北京市中央美術(shù)學院附屬實驗學校2023-2024學年高三下學期第五次調(diào)研考試物理試題含解析

北京市中央美術(shù)學院附屬實驗學校2023-2024學年高三下學期第五次調(diào)研考試物理試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、2019年7月31日，一個國際研究小組在《天文學和天體物理學》雜志刊文稱，在一個距離我們31光年的M型紅矮星GJ357系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它們繞GJ357做圓周運動。GJ357d處于GJ357星系宜居帶，公轉(zhuǎn)軌道與GJ357的距離大約為日地距離的五分之一。GJ357d的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6.1倍，公轉(zhuǎn)周期為55.7天，很可能是一個宜居星球。不考慮行星間的萬有引力，根據(jù)以上信息可知（）A．GJ357d和GJ357c的軌道半徑與周期的比值相同B．GJ357d的周期比GJ357c的周期小C．GJ357的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的3倍D．GJ357的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的2、圖甲中豎直放置的電磁鐵通入圖乙所示電流，當t=t1時，測得上下兩磁極之間的中央處O點磁感應強度大小為B0；若在O點水平固定一個閉合導體小圓環(huán)（圓心即O點），電磁鐵仍通入圖乙所示的電流，當t=t1時，測得O點磁感應強度大小為B，則圓環(huán)中感應電流在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為（）A．B0 B．B0－B C．B0+B D．03、如圖所示，空間存在垂直于斜面向下的勻強電場(圖中未畫出)，兩個帶電物塊A和B位于圖中位置，A固定于水平地面上，B置于光滑斜面上，B的重力為G。則下列情況能讓B在斜面上保持靜止且讓B對斜面的壓力小于Gcosθ的是（）A．A和B都帶正電荷B．A和B都帶負電荷C．A帶正電荷，B帶負電荷D．A帶負電荷，B帶正電荷4、已知天然材料的折射率都為正值（）。近年來，人們針對電磁波某些頻段設計的人工材料，可以使折射率為負值（），稱為負折射率介質(zhì)。電磁波從正折射率介質(zhì)入射到負折射介質(zhì)時，符合折射定律，但折射角為負，即折射線與入射線位于界面法線同側(cè)，如圖所示。點波源S發(fā)出的電磁波經(jīng)一負折射率平板介質(zhì)后，在另一側(cè)成實像。如圖2所示，其中直線SO垂直于介質(zhì)平板，則圖中畫出的4條折射線（標號為1、2、3、4）之中，正確的是（）A．1 B．2 C．3 D．45、中澳美“科瓦里-2019”特種兵聯(lián)合演練于8月28日至9月4日在澳大利亞舉行，中國空軍空降兵部隊首次派員參加，演習中一名特種兵從空中靜止的直升飛機上，抓住一根豎直懸繩由靜止開始下滑，運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示，時刻特種兵著地，下列說法正確的是（）A．在～時間內(nèi)，平均速度B．特種兵在0～時間內(nèi)處于超重狀態(tài)，～時間內(nèi)處于失重狀態(tài)C．在～間內(nèi)特種兵所受阻力越來越大D．若第一個特種兵開始減速時第二個特種兵立即以同樣的方式下滑，則他們在懸繩上的距離先減小后增大6、如圖所示，一固定的細直桿與水平面的夾角為α=15°，一個質(zhì)量忽略不計的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質(zhì)細線的兩端分別固定于直桿上的A、B兩點，細線依次穿過小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙分居在小輕環(huán)C的兩側(cè)．調(diào)節(jié)A、B間細線的長度，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時β=45°.不計一切摩擦．設小環(huán)甲的質(zhì)量為m1，小環(huán)乙的質(zhì)量為m2，則m1∶m2等于()A．tan15° B．tan30° C．tan60° D．tan75°二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，用橡膠錘敲擊音叉，關于音叉的振動及其發(fā)出的聲波，下列說法正確的有（）A．在空氣中傳播的聲波是縱波B．聲波在空氣中傳播的速度隨波頻率增大而增大C．音叉周圍空間聲音強弱的區(qū)域相互間隔D．換用木錘敲擊，音叉發(fā)出聲音的音調(diào)變高8、下列有關熱力學基本概念、規(guī)律與熱力學定律的描述正確的是。A．熱量是在單純的熱傳遞過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度B．絕熱過程中，系統(tǒng)內(nèi)能的變化只與做功的多少有關，而與做功的方式無關C．改變內(nèi)能的兩種方式是做功和熱傳遞，因此同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能D．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律E.機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能9、如圖所示，y軸上固定有兩個電荷量相等的帶正電的點電荷，且關于坐標原點對稱。某同學利用電場的疊加原理分析在兩電荷連線的中垂線（軸）上必定有兩個場強最強的點、，該同學在得到老師的肯定后又在此基礎上作了下面的推論，你認為其中正確的是（）A．