2024届北京市衡中清大教育集团高三5月学情检测试题物理试题试卷

2024届北京市衡中清大教育集团高三5月学情检测试题物理试题试卷注意事项: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、2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为、半径为，设光速为，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量为G，则的最小值是（）A． B． C． D．2、如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，两物体分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断在轻绳刚被剪断的时间（）A．物体B的加速度大小为g B．物体C的加速度大小为2gC．吊篮A的加速度大小为g D．吊篮A与物体C间的弹力大小为0.5mg3、如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m,三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度v0，B、CA．1次B．2次C．3次D．4次4、质量为m的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力F的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度a向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则F的大小为（）A． B．C． D．5、对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（）A．当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小B．当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大C．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大D．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大6、如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t（V）B．交流电压表的示数为20VC．电阻R上消耗的电动率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的2倍二、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，一个斜面固定在水平面上，不计空气阻力。第一次将小物体从斜面顶端处以水平初速度v沿水平方向抛出，落在斜面上的位置与斜面顶端的距离为斜面长度的。第二次将小物体从斜面顶端以速度同方向水平抛出。若小物体碰撞斜面后不弹起，则小物体第一次与第二次在空中的运动过程（）A．时间之比为 B．时间之比为C．竖直位移之比为 D．竖直位移之比为8、一列简谐波以1m/s的速度沿x轴正方向传播。t=0时，该波传到坐标原点O，O点处质点的振动方程为y=10sin10πt（cm）。P、Q是x轴上的两点，其坐标xP=5cm、xQ=10cm，如图所示。下列说法正确的是。A．该横波的波长为0.2mB．P处质点的振动周期为0.1sC．t=0.1s时，P处质点第一次到达波峰D．Q处质点开始振动时，P处质点向-y方向振动且速度最大E.当O处质点通过的路程为1m时，Q处质点通过的路程为0.8m9、如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则下列说法中正确的是（）A．平行板电容器的电容值将变小B．静电计指针张角变小C．带电油滴的电势能将减少D．若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变10、竖直悬挂的弹簧振子由最低点B开始作简谐运动，O为平衡位置，C为最高点，规定竖直向上为正方向，振动图像如图所示。则以下说法中正确的是（）A．弹簧振子的振动周期为2.0sB．t=0.5s时，振子的合力为零C．t=1.5s时，振子的速度最大，且竖直向下D．t=2.0s时，振子的加速度最大，且竖直向下三、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）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、图乙、图丙所示的实验装置做实验。甲小组测小车匀变速运动的加速度，乙小组探究小车的加速度与合外力的关系，丙小组探究小车的速度和合外力做的功的关系总质量用M表示（图乙中M为小车与力传感器的总质量，图丙中M为小车和与小车固连的小滑轮的总质量），钩码总质量用m表示，重力加速度为g，试回答下列问题：（1）甲、乙、丙三组实验不需要平衡小车与长木板之间的摩擦力的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（2）甲、乙、丙三组实验需要满足的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（3）若三组同学分别用各自的实验装置做探究小车的加速度和合外力的关系实验，各组同学的操作均完全正确，甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图丁所示（乙组同学所用F为力传感器示数，丙组同学所用F为弹簧测力计示数），则乙组实验对应的图线是________（填“A”“B”或“C”。）12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________。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，两相同小木块M、N（均视为质点）的质量均为m=1kg，放在水平桌面上，木块M、N间夹有一压缩的轻质弹簧P，弹簧两端与小木块M、N不拴接，但两木块通过长L=0.1m的细线相连接。桌子中央O左侧粗糙，中央O右侧光滑，小木块M、N与桌子左侧间的动摩擦因数μ=0.5，且开始时木块N离桌子中央O的距离s=1.15m。现让小木块M、N一起以v0=4m/s的初速度向桌子右侧运动，当木块M、N越过桌子中央O进入右侧光滑区后，剪断从N间的细线，发现小木块M最终停在桌面光滑区，而小木块N水平抛出离开桌面，木块N运动到A点时速度方向恰好沿AB方向，小木块N沿斜面AB滑下。己知斜面AB与水平方向的夹角为，斜面长为2.0m，木块N与斜面间的动摩擦因数也是μ=0.5.木块N到达B点后通过光滑水平轨道BC到达光滑竖直圆轨道，底端（稍稍错开）分别与两侧的直轨道相切，其中AB与BC轨道以微小圆弧相接。重力加速度g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8.(1)求压缩弹簧的弹性势能Ep；(2)求水平桌面与A点的高度差；(3)若木块N恰好不离开轨道，并能从光滑水平轨道DE滑出，则求竖直圆轨道的半径R。14．（16分）一粗细均匀、两端封闭的U形玻璃管竖直放置，管内水银柱及空气柱长度如图所示，右侧水银柱长l1=20.0cm，气体压强p1=70.0cmHg，左侧水银柱长l2=35.0cm，气体的长度l3=15.0cm，现打开U形玻璃管右侧端口，求稳定后玻璃管左侧气体的长度将变为多少？设整个过程中气体温度保持不变，大气压强p0=75.0cmHg（）15．（12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?

