2024届北京市西城区北京师范大学附中高三物理第一学期期中学业水平测试试题含解析

2024届北京市西城区北京师范大学附中高三物理第一学期期中学业水平测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、两平行金属板相距为，电势差为，一电子质量为，电荷量为，从点沿垂直于极板的方向射出，最远到达点，然后返回，如图所示，，则此电子具有的初动能是A． B． C． D．2、图为一列横波在某时刻的波形图，若此时刻质点P正处于加速运动过程中，则此时刻（）A．质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中B．质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中C．质点Q和质点N均处于加速运动过程中D．质点Q和质点N均处于减速运动过程中3、小明玩飞镖游戏时，从同一位置先后以速度vA和vB将飞镖水平掷出，依次落在靶盘上的A、B两点，如图所示，飞镖在空中运动的时间分别tA和tB．不计空气阻力，则（）A．vA＜vB，tA＜tBB．vA＜vB，tA＞tBC．vA＞vB，tA＞tBD．vA＞vB，tA＜tB4、下列所列出的物理量中，属标量的是（）A．重力 B．路程 C．位移 D．加速度5、一辆汽车以10m/s的速度沿平直公路匀速运动，司机发现前方有障碍物后立即减速，加速度大小为0.2m/s2，那么减速后1min内汽车的位移是A．240m B．250m C．260m D．90m6、一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其图象如图所示，则()A．质点在1s末的速度为1.5m/sB．质点在第1s内的平均速度为1.5m/sC．质点做匀加速直线运动，在前2秒内的位移为2mD．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/s2二、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、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如下图所示，已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取,则()A．汽车在前5s内的牵引力为B．汽车在前5s内的牵引力为NC．汽车的额定功率为60kWD．汽车的最大速度为8、如图所示为人造地球卫星的轨道示意图，其中1为近地圆周轨道，2为椭圆轨道，3为地球同步轨道，其中P、Q为轨道的切点，则下列说法中正确的是A．卫星在1轨道上运行可经过一次加速转移到3轨道上运行B．卫星由1轨道进入2轨道机械能增大C．卫星在轨道1上的运行周期最短D．在轨道2上由Q点运行到P点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减少，机械能增加9、如图所示，在直角三角形ABC内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），AB边长度为d，，现垂直AB边射入一群质量均为m、电荷量均为q、速度大小均为v的带正电粒子，已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0，运动时间最长的粒子在磁场中运动的时间为，则下列判断正确的是（）A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t0B．该匀强磁场的磁感应强度大小为C．粒子在磁场中运动的轨道半径为D．粒子进入磁场时的速度大小为10、如图甲所示，截面为直角三角形的木块A质量为m0，放在倾角为θ的固定斜面上，当θ＝37°时，木块A恰能静止在斜面上。现将θ改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，如图乙所示，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则A．A与斜面之间的动摩擦因数为0.75B．A、B仍一定静止于斜面上C．若m0＝m，则A受到的摩擦力大小为mgD．若m0＝4m，则A受到斜面的摩擦力大小为2.5mg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）某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量：(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图．(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.12．（12分）某学校实验室购买了一卷表面有很薄绝缘层的镍铬合金丝，该校的一兴趣小组同学想通过自己设计的实验来测算合金丝的长度。已知该镍铬合金丝的常温电阻率ρ=1.0×Ω·m，他们选用的器材有多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。(1)他们先使用多用电表粗测合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“一”插孔，选择电阻挡“×100”；②调整“机械零点调节旋纽”使指针指到零刻度，调整时____（填“必须”“不能”）将两表笔短接，然后调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零，调整时__________（填“必须”“不能”）将两表笔短接；③把红、黑表笔分别与镍铭合金丝的两端（已刮去绝缘漆）相接，多用电表的示数如图甲所示，该合金丝的电阻约为__________Ω．(2)为了更准确地测量镍铬合金丝电阻，已知所选用的电压表内阻为几千欧，电流表内阻为几欧，根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并获得较大的电压调节范围，以下四个电路中最合理的是_________。(3)他们使用螺旋测微器测量镍铬合金丝的直径，示数如图乙所示，则镍铬合金丝的直径为_________mm．(4)根据多用电表测得的镍铬合金丝电阻值，不计合金丝绝缘漆的厚度，可估算出这卷镍铬合金丝的长度约为_________m。（结果保留整数）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，斜面AC长L=1m，倾角θ=37°，CD段为与斜面平滑连接的水平地面．一个质量m=2kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下．小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为μ=0.1．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.2．求：（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a；（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；（3）小物块在水平地面上滑行的时间t．14．（16分）一木板B置于光滑水平面上，小物块A静置于木板左端，若给小物块一个瞬间水平向右的初速度v0=3m/s，小物块经历时间t=0.5s恰好不滑离木板，已知小物块的质量m=1kg，木板质量M=2kg，重力加速度g=10m/s2。(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)若水平面是粗糙的，木板与水平面间的动摩擦因数是物块与木板间的动摩擦因数的四分之一，现对小物块施加一个水平向右的恒定外力F,使小物块由静止开始运动，若使小物块能滑离木板，求外力F的范围；(3)在（2）中，若F=7N,求小木块滑离木板时的速度大小。15．（12分）如图所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道，其末端端切线水平，且距水平地面的高度也为R；

1、2两小滑块均可视为质点用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧两滑块从圆弧形轨道的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道的最高点已知，滑块1的质量，滑块2的质量，重力加速度g取，空气阻力可忽略不计求：两滑块一起运动到圆弧形轨道最低点细绳断开前瞬间对轨道的压力的大小；在将两滑块弹开的整个过程中弹簧释放的弹性势能；滑块2的落地点与滑块1的落地点之间的距离．

