2024届北京市高三年级上册开学摸底考物理试卷及答案

北京2024届新高三开学摸底考试卷

物理

（考试时间：90分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时一，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、单选题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最

符合题目要求的一项。

1.（2023届北京市昌平区高三下学期二模物理试题）关于一密闭容器中的氧气，下列说法

正确的是（）

A.体积增大时，氧气分子的密集程度保持不变

B.温度升高时，每个氧气分子的运动速率都会变大

C.压强增大是因为氧气分子之间斥力增大

D.压强增大是因为单位面积上氧气分子对器壁的作用力增大

2.（2022年北京市东城区高三（下）三模物理试题）把铁丝圈放在肥皂水中蘸一下，让它

挂上一层薄薄的液膜，竖直放置时，把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰，可以观察

到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（）

A.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化

B∙肥皂膜上的条纹是前表面反射光与折射光形成的干涉条纹

C.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹

D.将铁丝圈右侧的把柄向上转动90。，条纹也会跟着转动90。

3.（2021届北京市海淀区精华学校高三（下）考前模拟物理试题）下列有关原子物理的知

识，说法正确的是（）

A.卢瑟福〃粒子散射实验说明了原子核的复杂结构

B.在核反应方程团何羽4!2Hel3一回龙141ZIN回回团T团团团团团苑1定O∙÷X,X表示的是中子

C.目前核电站利用的核反应是裂变，核燃料为铀

D.氮的半衰期是3.8天，8个氯原子核经过7.6天之后，还剩下2个未发生衰变

4.（云南省云南师范大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题）某质点做简谐

运动，其位移随时间变化的关系式为∙τ=IβsinGM（cm）,则（）

A.质点的振动周期为0.8S

B.质点在任意0.1s内通过的路程均为IOcm

C.在0.2~0.3s内，质点的加速度逐渐增大

D.在0.1~0.2s内，质点的动能逐渐减小

5.（2023届北京市东城区高三下学期综合练习物理试题（一））如图所示电路中，灯泡A,

B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列说法正确的是A

（）_0_B

A.开关S由断开变为闭合时，A,B同时变亮，之后亮度都保持不变~Q

B.开关S由断开变为闭合时，B先亮，A逐渐变亮，最后A,B一样亮耳I

C.开关S由闭合变为断开时，A,B闪亮一下后熄灭

D.开关S由闭合变为断开时，A闪亮一下后熄灭，B立即熄灭

6.（北京市清华大学附属中学2022-2023学年高三上学期开学考试物理试题）如图，一细绳

通过定滑轮，细绳两端分别系有质量分别为次=ag、"=5kg的物体。初始时扶住M吏两物

体均处于静止，在某时刻松开手，两物体开始运动，细绳足够长，当系统达到稳定时细

绳对〃的拉力为（）

白以

A.20NB.24NC.25ND.30N

7.（2022届北京市密云区高三（下）一模物理试题）为探究变压器的两个线圈的电压关系,

小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈。作为原线圈连接到学生电

源的交流输出端，线圈b接小灯泡，线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时，他发现电源过

载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是

（）

A.增大电源电压

适当增加原线圈α的匝数

C.适当增加副线圈b的匝数

D.换一个电阻更小的灯泡

8.（2022届北京市海淀区高三（下）一模考试物理试题）在如图所示平面内，两个带等量

正电的点电荷分别固定在A、B两点，。为M夕连线的中点，“∕1%M51的垂直平分线，C、D

