2024屆北京市海淀區(qū)中關村中學3月高三教學測試（一）物理試題

2024屆北京市海淀區(qū)中關村中學3月高三教學測試（一）物理試題注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結束后，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、如圖所示，質量相等的物塊放在粗糙的水平面上，兩物塊用水平輕繩連接且剛好拉直，物塊a、b與地面間動摩擦因數(shù)相同，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。現(xiàn)給物塊a施加一水平向右的拉力F，緩慢增大F到物塊a要滑動的過程中，下列說法正確的是A．地面對物塊a的摩擦力一直增大B．地面對物塊a的摩擦力與輕繩對物塊a的拉力同步增大C．物塊a剛好要滑動時，物塊b也剛好要滑動D．物塊b剛好要滑動時，輕繩拉力等于此時外力F的一半2、超導電磁船是一種不需要螺旋槳推進的低噪音新型船，如圖是電磁船的簡化原理圖，AB和CD是與電源相連的導體板，AB與CD之間部分區(qū)域浸沒在海水中并有垂直紙面向內的勻強磁場(磁場由固定在船上的超導線圈產(chǎn)生，其獨立電路部分未畫出)，以下說法正確的是A．使船前進的力，是磁場對海水中電流的安培力B．要使船前進，海水中的電流方向從CD板指向AB板C．同時改變磁場的方向和電源正負極，推進力方向將與原方向相反D．若接入電路的海水電阻為R，其兩端的電壓為U，則船在海水中前進時，AB與CD間海水中的電流強度小于3、下列說法中正確的是（）A．原子核發(fā)生衰變時都遵守電荷守恒、質量守恒、能量守恒B．為核衰變方程C．光電效應說明了光具有粒子性D．康普頓散射實驗說明了光具有波動性4、如圖所示，兩個可視為質點的小球A、B通過固定在O點的光滑滑輪用輕繩相連，小球A置于光滑半圓柱上，小球B用水平輕繩拉著，水平輕繩另一端系于豎直板上，兩球均處于靜止狀態(tài)。已知O點在半圓柱橫截面圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角、其長度與半圓柱橫截面的半徑相等，OB與豎直方向成60°角，則（）A．輕繩對球A的拉力與球A所受彈力的合力大小相等B．輕繩對球A的拉力與半網(wǎng)柱對球A的彈力大小不相等C．輕繩AOB對球A的拉力與對球B的拉力大小之比為：D．球A與球B的質量之比為2：15、如圖所示，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶正電的絕緣環(huán)，B為導體環(huán)，兩環(huán)均可繞中心在水平面內轉動，若A逆時針加速轉動，則B環(huán)中（）A．一定產(chǎn)生恒定的感應電流 B．產(chǎn)生順時針方向的感應電流C．產(chǎn)生逆時針方向的感應電流 D．沒有感應電流6、如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek，與入射光頻率v的關系圖象。由圖象可知錯誤的是（）A．該金屬的逸出功等于hv0B．該金屬的逸出功等于EC．入射光的頻率為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為D．入射光的頻率為2v0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E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、若取無窮遠處分子勢能為零，當處于平衡狀態(tài)的兩分子間距離為r0時，下列說法正確的是（）A．分子勢能最小，且小于零B．分子間作用力的合力為零C．分子間引力和斥力相等D．分子間引力和斥力均為零E.分子勢能大于零8、如圖甲所示，一個小球懸掛在細繩下端，由靜止開始沿豎直方向運動，運動過程中小球的機械能E與路程x的關系圖像如圖乙所示，其中O-x1過程的圖像為曲線，x1-x2過程的圖像為直線。忽略空氣阻力。下列說法正確的是A．O-x1過程中小球所受拉力大于重力B．小球運動路程為x1時的動能為零C．O-x2過程中小球的重力勢能一直增大D．x1-x2過程中小球一定做勻加速直線運動9、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)出聲音的音調變高10、圖示是由質量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，其他星體對它們的引力作用可忽略。設每顆星體的質量均為m，三顆星分別位于邊長為r的等邊三角形的三個頂點上，它們繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內以相同的角速度做勻速圓周運動。已知引力常量為G，下列說法正確的是（）A．每顆星體受到的向心力大小為 B．每顆星體受到的向心力大小為C．每顆星體運行的周期均為 D．每顆星體運行的周期均為三、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）國標（GB／T）規(guī)定自來水在15℃時電阻率應大于13Ω·m。某同學利用圖甲電路測量15℃自來水的電阻率，其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側壁連接一細管，細管上加有閥門K以控制管內自來水的水量，玻璃管兩端接有導電活塞（活塞電阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移動。