北京市2023-2024學(xué)年物理高三上期末物理模擬試題

北京市2023-2024學(xué)年物理高三上期末物理模擬試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、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。1．一輛F1賽車含運動員的總質(zhì)量約為600kg，在一次F1比賽中賽車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度a和速度的倒數(shù)1νA．速度隨時間均勻增大 B．加速度隨時間均勻增大C．輸出功率為240kw D．所受阻力大小為24000N2．如圖所示，b球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，BC為圓周運動的直徑，豎直平臺與b球運動軌跡相切于B點且高度為R。當(dāng)b球運動到切點B時，將a球從切點正上方的A點水平拋出，重力加速度大小為g，從a球水平拋出開始計時，為使b球在運動一周的時間內(nèi)與a球相遇(a球與水平面接觸后不反彈)，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)球在C點與b球相遇時，a球的運動時間最短B．a(chǎn)球在C點與b球相遇時，a球的初始速度最小C．若a球在C點與b球相遇，則a球拋出時的速率為2gRD．若a球在C點與b球相遇，則b球做勻速圓周運動的周期為2R3．如圖所示，將兩個質(zhì)量均為m，帶電量分別為+q、﹣q的小球a、b用絕緣細(xì)線懸掛于O點，置于水平方向的勻強電場中，用力F拉小球a，使整個裝置處于平衡狀態(tài)，且懸線Oa與豎直方向的夾角為30°．則F的大小可能為（）A．mg B．12mg C．33mg D．4．“太極球”運動是一項較流行的健身運動。做該項運動時，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動球拍時，太極球卻不會掉到地上?，F(xiàn)將太極球拍和球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓小球在豎直面內(nèi)始終不脫離平板且做勻速圓周運動，則（）A．小球的機械能保持不變B．平板對小球的彈力在B處最小，在D處最大C．在B、D兩處小球一定受到沿平板向上的摩擦力D．只要平板與水平面的夾角合適，小球在B、D兩處就有可能不受平板的摩擦力作用5．如圖，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定的范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2（F1和F2的方向均沿斜面向上）。由此可求出物塊與斜面間的最大靜摩擦力為（）A．F12 B．2F2 C．6．如圖所示，一光滑小球與一過球心的輕桿連接，置于一斜面上靜止，輕桿通過光滑鉸鏈與豎直墻壁連接，已知小球所受重力為G，斜面與水平地面的夾角為60°，輕桿與豎直墻壁的夾角也為60°，則輕桿和斜面受到球的作用力大小分別為（）A．G和G B．12G和32G C．32G和12二、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．下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法正確的是____．A．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力B．液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動C．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D．分子間的距離增大時，分子勢能可能減小E．分子間的距離減小時，分子引力和斥力都增大8．如p-T圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③到達(dá)狀態(tài)d。對此氣體，下列說法正確的是____。A．過程①中，氣體體積不斷增大B．過程②中，氣體向外界吸收熱量C．過程②為絕熱過程D．狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)d的體積E．過程③中，氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)增加9．下列說法正確的是（）A．太陽輻射的能量大部分集中在可見光及附近的區(qū)域B．兩列機械波在同一介質(zhì)中相遇，波長相同一定能獲得穩(wěn)定的干涉圖案C．狹義相對論的第一個基本假設(shè)：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的D．分別用紫光和綠光為光源用同一裝置做單縫衍射實驗，前者中央亮紋較寬E．電視機顯像管里的電子槍發(fā)射電子束的強弱受圖像信號的控制10．下列說法中正確的是（）A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大B．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的堿小而增大C．對于一定質(zhì)量的理想氣體，保持壓強不變，體積減小，那么它一定從外界吸熱D．電冰箱的工作過程表明，熱量可以自發(fā)地從低溫物體向高溫物體傳遞E．液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢三、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．某實驗小組成員用如圖所示的裝置做“探究彈力與彈簧伸長關(guān)系”的實驗．（1）將彈簧懸掛在支架上，彈簧上端剛好與豎直刻度尺的零刻度對齊，當(dāng)彈簧下端掛上一個鉤碼且處于靜止時，彈簧下端的指針指在刻度尺上的位置如圖1所示，此時彈簧的長度為l1＝cm.（2）對于實驗中的操作，下列說法正確的是____．A．測量彈簧原長時，需要把彈簧水平放穩(wěn)后進(jìn)行測量讀數(shù)B．掛鉤上掛的鉤碼越多，實驗誤差越小C．彈簧的自重不會影響彈簧的勁度系數(shù)測量D．由于彈簧的自重，會使測量的勁度系數(shù)有一定的誤差（3）在彈簧彈性限度內(nèi)，改變彈簧下端所掛鉤碼的個數(shù)，同時測出對應(yīng)彈簧的長度，已知每個鉤碼的質(zhì)量為50g，在m-l坐標(biāo)系中描點作圖如圖2所示，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭取9.80m/s2，則由圖象可以得到彈簧的勁度系數(shù)k＝N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．12．學(xué)生實驗“用DIS研究機械能守恒定律”的裝置如圖（a）所示，某組同學(xué)在一次實驗中，選擇DIS以圖象方式顯示實驗的結(jié)果，所顯示的圖象如圖（b）所示。圖象的橫軸表示小球距D點的高度h，縱軸表示小球的重力勢能Ep、動能Ek或機械能E。試回答下列問題：（1）在圖（a）所示的實驗裝置中，固定于小球下端、寬度為△s，且不透光的薄片J是，傳感器K的名稱是。（2）在圖（b）所示的圖象中，表示小球的重力勢能Ep、動能Ek、機械能E隨小球距D點的高度h變化關(guān)系的圖線分別是（按順序填寫相應(yīng)圖線所對應(yīng)的文字）。（3）根據(jù)圖（b）所示的實驗圖象，可以得出的結(jié)論是。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．如圖所示，從長方體透明玻璃中挖去一個半徑為R的半球體，O為半球的球心，O1O2連線為透明玻璃體的主光軸，在離球心0.5R處豎直放置一個足夠大的光屏，O2為屏上的點，讓一單色光束平行O1O2垂直左側(cè)表面入射，當(dāng)光線距離O1O2連線0.5R時，折射后的光線達(dá)到光屏上距離O2為32（1）透明玻璃的折射率為多少？（2）當(dāng)平行光線到光軸O1O2的距離為多少時，折射后射到光屏上的位置離O2最遠(yuǎn)？14．如圖所示，在xOy平面內(nèi)，MN與y軸平行，間距為d，其間有沿x軸負(fù)方向的勻強電場E。y軸左側(cè)有寬為L的垂直紙面向外的勻強磁場，MN右側(cè)空間存在范圍足夠?qū)挕⒋怪奔埫娴膭驈姶艌觯▓D中未標(biāo)出）。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從P（d，0）沿x軸負(fù)方向以大小為v0的初速度射入勻強電場。粒子到達(dá)O點后，經(jīng)過一段時間還能再次回到O點。已知電場強度E=3mv（1）求粒子到O點的速度大?。唬?）求y軸左側(cè)磁場區(qū)域磁感應(yīng)強度B1的大小應(yīng)滿足什么條件？（3）若滿足(2)的條件，求MN右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度B2和y軸左側(cè)磁場區(qū)域磁感應(yīng)強度B1的大小關(guān)系。15．如圖所示，甲乙兩個完全相同的車靜止在水平面上，其中一個車內(nèi)有人，此人拉動輕繩使兩車相互靠近，相遇時甲乙兩車距離出發(fā)點分別為S甲和S乙。下列判斷正確的是A．若車與軌道間無摩擦，則S甲=S乙B．若車與軌道間有摩擦，且S甲<S乙，則人在甲車內(nèi)C．若S甲<S乙，且人在甲車內(nèi)，則車與軌道可能無摩擦D．只要S甲<S乙，則人一定在甲車內(nèi)

