2024年北京十三中高三（上）期中物理试题及答案

2024北京十三中高三（上）期中物理本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，第I卷第1页至第4页；第II卷第4页至第8页，答题纸第1页至第2页。共100分，考试时间分钟。请在答题纸第1、2页左侧密封线内书写班级、姓名、准考证号。考试结束后，将本试卷的答题纸和答题卡一并交回。第I卷一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分1．如图所示，是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三个小炭粒，每隔30s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图。下列说法正确的是（）A．该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动B．该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动C．这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹D．小炭粒越小，液体的温度越高，观察到的布朗运动就越明显2．如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（）A．这是光的干涉现象B．在真空中光束b的波长大于光束c的波长C．玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率D．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度3．下表中记录了三种交通工具在某段时间中的运动情况，根据表中数据可知（）/ms−)(/ms−)11交通工具初速度末速度经过时间/s自行车下坡火车出站飞机飞行20622010010200200A．飞机的速度变化量最大B．自行车的速度变化最快C．火车的速度变化最快D．火车的加速度最大4．如图所示，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点，带电球C置于铁架台旁。小球A静止时与带电球C处于同一水平线上，丝线与竖直方向的夹角为。已知小球的质量为，重力加速度为g，AmA不计丝线质量，则可知小球受到的静电力的大小为（）mgsintanA．mgsinB．mgtanC．D．5．为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到a、b、c为的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变化的图线。某次实验获得的图线如右图所示，图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是（）A．a→b→c为一次“下蹲”过程B．a→b→c为一次“站起”过程C．a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程D．a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程6．如图所示，一单摆在做简谐运动。下列说法正确的是（）A．单摆的振幅越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大7．图1所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（）A．v=25cm/s，向左传播B．v=50cm/s，向左传播C．v=25cm/s，向右传播D．v=50cm/s，向右传播8B位A置。现用手托重物使之缓慢上升至位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下A位置和C落，沿竖直方向在位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限）A．重物在C位置时，其加速度的大小大于当地重力加速度的值B．在重物从A位置下落到C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量C．在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能D．在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是1:49．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。达到静电平衡后，下列说法正确的是（）A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零C．金属球最左侧表而的电势高于最右侧表而的电势QD．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为Ek=9r210．根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处。这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球（）A．到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零B．到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零C．落地点在抛出点东侧D．落地点在抛出点西侧二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．两列频率、振幅、相位均相同的简谐横波在水平面上传播，某时刻的干涉图样如图所示，实线代表波MNP、三质点的平衡位置在同一直线上，以下说法正确的是（）峰，虚线代表波谷，、A．质点M是振动减弱点B．质点N正在向上运动C．它们的振幅都等于两列波振幅之和D．再经过半个周期，质点P运动至M处12．静电除尘用于粉尘较多的各种场所，以除去有害的微粒或回收物资。如图所示，静电除尘器由板状收A集器和线状电离器组成。当BABB两端连接上千伏高压电源时，附近的空气分子被电离，成为正、AA离子和电子。电子向若运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电，从而被吸附到板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。下列说法正确的是（）A．板状收集器A连接电源的正极B．板状收集器A连接电源的负极C．带电后的粉尘向A板运动过程中，电场力做正功D．带电后的粉尘向A板运动过程中，电势能逐渐增加13．如图1所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点。一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点B沿电场线运动到点。在此过程中，该点电荷的速度随时间变化的规律如图所示。则下列说法中正vt2确的是（）A．A点的电场强度比B点的小B．A、B两点的电场强度相等C．A点的电势比B点的电势高D．A点的电势比B点的电势低14．美妙的乐音源于发声物体的振动，已知琴弦振动的频率由琴弦质量、长度及其所受张力（沿琴弦方向m的弹力）共同决定。小提琴上某根质量为、长度为的琴弦，将其两端固定，可以通过拨动使其振动发LF声，当张力为时，琴弦振动的频率为。表中给出了次实验的结果：f4次琴弦质量m/kg长度L/m张力F/N频率f/Hz12340.050.050.9001.211.441.001.001200200030000.9000.2250.1000.050.05下列判断正确的是（）A．由表中数据可知，可能存在关系：随琴弦质量m增大，振动的频率f变大B．由表中数据可知，可能存在关系：随张力F增大，振动的频率f变大FC．分析物理量的量纲，可能存在关系式fD．分析物理量的量纲，可能存在关系式f==kk（k为无单位常量）L（k为无单位常量）第II卷三、实验题（本题共2小题，共分158分）某同学在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。（1）开关S改接2后，电容器进行的是________I−t图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的而积的物理意义是________。