實驗器材還有：電源（電動勢約為3V，內阻可忽略）；電壓表V1（量程為3V，內阻很大）；電壓表V2（量程為3V，內阻很大）；定值電阻R1（阻值4kΩ）；定值電阻R2（阻值2kΩ）；電阻箱R（最大阻值9999Ω）；單刀雙擲開關S；導線若干；游標卡尺；刻度尺。實驗步驟如下：A．用游標卡尺測量玻璃管的內徑d；B．向玻璃管內注滿自來水，并用刻度尺測量水柱長度L；C．把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)；D．把S撥到2位置，調整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R；E．改變玻璃管內水柱長度，重復實驗步驟C、D，記錄每一次水柱長度L和電阻箱阻值R；F．斷開S，整理好器材。（1）測玻璃管內徑d時游標卡尺示數(shù)如圖乙，則d＝_______mm；（2）玻璃管內水柱的電阻值Rx的表達式為：Rx＝_______（用R1、R2、R表示）；（3）利用記錄的多組水柱長度L和對應的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的關系圖象。則自來水的電阻率ρ＝_______Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）；（4）本實驗中若電壓表V1內阻不是很大，則自來水電阻率測量結果將_____（填“偏大”“不變”或“偏小”）。12．（12分）曉宇為了測量一段長度為L的金屬絲的電阻率，進行了如下的實驗操作。(1)首先用多用電表中“×10”的歐姆擋對該金屬絲進行了粗測，多用電表調零后用紅黑表筆連接在金屬絲的兩端，其示數(shù)如圖甲所示，則該金屬絲的阻值R約為____Ω；(2)接著對該金屬絲的電阻進行了精確的測量，其中實驗室提供了如下實驗器材電流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、電流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、電壓表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑動變阻器R（額定電流2A，最大阻值為15Ω）、10Ω的定值電阻R1、500Ω的定值電阻R2內阻可忽略不計的電源（E=6V）、開關一個、導線若干、螺旋測微器、刻度尺。①利用螺旋測微器測量待測金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑D＝____mm；②請將實驗電路畫在虛線框中，并注明所選儀器的標號____；③為了求出電阻率，則需測量的物理量有___（并寫出相應的符號），該金屬絲的電阻率的表達式為ρ=___（用已知量和測量量表示）。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）在電子技術中，科研人員經(jīng)常通過在適當?shù)膮^(qū)域施加磁場或電場束控制帶電粒子的運動。如圖所示，位于M板處的粒子源不斷產(chǎn)生質量為m、電荷量為q的粒子，粒子經(jīng)小孔S1不斷飄入電壓為U的加速電場，其初速度可視為零；然后經(jīng)過小孔S2射出后沿x軸方向從坐標原點O垂直于磁場方向進入x軸上方（含x軸正半軸）的有界勻強磁場控制區(qū)，磁場的磁感應強度為B。粒子發(fā)生270°偏轉后離開磁場豎直向下打在水平放置的熒光屏上，已知N板到y(tǒng)軸、熒光屏到x軸的距離均為L，不考慮粒了重力及粒子間的相互作用。（l）求粒子在磁場中運動半徑的大小；（2）求粒子從N板射出到打在熒光屏上所需的時間；（3）實際上加速電壓的大小會在U±范圍內微小變化，粒子以不同的速度進入磁場控制區(qū)域，均能發(fā)生270°偏轉豎直打在熒光屏上，求有界磁場區(qū)域的最小面積S。14．（16分）滑雪者從高處沿斜面直線雪道下滑。雪道總長度為200m，傾角為。甲、乙兩滑雪者的滑雪板不同，與雪面的動摩擦因數(shù)分別為，。二人下滑過程中不使用雪杖加力，由靜止從雪道頂端自由下滑。g取，，。求：（計算結果保留2位有效數(shù)字）（1）甲滑雪者到達雪道底端時的速度；（2）若乙在甲之后下滑且不能撞到甲，乙開始下滑應遲于甲多長時間？15．（12分）我們已經(jīng)學過了關于兩個質點之間萬有引力的大小是：F=．但是，在某些特殊情況下，非質點之間的萬有引力計算及其應用的問題，我們可以利用下面兩個已經(jīng)被嚴格證明是正確的結論，而獲得快速有效地解決：a．若質點m放置在質量分布均勻的大球殼M（球殼的厚度也均勻）的空腔之內，那么m和M之間的萬有引力總是為零．b．若質點m放置在質量分布均勻的大球體M之外（r≥r0），那么它們之間的萬有引力為：F=，式中的r為質點m到球心之間的距離;r0為大球體的半徑．假設地球可視為一個質量分布均勻且密度為ρ的球體，通過地球的南北兩極之間能夠打通一個如圖所示的真空小洞．若地球的半徑為R，萬有引力常數(shù)為G，把一個質量為m的小球從北極的洞口由靜止狀態(tài)釋放后，小球能夠在洞內運動．（1）求：小球運動到距地心為0.5R處的加速度大小a；（2）證明：小球在洞內做簡諧運動；（3）求：小球在運動過程中的最大速度vm．

