北京海淀2024届高三第二学期二模考试物理试题

北京海淀2024届高三第二学期二模考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知氡的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的，在这一过程中（）A．要经过4次α衰变和4次β衰变B．要经过4次α衰变和6次β衰变C．氡核的中子数为86，质子数为136D．标号为a、b、c、d的4个氡核经3.82d后一定剩下2个核未衰变2、北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）A．该卫星不可能经过北京上空B．该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同C．与赤道平面夹角为的倾斜地球同步轨道只有唯一一条D．该卫星运行的速度大于第一宇宙速度3、如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是（）A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小不可能相等4、小朋友队和大人队拔河比赛，小朋友队人数多，重心低，手握绳的位置低，A、B两点间绳倾斜，其余绳不一定水平，此可以简化为如图所示的模型。相持阶段两队都静止，两队的总质量相等，脚与地面的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。各队员手紧握绳不滑动，绳结实质量不计。以下说法正确的是（）A．相持阶段小朋友队和大人队所受地面的摩擦力大小不等B．无论相持还是胜败，两队脚与地面的摩擦力大小永远相等C．绳上拉力增大时，大人队会先败D．绳上A点对B点的拉力，其大小一定等于B点对A点的拉力5、在地球上不同的地方，重力加速度大小是不同的。若把地球看成一个质量分布均匀的球体，已知地球半径为R，地球自转的周期为T，则地球两极处的重力加速度与赤道处的重力加速度之差为A． B． C． D．6、在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s．M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s，则下列说法中正确的是（）A．该波的周期为sB．在t=s时，N的速度一定为2m/sC．从t=0到t=1s，M向右移动了2mD．从t=s到t=s，M的动能逐渐增大二、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，甲、乙、丙是绕地球做匀速圆周运动的3艘飞船，下列说法正确的是（）A．丙开动发动机向后瞬时喷气后，其势能不变B．丙开动发动机向后瞬时喷气后的一段时间内，可能沿原轨道追上同一轨道上的乙C．甲受稀薄气体的阻力作用后，其动能增大、势能减小D．甲受稀薄气体的阻力作用后，阻力做功大小与引力做功大小相等8、用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距小于b光的条纹间距，则()A．a光的波长小于b光的波长B．a光的光强大于b光的光强C．a光的光子能量大于b光的光子能量D．a、b光分别照射同一光电管，若a光发生光电效应，则b光一定发生光电效应9、一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲。在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则A．在x1处物体所受拉力最大B．在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小C．在x1~x2过程中，物体的加速度先增大后减小D．在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功10、大小相同的三个小球（可视为质点）a、b、c静止在光滑水平面上，依次相距l等距离排列成一条直线，在c右侧距c为l处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球a的质量为2m，b、c的质量均为m。某时刻给a一沿连线向右的初动量p，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是（）A．c第一次被碰后瞬间的动能为B．c第一次被碰后瞬间的动能为C．a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为D．a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为三、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）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动规律。实验装置为完全相同的倾斜轨道与长度不同的水平轨道平滑连接，并将轨道固定在同一竖直面内。实验时，将两小球A、B同时从两倾斜轨道上自由释放，释放位置到水平轨道距离相同。经过一段时间，小球A开始做平抛运动，小球B继续沿水平轨道运动。两球运动过程中，用频闪照相的方式记录两小球的位置(在图中已标出)。(1)忽略各种阻力，小球A在空中运动过程中.两小球______。(选填正确答案标号)A．保持相对静止B．在同一竖直线上C．运动速度大小相同D．机械能相同(2)A球做平抛运动后，利用频闪照片计算出两小球连续三个位置的高度差分别为h1、h2、h3，重力加速度为g，则频闪照相的频闪周期为_____；(3)在实验操作过程中，发现两小球每次碰撞时，小球A都碰在小球B的后上方，请你分析原因可能是________。12．（12分）某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数k，拆开发现其内部简易结构如图(a)所示，托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D与齿条C啮合，在齿轮上固定指示示数的指针E，两根完全相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I上。托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后刻度盘的示数为P0＝5kg。科技小组设计了下列操作：A．在托盘中放上一物品，读出托盘秤的示数P1，并测出此时弹簧的长度l1；B．用游标卡尺测出齿轮D的直径d；C．托盘中不放物品，测出此时弹簧的长度l0；D．根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数k；E．在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P2，并测出此时弹簧的长度l2；F．再次在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P3，并测出此时弹簧的长度l3；G．数出齿轮的齿数n；H．数出齿条的齿数N并测出齿条的长度l。(1)小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序，即a方案：采用BD步骤。①用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。②某同学在实验中只测得齿轮直径，如图(b)所示，并查资料得知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则弹簧的劲度系数k＝________。(结果保留三位有效数字)(2)请你根据科技小组提供的操作，设计b方案：采用：________步骤；用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。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）如图所示为柱状玻璃的横截面，圆弧的圆心为点，半径为，与的夹角为90°。为中点，与平行的宽束平行光均匀射向侧面，并进入玻璃，其中射到点的折射光线恰在点发生全反射。(i)分析圆弧上不能射出光的范围；(ii)求该玻璃的折射率。14．（16分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v．（1）求导线中的电流I；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的．小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：．15．（12分）如图所示，一质量为m的小物块，以v0＝15m/s的速度向右沿水平面运动12.5m后，冲上倾斜角为37o的斜面，若物块与水平面及斜面的动摩擦因数均为0.5，斜面足够长，物块从水平面到斜面的连接处无能量损失。求（1）物块在斜面上能达到的最大高度；（2）物块在斜面上运动所需的时间。（g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）