若兩個點電荷的位置不變，但電荷量加倍，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置B．如圖(1)，若保持兩個點電荷的距離不變、并繞原點O旋轉(zhuǎn)90°后對稱的固定在軸上，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置C．如圖(2)，若在平面內(nèi)固定一個均勻帶正電圓環(huán)，圓環(huán)的圓心在原點。直徑與(1)圖兩點電荷距離相等，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置D．如圖(3)，若在平面內(nèi)固定一個均勻帶正電薄圓板，圓板的圓心在原點，直徑與(1)圖兩點電荷距離相等，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置10、A、B兩物體質(zhì)量均為m，其中A帶正電，帶電量為+q，B不帶電，通過勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧相連放在水平面上，如圖所示，開始時A、B都處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)在施加豎直向上的勻強電場，電場強度，式中g(shù)為重力加速度，若不計空氣阻力，不考慮A物體電量的變化，則以下判斷正確的是（）A．剛施加電場的瞬間，A的加速度大小為2gB．從施加電場開始到B剛要離開地面的過程中，A物體速度大小一直增大C．從施加電場開始到B剛要離開地面的過程中，A物體的機械能增加量始終等于A物體電勢能的減少量D．B剛要離開地面時，A的速度大小為三、實驗題：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）如圖甲，是“探究功與速度變化的關系”的實驗裝置，當質(zhì)量為的小車，在1條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為；當用2條、3條完全相同的橡皮筋進行第2次、第3次實驗時，由于每次實驗中橡皮筋的拉伸長度相同，因此第2次、第3次實驗中，橡皮筋對小車做的功分別為、，每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶求出。則：（1）關于該實驗，下列說法中正確的是__（填選項序號字母）。A．必須平衡摩擦力B．打點計時器可以用干電池供電C．每次實驗，小車必須從同一位置由靜止釋放D．可以選用規(guī)格不相同的橡皮筋（2）圖乙為某次用1條橡皮筋實驗打出的紙帶，測得、、、、相鄰兩點間的距離分別為，，，，則小車獲得的最大速度為__。如果用2條橡皮筋做實驗，那么，在理論上，小車獲得的最大動能為__（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。12．（12分）某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置進行“測量重力加速度”并“驗證機械能守恒定律”兩個實驗。該小組把輕質(zhì)細繩的一端與一個小球相連，另一端系在力傳感器的掛鉤上，整個裝置位于豎直面內(nèi)，將擺球拉離豎直方向一定角度，由靜止釋放，與傳感器相連的計算機記錄細繩的拉力F隨時間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°，讓小球做單擺運動，拉力F隨時間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式為________(用測量或者已知的物理量表示)。(2)然后驗證機械能守恒定律。將擺球拉離豎直方向較大角度后由靜止釋放，拉力F隨時間t變化的圖線如圖丙所示。①要驗證機械能守恒，還需要測量的物理量是_________。②若圖中A點的拉力用F1表示，B點的拉力用F2表示，則小球從A到B的過程中，驗證機械能守恒的表達式為_____________(填表達式前的字母序號)。A．B．C四、計算題：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，xOy坐標系在豎直平面內(nèi)，第一象限內(nèi)存在方向沿y軸負方向的勻強電場，第二象限有一半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，圓形磁場區(qū)域與x軸相切于A點，與y軸相切于C點，磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向外。在A點放置一粒子發(fā)射源，能向x軸上方180°角的范圍發(fā)射一系列的帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，速度大小為v=，不計粒子的重力及粒子間的相互作用。(1)當粒子的發(fā)射速度方向與y軸平行時，粒子經(jīng)過x軸時，坐標為（2R，0），則勻強電場的電場強度是多少?(2)保持電場強度不變，當粒子的發(fā)射速度方向與x軸負方向成60°角時，該帶電粒子從發(fā)射到達到x軸上所用的時間為多少?粒子到達的位置坐標是多少?(3)從粒子源發(fā)射出的帶電粒子到達x軸時，距離發(fā)射源的最遠距離極限值應為多少?14．（16分）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻波形如圖所示，圖線上質(zhì)點M的位移為振幅的倍，經(jīng)過時間0.1s，質(zhì)點M第一次到達正的最大位移處。求：①該簡諧橫波的傳播速度；②從計時后的0.5s內(nèi)，質(zhì)點M通過的路程。15．（12分）如圖甲所示，一列簡諧波沿x軸傳播，A、B為平衡位置相距4m的兩個質(zhì)點，它們的振動圖像如圖乙所示。求該波的波速。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