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【解題分析】

ABC.當摩擦力增大到最大靜摩擦力之前，輕繩拉力為零，再增大F，摩擦力不再增大，此后a、b間的拉力從零開始增大，地面對b的摩擦力達到最大靜摩擦力，此時物塊b要開始滑動，故ABC錯誤；D.物塊a、b的質量相同，與地面的動摩擦因數(shù)相同，因此b剛好要滑動時，對a由牛頓第二定律得：對b由牛頓第二定律得：聯(lián)立解得：故D正確。2、D【解題分析】

A、B項：當CD接直流電源的負極時，海水中電流方向由AB指向CD，是海水受到的安培力向左，根據(jù)牛頓第三定律可知，船體受到向右的作用力，故使船體向前運動，故A、B錯誤；C項：同時改變磁場的方向和電源正負極，磁場方向反向，電流方向反向，所以推進力方向將與原方向相同，故C錯誤；D項：因船在海水中前進時，AB與CD間海水切割磁感線產(chǎn)生電流，使接入電路的海水兩端電壓小于U，所以電流強度小于，故D正確．點晴：利用左手定則判斷出海水受到的安培力，根據(jù)牛頓第三定律即可判斷出船體的受力，即可判斷運動方向，注意與右手定則的區(qū)別．3、C【解題分析】

A．原子核發(fā)生衰變時電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒，但質量不守恒，故A錯誤；B．為裂變方程，故B錯誤；C．光電效應說明了光具有粒子性，故C正確；D．康普頓在研究石墨對X射線的散射中發(fā)現(xiàn)光具有粒子性，故D錯誤。故選C。4、D【解題分析】

設輕繩中拉力為T，球A受力如圖A．所受彈力為繩對A的拉力和半圓對球A的彈力的合力，與重力等大反向，大于T，故A錯誤；B．受力分析可得解得故B錯誤；C．細線對A的拉力與對球B的拉力都等于T，故C錯誤；D．對球B解得故D正確。故選D。5、B【解題分析】