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、A【解题分析】

AB．原子核衰变过程，一次α衰变核电荷数和质量数分别减少2和4，一次β衰变核电荷数不变，质量数增加1，所以要经过4次α衰变和4次β衰变，A正确，B错误；C．氡核的质子数为86，质量数为222，中子数为136，C错误；D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，几个原子核不具有统计意义，D错误。故选A。2、B【解题分析】

A．根据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，所以有可能在运动过程中经过北京上空，所以A错误；B．由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同，所以B正确；C．由题意可知，圆心在地心，与赤道平面成的圆形轨道有无数个，所以C错误；D．根据公式可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比第一宇宙速度小，D错误。故选B。3、C【解题分析】

AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，对N受力析，受到竖直向下的重力GN，绳子的拉力T，杆给的水平支持力N1，因为两环相对杆的位置不变，所以对N有因为重力恒定，角度恒定，所以细线的拉力不变，环N与杆之间的弹力恒定，AB错误；CD．受力分力如图对M有所以转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等；若以较小角速度转动时，摩擦力方向右，即随着角速度的增大，摩擦力方向可能变成向左，即故可能存在摩擦力向左和向右时相等的情况，C正确，D错误。故选C。4、D【解题分析】

A．可以用整体法处理问题，所以不在乎同队员之间的绳水平。相持阶段小朋友队和大人队脚下属于静摩擦力，永远相等，所以选项A错误。BC．当倾斜的绳上拉力增大时，大人队的压力更加大于其重力，最大静摩擦力也增大，而小朋友队和地面之间的压力小于其总重力，脚下会产生滑动摩擦力，平衡被打破，小朋友队败而且还有加速度，两队摩擦力大小不等。所以选项BC错误。D．作用力与反作用力永远相等，无论拔河的哪个阶段，绳上A点对B点的拉力，其大小一定等于B点对A点的拉力，所以选项D正确。故选D。5、D【解题分析】

在两极：；在赤道上：，则；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论相符，选项D正确；6、D【解题分析】

A.波速为2m/s，波的周期大于1s，则波长大于2m，M、N的平衡位置相距2m，M、N的平衡位置间距小于波长；t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，波沿x轴正方向传播，则t=0时，波形图如图所示，所以该波的周期：解得：该波的周期为，故A项错误；B.，t=0时，N位于其平衡位置上方最大位移处，则在t=s时，N位于其平衡位置向y轴负方向运动，由于振幅未知，所以振动的速度未知，故B项错误；C.波传播过程中质点不随波迁移，质点在自身平衡位置附近振动，故C项错误；D.在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，因，则t=s时，M位于其平衡位置上方最大位移处，t=s时，M通过其平衡位置沿y轴负方向运动，t=s到t=s，M的动能逐渐增大，故D项正确。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、AC【解题分析】

