2024年北京师范大学附属杭州中学物理高三第一学期期末联考试题含解析

2024年北京师范大学附属杭州中学物理高三第一学期期末联考试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（）A．增大单色光的频率B．增大双缝屏上的双缝间距C．增大双缝屏到光屏的距离D．增大单缝屏到双缝屏的距离2、如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞EkcD．粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb3、5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是A．在真空中的传播速度更快B．在真空中的波长更长C．衍射的本领更强D．频率更高，相同时间传递的信息量更大4、空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目，其模型如图所示，顶端转盘上吊着多个座椅，甲、乙两个儿童分别坐在A、B两个吊椅中，当转盘以一定的角速度稳定匀速转动时，连接座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为a、θ。巳知连接A、B座椅的钢丝绳长度分别为L1、L2，甲、乙两儿童的质量分别为m1、m2，两座椅的质量相等，若a>θ，则一定有A．L1>L2 B．L1<L2C．m1>m2 D．m1<m25、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a，a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB．粒子的发射速度大小为C．带电粒子的比荷为D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t06、如图，竖直平面内的Rt△ABC，AB竖直、BC水平，BC=2AB，处于平行于△ABC平面的匀强电场中，电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能Ek沿AB方向从A点射出，小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则（）A．从A到C，小球的动能增加了4EkB．从A到C，小球的电势能减少了3EkC．将该小球以3Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点D．将该小球以4Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列说法正确的是A．饱和汽压与温度和体积都有关B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快D．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少E.饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等8、2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该卫星可为全国广播电台、电视台等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。若已知“中星2D”的运行轨道距离地面高度h、运行周期T、地球的半径R，引力常量G，根据以上信息可求出（）A．地球的质量B．“中星2D”的质量C．“中星2D”运行时的动能D．“中星2D”运行时的加速度大小9、抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109—6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109—2.64×109Hz，则____A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快B．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站C．空间中的5G信号和4G信号不会产生干涉现象D．5G信号是横波，4G信号是纵波E.5G信号所用的无线电波具有波粒二象性10、如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A．从P到M所用的时间等于B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学利用如图所示的装置来测量动摩擦因数，同时验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内的一斜面下端与水平面之间由光滑小圆弧相连，斜面与水平面材料相同。第一次，将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，测出斜面长度为l，斜面顶端与水平地面的距离为h，小滑块在水平桌面上滑行的距离为X1（甲图）；第二次将左侧贴有双面胶的小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测出整体沿桌面滑动的距离X2（图乙）。已知滑块A和B的材料相同，测出滑块A、B的质量分别为m1、m2，重力加速度为g。(1)通过第一次试验，可得动摩擦因数为μ=___________；（用字母l、h、x1表示）(2)通过这两次试验，只要验证_________，则验证了A和B碰撞过程中动量守恒。（用字母m1、m2、x1、x2表示）12．（12分）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为1.50V的电压表。该同学测得微安表内阻为1200，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准电压表，对改装后的电表进行检测。(1)将图（a）中的实物连线补充完整_______；(2)当标准电压表的示数为1.00V时，微安表的指针位置如图（b）所示，由此可以推测出改装的电压表量程不是预期值，而是_______；（填正确答案标号）A．1.20VB．1.25VC．1.30VD．1.35V(3)产生上述问题的原因可能是______。（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200C．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，水平向右的匀强电场中，某倾角为θ=37°的绝缘斜面固定于水平面上，顶端静置一质量为m=2kg的物块，带正电，电量为q=10-6C。若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，电场强度为E=5×106V/m，且物块能自由下滑到斜面底端。斜面高度为h=1m，已知：g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8试问，物块下滑到斜面底端过程中：(1)物块与斜面摩擦产生的内能为多少；(2)物块动能的改变量；(3)物块机械能的改变量。14．（16分）如图所示，在同一水平面上的两根光滑绝缘轨道，左侧间距为2l，右侧间距为l，有界匀强磁场仅存在于两轨道间，磁场的左右边界（图中虚线）均与轨道垂直。矩形金属线框abcd平放在轨道上，ab边长为l，bc边长为2l。开始时，bc边与磁场左边界的距离为2l，现给金属线框施加一个水平向右的恒定拉力，金属线框由静止开始沿着两根绝缘轨道向右运动，且bc边始终与轨道垂直，从bc边进入磁场直到ad边进入磁场前，线框做匀速运动，从bc边进入右侧窄磁场区域直到ad边完全离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框从开始运动到完全离开磁场前的整个过程中产生的热量为Q。问：(1)线框ad边刚离开磁场时的速度大小是bc边刚进入磁场时的几倍？(2)磁场左右边界间的距离是多少？(3)线框从开始运动到完全离开磁场前的最大动能是多少？15．（12分）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动．(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T<t<4T，求该波的波速．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】