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、由圖線可知，加速度增大，則做變加速運動，故A錯誤；

B、圖線的方程為a=則v增大，a減小，故B錯誤。

CD、對賽車及運動員整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知F-f=ma其中P=Fv代入得a=由圖線可知-fm解得f=2000N，P=200kW故C正確，D錯誤；

故答案為：C。

【分析】速度隨時間均勻增大即為勻變速運動，加速度恒定不變。根據(jù)圖像確定加速度與速度的關(guān)系。根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合瞬時功率公式確定加速度與速度的原始表達(dá)式，再結(jié)合圖像的表達(dá)式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2．【答案】C【解析】【解答】A、平拋時間只取決于豎直高度，高度R不變，時間均為t=故A錯誤。

BC、平拋的初速度為v=時間相等，在C點相遇時，水平位移最大x則初始速度最大為：v故B錯誤，C正確。

D、在C點相遇時，b球運動半個周期，故b球做勻速圓周運動的周期為T故D錯誤。

故答案為：C。

【分析】平拋時間只取決于豎直高度，高度R不變，時間不變，a求速度越大，a球運動的水平位移越大，即相遇點與AB距離越遠(yuǎn)。確定兩球相遇時，兩球運動的時間相等。確定相遇時b球運動時間與周期的關(guān)系，繼而確定b球的運動周期。3．【答案】A【解析】【解答】以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，作出F在三個方向時的受力圖如圖

