2024学年北京市人民大学附属中学物理高三第一学期期末调研试题含解析

2024学年北京市人民大学附属中学物理高三第一学期期末调研试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、“跳跳鼠”是很多小朋友喜欢玩的一种玩具（图甲），弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆（图乙），人在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧将人向上弹起，最终弹簧将跳杆带离地面．A．不论下压弹簧程度如何，弹簧都能将跳杆带离地面B．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能全部转化为人的动能C．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，人一直向上加速运动D．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，人的加速度先减小后增大2、如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷3、2010年命名为“格利泽581g”的太阳系外行星引起了人们广泛关注，由于该行星的温度可维持表面存在液态水，科学家推测这或将成为第一颗被发现的类似地球世界，遗憾的是一直到2019年科学家对该行星的研究仍未有突破性的进展。这颗行星距离地球约20亿光年(189.21万亿公里)，公转周期约为37年，半径大约是地球的2倍，重力加速度与地球相近。则下列说法正确的是A．飞船在Gliese581g表面附近运行时的速度小于7.9km/sB．该行星的平均密度约是地球平均密度的C．该行星的质量约为地球质量的8倍D．在地球上发射航天器前往“格利泽581g”，其发射速度不能超过11.2km/s4、下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化5、如图所示，一根均匀柔软的细绳质量为m。两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。挂钩对细绳拉力的大小为A． B．C． D．6、如图所示为范德格拉夫起电机示意图，直流高压电源的正电荷，通过电刷E、传送带和电刷F，不断地传到球壳的外表面，并可视为均匀地分布在外表面上，从而在金属球壳与大地之间形成高电压．关于金属球壳上的A、B两点，以下判断正确的是A．A、B两点电势相同B．A、B两点电场强度相同C．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能增加D．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能减小二、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、如图所示，足够长U型管内分别由水银封有、两部分气体，则下列陈述中正确是A．只对加热，则h减小，气柱长度不变B．只对加热，则h减小，气柱长度减少C．若在右管中注入一些水银，将增大D．使、同时升高相同的温度，则增大、h减小8、下列说法正确的是________。A．利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量B．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象C．泊松亮斑是光透过圆盘形成的衍射现象D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象E.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的衍射原理9、水平圆盘A、B以齿轮咬合传动，B盘为主动转盘，A盘半径为B盘半径的2倍。在A、B两盘上分别放置两个相同的物块P、Q，它们到圆盘中心的距离相等，均为。物块与圆盘的最大静摩擦力为物块所受重力的倍，重力加速度大小为。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）A．圆盘A、B转动的角速度相等B．P、Q不发生滑动时，所受的摩擦力始终不相等C．当A盘的角速度增大至某一值时，P、Q同时开始滑动D．当A盘的角速度时，Q所受摩擦力的大小等于10、如图所示，半爱心型金属环abc（由直线ac及曲线abc构成，不计重力）水平放置在绝缘的水平面上，某时刻通有顺时针方向恒定电流，长直导线MN固定在水平面上与ac平行，当其中通有M到N的恒定电流时，则下列说法正确的是A．金属环中无感应电流产生B．ac边与长直线相互吸引C．金属环受到的安培力向右D．金属环对水平面有向左的摩擦力三、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）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示的示数为_________mm。（2）用多用电表“×1"倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为_________Ω。（3）用电流表（内阻约为5Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是_________。A．B．C．D．（4）用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R-l图象，如图丙所示中符合实验结果的图线是_________（选填“a”“b”或“c”），该电阻丝电阻率的测量值_________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。12．（12分）某实验小组用如图甲所示的实验装置进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”两个实验。该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力F随时间t变化的图线。(1)首先测量重力加速度。将摆球拉离竖直方向的角度小于5°，让小球做单摆运动，拉力F随时间t变化的图线如图乙所示。①图可知该单摆的周期T约为________s(保留两位有效数字)。②该小组测得该单摆的摆长为L，则重力加速度的表达式为________(用测量或者已知的物理量表示)。(2)然后验证机械能守恒定律。将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力F随时间t变化的图线如图丙所示。①要验证机械能守恒，还需要测量的物理量是_________。②若图中A点的拉力用F1表示，B点的拉力用F2表示，则小球从A到B的过程中，验证机械能守恒的表达式为_____________(填表达式前的字母序号)。A．B．C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，圆柱形油桶中装满折射率n=的某种透明液体，油桶的高度为H，半径为H，桶的底部装有一块平面镜，在油桶底面中心正上方高度为d处有一点光源P，要使人从液体表面上方任意位置处都能够观察到此液体内点光源P发出的光，d应该满足什么条件?14．（16分）一列简谐横波在t＝s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图象。求：(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标。15．（12分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。

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、D【解题分析】当弹簧下压的程度比较小时，弹簧具有的弹性势能较小，弹簧不能将跳杆带离地面，故A错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能转化为人的动能和重力势能，故B错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，开始弹力大于重力，人向上加速，弹簧逐渐恢复性变,弹力逐渐减小，加速度逐渐减小；后来弹力小于重力，人的加速度反向增加，所以人的加速度先减小后增大，故C错误，D正确．所以D正确，ABC错误．

2、D【解题分析】

AB．受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误；CD．若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确，故本题选D．3、B【解题分析】