A．丙向后瞬时喷气后，速度增大，但位置尚未变化，其势能不变，选项A正确；。B．综合应用牛顿第二定律、功和能的推论。丙飞船向后瞬时喷气后速度增大，之后离开原来轨道，轨道半径变大，不可能沿原轨道追上同一轨道上的乙，选项B错误；CD．甲受稀薄气体的阻力作用时，甲轨道半径缓慢减小，做半径减小的圆周运动，由可知其动能增大、势能减小、机械能减小，由动能定理可知，即此过程中有阻力做功大小小于引力做功大小，选项C正确，D错误；故选AC.8、AC【解题分析】

A．根据Δx＝λ得λ＝，则a光的波长小于b光的波长，选项A正确；BC．由c＝νλ知，a光的波长小于b光的波长，则a光的频率大于b光的频率，由E＝hν可得a光的光子能量大于b光的光子能量，光强与光的频率无关，选项B错误，C正确；D．由于a光的频率大于b光的频率，a、b光分别照射同一光电管，若a光发生光电效应，则b光不一定发生光电效应，选项D错误。9、AB【解题分析】

A．E-x图像的斜率代表竖直向上拉力F，物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上，说明在x=0处，拉力F大于重力，在0-x1过程中，图像斜率逐渐增大，则拉力F在增大，x1处物体图象的斜率最大，所受的拉力最大，故A正确；BC．在x1~x2过程中，图象的斜率逐渐变小，说明拉力越来越小；在x2处物体的机械能达到最大，图象的斜率为零，说明此时拉力为零。根据合外力可知，在x1~x2过程中，拉力F逐渐减小到mg的过程中，物体做加速度逐渐减小的加速运动，物体加速度在减小，动能在增大，拉力F=mg到减小到0的过程中，物体的加速度反向增大，物体做加速度逐渐增大的减速运动，物体的动能在减小；在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小，物体的加速度先减小后反向增大，故B正确，C错误；D．物体从静止开始运动，到x2处以后机械能保持不变，在x2处时，物体具有重力势能和动能，故在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功与物体的动能之和，故D错误。10、AC【解题分析】

a球与b球发生弹性碰撞，设a球碰前的初速度为v0，碰后a、b的速度为、，取向右为正，由动量守恒定律和能量守恒定律有其中，解得，b球以速度v2与静止的c球发生弹性碰撞，设碰后的速度为、，根据等质量的两个球发生动静弹性碰撞，会出现速度交换，故有，AB．c第一次被碰后瞬间的动能为故A正确，B错误；CD．设a与b第二次碰撞的位置距离c停的位置为，两次碰撞的时间间隔为t，b球以v2向右运动l与c碰撞，c以一样的速度v4运动2l的距离返回与b弹碰，b再次获得v4向左运动直到与a第二次碰撞，有对a球在相同的时间内有联立可得，故a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为故C正确，D错误。故选AC。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、BA的阻力大于B的阻力【解题分析】

(1)[1]由于两球水平运动速度相同，因此在同一竖直线上，小球A在空中运动，因此保持相对静止和运动速度大小相同不正确；两球下落位置不同，故机械能不同，故B正确。故选B；(2)[2]两小球连续三个位置的高度差分别为h1、h2、h3，小球A在相邻时间段内下落的高度分别为h1－h2和h2－h3，根据可得(3)[3]小球A都碰在小球B的后上方，是因为A球运动过程中所受水平阻力大于B球所受阻力。12、7.96×102N/mCAEFD【解题分析】

(1)[1]①弹簧的伸长量与齿条下降的距离相等，而齿条下降的距离与齿轮转过的角度对应的弧长相等，齿轮转动一周对应的弧长即为齿轮周长，即托盘中物品质量为P0＝5kg时弹簧的伸长量：Δx＝πd因此只要测出齿轮的直径d即可计算其周长，然后由胡克定律得：2kΔx＝P0g解得k＝；[2]②游标卡尺读数为0.980cm，代入：k＝得k＝7.96×102N/m；(2)[3]直接测出不同示数下弹簧的