根據(jù)平衡條件得知：F與T的合力與重力2mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當(dāng)F與繩子oa垂直時，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，F(xiàn)的最小值為：F所以F的大小可能為mg。

故答案為：A。

【分析】由于ab小球均處于平衡狀態(tài)，故可對ab小球構(gòu)成整體進(jìn)行受力分析。根據(jù)平衡條件結(jié)合三角形法則動態(tài)分析F的大小變化情況。4．【答案】D【解析】【解答】A、小球做勻速圓周運動，動能不變，重力勢能不斷改變，所以小球的機械能不斷變化，故A錯誤；

B、小球做勻速圓周運動，向心力大小不變，而在最高點和最低點時，彈力和重力共線且合力提供向心力，最高點失重，最低點超重，所以平板對小球的彈力在A處最小，在C處最大，故B錯誤；

CD、小球在BD處可以不受摩擦力作用，即重力和健身者對球作用力F的合力提供向心力受力分析如圖所示

此時滿足tan故C錯誤，D正確。

故答案為：D。

【分析】小球做勻速圓周運動，小球的速率不變，即小球的始終動能不變。重力勢能一直改變，機械能不守恒。平板對小球的支持力始終垂直于平板，再根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合向心力的來源確定各位置小球的受力的可能情況。5．【答案】C【解析】【解答】對滑塊受力分析，受重力、拉力、支持力、靜摩擦力，設(shè)滑塊受到的最大靜摩擦力為f，物體保持靜止，受力平衡，合力為零；當(dāng)靜摩擦力平行斜面向下時，拉力最大，有：F1當(dāng)靜摩擦力平行斜面向上時，拉力最小，有：F2聯(lián)立解得：f=F故答案為：C?！痉治觥繉瑝K受力分析，受重力、拉力、支持力、靜摩擦力，四力平衡；當(dāng)靜摩擦力平行斜面向下時，拉力最大；當(dāng)靜摩擦力平行斜面向上時，拉力最小；根據(jù)平衡條件列式求解即可。6．【答案】A【解析】【解答】對小球受力分析如圖

由幾何關(guān)系，三力互成120°角，據(jù)平衡條件有F則輕桿和斜面受到球的作用力大小F故答案為：A。

【分析】小球處于平衡狀態(tài)，對小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)幾何關(guān)系確定各力之間的夾角關(guān)系，再根據(jù)平衡條件及力的合成與分解確定各力之間的大小關(guān)系。7．【答案】A,D,E【解析】【解答】A、草葉上的露珠存在表面張力，它表面的水分子表現(xiàn)為引力，從而使它收縮成一個球形，與表面張力有關(guān)，故A正確；

B、布朗運動是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則熱運動的反映，故B錯誤；

C、熱力學(xué)第二定律是說熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，此說法略去了“自發(fā)地”，通過外力做功是可以把熱量從低溫物體提取到高溫物體的.例如電冰箱的制冷就是這一情況，故C錯誤；

D、當(dāng)分子間距小于r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離的增大，分子勢能減小，故D正確；

E、分子間的距離減小時，分子引力和斥力都增大，斥力增大的較快，故E正確。

故答案為：ADE。

【分析】布朗運動是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則熱運動的反映。熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。分子間的距離減小時，分子引力和斥力都增大。8．【答案】A,D,E【解析】【解答】A、過程①中，氣體溫度不變，壓強減小，則氣體體積不斷增大，故A正確；

BC、過程②中，氣體體積不變，溫度降低，內(nèi)能減小，則氣體向外界放出熱量，此過程不是絕熱過程，故BC錯誤；

D、根據(jù)PV可知在a、d兩個狀態(tài)6可知狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)d的體積，故D正確；

E、過程③中，氣體壓強不變，體積減小，分子數(shù)密度增加，溫度降低，分子平均速率減小，則氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)增加，故E正確。

故答案為：ADE。

【分析】根據(jù)圖像確定氣體溫度及壓強的變化情況，再結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程確定氣體體積變化情況。理想氣體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，根據(jù)氣體體積變化情況確定氣體做功情況，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律確定氣體吸放熱情況。熟悉掌握氣體壓強的微觀意義。9．【答案】A,B,E【解析】【解答】A．太陽輻射的能量大部分集中在可見光及附近的區(qū)域，A符合題意；B．兩列機械波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，波長相同則頻率相同，則一定能獲得穩(wěn)定的干涉圖案，B符合題意；C．狹義相對論的第一個基本假設(shè)：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故C錯誤；D．由于紫光的波長比綠光的短，則用紫光和綠光為光源用同一裝置做單縫衍射實驗，綠光的中央亮紋較寬，D不符合題意；E．圖像信號越強，電視機顯像管里的電子槍發(fā)射電子束越強，故E符合題意。故答案為：ABE。