两点在"V上且，G=下列说法正确的是（）M

I

点的场强比点的场强大

A.OC；C

I

B.C点的场强与0点的场强相同R_____1_____m

Z∖OB

C.。点的电势比。点的电势高

I

D.电子在C点的电势能比在。点的电势能大N

9.（2022届北京市通州区高三（下）查缺补漏物理试题）如图所示，宽为L的足够长。形

光滑导轨放置在绝缘水平面上，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场

中，将一质量为m、有效电阻为R、长度略大于L的导体棒垂直于导轨放置。某时刻给导体

棒一沿导轨向右、大小为Vo的水平速度，不计导轨电阻，棒在运动过程中始终与导轨垂直

且接触良好，则下列说法正确的是（）

A.导体棒中感应电流方向为由α到bB.导体棒的加速度始终不变

C.导体棒中的最大发热量为团1团弟加2曲施!龙D.通过导体棒的电荷量最大值为

回ZTZ回出比团22,回

10.（浙江省宁波市2018-2019学年高一上学期末物理试题）航天员王亚平在运行中的“天宫

一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另端系一小球，在最低点给小球一个

初速度，小球能在竖直平面内绕定点做匀速圆周运动若将此装置带回地球，仍在最低点给小

球相同初速度，则在竖直平面内关于小球的运动情况说法正确的是（）

A.小球不可能做匀速圆周运动

B.小球一定能做完整的圆周运动

C.细绳L足够长小球才可能做完整的圆周运动

D.小球通过最高点的速度不一定要大于等于团团“回

IL（陕西榆林市2019届高考模拟第三次测试理科综合物理试题）一个人站立在商店的自动

扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则

A.人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小Ta/

B.人只受重力和踏板的支持力的作用V

C.踏板对人的支持力做的功等于人的机械能增加量⅛1--.

D.人所受合力做的功等于人的动能的增加量

12.（江苏省徐州市沛县2021-2022学年高一（下）第一次学情调研物理试题）2021年6月

3日，风云四号卫星在中国西昌卫星发射中心发射成功。若风云四号卫星绕地球做匀速圆周

运动，周期为了，离地高度为M已知地球半径为R,万有引力常量为G,则（）

A.卫星的运行速度为2HR7^B.地球表面的重力加速度为

回4团〃SIzJl回回彳十〃回133团团134回212团7目2团团

C.地球的质量为团宛旌）况国施宠回应170羽回D.地球的第一宇

宙速度为回2碘7W回回团4+〃团施回

13.（2022届湖南省娄底市高三（下）高考仿真模拟考试物理试题）磁场可以对带电粒子的

运动施加影响，只要设计适当的磁场，就可以控制带电粒子进行诸如磁聚焦、磁扩散、磁偏

转、磁约束与磁滞留等运动。利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技

术设备中有广泛的应用，如图所示，以。点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直纸面向

外的匀强磁场，圆形区域外有垂直纸面向里的匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小都是Bo

有一质量为m、所带正电荷电荷量为q的带电粒子从P点沿半径垂直磁场射入圆形区域，

粒子两次穿越磁场边界后又回到P点，不计粒子重力，则（）

A.粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为R

B.粒子从P点射入磁场的速度大小为团回回羽W铜加回

C.粒子从P点射出到第一次回到P点所需的时间为回加加36/50

D.如果圆形区域外的磁场在一个以。为圆心的圆环内，则该圆环的面积至少为

团6+把团窕团旗施羽

14.（2018届北京市西城区高三下学期一模物理试题）2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美

国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献.引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物