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】

全程只有电场力做功，根据动能定理解出电子的初动能；【题目详解】设出电子的初动能，末动能为零，极板间的电场，根据动能定理：，解得：，故D正确，A、B、C错误；故选D．2、B【解题分析】由题意知，质点P正处于加速运动过程中，说明P向下即向平衡位置运动，说明此列波是向左传播的，根据波传播的特点知道质点Q正在向上即向波峰运动，速度减小，N向上即向平衡位置运动，速度增大．故B正确，综上所述本题答案是：B3、D【解题分析】根据知，B飞镖下降的高度大，则，根据知，两飞镖的水平位移相等，A的时间短，则，，故ABC错误，D正确；故选D．【题目点拨】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．4、B【解题分析】

ACD．加速度、重力和位移是即有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量，都是矢量。故ACD不符合题意。B．路程是只有大小，没有方向的物理量，是标量。故B符合题意。5、B【解题分析】

设汽车经过t时间末速度v减为零，已知汽车初速度v0=10m/s，加速度是a=-0.2m/s2，由速度关系式：代入数据解得：t=50s所以50s以后汽车静止不动，即减速后1min内汽车的位移等于减速后50s的位移，由位移时间关系式得：代入数据解得：x=250m故选B．6、B【解题分析】

ACD.由图得：根据：得：对比可得：m/s则加速度为：m/s2由图知质点的加速度不变，说明质点做匀加速直线运动，则质点在1s末速度为：1+1=2m/s前2s内的位移为：m故ACD错误。B.质点在第1s内的平均速度：m/s故B正确。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、BCD【解题分析】

AB．汽车受到的阻力f=0.1×2×103×10=2×103N前5s内，由图a=2m/s2，由牛顿第二定律F-f=ma求得F=f+ma=（0.1×2×103×10+2×103×2）N=6×103N故A错误．B正确．C．t=5s末功率达到额定功率P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kW故C正确；D．当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度故D正确。故选BCD。【名师点睛】本题结合图象考查汽车启动问题，在解题时要明确汽车的运动过程及运动状态，正确应用牛顿第二定律及功率公式求解．8、BC【解题分析】

A.卫星从1轨道转移到3轨道上运行，需要在P点和Q点加速两次。故A错误；B.卫星由1轨道进入2轨道需要在P点点火加速，所以机械能增大。故B正确；C.根据开普勒第三定律可知，轨道半径最小的1轨道的周期最小。故C正确；D.卫星在椭圆轨道2上自由运行时，只有万有引力对它做功，其机械能守恒，则它在P点的机械能等于在Q点的机械能．故D错误．9、ABD【解题分析】

A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间是T，即则得周期T=4t0故A正确；B．由得故B正确；C．设运动时间最长的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角为θ，则有得画出该粒子的运动轨迹如图，设轨道半径为R，由几何知识得可得故C错误；D．根据，解得故D正确。故选ABD。【题目点拨】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是：1、画轨迹：确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。2、找联系：轨迹半径与磁感应强度、速度联系；偏转角度与运动时间相联系，时间与周期联系。3、用规律：牛顿第二定律和圆周运动的规律。10、AD【解题分析】

A．由题意可知，当θ=37°时，木块恰能静止在斜面上，则有：μm0gcos37°=m0gsin37°解得：μ=0.75，故A正确；B．现将θ改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，对A受力分析，则有：f′=μN′，N′=Mgcos30°；

而F=mgsin30°

当f′＜mgsin30°+Mgsin30°，则A相对斜面向下滑动

当f′＞mgsin30°+Mgsin30°，则A相对斜面不滑动

因此A、B是否静止在斜面上，由B对A弹力决定，故B错误；C．若m0=m，则mgsin30°+m0gsin30°=mg；f′=μN′=0.75×m0gcos30°=mg；因f′＜mgsin30°+Mgsin30°，A滑动，A受到斜面的滑动摩擦力，大小为mg，故C错误；D．若m0=4m，则mgsin30°+m0gsin30°=mg；而f′=μN′=0.75×m0gcos30°=mg；因f′＞mgsin30°+Mgsin30°，A不滑动，A受到斜面的静摩擦力，大小为mgsin30°+m0gsin30°=mg，故D正确。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、(1)(2)；【解题分析】

力电转换器虽然是一个全新的仪器，但它与其他所有的测量仪器一样，要有一个“调零”的过程．仔细审题，题目中有很多重要的暗示，挖掘这些信息即是我们解决问题的关键．“测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”，所以输出电压U＝kmg，题目要求“力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大”，这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式，有了设计电路才可以进行测量步骤；(1)设计电路如图所示．(2)测量步骤如下：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；④因为U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求12、不能必须1400D0.305102【解题分析】

(1)[1]机械调零是调整指针的“游丝（非常细的回摆弹簧）”张紧程度。电表在移动过程或受周围电磁场的影响下，指针会发生偏移，调整游丝的张力大小，即可调整指针左右的摆动位置。机械调零时不需要将两表笔短接。[2]欧姆调零的原理为由于欧姆表内带电源，在接入不同（档位）电路中，不可能保证都刚好是满偏电流，所以需要进行内部电阻微调，达到电流满偏，必须将两表笔短接。[3]读数为(2)[4]根据题目，要求电压调节范围较大，滑动变阻器采用分压式接法；根据多用电表的读数1400Ω，可知被测电阻较大，电流表的分压可忽略，应该选用电流表内接法；故D项正确，ABC三项错误。故选D。(3)[5]螺旋测微器的读数为(4)[6]根据公式，，联立可得四、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）；（2）；（3）【解题分析】（1）根据牛顿第二定律得：（2）根据匀变速直线运动规律得：v=2m/s（3）根据动量定理，得：t=0.4s14、(1