（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量________F。Q3.4510=3C，则该电容器的电容为（3）关于电容器在整个充、放电过程中的q−t图像和U−t图像的大致形状，可能正确的有________q为电容器极板所带的电荷量，UA、B（为1610分）某同学做“探究平抛运动的特点”实验。（1）该同学先用图1所示的器材进行实验。他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，改变小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复实验，均可以观察到A、B两球同时落地。关于本实验，下列说法正确的是________。A．实验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动B．实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动C．实验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律（2）为了在（1）实验结论的基础上进一步研究平抛运动的规律，该同学用图2所示的器材继续进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。如图3所示，以小球的抛出点O为原点，水平方向为轴，竖直方向x()(、)(和)3,y。3yAB、C1,y2,y为轴建立坐标系。该同学在轨迹上测量出、三点的坐标分别为12如果坐标满足________关系，说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。同时，如果坐标还满足________关系，那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。（3）某同学设计了一个探究平抛运动的家庭实验装置。如图4所示，在一个较高的塑料筒侧壁靠近底部的位置钻一个小孔，在小孔处沿水平方向固定一小段吸管作为出水口。将塑料简放在距地面一定高度的水平桌面上，在简中装入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，测量出水口到地面的高度y和水柱的xxx水平射程。在实验测量的过程中，该同学发现测量水柱的水平射程时，若测量读数太慢，的数值会变化。a．请分析水平射程x的数值变化的原因。b．为了减小实验误差，应选用直径较大的容器，还是直径较小的容器？请说明判断依据。四、计算论述题（本题共4小题，共分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不179分）如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为的竖直圆轨道相接，RB、C分别为圆轨道的最低点和最高m点。质量为的小球（可视为质点）从弧形轨道上的点由静止滚下，到达点时的速度为ABvB=6gR，且恰好能通过C点。已知、B间的高度差为h=4R，重力加速度为g。求：（1）小球运动到点时，轨道对小球的支持力的大小；BF（2）小球通过C点时的速率vc；（3）小球从189分）A点运动到C点的过程中，摩擦阻力做的功W。如图，粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角=37。AB、是两个质量均为m=1kgB的左端连接一轻质弹簧。让滑块A从斜面上，距斜面底端L=1mA处，由静止开始下滑。已知滑块与斜面间的动摩擦因素=0.5，g=m/s，sin37=0.6，2cos37=0.8。（1）求滑块到达斜面底端时的速度大小；A（2）求滑块由静止滑到斜面底端的过程中所受合外力的冲量的大小；A（3）滑块与弹簧接触后粘连在一起。求此后弹簧的最大弹性势能。A1910分）如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U，S、S为板上正对012P和Q水平放置在板右侧，关于小孔NSSP、Q两板的长度的小孔。平行金属板和两板间的距离均为d，光屏，荧光屏垂直于金属板、所在直线对称，21P、QP和Q右边缘处固定有一荧d两板间加电压可形成偏转电场；距金属板P和Q；屏上OS1SK共线。加热的阴极发出的电子经小孔进入S1点与、2MNMNP、Qm间的偏转电场。已知电子的质量为，、两板间，通过、间的加速电场加速后，进入eSn电荷量为，单位时间内从小孔进入的电子个数为，初速度可以忽略。整个装置处于真空中，偏转电1场可视为匀强电场，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应。（1）求电子到达小孔S时的速度大小v。20（2）aP、QP两板间加一恒定电压，使电子刚好从板的右边缘离开偏转电场，打在荧光屏上，求P、Q两板间的恒定电压U；1b．若在P、Q两板间加一周期为T的交变电压u=Usint，电子穿过偏转电场的时间远小于0，0T时0000P、Q间运动过程中两板间的电压恒定，不考虑电场变化时产生的磁场，求可以认为每个电子在A间内打在荧光屏上的电子数目。2012分）有人设想：可以在飞船从运行轨道进入返回地球程序时，借飞船需要减速的机会，发射一个小型太空探测器，从而达到节能的目的．()如图所示，飞船在圆轨道I上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的k倍k1。当飞船通过轨道I的A点时，飞船上的发射装置短暂工作，将探测器沿飞船原运动方向射出，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道II向前运动，其近地BR到地心的距离近似为地球半径。以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变。已知地球表面的重点力加速度为g．（1）求飞船在轨道I运动的速度大小；（2）若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为GMmMmr的两个质点相距为时的引力势能、Ep=−，式中G为引力常量。在飞船沿轨道I和轨道II的运动过程，其动能和引力势能之和保持r不变；探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和也保持不变。①求探测器刚离开飞船时的速度大小；②已知飞船沿轨道II运动过程中，通过点与点的速度大小与这两点到地心的距离成反比。根据计算AB结果说明为实现上述飞船和探测器的运动过程，飞船与探测器的质量之比应满足什么条件。参考答案一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分题号答案12345678910DDCBBADBCD二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分题号121314答案BCACACBC三、实验题（本题共2小题，共分）158分）（1）放电；0.2s内电容器放出的电荷量。（2）5.7510−4（3）BD（每空2分）1610分）（1）B（2分）（2）y:y:y=1:4:9；x:x:x=1:2:3（4分，每空各2分）说明：其他表达式正确也可得分1231231mgh=mv2可知v=2gh，在测量过程中随着水不断流出，水柱的高度h会不断减小，（3）a212y，可知x=h=gtx=vv导致水从出水口射出时的速度也减小。根据平抛运动规律2v，速度，2gx减小会导致水平射程分）2b1分）根据V=Sh可知，选用直径较大的容器，在流出相同体积的水的情况下，h的变化较小，对实验测1分）四、计算论述题（本题共4小题，共分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不179分）v2BR（1）小球在点时，根据牛顿第二定律有BF−=m解得F=7mg（3分）（2）因为小球恰能通过C点，根据牛顿第二定律有v2CRmg=m解得c=gR（3分）（3）在小球从A点运动到C点的过程中，根据动能定理有1(−)+Wh2R=−02C2解得W=−1.5mgR（3分）189分）（1）滑块沿斜面加速下滑时受力如图所示f=N=mgcos（1分）设滑块滑到斜面低端时的速度为1，根据牛顿第二定律mgsin−f=ma（1分）运动学公式v=2aLꢀ（1分）21代入数据解得1=2m/sꢀ（1分）（2）设沿斜面向下为正方向，根据动量定理：I=1（1分）代入数据解得I=2Ns（1分）（3）以A、B、弹簧为研究对象，设它们共同的速度为v2根据动量守恒定律=2（1分）12设弹簧的最大弹性势能为p，根据能量守恒12112=2+p（1分）222Ep