北京市西城区第三十一中学2024届高三下第四次大考物理试题

北京市西城区第三十一中学2024届高三下第四次大考物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，带电荷量为Q的等量同种正电荷固定在水平面上，在其连线的中垂线（竖直方向）上固定一光滑绝缘的细杆，细杆上套一个质量为m，带电荷量为的小球，小球从细杆上某点a由静止释放，到达b点时速度为零，b间的距离为h，重力加速度为g。以下说法正确的是（）A．等量同种正电荷在a、b两处产生的电场强度大小关系B．a、b两处的电势差C．小球向下运动到最大速度的过程中小球电势能的增加量等于其重力势能的减少量D．若把两电荷的位置往里移动相同距离后固定，再把带电小球从a点由静止释放，则小球速度减为零的位置将在b点的上方2、如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（）A．θ=120°B．θ＞120°C．θ＜120°D．不论θ为何值，AO总是先断3、在某种介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，质点C的振动图像如图（b）所示；t=0时刻在D点有一台机械波信号接收器（图中未画出），正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是（）A．质点D的起振方向沿y轴负方向B．t=0.05s时质点B回到平衡位置C．信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5HzD．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变4、如图所示，箱子中固定有一根轻弹簧，弹簧上端连着一个重物，重物顶在箱子顶部，且弹簧处于压缩状态。设弹簧的弹力大小为F，重物与箱子顶部的弹力大小为FN。当箱子做竖直上抛运动时（）A．F=FN=0 B．F=FN≠0 C．F≠0，FN=0 D．F=0，FN≠05、一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，细线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是（）A． B．C． D．6、放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了A．1位 B．2位 C．3位 D．4位二、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，用一根轻质细绳跨过固定光滑的挂钉O将一个画框悬挂在墙壁上，细绳的两端分别栓接在画框上两根挂钉1、2上。画框静止时，O点两侧细绳与竖直方向的夹角分别为，对应细绳中的张力大小分别为悬挂时，挂钉1、2不一定等高，下列说法正确的是（）A．若1更高，则B．若2更高，则C．无论1、2是否等高，总有成立D．无论1、2是否等高，总有成立8、水面下深h处有一点光源，发出两种不同颜色的光a和b，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a光构成的圆环。若b光的折射率为n，下列说法正确的是(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A．在水中，a光的波长比b光小B．水对a光的折射率比b光小C．在水中，a光的传播速度比b光大D．复色光圆形区域的面积为πE.用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹比b光窄9、在光滑水平面上，小球A、B（可视为质点）沿同一直线相向运动，A球质量为1kg，B球质量大于A球质量。如果两球间距离小于L时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于L时作用力消失。两球运动的速度一时间关系如图所示，下列说法正确的是A．B球质量为2kgB．两球之间的斥力大小为0.15NC．t=30s时，两球发生非弹性碰撞D．最终B球速度为零10、如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。则A．M点的电势高于N点B．杆运动的最大速度是10m/sC．杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等D．当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V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）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。某种热敏电阻和金属热电阻的阻值随温度变化的关系如图甲所示。（1）由图甲可知，在较低温度范围内，相对金属热电阻而言，该热敏电阻对温度变化的响应更________（选填“敏感”或“不敏感”）。（2）某同学利用上述热敏电阻制作了一个简易的温控装置，实验原理如图乙所示。现欲实现衔铁在某温度时（此时热敏电阻的阻值为）被吸合，下列操作步骤正确的顺序是_______。（填写各步骤前的序号）a.将热敏电阻接入电路b.观察到继电器的衔铁被吸合c.断开开关，将电阻箱从电路中移除d.合上开关，调节滑动变阻器的阻值e.断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至（3）若热敏电阻的阻值与温度的关系如下表所示，/℃30.040.050.060.070.080.0199.5145.4108.181.862.949.1当通过继电器的电流超过时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。已知继电器的电阻，为使该裝置实现对30~80之间任一温度的控制，电源应选用_______，滑动变阻器应选用_______。（填选项前的字母）A．电源（，内阻不计）B．电源（，内阻不计）C．滑动变阻器D．滑动变阻器12．（12分）让小车拖着穿过电磁打点计时器的纸带沿倾斜的长木板滑下，在打出的纸带上依次选取1、2、3、1、5、6六个计数点（每相邻两个计数点间还有三个点未画出）。用刻度尺测出各计数点间的距离，发现连续相等时间间隔内的距离之差为定值，其中计数点2、3之间的距离，计数点4、5之间的距离。已知打点计时器电源的频率为50Hz。通过计算回答下列问题（结果均保留2位小数）(1)计数点1、6之间的总长度为________cm；(2)此过程中小车的加速度大小为________；(3)若从计数点1开始计时，则0.28s时刻纸带的速率为________m。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）坐标原点处的波源在t=0时开始沿y轴负向振动，t=1.5s时它正好第二次到达波谷，如图为t2=1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，求：(1)这列波的传播速度是多大?写出波源振动的位移表达式；(2)x1=5.4m的质点何时第一次到达波峰?(3)从t1=0开始至x=5.4m的质点第一次到达波峰这段时间内，x2=30cm处的质点通过的路程是多少?14．（16分）如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长度为，容器右端中心处开有一圆孔。一定质量的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热性良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其厚度不计。开始时气体温度为，活塞与容器底部相距。现对容器内气体缓慢加热，已知外界大气压强为。求：（1）气体温度为时，容器内气体的压强；（2）气体温度为时，容器内气体的压强。15．（12分）如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑的斜面上，其上放置一质量为m的小滑块，斜面倾角θ＝，木板受到沿斜面向上拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与力F的关系如图乙所示，重力加速度取g＝10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8。求：(1)小滑块与木板的动摩擦因数为多少？(2)当拉力F＝20N时，长木板的加速度大小为多大？

