2024-2025学年北京市中国人民人大附属中学高三第四次联考物理试题含解析

2024-2025学年北京市中国人民人大附属中学高三第四次联考物理试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为mA和mB的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，它们的质量之比mA:mB=2:1．当用水平力F作用于B上且两物块以相同的加速度向右加速运动时（如图甲所示），弹簧的伸长量xA；当用同样大小的力F竖直向上拉B且两物块以相同的加速度竖直向上运动时（如图乙所示），弹簧的伸长量为xB，则xA:xB等于（）A．1:1 B．1:2 C．2:1 D．3:23、如图甲所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中的元件参数对同一电容器进行两次充电，对应的电荷量q随着时间t变化的曲线如图乙中的a、b所示。曲线形状由a变化为b，是由于（）A．电阻R变大B．电阻R减小C．电源电动势E变大D．电源电动势E减小4、研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν0，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P＇上下对齐。现用频率为ν的光照射阴极K（ν>ν0），则下列说法错误的是A．该光电管阴极材料的逸出功为hν0B．若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hv-hv0+eUC．若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大D．若将滑片P＇向右滑动，则当滑片P、P＇间的电压为时，电流计G的示数恰好为05、用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（）A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m6、下列说法正确的是（）A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构B．在一根长为0.2m的直导线中通入2A的电流将导线放在匀强磁场中，受到的安培力为0.2N，则匀强磁场的磁感应强度的大小可能是0.8TC．伽利略利用理想斜面实验得出物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动的状态，开创了物理史实验加合理外推的先河D．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，电流强度I的定义式是二、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、如图甲所示，一个匝数为的多匝线圈，线圈面积为，电阻为。一个匀强磁场垂直于线圈平面穿过该线圈。在0时刻磁感应强度为，之后随时间变化的特点如图乙所示。取磁感应强度向上方向为正值。线圈的两个输出端、连接一个电阻。在过程中（）A．线圈的点的电势高于点电势B．线圈的、两点间的电势差大小为C．流过的电荷量的大小为D．磁场的能量转化为电路中电能，再转化为电阻、上的内能8、如图所示，一个边长为l的正六边形的区域内有匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。在点处的粒子源发出大量质量为电荷量为的同种粒子，粒子的速度大小不同，方向始终沿方向。不计粒子间的相互作用力及重力，下列说法正确的是（）A．速度小于的粒子在磁场中运动的时间一定相同B．速度大于的粒子一定打在边上C．经过点的粒子在磁场中运动的时间为D．垂直打在边上的粒子在磁场中运动的时间为9、如图甲所示，用一水平力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示，若重力加速度g取10m/s2，根据图乙中所提供的信息不能计算出A．物体的质量B．斜面的倾角C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力D．加速度为6m/s2时物体的速度10、如图所示，光滑圆环固定在竖直面内，一个小球套在环上，用穿过圆环顶端光滑小孔的细线连接，现用水平力F拉细线，使小球缓慢沿圆环向上运动，此过程中圆环对小球的弹力为N，则在运动过程中（）A．F增大 B．F减小C．N不变 D．N增大三、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）在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m，（重力加速度为g，摩擦可忽略）（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；（2）该同学作出了v2—m的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__（选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。12．（12分）某实验小组在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，实验装置如图甲所示。(1)下列说法正确的是________。A．弹簀被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于水平位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹篑的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比一定相等(2)某同学由实验测得某弹簧的弹力F与长度L的关系如图乙所示，则弹簧的原长为L0=______________cm，劲度系数k=____________N/m；(3)该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=_______cm。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，水平光滑的桌面上有一质量M=4kg的长木板静止在光滑水平面上，质量m=1kg的小滑块置于长木板左端，小滑块可视为质点。长木板右侧与固定竖直挡板间的距离L=10m，小滑块以v0=10m/s的速度向右滑上长木板，经过一段时间后，长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2，长木板足够长，小滑块始终未脱离长木板。求：(1)经过多长时间，长木板与竖直挡板相碰？(2)长木板与竖直挡板碰撞后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。14．（16分）如图所示，斜面ABC中AB段粗糙，BC段长1.6m且光滑．质量为1kg的小物块由A处以12m/s的初速度沿斜面向上滑行，到达C处速度为零．此过程中小物块在AB段速度的变化率是BC段的2倍，两段运动时间相等．g=10m/s2，以A为零势能点．求小物块：（1）通过B处的速度；（2）在C处的重力势能；（3）沿斜面下滑过程中通过BA段的时间．15．（12分）在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场（如图甲所示）。在空间坐标（x=0，y=a）处有一粒子源，在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个（N足够大）质量为m、电荷量为-q，速度为v0的带电粒子：（不计粒子重力及粒子间的相互作用，题中N、a、m、-q、v0均为已知量）(1)若放射源所发出的粒子恰好有不能到达x轴，求磁感应强度为多大；(2)求解第(1)问中，x轴上能接收到粒子的区域长度L；(3)若磁场仅限制在一个半径为a的圆形区域内，圆心在坐标处。保持磁感应强度不变，在x轴的正半轴区间上铺设挡板，粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求：这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力。

