北京市首都师大附中2024届高考全国统考预测密卷物理试卷含解析

北京市首都师大附中2024届高考全国统考预测密卷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、嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．则（）A．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速B．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度D．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度2、如图所示，物体A放在斜面体B上，A恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体B静止不动．若沿斜面方向用力向下拉物体A，使物体A沿斜面加速下滑，则此时斜面体B对地面的摩擦力A．方向水平向左 B．方向水平向右C．大小为零 D．无法判断大小和方向3、关于近代物理学，下列说法正确的是（）A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大4、如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R、3R，圆心为O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为A． B． C． D．25、如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4m的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值可能为（取g＝10m/s2，所有高度均相对B点而言）（）A．12m B．10m C．8.5m D．7m6、某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图像不可能的是（图中x是位移、v是速度、t是时间）A．A B．B C．C D．D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，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R＝0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，倾斜轨道AB与水平方向间的夹角为，质量m＝0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失。已知水平轨道BC的长度L＝2m，小球与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.375，sin＝0.6，cos＝0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．若小球刚好运动到C点，则小球开始滑下时的高度为1.5mB．若小球开始滑下时的高度为2m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道C．若小球开始滑下时的高度为2.5m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道D．若小球开始滑下时的高度为3m，则第一次在圆轨道内运动时小球将离开轨道8、如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），自A点以初速度v0射入半径为R的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，速度方向平行于CD，CD为圆的一条直径，粒子恰好从D点飞出磁场，A点到CD的距离为。则（）A．磁感应强度为 B．磁感应强度为C．粒子在磁场中的飞行时间为 D．粒子在磁场中的飞行时间为9、如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）（重力加速度为g）A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热B．金属棒克服安培力做的功为mghC．金属棒产生的电热为D．金属棒运动的时间为10、以下说法正确的是A．晶体具有各向同性，而非晶体具有各向异性B．液体表面张力与重力有关，在完全失重的情况下表面张力消失C．对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能达到的高度D．饱和汽压随温度而变，温度越高饱和汽压越大E.因为晶体熔化时吸收的热量只增加了分子势能，所以熔化过程中晶体温度不变三、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）实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关S，导线还有下列器材供选用：A．灵敏电流计G（0~200μA，内阻RA为10Ω）B．定值电阻R1（9990Ω，额定电流0.3A）C．定值电阻R2（990Ω，额定电流1A）D．电阻箱R（0~99.9Ω，额定电流3A）（1）为了测量电动势，该同学应该选哪个定值电阻______（选填“R1”或“R2”）；（2）在虚线框中画出实验电路图______；（3）按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的－图像，则该同学测得电源的电动势为________V，内阻为________Ω（结果均保留两位有效数字）。12．（12分）实验：用如图所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．（1）实验时，一定要进行的操作是___________（填选项前的字母）．A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F．B．改变小车的质量，打出几条纸带C．用天平测出沙和沙桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量（1）在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记，如图所示，已知相邻计数点间还有4个点没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz，则小车加速度的大小为a=_______m/s1．（结果保留3位有效数字）（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图像，可能是下图中的__________图线．（4）下图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB与水平面相切于B点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点，P为光电计时器的光电门．已知当地重力加速度为g．①利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度___________cm．②实验中除了遮光条的宽度，还需要测量的物理量有__________．A．小物块质量B．遮光条通过光电门的时间C．遮光条到C点的距离D．小物块释放点的高度③为了减小实验误差，同学们选择图象法来找出动摩擦因数，那么他们应该选择_____关系图象来求解（利用测量的物理量表示）．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）直角坐标系xoy位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度B=0.1T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为108C/kg带正电的离子，从磁场中的A点（m，0）沿与x轴正方向成=60°角射入磁场，速度大小v0≤1.0×106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离子间的相互作用。(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；(2)求矩形有界磁场区域的最小面积；(3)若在x>0区域都存在向里的磁场，离子仍从A点以v0=106m/s向各个方向均匀发射，求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。14．（16分）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，y轴沿竖直方向。在x=L到x=2L之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，一个比荷为k的带电微粒从坐标原点以一定初速度沿+x方向抛出，进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，离开电场和磁场后，带电微粒恰好沿+x方向通过x轴上x=3L的位置，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g。求：(1)电场强度的大小；(2)带电微粒的初速度；(3)带电微粒做圆周运动的圆心的纵坐标。15．（12分）如图所示，宽L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上，在N和N′之间连接一个R=2.0Ω的定值电阻，在AA′处放置一根与导轨垂直、质量m=0.8kg、电阻r=2.0Ω的金属杆，杆和导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，导轨处于磁感应强度B=1.0T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．用轻绳通过定滑轮将电动小车与杆的中点相连，滑轮与杆之间的连线平行于斜面，开始时小车位于滑轮正下方水平面上的P处（小车可视为质点），滑轮离小车的高度H=4.0m．启动电动小车，使之沿PS方向以v=5.0m/s的速度匀速前进，当杆滑到OO′位置时的加速度a=3.2m/s2，AA′与OO′之间的距离d=1m，求：（1）该过程中，通过电阻R的电量q；（2）杆通过OO′时的速度大小；（3）杆在OO′时，轻绳的拉力大小；（4）上述过程中，若拉力对杆所做的功为13J，求电阻R上的平均电功率．

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】

嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故A错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度．故B错误；根据，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．故C正确；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．故D错误；2、C【解析】