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】

A．小球由a到b先加速再减速，a点加速度向下，b点加速度向上，所以，A错误；B．由a到b根据动能定理得B错误；C．根据能量守恒，小球向下运动到最大速度的过程中小球重力势能转化为电势能和动能，所以小球电势能的增加量小于其重力势能的减少量，C错误；D．若把两同种电荷的位置往里移动相同距离后固定，根据电场强度叠加原理在中垂线上相同位置电场强度变大了，再由动能定理可知小球速度减为零的位置将在b点的上方，选项D正确。故选D。2、C【解题分析】

以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图．根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等．由平衡条件得：FAO=2FBOcos，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则得到2FBOcos＞FBO，解得：θ＜120°，故C正确，ABD错误。3、C【解题分析】

A．因t=0时刻质点C从平衡位置向下振动，可知波沿x轴正向传播，则质点D的起振方向沿y轴正方向，选项A错误；B．波速为当质点B回到平衡位置时，波向右至少传播1.5m，则所需时间为选项B错误；C．机械波的频率为2.5Hz，接收器远离波源运动，根据多普勒效应可知，信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5Hz，选项C正确；D．机械波的传播速度只与介质有关，则若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度不变，选项D错误。故选C。4、B【解题分析】

刚开始时，对重物受力分析，根据受力平衡有，，弹簧的弹力大于重力；当箱子做竖直上抛运动时，重物处于完全失重状态，弹簧仍然处于压缩状态，弹簧的弹力F与箱子顶部的弹力FN大小相等，故B正确，ACD错误。故选B。5、C【解题分析】

由题知小球未离开圆锥表面时细线与竖直方向的夹角为θ，用L表示细线长度，小球离开圆锥表面前，细线的张力为FT，圆锥对小球的支持力为FN，根据牛顿第二定律有FTsinθ－FNcosθ＝mω2LsinθFTcosθ＋FNsinθ＝mg联立解得FT＝mgcosθ＋ω2mLsin2θ小球离开圆锥表面后，设细线与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律有FTsinα＝mω2Lsinα解得FT＝mLω2故C正确。故选C。6、C【解题分析】

α粒子是，β粒子是，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位．故选项C正确．【题目点拨】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量．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、CD【解题分析】

因为钉子是光滑的，可知两边绳子的拉力总是相等的，即无论1、2是否等高，总有成立；对结点O，水平方向：则，即选项AB错误，CD正确；故选CD。8、BCD【解题分析】

ABC项：a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知a光的临界角较大，根据sinC=1n，知a光的折射率较小，再由v=cnD项：依据sinC=1n，结合几何关系，可知，rE项：a光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知相同条件下，a光干涉条纹比b光宽，故E错误。9、BD【解题分析】

当两球间距小于L时，两球均做匀减速运动，因B球质量大于A球质量可知B球加速度小于A球的加速度，由v-t图像可知：；；由牛顿第二定律：，解得mB=3mA=3kg，F=0.15N，选项A错误，B正确；由图像可知，AB在30s时刻碰前速度：vA=0，vB=2m/s；碰后：v＇A=3m/s，v＇B=1m/s，因可知t=30s时，两球发生弹性碰撞，选项C错误；由图像可知，两部分阴影部分的面积应该相等且都等于L，可知最终B球速度为零，选项D正确.10、BC【解题分析】

A、根据右手定则可知，MN产生的感应定律的方向为，则N相当于电源在正极，故M点的电势低于N点，故选项A错误；B、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：由于代入数据整理可以得到最大速度，故选项B正确；C、由于杆上电阻与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C正确；D、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN感应电动势为：根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：则此时MN两点间的电势差大小为：，故D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、敏感edbcaBD【解题分析】

（1）[1]图甲中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的升高，金属热电阻的阻值略微增大，而该热敏电阻的阻值明显减小，所以这种热敏电阻在较低温度范围内，相对金属热电阻而言，该热敏电阻对温度变化的响应更敏感（2）[2]要实现衔铁在某温度时（此时热敏电阻的阻值为）被吸合，而衔铁被吸合时的电流是一定的，所以关键是找到此时滑动变阻器的阻值。实现方法是：断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，观察到继电器的衔铁被吸合，则此时滑动变阻器连入电路的阻值就是衔铁在某温度（此时热敏电阻的阻值为）被吸合时滑动变阻器应连入电路的阻值，找到之后，再用热敏电阻替换掉电阻箱即可，正确顺序为edbca；（3）[3]在30时，电源电动势的最小值所以电源应选用，故选B；[4]在80时，选用电源，滑动变阻器的最小阻值为所以滑动变阻器应选用，故选D。12、40.003.131.25【解题分析】

(1)[1]根据题意可知，计数点3、4之间的距离为8.0cm，计数点1、2之间的距离为4.00cm，计数点5、6之间的距离为12.00cm。所以计数点1、6之间的总长度为40.00cm；(2)[2]相邻计数点间的时间间隔，根据，所以得(3)[3]因为故时刻即计数点4、5之间的中间时刻，此时刻的瞬时速度等于计数点4、