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、B【解题分析】

根据万有引力提供向心力有得第一宇宙速度则第二宇宙速度为所以选项B正确，ACD错误。故选B。2、D【解题分析】

A．弹簧开始的弹力F=mg剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0，故A错误；BC．剪断细线的瞬间，弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得即A、C的加速度均为1.5g，故BC错误；D．剪断细线的瞬间，A受到重力和C对A的作用力，对A有得故D正确。故选D。3、C【解题分析】

由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地，A、B第一碰撞后水平速度互换，B、C发生第二碰撞后，由于B的质量小于C的质量，则B反向；B、A发生第三次碰撞后，B、

A水平速度互换，A向左，B竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞，故C正确，A、B、D错误；故选C。【题目点拨】关键是A球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，与B、C竖直方向的运动情况相同，所以一定可以发生碰撞。4、D【解题分析】

如图所示，物块匀加速运动受重力、推力F、滑动摩擦力和支持力。正交分解后，沿斜面方向垂直于斜面方向平衡又有解以上三式得故选D。5、C【解题分析】

气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大。故选C。6、B【解题分析】

A．线圈绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，产生正弦式交流电，交变电动势最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V图示位置为与中性面垂直的位置，感应电动势为最大，则从此时开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40cos200t（V）故A错误；B．线圈内阻不计，则电压表示数为交变电动势的有效值故B正确；C．根据变压比可知，副线圈输出电压：电阻R上消耗的功率：故C错误；D．变压器不会改变交流电的频率，故D错误。故选：B。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．设斜面倾角为，长度为L。小物块以速度v平抛落在斜面上时位移关系有解得则落点距斜面顶端距离若第二次落在斜面上，同理落点距斜面顶端则有该距离大于斜面的长度L，则第二次抛出时落在水平面上。以速度v平抛时以速度平抛落在水平面上时有则有所以A正确，B错误；CD．第一次与第二次平抛的竖直位移之比为所以D正确，C错误。故选AD。8、ACE【解题分析】

B．O点处质点振动方程为可知，波的振幅，起振方向为y轴正向，波动周期P点振动周期与O点振动周期相同，为0.2s，故B错误；A．波长故A正确；C．振动从O点传到P点所需时间为故P处质点振动时间由于P处质点起振方向沿y轴向上，故经达到波峰，故C正确；D．由题意知，P、Q之间的距离为结合起振方向可知，Q处质点开始振动时，P处质点位移波峰，此时速度为零，故D错误；E．当O处质点通过的路程为1m时，有故经历的时间为因为所以振动形式从O点传到Q点所需时间为，所以Q处质点振动时间为，Q处质点通过的路程故E正确。故选ACE。9、ACD【解题分析】

A．根据知，d增大，则电容减小，故A正确；B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误；C．电势差不变，d增大，则电场强度减小，故P点与上极板的电势差减小，则P点的电势升高，因油滴带负电，可知带电油滴的电势能将减小，故C正确；D．电容器与电源断开，则电荷量不变，再将下极板向下移动一小段距离，即d变大，根据，，可得则两板间场强不变，油滴受电场力不变，选项D正确；故选ACD。10、ABC【解题分析】

A．周期是振子完成一次全振动的时间，根据图像可知振子的周期是，A正确；B．由图可知，时，振子位于平衡位置处，所以受到的合力为零，B正确；C．由图可知，时，振子位于平衡位置处，对应的速度最大；此时刻振子的位移方向从上向下，即振子的速度方向竖直向下，C正确；D．由图可知，弹簧振子在时位移负的最大位移处，所以回复力最大，方向向上，则振子的加速度最大，且竖直向上，D错误。故选ABC。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、甲都不需要B【解题分析】

（1）[1]．甲小组测小车匀变速运动的加速度，不需要平衡摩擦力；乙和丙实验小组都需要平衡摩擦力；故选甲；（2）[2]．甲小组测小车匀变速运动的加速度，不需要满足M≫m；乙和丙小组绳子的拉力可以由力传感器和弹簧测力计直接得到，所以两组不需要满足M≫m；即三个小组都不需要满足M≫m；（3）[3]．甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≫m，随着m的增大，不满足M≫m时，图象出现弯曲，所以甲组对应的是C；根据装置可知，乙图中小车受到的拉力等于传感器的读数，丙图中受到的拉力等于弹簧测力计读数的2倍，当F相等时，丙组的加速度大，所以乙组对应B，丙组对应A；12、不连接等于在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比【解题分析】

(2)[1][2]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。(3)[3]遮光条经过光电门A时的速度表达式经过光电门B时的速度表达式所以(4)[4]由牛顿第二定律可知，保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。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)4J；(2)0.45m；(3)0.66m【解