北京市中国人民人大附属中学2024年高三第三次模拟考试物理试卷含解析

北京市中国人民人大附属中学2024年高三第三次模拟考试物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、工在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上（电源电压小于材料的击穿电压）。当流水线上通过的产品厚度减小时，下列说法正确的是（）A．A、B平行板电容器的电容增大B．A、B两板上的电荷量变大C．有电流从a向b流过灵敏电流计D．A、B两板间的电场强度变大2、如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，则电流表的示数为。（）A． B．C． D．3、某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”。现研究轮子受力情况，模型简化如图，四分之一圆框架OAB的OA、OB边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA、OB、弧AB三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力。现以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动角，下列说法正确的是（）A．转动为0至的过程，弧AB受到重物的压力逐渐变大B．为时，弧AB受到重物的压力最大C．转动一周的过程中，存在某一特定的角，此时弧AB与OA板受到重物的压力一样大D．转动一周的过程中，OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值不同4、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（）A．-160JB．-100JC．100JD．-40J5、一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为，。a点的振动规律如图所示。已知波速为v=1m/s，t=1s时b的位移为0.05m，则下列判断正确的是A．从t=0时刻起的2s内，a质点随波迁移了2mB．t=0.5s时，质点a的位移为0.05mC．若波沿x轴正向传播，则可能xb=0.5mD．若波沿x轴负向传播，则可能xb=2.5m6、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是A．改用红光照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间二、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，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，其输入端通过灯泡L1与输出电压有效值恒定的交流电源u＝Umsin（ωt）（V）相连，副线圈电路中接有灯泡L2和最大阻值为R的滑动变阻器，已知两个灯泡的额定电压均为U，且两者规格完全相同，电压表为理想电表，导线电阻不计。开始时滑动变阻器的滑片P位于最下端，调节滑动变阻器的滑片可使两个小灯泡同时正常发光（忽略灯丝电阻变化），下列说法正确的是（）A．在R的滑片P向上滑动的过程中，电源的输出功率将会变大B．在R的滑片P向上滑动的过程中，L1的亮度会变暗C．若小灯泡L2突然烧坏，电压表示数会减小D．交流电源的最大值为8、如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5m。导体棒a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2T。物体c的质量为0.06kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（）A．b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5m/s2B．b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0m/sC．足够长时间后a棒的加速度大小为D．足够长时间后a棒的速度大小为7.0m/s9、如图所示，一根水平横杆上套有A、B两个轻环，拴柱水杯的等长细绳系在两环上，整个装置处于静止状态，现缓慢增大两环距离，则下列说法正确的是A．杆对A环的支持力逐渐增大B．杆对A环的摩擦力保持不变C．杆对B环的支持力保持不变D．细绳对B环的拉力逐渐增大10、火星探测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大的太空探索项目，如图所示，探测器被发射到围绕太阳的椭圆轨道上，A为近日点，远日点B在火星轨道近，探测器择机变轨绕火星运动，则火星探测器()A．发射速度介于第一、第二宇宙速度之间B．在椭圆轨道上运行周期大于火星公转周期BC．从A点运动到B点的过程中动能逐渐减小D．在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力三、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）某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=200μA，定值电阻R1=2.5Ω，R2=22.5Ω，电源电动势E=1.5V，则该多用表（1）A接线柱应该是与___________（填“红”或“黑”）表笔连接；（2）当选择开关接___________（填“a”或“b”）档时其对应的电阻档的倍率更高；（3）若选a档测量电阻，则原表盘100μA，对应的电阻刻度值应当为_______Ω；原表盘50μA的刻度，对应的电阻刻度值应当为______Ω。12．（12分）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系的实验。(1)实验中还需要的测量工具有______。(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图像可知：弹簧的劲度系数k=______N/m（g取10m/s2）。(3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L关系的F-L图像。下列说法正确的是______。A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．弹力与弹簧长度成正比四、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．（10分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．14．（16分）如图所示，在竖直平面内，第二象限存在方向竖直向下的匀强电场(未画出)，第一象限内某区域存在一边界为矩形、磁感应强度B0＝0.1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场(未画出)，A(m，0)处在磁场的边界上，现有比荷＝108C/kg的离子束在纸面内沿与x轴正方向成θ＝60°角的方向从A点射入磁场，初速度范围为×106m/s≤v0≤106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴正半轴，进入电场区域。x轴负半轴上放置长为L的荧光屏MN，取π2＝10，不计离子重力和离子间的相互作用。(1)求矩形磁场区域的最小面积和y轴上有离子穿过的区域长度；(2)若速度最小的离子在电场中运动的时间与在磁场中运动的时间相等，求电场强度E的大小(结果可用分数表示)；(3)在第(2)问的条件下，欲使所有离子均能打在荧光屏MN上，求荧光屏的最小长度及M点的坐标。15．（12分）如图所示，左端封闭右端开口、直径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强。现将下端阀门打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门，左管水银面下降的高度。(1)求右管水银面下降的高度；(2)若再将右端封闭，同时对左管缓慢加热，并保持右管内气体的温度不变，使右管的水银面回到最初高度，求此时左管内气体的压强。

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、C【解析】

A．根据可知当产品厚度减小，导致减小时，电容器的电容C减小，A错误；BC．根据可知极板带电量Q减小，有放电电流从a向b流过，B错误，C正确；D．因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间电场强度为不变，D错误。故选C。2、D【解析】

线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。

此交变电动势的最大值为设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得解得故电流表的示数为故选D。3、C【解析】