由题物体A恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时，斜面对物体A的作用力竖直向上，与物体A的重力平衡。物体A对斜面的力竖直向下，斜面不受地面的摩擦力作用。此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力。若沿平行于斜面的方向用力F向下拉此物体A，使物体A加速下滑时，物体A对斜面的压力没有变化，则对斜面的滑动摩擦力也没有变化，所以斜面体的受力情况没有改变，则地面对斜面体仍没有摩擦力，即斜面体受地面的摩擦力为零。A.方向水平向左。与上述结论不符，故A错误；B.方向水平向右。与上述结论不符，故B错误；C.大小为零。与上述结论相符，故C正确；D.无法判断大小和方向。与上述结论不符，故D错误。故选：C。3、D【解析】

A．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是α射线，故A错误；B．玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故B错误；C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故C错误；D．根据光电效应方程知，超过极限频率的入射频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故D正确。故选D。4、B【解析】

粒子在磁场中做圆周运动，如图：由几何知识得：，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；当该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则：，故B正确，ACD错误．5、C【解析】

从高度12m处到C点由动能定理，可得从C点到D点由动能定理由于小球在圆环的相同高度处，下滑的速度比上滑的小，对轨道的压力更小，搜到的摩擦力更小，则摩擦力做功则h之值故选C。6、C【解析】试题分析：物体上滑过程中，由于受力恒定，做匀减速直线运动，故位移，如果上滑到最高点能下滑，则为抛物线，若物体上滑上最高点，不能下落，则之后位移恒定，AB正确；速度时间图像的斜率表示加速度，上滑过程中加速度为，下滑过程中加速度，故上滑过程中加速度大于下滑过程中的加速度，C错误；如果物体上滑做匀减速直线运动，速度减小到零后，重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力，则物体不会继续下滑，故处于静止状态，故D正确；考点：考查了运动图像【名师点睛】物体以一定的初速度沿足够长的斜面，可能先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线运动，匀加速运动的加速度小于匀减速运动的加速度，物体返回时速度减小；可能先向上做匀减速直线运动，后停在最高点二、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、ABD【解析】

A．若小球刚好运动到C点，由动能定理，研究小球从A点到C点的过程得mgh1－μmgcos－μmgL＝0－0解得h1＝1.5m故A正确；B．若小球开始滑下时的高度为2m，根据动能定理，从A点到C点有mgh2－μmgcos－μmgL＝EkC－0解得EkC＝0.25mg由动能定理得小球要运动到D点(右半部分圆轨道上与圆心等高的点为D点)，在C点的动能至少是mgR＝0.45mg所以小球不能到达D点，在C点与D点之间某处速度减为零，然后沿圆轨道返回滑下，故B正确；C．小球做完整的圆周运动，刚好不脱离轨道时，在圆轨道最高点速度最小是，由动能定理得－2mgR＝mv2－Ek0理可得要使小球做完整的圆周运动，小球在C点动能最小值为Ek0＝mg若小球开始滑下时的高度为2.5m，则小球在C点的动能是0.5mg，若小球开始滑下时的高度为3m，则小球在C点的动能是0.75mg，这两种情况下小球通过D点后都会在D点与最高点之间某一位置做斜抛运动，即小球将离开轨道，故C错误，D正确。故选ABD。8、AC【解析】

粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示：AB．A点到CD的距离，则：∠OAQ=60°，∠OAD=∠ODA=15°，∠DAQ=75°则∠AQD=30°，∠AQO=15°粒子的轨道半径：粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：故A正确B错误；CD．粒子在磁场中转过的圆心角：α=∠AQD=30°粒子在磁场中做圆周运动的周期为：粒子在磁场中的运动时间为：故C正确D错误。故选：AC。9、CD【解析】

根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得mgh-μmgd-W=0，得W=mg（h-μd），故B错误．电路中产生的总的焦耳热Q=W=mg（h-μd），则属棒产生的电热为mg（h-μd），故C正确．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=mv02，得．金属棒经过磁场通过某界面的电量为；根据动量定理：，其中，解得，选项D正确；故选CD.10、CDE【解析】

A．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体各向同性，故A错误；B．液体表面张力是微观的分子引力形成的规律，与宏观的超失重现象无关，则在完全失重的状态下依然有表面张力的现象，故B错误；C．浸润现象中，浸润液体在细管中上升时，管的内径越小，液体所能达到的高度越高，故对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能达到的高度，则C正确；D．饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，故D正确；E．晶体熔化时吸收热量，导致内能增大，但只增加了分子势能，故熔化过程中晶体温度不变，故E正确。故选CDE。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、R11.40.50【解析】

(1)[1]一节干电池电动势约为1．5V，可以把表头改装成2V的电压表，需要串联电阻阻值为：R串＝﹣RA＝﹣10Ω＝9990Ω选定值电阻R1。(2)[2]应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图如图所示：(3)[3][4]电压表内阻为：RV＝RA+R1由图示电路图可知，电源电动势为：E＝U+I总r＝IRV+（I+）r整理得：＝•+由图示﹣图象可知，图象的斜率：k＝＝截距：b＝＝0.7×104解得电源电动势：E＝1.4V，r＝0.50Ω12、A1.93C1.015BCB【解析】

（1）A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，A正确；B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，不需要改变小车的质量，B错误；C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故CD错误．故选A；（1）由于相邻计数点间还有4个点没有画出来，计数点间的时间间隔：T=5×0.01=0.1s，

由匀变速直线运动的推论：△x=aT1可得，加速度（3）实验时，若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则需要先用一定的力克服掉摩擦力后才能产生加速度，即，a—F图象中横轴会有截距，故选C；（4）①遮光条的宽度②实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：，解得：，即，还需测量的物理量是遮光条通过光电门的时间t和遮光条到C点的距离s，故选BC．③要通过图象来求动摩擦因数，那么图象最好为倾斜的直线，便于计算，依据可得：,即，在图象中，为直线的斜率，即可求得动摩擦因数，所以应画图象，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