A．增大单色光频率，则波长减小，根据公式可知，条纹间的距离减小，A不符合要求；B．增大双缝屏上的双缝间距d，根据公式可知，条纹间的距离减小，B不符合要求；C．增大双缝屏到光屏的距离L，根据公式可知，条纹间的距离增大，C符合要求；D．根据公式可知，条纹间的距离与单缝屏到双缝屏的距离无关，D不符合要求。故选C。2、D【解题分析】

A．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等。选项A错误。B．由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹。选项B错误。CD．带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小。选项C错误，D正确。3、D【解题分析】

A、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；BC、由公式可知：，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC错误；D、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D正确．4、A【解题分析】

设座椅做匀速圆周运动时转速为n，由重力和绳子的拉力的合力提供座椅圆周运动的向心力，如图，则有：解得据题知：n相同，r也相同，则当L变长时，θ变大，与m无关。A.L1>L2与计算结果相符，故A正确。B.L1<L2与计算结果不符，故B错误。C.m1>m2与计算结果不符，故C错误。D.m1<m2与计算结果不符，故D错误。5、D【解题分析】

A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有可得粒子在磁场中做圆周运动的半径选项A错误；B．根据几何关系可得所以圆弧OP的长度所以粒子的发射速度大小选项B错误；C．根据洛伦兹力提供向心力有结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比选项C错误；D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。设从P点射出的粒子转过的圆心角为，时间为，从E点射出的粒子转过的圆心角为，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为，选项D正确。故选D。6、D【解题分析】

A．设小球的速度为，则有小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则说明小球在竖直方向上的速度减为0，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，运动的位移为竖直方向上位移的2倍，则平均速度为竖直方向上平均速度的2倍，又这段时间竖直方向的平均速度为故水平方向的平均速度为又解得则从A到C，小球的动能增加了故A错误；B．由动能定理可知重力与电场力做功之和为动能的增加量即，重力做负功，故电场力做功大于，则小球的电势能减小量大于，故B错误；D．由上分析可知：动能为，则速度大小为2v，即小球以2v对速度从C点沿CB方向射出。而由AB分析可知，小球以初速度v沿AB方向从A点射出时，小球将以速度大小为2v，方向沿BC方向通过C点，则小球以2v的速度从C点沿CB方向射出后运动过程恰好可视为其逆过程，所以若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；故D正确；C．由D分析可知，若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；则若将小球小于2v的速度从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧。所以，若将该小球以的动能从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧，不能经过A点，故C错误。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BDE【解题分析】

饱和汽压与温度有关，和体积无关，选项A错误；绝对湿度及压强表示其单位是Pa，相对湿度没有单位，则B正确；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，则C错误；气体做等温膨胀，分子密度变小，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少，则D正确；饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等，则E正确；故选BDE。8、AD【解题分析】

AB．根据可得但是不能求解m，选项A正确，B错误；C．“中星2D”的质量未知，则不能求解其运行时的动能，选项C错误；D．根据可得可求解“中星2D”运行时的加速度大小，选项D正确；故选AD。9、BCE【解题分析】

A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；B．5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号不易发生衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；C．5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不能产生稳定的干涉现象，故C正确；D．电磁波均为横波，故5G信号和4G信号都是横波，故D错误；E．任何电磁波包括无线电波都具有波粒二象性的特点，故E正确。故选BCE。10、CD【解题分析】

A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误；B．从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误；C．从P到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故C错误；D．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。故选D。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、【解题分析】

(1)[1]．对小滑块下滑到停止过程，据动能定理得解得(2)[2]．对小滑块A滑到斜面最低点的速度为v1，在水平桌面上时，据牛顿第二定律得μm1g=m1a解得a=μg据速度位移关系公式得设A与B碰撞后速度为v2，同理得根据A、B碰撞过程动量守恒得m1v1=(m1+m2)v2联立解得12、BBC【解题分析】

(1)[1]微安表与分压电阻串联可以改装成电压表，实物电路图如图所示。(2)[2]微安表量程为250μA，由图（b）所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为200μA，是满偏量程的，此时标准电压值为1.00V，即满偏量程的对应着电压值为1.00V，故改装后的电压表最大量程为B正确，ACD错误。故选B。(3)[3]由微安表改装的电压表，示数偏大，说明其内阻偏小，原因有可能是微安表内阻值小于1200Ω，也有可能滑动变阻器R的接入电阻偏小造成的，故BC正确，AD错误。故选BC。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)6.33J；(2)7J；(3)-13J【解题分析】

(1)对物块受力分析可知其受到的摩擦力为代入数据解得所以物块与斜面摩擦产生的内能为(2)物块下滑过程中重力做功为电场力做的功根据功能关系可知摩擦力做的功为所以根据动能定理有(3)根据功能关系可知物块机械能的改变量等于除重力