A．以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动过程中，相当于重力沿顺时针方向转动，转动θ为0至π/2的过程，弧AB始终不受力作用，则选项A错误；B．由力的合成知识可知当θ=π时，此时弧AB受到重物的压力大小为G，θ=5π/4时，弧AB受到重物的压力为G，则此时压力不是最大，选项B错误；C．旋转重力的方向，当此方向在弧AB弹力的方向与OA板弹力方向的夹角的平分线上时，此时弧AB与OA板受到重物的压力一样大，选项C正确；D．旋转重力的方向，当此方向与弧AB的弹力方向垂直时，在两个不同的位置，OA板和OB板的弹力都会取得最大值，大小为G，则转动一周的过程中，OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值一样大，选项D错误。故选C。4、D【解析】

物块所受的摩擦力做的功为：W=Fxcosθ=-20×(5-3)=-40J．A．-160J，与结论不相符，选项A错误；B．-100J，与结论不相符，选项B错误；C．100J，与结论不相符，选项C错误；D．-40J，与结论相符，选项D正确；故选D．【点睛】本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，知道功是力与力的方向上的位移的乘积．5、D【解析】

根据图象可知该波的周期为2s，振幅为0.05m。

A．在波传播过程中，各质点在自己的平衡位置附近振动，并不随波传播。故A错误；

B．由图可知，t=0.5s时，质点a的位移为-0.05m。故B错误；

C．已知波速为v=1m/s，则波长：λ=vT=1×2=2m；由图可知，在t=1s时刻a位于平衡位置而且振动的方向向上，而在t=1s时b的位移为0.05m，位于正的最大位移处，可知若波沿x轴正向传播，则b与a之间的距离为：（n=0，1，2，3…），可能为：xb=1.5m，3.5m。不可能为0.5m。故C错误；

D．结合C的分析可知，若波沿x轴负向传播，则b与a之间的距离为：xb=（n+）λ（n=0，1，2，3…）可能为：xb=0.5m，2.5m。故D正确。

故选D。6、B【解析】

发生光电效应的原因是入射的光子能量超过了金属表面电子逸出的逸出功，若不能发生光电效应，说明入射光子能量过小，频率太低，应该换用频率更高的入射光，对照选项B对．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【解析】

A．在R的滑片P向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出功率变大，根据输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率变大，电源的输出功率变大，故A正确；B．在R的滑片P向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出电流变大，根据变流比可知，原线圈的输入电流变大，流过灯泡L1的电流变大，亮度会变亮，故B错误；C．若小灯泡L2突然烧坏，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流减小，根据变流比可知，原线圈输入电流减小，流过灯泡L1的电流变小，灯泡L1两端电压变小，则原线圈输入电压变大，根据变压比可知，副线圈输出电压变大，电压表示数会增大，故C错误；D．两小灯泡正常发光，则副线圈输出电压为U，根据变压比可知，原线圈输入电压则交流电源的有效值U有效=U'+U=3U根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，交流电源的最大值为故D正确。故选AD。8、BC【解析】

A．b棒所受的最大静摩擦力而则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则a棒的加速度大小为选项A错误；B．b棒刚要开始运动时，对a棒F安=BILE=BLv联立解得v=5m/s选项B正确；CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为此时对a棒b棒其中解得此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，选项C正确，D错误；故选BC。9、CD【解析】

AC.设水杯的质量为，以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力，力图如图所示，根据平衡条件得：可得：可见，水平横梁对铁环的支持力不变，故A错误、C正确；B.以环为研究对象，竖直方向：水平方向：联立解得：减小时，变大，故B错误；D.设与环相连的细绳对水杯的拉力为，根据竖直方向的平衡条件可得：由于绳子与竖直方向的夹角增大，则变小，绳子拉力变大，故D正确．10、CD【解析】

A．离开地球围绕太阳运动，发射速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，A错误；B．两个轨道都围绕太阳，根据开普勒行星第三定律，轨道半径（半长轴）小的，周期小，所以椭圆轨道运行周期小，所以B错误；C．根据开普勒行星第二定律，近日点速度最大，远日点速度最小，从A到B速度不断减小，动能不断减小，C正确；D．B点到太阳的距离大于A点到太阳的距离，万有引力与距离的平方成反比，所以在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力，D正确；故选D。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、黑b150Ω450Ω【解析】(1)当用欧姆表测电阻时，电源和表头构成回路，根据电源正负极连接方式可知，黑表笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与“黑”表笔连接；（2）整个回路最小电流，同时，当选择开关接b时，此时有最大值。当选择开关接b档时其对应的电阻档的倍率更高。（3）用a档测量电阻，欧姆调零时，，此时，当，此时干路电流为，由于，解得；当表盘时，此时干路电流为，由于，解得。【点睛】本题主要考查：利用电阻的串并联关系，来解决电流表的扩量程的相关问题；熟悉欧姆表的工作原理，利用回路欧姆定律解决相关问题。12、刻度尺5B【解析】

（1）[1]需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：刻度尺；(2)[2]图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。可得（3）[3]A.在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；BC.在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；D.弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。故选：B。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），方向竖直向上（2）（3）【解析】

（1）设小球能通过最高点，且此时的速度为，在上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒．则①②设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为F，方向向下，则③由②③式，得④由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为，方向竖直向上．（2）解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为，此时滑块的速度为V．在上升过程中，因系统在水平方向不受外力作用，水平方向的动量守恒．以水平向右的方向为正方向，有⑤在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒，则⑥由⑤⑥式，得⑦（3）设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始位置点间的距离为，滑块向左移动的距离为，任意