止自轉；第二階段是“逃逸階段”，利用“推進式行星發(fā)動機”推動地球加速，增大公轉速度，逐漸脫離太陽系，開啟“流浪”之旅。根據以上素材，結合所學，判斷下列說法正確的是（）A．不考慮其它因素，地球停止自轉的過程中，赤道上的物體所受重力逐漸減小B．不考慮其它因素，地球停止自轉的過程中，南北極處的物體所受重力逐漸增大C．“轉向式行星發(fā)動機”的噴口方向應該與自轉速度方向相反，“推進式行星發(fā)動機”的噴口方向應該與公轉速度方向相反D．聚變要克服原子核之間的庫侖斥力，因此氦核聚變比氫核聚變需要的溫度更高二、實驗題（共18分）15．物理實驗一般涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數據分析等。（1）用游標卡尺測量某金屬管的外徑，示數如圖1所示。則該金屬管的外徑為mm。圖1（2）利用圖2所示裝置驗證機械能守恒定律。圖3為實驗所得的一條紙帶，在紙帶上選取連續(xù)的、點跡清晰的3個點A、B、C，測出A、B、C與起始點O之間的距離分別為h1、h2、h3。已知打點計時器的打點周期為T，重物質量為m，當地重力加速度為g。從打O點到打B點的過程中，重物增加的動能，減少的重力勢能。圖2 圖3（3）如圖4所示，用半徑相同的A、B兩球的碰撞可以驗證動量守恒定律。某同學認為即使A球質量m1大于B球質量m2，也可能會使A球反彈。請說明該同學的觀點是否正確并給出理由。圖416．某同學用伏安法測金屬絲的電阻Rx（阻值約5Ω左右）。實驗所用器材為：電池組（電動勢3V）、電流表（內阻約0.1Ω）、電壓表（內阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0~20Ω）、開關、導線若干。（1）圖1中電壓表的右端應與（選填“a”或“b”）點連接。圖1 圖2 圖3（2）圖2是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的右端。請根據（1）問中的電路圖，補充完成圖2中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表讀數均為最小值。（3）該同學在坐標紙上建立如圖3所示的坐標系，標出了與測量數據對應的6個點。請在該圖中描繪出I-U圖線，利用圖線可得該金屬絲的阻值Rx=Ω（結果保留兩位有效數字）。（4）通過電路元件的I-U圖像可以了解其性能。該同學查閱說明書，了解到某元件具有維持用電器兩端電壓穩(wěn)定的作用，其正常工作電壓為3.0V，電流約為83mA，I-U圖像如圖4所示。若使用該元件與一額定電壓為3.0V的用電器R2并聯(lián)，通過適當的電阻R1構成如圖5所示的電路。當輸入電壓在一定范圍內波動時，用電器R2兩端電壓能夠穩(wěn)定在3.0V左右，請分析說明其原因。圖4 圖5三、論述計算題（共40分。按要求作圖，寫出必要的物理推導過程和文字描述）17．如圖所示，豎直平面內、半徑R=0.2m的光滑1/4圓弧軌道固定在水平桌面上，與桌面相切于B點。質量m=0.5kg的小物塊由A點靜止釋放，最后靜止于桌面上的C點。已知物塊與桌面間的動摩擦因數μ=0.5。取g=10m/s2。求：（1）物塊在B點時的速度大小vB；（2）物塊在B點時所受圓弧軌道的支持力大小N；（3）B、C兩點間的距離x。18．如圖1所示，邊長為l、總電阻為R的正方形導線框abcd，以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示的寬度為3l的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為B。（1）求ab邊剛進入磁場時，線框中產生的電動勢E。（2）求ab邊剛進入磁場時，線框受到的安培力的大小F。（3）以順時針方向為電流的正方向，由線框在圖示位置的時刻開始計時，在圖2中畫出線框中的電流隨時間變化的圖像，并求線框穿過磁場區(qū)域的全過程產生的電能E電。圖1 圖219．圖甲為洛倫茲力演示儀的實物照片，圖乙為其工作原理圖。勵磁線圈為兩個圓形線圈，線圈通上勵磁電流I（可由電流表示數讀出）后，在兩線圈間可得到垂直線圈平面的勻強磁場，其磁感應強度的大小和I成正比，比例系數用k表示，I的大小可通過“勵磁電流調節(jié)旋鈕”調節(jié)；電子從被加熱的燈絲逸出（初速不計），經加速電壓U（可由電壓表示數讀出）加速形成高速電子束，U的大小可通過“加速電壓調節(jié)旋鈕”調節(jié)。玻璃泡內充有稀薄氣體，在電子束通過時能夠顯示電子的徑跡。請討論以下問題：甲 乙 丙（1）調整燈絲位置使電子束垂直進入磁場，電子的徑跡為圓周。若垂直線圈平面向里看電子的繞行方向為順時針，那么勻強磁場的方向是怎樣的？（2）用游標瞄準圓形電子束的圓心，讀取并記錄電子束軌道的直徑D、勵磁電流I、加速電壓U。請用題目中的各量寫出計算電子比荷的計算式。（3）某次實驗看到了圖丙①所示的電子徑跡，經過調節(jié)“勵磁電流調節(jié)旋鈕”又看到了圖丙②所示的電子徑跡，游標測量顯示二者直徑之比為2：1；只調節(jié)“加速電壓調節(jié)旋鈕”也能達到同樣的效果。a．通過計算分別說明兩種調節(jié)方法是如何操作的；b．求通過調節(jié)“勵磁電流調節(jié)旋鈕”改變徑跡的情況中，電子沿①、②