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、A【解析】

设mA=2mB=2m，对甲图，运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度：对A物体有：F弹-μ∙2mg=2ma，得；对乙图，运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度：对A物体有：F弹′-2mg=2ma′，得

则x1：x2=1：1．A．1:1，与结论相符，选项A正确；B．1:2，与结论不相符，选项B错误；C．2:1，与结论不相符，选项C错误；D．3:2，与结论不相符，选项D错误．3、A【解析】

由图象可以看出，最终电容器所带电荷量没有发生变化，只是充电时间发生了变化，说明电容器两端电压没有发生变化，即电源的电动势不变，而是电路中电阻的阻值发生了变化。图象b比图象a的时间变长了，说明充电电流变小了，即电阻变大了，故A正确，BCD错误。故选A。4、C【解析】

A．由极限频率为ν0，故金属的逸出功为W0=hν0，A正确；B．由光电效应方程可知，电子飞出时的最大动能为由于加的正向电压，由动能定理解得故B正确；C．若将滑片P向右滑动时，若电流达到饱和电流，则电流不在发生变化，故C错误；D．P＇向右滑动时，所加电压为反向电压，由可得则反向电压达到遏止电压后，动能最大的光电子刚好不能参与导电，则光电流为零，故D正确；故选C。5、B【解析】

在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有小球做平抛运动时时的水平射程小球的竖直位移：根据几何关系可得联立即得x图像的纵截距表示重力，即mg=5N所以有解得：R=0.25m故选B；知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距6、B【解析】

A．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，故A错误；B．长为0.2m的直导线中通入2A的电流，将导线放在匀强磁场中,受到的安培力为0.2N，故有因为故可得，即大小可能是0.8T，故B正确；C．物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动的状态，是牛顿在伽利略、笛卡尔的研究基础上得到的牛顿第一定律，故C错误；D．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，电流强度I的定义式是故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、ABC【解析】

A．结合图乙知磁场方向向上且逐渐减小。由楞次定律知感应电流的方向由点经线圈到点，则点电势高，A正确；B．感应电动势为又有电势差大小解得B正确；C．流过电路的电荷量大小为解得C正确；D．电磁感应的过程中磁场能量不转化，而是作为媒介将其他形式的能转化为电能，然后再在电阻、上转化为内能，D错误。故选ABC。8、ACD【解析】

A．根据几何关系，粒子恰好经过点时运动半径由可知速度则速度小于的粒子均从边离开磁场，根据几何关系可知转过的圆心角均为，运动时间均为为粒子在磁场中的运动周期，A正确；BC．粒子恰好经过点时运动半径根据几何关系可知运动时间速度则速度大于的粒子一定打在边上，B错误，C正确；D．粒子垂直打在边上时，如图：根据几何关系可知圆心角为，运动时间D正确。故选ACD。9、ABC【解析】

AB.对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x方向：y方向：从图象中取两个点（20N，2m/s2）、（30N，6m/s2）代入各式解得：故A正确，B正确；C.物体能静止在斜面上，当F沿斜面向上时所施加的外力最小：故C正确；D.题中并未说明推力随时间的变化关系，故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小。故D错误。10、BC【解析】

小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如图所示；

由图可知△OAB∽△GFA，即：小球沿圆环缓慢上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变；

A.F增大，与结论不相符，选项A错误；B.F减小，与结论相符，选项B正确；C.N不变，与结论相符，选项C正确；D.N增大，与结论不相符，选项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、钩码质量远小于滑块质量无滑块质量【解析】

（1）设钩码质量为m，滑块质量为M，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度a=隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力FT=Ma=要保证绳子的拉力FT等于钩码的重力mg，则钩码的质量m要远小于滑块的质量M，这时有FT；（2）滑块的加速度a=，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v2﹣m的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s不变，v2—m的关系图象是一条过原点的直线，所以每次小车的释放点无改变；因为a与F成正比，则有：，则，结合图线的斜率可以求出滑块的质量M。12、AB105016【解析】

(1)[1]A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A正确；B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于水平位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，待钩码静止时再读数，故B正确；C．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去原长，故C错误；D．拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同弹簧的劲度系数可能不同，故D错误。故选AB。(2)[2]由F－L图像和胡克定律分析知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，当F=0时，横轴的截距为弹簧的原长，据图所知，横轴截距为10cm，即弹簧的原长为10cm；[3]图像的斜率k==50N/m(3)[4]弹簧测力计示数F=3.0N，弹簧的伸长量为弹簧长度x==16cm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)6s；(2)11.6m【解析】

(1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒mv0=(m+M)v解得v=2m/s对长木板μmg=Ma得长木板的加速度a=1m/s2自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度v=at1解