体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量.如图为科学家们探

测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束51和52,

然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S4和”相遇形成干涉，被探测

器接收.精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号

强度为0∙当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到

的信号强度不为0.下列说法正确的是

A.引力波可以超光速传播

B.引力波不能传播能量

C.探测器接收到的两束波的频率相同

D.无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为O

二、实验题：本题共2小题，共18分。

15.（8分）

（1）在"用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（）

A.该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜

B.分子直径等于油酸溶液的体积与油膜的面积之比

C.若油酸溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏大

D.若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏小

（2）下图是测定一个阻值约为5Ω的电阻回施血的实验器材实物图，图中已连接了部分导

线。要求电压表和电流表从零开始读数，补充完成图中实物间的连线。

（3）在测量电源电动势的实验中某同学根据图甲中的电路图将实验仪器连接成如图乙所示

的实验电路，a、b、c、d四条导线中，其中有一条导线连接错误，则该导线是

16.（10分）（2023届北京市东城区高三下学期二模物理试题）某同学做"研究平抛运动的特

点”实验。

（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小

锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，

下列说法正确的是O

A.A球的运动时间比较长

B.两球的运动时间一样长

C.只改变小锤的击打力度，不会影响两球的运动时间

D.只改变两小球开始运动时距地面的高度，不会影响两球的运动时间

（2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做

平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判

断依据是。

（3）图丙是某同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹，。为平抛的起点。在轨迹上取

两点A、B,测得A、B两点的纵坐标分别为力=5.00Cm,j∕2=45Q0cm,A、B两点间的水平距

2

离×2-×ι=40.00cmr,g取10m∕s,则小球的初速度VO为m∕s（结果保留两位有效数字）。

（4）放学途中，有同学看见园林工人正在用手拿着喷水管为草地浇水。他观察发现，水沿

水平方向喷出，出水口的横截面是圆形。他想利用所学的平抛知识估测水的流量Q（单位时

间内流过出水口的水的体积）。已知当地的重力加速度为g,请写出他还需要测量哪些物理

量，并推导出流量Q的计算公式（所需字母自行设定）。

三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步

骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

17.（9分）（2020届北京市西城区高三（下）模拟测试物理试题）如图所示，A、B是两个

完全相同的小球，用较长的细线将它们悬挂起来，调整细线的长度和悬点的位置，使两个小

球静止时重心在同一水平线上，且恰好没有接触。现将小球A拉起至细线与竖直方向夹角

为@60。的位置，使其由静止释放，小球A运动至最低点与静止的小球B相碰，碰后两球粘

在一起运动。已知细线的长度为L,每个小球的质量均为m,重力加速度为g,忽略小球半

径和空气阻力，求：

（1）A球运动至最低点时的速度大小如

（2）碰后两球能够上升的最大高度M；

（3）碰撞过程中损失的机械能AE。

18.（9分）（2021届北京市延庆区高三（下）高考一模物理试题）电磁轨道炮工作原理如图

所示，待发射弹体可在两平行光滑轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流/。从一

条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面

的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小B=k∕。通电的弹体在轨道上由于受到安培力

的作用而高速射出。小明同学从网上购买了一个轨道炮模型，其轨道长度为L=50cm,平行

轨道间距d=2cm,弹体的质量m=2g,导轨中的电流∕0=10A,系数k=O.ΓΓ∕A求

（1）弹体在轨道上运行的加速度a；

（2）弹体离开轨道过程中受到安培力的冲量/；

（3）现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，通过分析说明，理论上可采用的哪些办法?

（至少说出两种方法）

19.（10分）（北京市海淀区2017届高三3月零模考试理综物理试题）用静电的方法来清除

空气中的灰尘，需要首先设法使空气中的灰尘带上一定的电荷，然后利用静电场对电荷的作

用力，使灰尘运动到指定的区域进行收集。为简化计算，可认为每个灰尘颗粒的质量及其所

带电荷量均相同，设每个灰尘所带电荷量为q,其所受空气阻力与其速度大小成正比，表达

式为（式中k为大于O的已知常量）。由于灰尘颗粒的质量较小，为简化计算，灰尘

颗粒在空气中受电场力作用后达到电场力与空气阻力相等的过程所用的时间及通过的位移

均可忽略不计，同时也不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力的影响。

（1）有一种静电除尘的设计方案是这样的，需要除尘的空间是一个高为，的绝缘圆桶形容

器的内部区域，将一对与圆桶半径相等的圆形薄金属板平行置于圆桶的上、下两端，恰好能

将圆桶封闭，如图甲所示。在圆桶上、下两金属板间加上恒定的电压U（圆桶内空间的电场

可视为匀强电场）,便可以在一段时间内将圆桶区域内的带电灰尘颗粒完全吸附在金属板上,

从而达到除尘的作用，求灰尘颗粒运动可达到的最大速率；

（2）对于一个待除尘的半径为R的绝缘圆桶形容器内部区域，还可以设计另一种静电除尘

的方案：沿圆桶的轴线有一根细直导线作为电极，紧贴圆桶内壁加一个薄金属桶作为另一电

极。在直导线电极外面套有一个由绝缘材料制成的半径为R。的圆桶形保护管，其轴线与直

导线重合，如图乙所示。若在两电极间加上恒定的电压，使得桶壁处电场强度的大小恰好等

于第（1）问的方案中圆桶内电场强度的大小，且已知此方案中沿圆桶半径方向电场强度大

小E的分布情况为打电7国用，式中r为所研究的点与直导线的距离；

α.试通过计算分析，带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到圆桶内壁的过程中，其瞬时速度大

小V随其与直导线的距离r之间的关系；

b.对于直线运动，教科书中讲解了由“t图像下的面积求位移的方法，请你借鉴此方法，

利用V随r变化的关系，画出回1团团随r变化的图像，根据图像的面积求出带电灰尘颗粒从

保护管外壁运动到圆桶内壁的时间。

20.（12分）所谓暗物质是指宇宙中那些既不发光也不反光，因而无法看到的物质，不过暗

物质与通常物质都遵循万有引力定律，天文观测有迹象表明，暗物质的质量可能占宇宙总质

量的90%至99%.如果能用磁谱仪探测到暗物质，从而进一步测出宇宙中物质的总平均密度

〃，那么，我们就能根据下面叙述的原理预言宇宙膨胀的前景.

t,\

:,∖P

%\，t

__-***

宇宙的膨胀现象是在20世纪30年代由哈勃等科学家发现的，它是指观察者在宇宙中的任何

一个星系（例如O）上向任何一方向看去，会看到所有其他的星系（例如P）都在远离自己,

其速度V与距离R成正比，即〃=，彳,如图b所示比例系数H叫哈勃常量,单位为千米/（秒•光

年）.