A．G357d和GJ357c都繞GJ357做圓周運動，由開普勒第三定律可知，它們軌道半徑的三次方與周期的二次方的比值相同，故A錯誤；B．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得由于Rc<Rd，則，所以GJ357d的周期比GJ357c的周期大，故B錯誤；C．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得求天體質(zhì)量時只能求得中心天體的質(zhì)量，不能求環(huán)繞天體的質(zhì)量，地球繞太陽運動，地球為環(huán)繞天體；GJ357d繞GJ357運動，GJ357d是環(huán)繞天體，雖然知道GJ357d的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6.1倍，但不能比較GJ357的質(zhì)量與地球質(zhì)量的關系，故C錯誤；D．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得故D正確。故選D。2、B【解析】

設a點電勢更高，由右手螺旋定則可知，O點磁感應強度方向豎直向上，大小為B0；若在O點水平固定一個閉合導體小圓環(huán)，當t=t1時穿過閉合導體小圓環(huán)的磁通量增大，由楞次定律可知，從上往下看，小圓環(huán)有順時針的感應電流，由右手螺旋定則可知，小圓環(huán)中感應電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，由矢量合成得則圓環(huán)中感應電流在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為故B正確，ACD錯誤。故選B。3、B【解析】

CD．B能保持靜止，說明B受到的合力為零，兩物塊A、B帶異種電荷，B受到的合力不為零，CD錯誤；A．如果B帶正電，則讓B對斜面的壓力大于Gcosθ，A錯誤；B．如果B帶正電，則讓B對斜面的壓力小于Gcosθ，B正確。故選B。4、D【解析】

ABCD．由題，點波源S發(fā)出的電磁波經(jīng)一負折射率平板介質(zhì)后，折射光線與入射光線在法線的同一側(cè)，所以不可能是光學1或2；根據(jù)光線穿過兩側(cè)平行的介質(zhì)后的特點：方向與開始時的方向相同，所以光線3出介質(zhì)右側(cè)后，根據(jù)折射光線與入射光線在法線同側(cè)這一條件，光線將無法匯聚形成實像；光線4才能滿足“同側(cè)”+“成實像”的條件，所以折射光線4可能是正確的，光線3是錯誤的，由以上的分析可知，ABC錯誤D正確。故選D。5、C【解析】

A．在t1-t2時間內(nèi)，若特種兵做勻減速直線運動，由v1減速到v2，則平均速度為，根據(jù)圖線與時間軸圍成的面積表示位移可知，特種兵的位移大于勻減速直線運動的位移，則平均速度，故A錯誤；

B．0-t1時間內(nèi)，由圖線可知，圖線的斜率大于零，則加速度方向豎直向下，發(fā)生失重；在t1-t2時間內(nèi)，圖線的切線的斜率小于零，則加速度方向豎直向上，發(fā)生超重；故B錯誤；

C．在t1-t2時間內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律可知f-mg=ma解得f=mg+ma因為曲線的斜率變大，則加速度a增大，則特種兵所受懸繩的阻力增大，故C正確；

D．若第一個特種兵開始減速時，第二個特種兵立即以同樣的方式下滑，由于第一個特種兵的速度先大于第二個特種兵的速度，然后又小于第二個特種兵的速度，所以空中的距離先增大后減小，故D錯誤；

故選C。6、C【解析】試題分析：小球C為輕環(huán)，重力不計，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為600，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為300，A點與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為300，乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為600，根據(jù)平衡條件，對甲環(huán)：，對乙環(huán)有：，得，故選C．【名師點睛】小球C為輕環(huán)，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，可以根據(jù)平衡條件得到A段與豎直方向的夾角，然后分別對甲環(huán)和乙環(huán)進行受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成和分解列式求解．考點：共點力的平衡條件的應用、彈力．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】

A．根據(jù)音叉振動發(fā)出聲波的原理可知，音叉振動方向與波的傳播方向在同一直線上，故在空氣中傳播的聲波是縱波，故A正確；B．聲波在空氣中的傳播速度，與介質(zhì)有關，不會隨波的頻率變化而變化，故B錯誤；C．音叉振動發(fā)音時兩個叉股是兩個頻率相同的波源，它們產(chǎn)生的波發(fā)生干涉，所以音叉周圍空間聲音強弱的區(qū)域相互間隔，故C正確；D．音調(diào)與音叉的材料有很大關系，音叉材料沒變，所以音叉發(fā)出的聲音的音調(diào)沒變，而換用木錘敲擊時沒有緩沖減震作用，音叉振幅較大，所以音叉的響度較大，故D錯誤。故選AC。8、ABD【解析】