A.A為均勻帶正電的絕緣環(huán)，若A逆時針加速轉動，且轉速均勻增加，則因為A轉動產(chǎn)生磁場均勻增加，在B環(huán)中產(chǎn)生恒定的感應電流，故A項錯誤；BCD.A為均勻帶正電的絕緣環(huán)，若A逆時針加速轉動，在B環(huán)中產(chǎn)生垂直于紙面向外且增大的磁場，所以B環(huán)中感應電流的磁場方向垂直紙面向里，B環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應電流。故B項正確，CD兩項錯誤。6、C【解題分析】

ABD．根據(jù)光電效應方程有Ekm=hν－W0其中W0為金屬的逸出功，其中W0=hν0所以有Ekm=hν－h(huán)ν0由此結合圖象可知，該金屬的逸出功為E或者W0=hν0，當入射光的頻率為2ν0時，代入方程可知產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E，故ABD正確；C．入射光的頻率時，小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應，故C錯誤。此題選擇錯誤的，故選C。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、ABC【解題分析】

AE．分子勢能與間距r的關系圖，如圖所示由圖可知當兩分子的間距為r0時，分子勢能最小，且小于零，故A正確，E錯誤；BCD．當兩分子的間距為r0時，分子間引力與斥力大小相等，方向相反，則合力為零，但是分子間引力和斥力的大小均不零，故BC正確，D錯誤。故選ABC。8、BD【解題分析】

A．小球在豎直向上的拉力和豎直向下的重力下運動，拉力做功改變小球的機械能，則：可知題中機械能-路程圖像斜率的大小為拉力的大小；O-x1過程中小球所受拉力豎直向上且減小，拉力做正功，小球的機械能增加，開始時小球從靜止開始加速，拉力大于重力，運動過程中拉力逐漸減小，x1之后，拉力豎直向上做負功，小球向下運動，所以x1處速度為零，動能為零，說明O-x1過程中小球先加速后減速，所以在減速階段拉力小于重力，A錯誤，B正確；C．O-x1過程中小球向上運動，重力做負功，重力勢能增大，x1-x2過程中小球向下運動，重力做正功，重力勢能減小，C錯誤；D．x1-x2過程中重力大于拉力，小球向下運動，圖像斜率不變，拉力不變，所以小球加速度恒定，向下做勻加速直線運動，D正確。故選BD。9、AC【解題分析】

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。10、BC【解題分析】

AB．任意兩顆星體間的萬有引力，每顆星體受到其他兩顆星體的引力的合力故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)牛頓第二定律其中解得故C正確，D錯誤。故選BC。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、30.0014偏大【解題分析】

（1）[1]游標卡尺的主尺讀數(shù)為：3.0cm=30mm，游標尺上第0個刻度和主尺上刻度對齊，所以最終讀數(shù)為：30.00mm，所以玻璃管內徑：d=30.00mm（2）[2]設把S撥到1位置時，電壓表V1示數(shù)為U，則電路電流為：總電壓：當把S撥到2位置，調整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同也為U，則此時電路中的電流為總電壓由于兩次總電壓等于電源電壓E，可得：解得：（3）[3]從圖丙中可知，R=2×103Ω時，，此時玻璃管內水柱的電阻：水柱橫截面積：由電阻定律得：（4）[4]若電壓表V1內阻不是很大，則把S撥到1位置時，此時電路中實際電流大于，根據(jù)可知測量的Rx將偏大，因此自來水電阻率測量結果將偏大。12、220Ω4.699（4.697~4.700均可）電壓表的示數(shù)U、電流表的示數(shù)I【解題分析】

(1)[1]金屬絲的阻值約為：Rx=22×10Ω=220Ω；(2)①[2]根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可知，該金屬絲的直徑為：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；②[3]由(1)可知，該金屬絲的電阻值約為220Ω，電源的電動勢為6V，則流過金屬絲的電流約為：由于電流表A2的量程比較大，因此需將電流表A1改裝成量程為30mA的電流表，則電流表應選用A1，又由電流表的改裝原理可知：解得：R=10Ω因此定值電阻應選擇