（1）如果认为宇宙是均匀的各向同性的，其物质密度为〃，那么质量为m的星系P在远离

观察者。时，所受到的宇宙所有其他物质（包括图b球面内、外两部分）对它的总引力是

多少？

（2）如果质量为m的星系P相对于。点的引力势能回项P回=一回分"Z回疮（其中M为图b

中球面内物质的质量），星系P的总能量E等于其动能与引力势能之和，以证明恰使E=O的

宇宙物质密度团加虎1=回32的羽El8乃9.

（3）试说明，通过比较现在宇宙的物质密度2与上述密度团/烟汨的大小即可预言宇宙膨胀

前景：或永远膨胀下去，或在将来的某--时刻停止膨胀，转而变为收缩.

北京2024届新高三开学摸底考试卷

物理•答案及评分标准

一、本题共14小题，每题3分，共42分

1234567891011121314

DCCCDBBCCADBDC

二、实验题，本题共2题，共18分

15.（1）A（2分）

（3分）

（2分）

16.（1）BC/CB（2分）

（2）相邻两球水平方向的距离相等（2分）

（3）2.0（2分）

（4）根据题意，出水口的流量为0=50困0日，£=旗（国旅2团）团2EI（1分）

Λ=0Γ0O0Λ%=团1团2团，EIzEI2团（1分）

所以0=团〃0成12团泡4团团团团，团2力团团（1分）

由此可知，需要测量的物理量为出水口的直径d,

出水口到落水点的水平距离X和竖直高度h。（1分）

三、计算题：本题共4小题，共40分。

17.（1）由机械能守恒定律得呻N（I—cos〃）=团1回2回刀呃用。回2回（2分）

解得A球运动至最低点时的速度大小12施。团=团团”团（1分）

（2）球A运动至最低点与静止的小球B相碰，碰后两球粘在一起运动，由动量守恒定律得

次回闲。回=（加+㈤回困1团

（1分）

碰后两球粘在一起在竖直面内做圆周运动，由机械能守恒定律得

回1回2回（2次）回虎Il回2回=（2m）0加（1分）

解得碰后两球能够上升的最大高度加=B虎8团

（1分）

（3）由能量守恒定律得碰撞过程中损失的机械能

/A回1团2团〃Z回用O回2团一团1团2回（2〃Z）回龙11回2回=回1.因4回wZ（3分）

18.（1）磁感应强度为您加0@

（1分）

所受安培力户=施/IOZd

（1分）

F=ma可得α=100m∕Els团2团

（1分）

（2）由动能定理可知/Z=团1团2团加21比12回

（1分）

弹体受到的冲量（1

分）

可得I=O.02N∙s（1

分）

（3）由以上表达式可知Z==EI%0团圆团团2旅施相团团

（1分）

可知：欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可采用的方法有：轨道中的电流变为原来的

2倍；弹体质量变为原来的回1回4团；轨道间距变为原来的4倍；轨道长度变为原来的4倍。

（2分）

19.（1）圆桶形容器内的电场强度6回现1/0

灰尘颗粒所受的电场力大小6团夕久加1

（1分）

电场力跟空气的阻力相平衡时，灰尘达到的最大速度，并设为vl,则有延用IEI=团夕宛相

（1分）

解得团施1团=团/方47定

（1分）

（2）a.由于灰尘颗粒所在处的电场强度随其与直导线距离的增大而减小，且桶壁处的电场

强度为第（1）问方案中场强的大小回加1113=团方雨

设在距直导线为r处的场强大小为E2,则有团团友12团团团疑11团团=团福/13,解得E2=团〃^必回

（2分）

故与直导线越近处，电场强度越大；设灰尘颗粒运动到与直导线距离为r时的速度为V,则

有左大绢Z02I2

解得勿=团［〃Λj0"〃噌

（1分）

上式表明，灰尘微粒在向圆桶内壁运动过程中，速度是逐渐减小的；

（1分）

b.以r为横轴，以EII回崛为纵轴，作出团IEI施-型图像如图所示

*1

Y

/

_i_>

CR.Rr（1

分）

在r到r+Ar微小距离内，电场强度可视为相同，其速度V