北京市西城区月坛中学2024年物理高三上期末统考模拟试题含解析

北京市西城区月坛中学2024年物理高三上期末统考模拟试题注意事项：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、一列简谐横波沿x轴正向传播，波形如图所示，波速为10m/s。下列说法正确的是（）A．该波的振幅为0.5m，频率为2HzB．此时P点向y轴负方向运动C．再经0.9s，Q点有沿y轴正方向的最大加速度D．再经1.05s，质点P沿波传播方向迁移了10.5m2、下列说法中正确的是（）A．千克（kg）、开尔文（K）和伏特（V）均为国际单位制中的基本单位B．阴极射线是由电子组成，电子来源于中子的衰变C．在光电效应的实验中，若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加D．α射线来源于原子核内部，是由氦原子组成3、托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T4、一台小型发电机的原理如图所示，单匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1Ω，外接标有灯泡的交流电压表，则下列说法正确的是（）A．电压表的示数为220VB．线圈转到如甲图所示位置时感应电动势为零C．当时线圈中的磁通量最小为零D．当时线圈中的磁通量最大，为5、如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（）A．最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器B．最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器C．最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器D．最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器6、乒乓球作为我国的国球，是一种大家喜闻乐见的体育运动，它对场地要求低且容易上手。如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（）A．飞出时的初速度大小可能相等B．飞出时的初速度竖直分量可能相等C．在空中的时间可能相等D．撞击墙壁的速度可能相等二、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、跳台滑雪是勇敢者的运动，这项运动非常惊险。如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其图像如图（b）所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则（）A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大8、如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为、电阻为的正方形导线框，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A．线框抛出时边距离磁场上边界的高度为B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量C．线框通过磁场的过程中水平位移为D．线框通过磁场的过程中边产生的热量为9、如图，一截面为椭圆形的容器内壁光滑，其质量为M，置于光滑水平面上，内有一质量为m的小球，当容器受到一个水平向右的作用力F作用且系统达到稳定时，小球偏离平衡位量如图，重力加速度为g，此时（）A．若小球对椭圆面的压力与竖直方向的夹角为α，则B．若小球对椭圆面的压力与竖直方向的夹角为α，则C．小球对椭圆面的压力大小为D．小球对椭圆面的压力大小为10、一列周期为0.8s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2m、3m、6m处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是()A．该波沿x轴正方向传播，波速为10m/sB．A质点比B质点晚振动0.1sC．B质点此时的位移为1cmD．由图示时刻经0.2s，B质点的运动路程为2cmE.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4m的障碍物时不会发生明显的衍射现象三、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）在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为300μA的微安表头G改装为量程为0.3A的电流表，然后用改装的电流表测量未知电阻的阻值。可供选择的实验器材有：微安表头G(量程300，内阻约为几百欧姆)滑动变阻器R1(0～10)滑动变阻器R2(0～50)电阻箱R(0~9999)电源E1(电动势约为1.5V)电源E2(电动势约为9V)开关、导线若干(1)实验小组先用如图(a)所示电路测量表头G的内阻Rg，实验方法是：A．按图(a)连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；B．断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；C．闭合S2，并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的示数为200，记录此时电阻箱的阻值R0，①实验中电源应选用________，滑动变阻器应选用_____(选填仪器字母代号)；②测得表头G的内阻Rg=_____，表头内阻的测量值较其真实值___(选填“偏大”或“偏小”)；(2)实验测得G的内阻Rg=500，要将表头G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为______的电阻与表头G并联；(3)实验小组利用改装后的电流表A，用图(b)所示电路测量未知电阻Rx的阻值。测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250处，则Rx=______。12．（12分）某实验小组用如图所示的装置，做验证机械能守恒定律的实验。当地重力加速度为：(1)电磁铁通过铁夹固定在铁架台上，给电磁铁通电，小球被吸在电磁铁下方（光电门的正上方）。电磁铁断电，小球由静止释放，测得小球通过光电门所用时间为，测得小球直径为，电磁铁下表面到光电门的距离为，根据测得数值，得到表达式_______（用已知和测得的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律得到验证；(2)若保持电磁铁位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，得到多组及小球通过光电门的时间，为了能通过图像直观地得到实验结果，需要作出_____（填“”“”“”或“”）图像，当图像是一条过原点的倾斜直线时，且在误差允许的范围内，斜率等于___________（用已知和测得的物理量表示），则机械能守恒定律得到验证；(3)下列措施可以减小实验误差的是______。A．选用直径较小，质量较大的小球B．选用直径较大，质量较大的小球C．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些D．尽量让小球球心通过光电门四、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，光滑水平面上静止放置质量M=2kg的足够长木板C；离板右端x=0.72m处静止放置质量mA=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ=0.4；在木板右端静止放置质量mB=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B均可视为质点，g取10m/s2，现在木板上加一水平向右的力F，到A与B发生弹性碰撞时撤去力F。问：(1)A与B碰撞之前，B的加速度大小？(2)在A与B碰撞之前，若维持A与C相对静止，则F最大为多大？(3)若F=3N，则长木板C最终的对地速度是多大？14．（16分）如图纸面内的矩形ABCD区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，对边AB∥CD、AD∥BC，电场方向平行纸面，磁场方向垂直纸面，磁感应强度大小为B.一带电粒子从AB上的P点平行于纸面射入该区域，入射方向与AB的夹角为θ（θ<90°），粒子恰好做匀速直线运动并从CD射出．若撤去电场，粒子以同样的速度从P点射入该区域，恰垂直CD射出.已知边长AD=BC=d，带电粒子的质量为m，带电量为q，不计粒子的重力.求：(1)带电粒子入射速度的大小；(2)带电粒子在矩形区域内作直线运动的时间；(3)匀强电场的电场强度大小．15．（12分）如图所示，直线MN与水平线夹角为60°，其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B；直线PQ垂直ＭＮ，且PQ与ＭＮ包围的空间有一匀强电场，电场方向平行于PQ．有一质量为m电量为+q的带电粒子在纸面内以v0的水平初速度从A点飞入磁场，粒子进入磁场t0(t0未知)时间后立即撤除磁场，此时粒子未到达MN，之后粒子垂直MQ边界从C点（图中未画出）飞入电场；随后粒子再次通过C点．粒子在以上整个过程中所用总时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需时间，粒子所受重力不计．试求：（1）粒子在磁场中运动的时间t0（2）匀强电场场强E的大小．