【分析】狹義相對論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；利用光的波長大小可以比較條紋間距的大小。10．【答案】A,B,E【解析】【解答】A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，內(nèi)能還與質(zhì)量有關(guān)，但分子平均動能一定大，因為溫度是平均動能的標(biāo)志，A符合題意；B．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小克服分子力做功，分子勢能增大，B符合題意；C．對于一定質(zhì)量的理想氣體，保持壓強不變，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)pVTD．電冰箱需要消耗電能，才能使熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，并不是自發(fā)的，D不符合題意。E．液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢。E符合題意。故答案為：ABE。

【分析】溫度影響平均動能的大??；一定質(zhì)量理想氣體保持壓強不變，體積變小時溫度降低則內(nèi)能減小，外界做正功則一定放出了熱量；電冰箱的熱傳遞不是自發(fā)產(chǎn)生的。11．【答案】（1）22.50（22.50?22.52均可）（2）C（3）23.0（22.7?23.2均可）【解析】【解答】（1）已知刻度尺的零刻度線與彈簧上端平齊，由示數(shù)可知此時彈簧的長為22.50cm；

（2）A、彈簧自身有重力，彈簧豎直懸時由于自身重力必然有一定的伸長，故彈簧豎直懸掛時測出的長度，才能作為實驗中彈簧的原始長度，故A錯誤；

B、懸掛的鉤碼太多，有可能會超過彈簧的彈性限度，故B錯誤；

CD、由于：k=即k與彈力的變量△F及對應(yīng)的形變量△x有關(guān)，與彈簧的自重?zé)o關(guān)，故C正確，D錯誤。

故答案為：C。

（3）根據(jù)圖象有k=【分析】讀數(shù)時注意儀器的分度值以及是的需要估讀。彈簧自身有重力，彈簧豎直懸時由于自身重力作用，彈簧會有一定的伸長量。實驗需再彈性限度范圍內(nèi)完成。即懸掛的鉤碼個數(shù)不能太多。再根據(jù)實驗原理結(jié)合圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。12．【答案】（1）擋光片；光電門傳感器（2）乙、丙、甲（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，只有重力做功的情況下動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，小球機械能保持不變【解析】【解答】（1）不透光的薄片J是擋光片，傳感器K的名稱是光電門傳感器；

（2）距D點的高度h越高，小球的重力勢能越大，小球的動能越小，所以小球的重力勢能Ep、動能Ek、機械能E隨小球距D點的高度h變化關(guān)系的圖線分別是乙、丙、甲；

（3）“用DIS研究機械能守恒定律”，據(jù)圖線甲可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，只有重力做功的情況下動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，小球機械能保持不變。

【分析】熟悉掌握“用DIS研究機械能守恒定律”中各儀器的名稱。小球上升程。小球的重力勢能越大，小球的動能越小，機械能不變。13．【答案】（1）解：依題意可知，光線距離O1O2連線0.5R平行O1O2入射時，入射角為θ1，折射角為θ2，設(shè)PO與O1O2夾角為θ3，則有sinθ1=12，θ1=30°，LOP=(sinθ3=3R2LOP=則有∠POA=90°所以θ2=45°由折射定律可知n=sin代入數(shù)據(jù)得n=2（2）解：當(dāng)光線緊貼右側(cè)上邊緣射出時，達(dá)到光屏上的位置最遠(yuǎn)，設(shè)此時光線離光軸的距離為h，入射角為β，則有sinθ=hR，cosθ=由幾何關(guān)系可知sinβ=R由折射定律可知n=sin代入數(shù)據(jù)得h=17【解析】【分析】(1)根據(jù)光的反射和折射定律作出光路圖。根據(jù)勾股定理求出OP的長度，得OA=OP，解直角三角形，得θ3等于θ3=60°。從而得∠POA=90°，OA=OP=R，最后得折射角為θ2=45°

(2)根據(jù)光的反射和折射定律作出光路圖。在直角三角形中，分別列出入射角的sinθ和cosθ的表達(dá)式，由幾何關(guān)系列出折射角的正弦即sinβ的關(guān)系式，利用折射率公式求出此時光線離光軸的距離。

14．【答案】（1）解：粒子，從P點到O點，由動能定理得1可得粒子到v=（2）解：洛倫茲力提供向心力qv粒子要再次回到O點，則粒子不能從y軸左側(cè)的磁場射出，需要返回磁場，經(jīng)過電場和MN右側(cè)的磁場的作用，再次返