A．根據(jù)熱力學第一定律得熱量是在單純的熱傳遞過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，故A正確；B．絕熱過程中，系統(tǒng)內(nèi)能的變化只與做功的多少有關，而與做功的方式無關，故B正確；C．改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，二者在內(nèi)能的改變上是一樣的，若對外做功的同時吸收熱量，內(nèi)能可能不變，故C錯誤；D．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律即熱現(xiàn)象的方向性，故D正確；E．機械能可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能，而不產(chǎn)生其他影響，故E錯誤。故選ABD。9、ABC【解析】

A．可以將每個點電荷（2q）看作放在同一位置的兩個相同的點電荷（q），既然上下兩個點電荷（q）的電場在x軸上場強最大的點仍然在A、A＇兩位置，兩組點電荷疊加起來的合電場在x軸上場強最大的點當然還是在A、A＇兩位置，選項A正確；B．由對稱性可知，保持兩個點電荷的距離不變、并繞原點O旋轉(zhuǎn)90°后對稱的固定在軸上，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置，選項B正確；C．由AB可知，在yOz平面內(nèi)將兩點電荷繞O點旋轉(zhuǎn)到任意位置，或者將兩點電荷電荷量任意增加同等倍數(shù)，在x軸上場強最大的點都在A、A＇兩位置，那么把帶電圓環(huán)等分成一些小段，則關于O點對稱的任意兩小段的合電場在x軸上場強最大的點仍然還在A、A＇兩位置，所有這些小段對稱疊加的結(jié)果，合電場在x軸上場強最大的點當然還在A、A＇兩位置，選項C正確；D．如同C選項，將薄圓板相對O點對稱的分割成一些小塊，除了最外一圈上關于O點對稱的小段間距還是和原來一樣外，靠內(nèi)的對稱小塊間距都小于原來的值，這些對稱小塊的合電場在x軸上場強最大的點就不再在A、A＇兩位置，則整個圓板的合電場在x軸上場強最大的點當然也就不再在A、A＇兩位置，選項D錯誤。故選ABC。10、ABD【解析】

A．在未施加電場時，A物體處于平衡狀態(tài)，當施加上電場力瞬間，A物體受到的合力為施加的電場力，故解得方向向上，故A正確；B．B剛要離開地面時，地面對B彈力為0，即對A物體即A物體合力為0，因此從開始到B剛要離開地面過程，A物體做加速度逐漸變小的加速運動，即A物體速度一直增大，故B正確；C．從開始到彈簧恢復原長的過程，A物體的機械能增量等于電勢能的減少量與彈性勢能的減少量之和，從彈簧恢復原長到B剛要離開地面的過程，A物體的機械能增量等于電勢能的減少量與彈性勢能的增加量之差，故C錯誤；D．當B離開地面時，此時B受到彈簧的彈力等于B的重力，從施加電場力到B離開地面，彈簧的彈力做功為零，A上升的距離為根據(jù)動能定理可知解得故D正確。故選ABD。三、實驗題：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、AC0.820.067【解析】

（1）[1]．A．為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長木板要適當?shù)膬A斜，故A正確。

B．打點計時器使用的是低壓交流電源。故B錯誤；

C．根據(jù)實驗原理可知，每次實驗，小車必須從同一位置由靜止彈出。故C正確。

D．根據(jù)實驗原理可知，橡皮筋必須是相同的，故D錯誤。

故選AC（2）[2][3]．要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分。即應選用紙帶的C、D、E部分進行測量，時間間隔為0.02s，最大速度：如果用2條橡皮筋做實驗，那么在理論上，小車獲得的最大動能為12、0.75(0.70或者0.73也對)質(zhì)量A【解析】

(1)①[1]小球做單擺運動，經(jīng)過最低點拉力最大，由圖乙可知11.0s到14.0s內(nèi)有4個全振動，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]圖中點對應速度為零的位置，即最高位置，根據(jù)受力分析可得圖中點對應速度最大的位置，即最低點位置，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能的增加量為要驗證機械能守恒，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]驗證機械能守恒的表達式為故A正確，B、C錯誤；故選A。四、計算題：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、(1)；(2)；（BR，0）；(3)R+2BR【解析】

(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力得qvB=m解得r=R當粒子的發(fā)射速度方向與y軸平行時，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從C點垂直電場進入電場，在電場中做勻變速曲線運動，因為粒子經(jīng)過x軸時，坐標為（2R，0），所以R=at22R=vt