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．从图中可以看出振幅为0.5m，波长为4m，所以周期为则频率为故A错误；B．因为波沿x轴正向传播，所以P点下一步会成为波峰，应该向y轴正方向运动，故B错误；C．因为周期是0.4s，简谐横波沿x轴正向传播，所以经过0.9s后，相当于Q点经过0.1s到达波谷，此时加速度最大，并且沿着y轴正方向，故C正确；D．质点P只会上下振动，不会沿波传播方向迁移，故D错误。故选C。2、C【解题分析】

A．开尔文、千克均为国际单位制中基本单位，伏特不是国际单位制中基本单位，故A错误；B．阴极射线是由电子组成，电子来源于核外电子，故B错误；C．遏止电压则若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加，故C正确；D．α射线来源于原子核内部，由两个质子和两个中子组成，故D错误。故选C。3、C【解题分析】

A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确．D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则，由洛伦兹力提供向心力，则，则有，故D错误．4、D【解题分析】

A．根据正弦交流电的有效值等于峰值除以，可知感应电动势的有效值为220V，电压表测的是路端电压，由于电源有内阻，所以路端电压和电动势不相等，所以电压表的示数不为220V，故A错误；B．线圈转到如甲图所示位置时，感应电动势最大，故B错误；CD．由乙图可知t=0.01s时，感应电动势为零，线圈位于中性面，与磁感线垂直，磁通量最大，由乙图可知周期T=0.02s，由可得故C错误，D正确。故选D。5、C【解题分析】

从图乙中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应500Ω滑动变阻器，c图线电流几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器，故ABD错误，C正确。故选C。6、A【解题分析】

C．将乒乓球的运动反向处理，即为平抛运动，由题知，两次的竖直高度不同，所以两次运动时间不同，故C错误；B．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，故B错误；D．撞击墙壁的速度，即可视反向平抛运动的水平初速度，两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，故两次撞击墙壁的速度不同，故D错误；A．由上分析，可知竖直速度大的，其水平速度速度就小，所以根据速度的合成可知，飞出时的初速度大小可能相等，故A正确。故选A。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、ABD【解题分析】

A．根据图象与时间轴所围图形的面积表示竖直方向上位移的大小可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大，故A正确；B．由图象知，第二次的运动时间大于第一次运动的时间，由于第二次竖直方向下落距离大，合位移方向不变，所以第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大，故B正确；C．由图象知，第二次滑翔时的竖直方向末速度小，运动时间长，据加速度的定义式可知其平均加速度小，故C错误；D．当竖直方向速度大小为v1时，第一次滑翔时图象的斜率大于第二次滑翔时图象的斜率，而图象的斜率表示加速度的大小，故第一次滑翔时速度达到v1时加速度大于第二次时的加速度，根据mg－f=ma可得阻力大的加速度小，第二次滑翔时的加速度小，故其所受阻力大，故D正确。故选ABD。8、AC【解题分析】

A．线框下边界进入磁场时根据闭合电路欧姆定律在竖直方向上，根据运动学公式解得A正确；B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量B错误；C．线框在磁场中匀速运动的时间水平位移解得C正确；D．线框进入磁场后做匀速直线运动，减小的重力势能转化为电能，根据能量守恒定律则边产生的热量D错误。故选AC。9、BC【解题分析】

对小球受力如图所示AB．对整体两者一起加速，则解得故A错误，B正确；CD．由题意得故C正确，D错误。故选BC。10、BCD【解题分析】

由题图知，波长λ＝8m，则波速为v＝m/s＝10m/s．此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1m，则波从B质点传到A质点的时间t＝s＝0.1s，故B正确；B质点此时的位移为y＝sinπcm＝1cm，故C正确；由题图所示时刻经0.2s＝T，由波形平移法可知，x＝5m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2cm，故D正确；因该列波的波长为8m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误．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、E2R2R0偏小0.54.3【解题分析】

(1)[1][2]闭合S2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择E2，滑动变阻器应选择R2；[3][4]闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的，则流过电阻箱的电流为满偏电流的，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则：闭合开关S2时整个电路电阻变小，电路电流变大，大于300μA，当表头G示数为200μA时，流过电阻箱的电流大于100μA，电阻箱阻值小于表头G电阻的一半，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值的一半，因此表头G内阻测量值偏小；(2)[5]把微安表改装成0.3A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为：(3)[6]改装后电流表内阻为：微安表量程为300μA，改装后电流表量程为0.3A，量程扩大了1000倍，微安表示数为250μA时，流过电流表的电流为：250×10-6×1000A=0.25A由图乙所示电路图可知，待测电阻阻值为12、ACD【解题分析】

(1)[1]由机械能守恒有故要验证的表达式为。(2)[2][3]由得即为了直观地得到实验结果，应作图像，在误差允许的范围内图像的斜率为，则机械能守恒定律得到验证。(3)[4]AB．为了减少实验误差，应选用质量大、体积小的小球