ABC．忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力得：mg=m得到v=万有引力等于重力，=mg，得到M=ρ=这颗行星的重力加速度与地球相近，它的半径大约是地球的2倍，所以它在表面附近运行的速度是地球表面运行速度的倍，大于1．9km/s，质量是地球的4倍，密度是地球的。故B正确，AC错误。D．航天器飞出太阳系所需要的最小发射速度为第三宇宙速度，即大于等于2．1km/s，故D错误。4、D【解题分析】试题分析：影响内能大小的因素：质量、体积、温度和状态，温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大．温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大，A错误；影响内能大小的因素：质量、体积、温度和状态，B错误；一定质量的冰融化成相同温度的水需要从外界吸热，故质量和温度相同的冰和水，内能是不相同的，C错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，比如零摄氏度的冰化为零摄氏度的水，内能增加，D正确．5、A【解题分析】

先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力和绳子对挂钩的拉力相等：对绳子受力分析如右图，正交分解：解得：，A正确，BCD错误。故选A。6、A【解题分析】

A、由题可知，电荷均匀地分布在外表面上，球壳AB是一个等势体，各点的电势是相等的．故A正确；B、球壳AB是一个等势体，AB的外表面处，各点的电场强度的方向与球壳的外表面垂直，所以A点与B点的电场强度的方向一定不同，故B错误；C、由于A、B的电势是相等的，所以将带正电的试探电荷从A点移到B点，电场力不做功，电势能不变．故C错误，D错误．故选A．【题目点拨】静电平衡后，金属球壳AB的外表面均匀带电，外部各点的电场强度大小相等，方向不同；金属球壳AB是一个等势体，各点的电势相等．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、AD【解题分析】

AB．只对L1加热，假设体积不变，则压强增大，所以L1增大、h减小，气柱L2长度不变，因为此部分气体做等温变化，故A正确B错误；C．若在右管中注入一些水银，L2压强增大，假设L1的体积不变，L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大，L1的压强增大，根据玻意耳定律得L1将减小，故C错误；D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设气体体积不变，L1的压强增大，L2压强不变，则L1增大、h减小，故D正确；故选AD.【题目点拨】做好本题的关键是知道两边气体压强大小的影响因素，再利用理想气体状态方程判断各物理量的变化．8、ACD【解题分析】

A．由单摆周期公式可得，与质量无关，所以利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量，故A正确；B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故B错误；C．泊松亮斑是光透过圆盘形成的衍射现象，故C正确；D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故D正确；E．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理，故E错误。故选：ACD。9、BD【解题分析】

A．圆盘A、B边缘线速度相同，由得①故A错误；BC．物块滑动前有结合①式知所受静摩擦力大，两物块最大静摩擦力均为。增大则所需向心力增大，则先达到最大静摩擦力，开始滑动，故B正确，C错误；D．P、Q两物块开始滑动时有解得临界角速度结合①式知，当时，故此时所受摩擦力大小等于，故D正确。故选BD。10、AD【解题分析】

A．由题意，直导线电流恒定，金属环无感应电流，故A正确；B．ac边电流由c指向a，由反向电流相互排斥可知ac边和长直线相互排斥，故B错误；C．弯曲部分所在处的磁感应强度大于直线部分，而电流是相同的，故弯曲部分受到的安培力大于直线部分，弯曲部分受到的是引力，直线部分受到的是斥力，故整体受到的安培力的合力向左，故C错误；D．由于金属环受到的安培力合力向左，故地面对金属环的摩擦力向右，故金属环对地面的摩擦力向左，D正确；故选AD。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、2.819〜2.8217Da等于【解题分析】

（1）[1]螺旋测微器的转动刻度50格共0.5mm长，精确度为0.01mm，格数要估读到0.1格，则电阻丝的直径为：（2.819~2.821）；（2）[2]欧姆表读电阻，由表盘上的数字乘以倍率得到阻值，可得：（或7）（3）[3]实验中获得较大的电压调节范围，则需要滑动变阻器选择分压式接法；而待测电阻满足：即待测电阻为小电阻，用电流表的外接法减小系统误差；综上选择D电路实验；（4）[4]根据电阻定律，可知图像应该是过原点的倾斜直线，但（3）问中的C项电路采用的是电流表的内接法，因电流表分分压导致电阻的测量值偏大，有：故测量图线不过原点，而有纵截距；故选a图线；[5]由图像求电阻率是利用斜率求得，a图线和准确图线的斜率相同，故电阻率的测量值等于真实值。12、0.75(0.70或者0.73也对)质量A【解题分析】

(1)①[1]小球做单摆运动，经过最低点拉力最大，由图乙可知11.0s到14.0s内有4个全振动，该单摆的周期②[2]根据单摆周期公式可得重力加速度(2)①[3]图中点对应速度为零的位置，即最高位置，根据受力分析可得图中点对应速度最大的位置，即最低点位置，根据牛顿第二定律可得小球从到的过程中，重力势能减小量为动能的增加量为要验证机械能守恒，需满足解得所以还需要测量的物理量是小球的质量②[4]验证机械能守恒的表达式为故A正确，B、C错误；故选A。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、H>d≥H/2【解题分析】

要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源P发出的光，点光源发出的光必须全部能折射进入空气中，根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像．当光射向水面时，