北京市2023-2024学年物理高三上期末物理模拟试题

北京市2023-2024学年物理高三上期末物理模拟试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、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。1．一辆F1赛车含运动员的总质量约为600kg，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数1νA．速度随时间均匀增大 B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为240kw D．所受阻力大小为24000N2．如图所示，b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，BC为圆周运动的直径，竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时，将a球从切点正上方的A点水平抛出，重力加速度大小为g，从a球水平抛出开始计时，为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹)，则下列说法正确的是（）A．a球在C点与b球相遇时，a球的运动时间最短B．a球在C点与b球相遇时，a球的初始速度最小C．若a球在C点与b球相遇，则a球抛出时的速率为2gRD．若a球在C点与b球相遇，则b球做匀速圆周运动的周期为2R3．如图所示，将两个质量均为m，带电量分别为+q、﹣q的小球a、b用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强电场中，用力F拉小球a，使整个装置处于平衡状态，且悬线Oa与竖直方向的夹角为30°．则F的大小可能为（）A．mg B．12mg C．33mg D．4．“太极球”运动是一项较流行的健身运动。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上。现将太极球拍和球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则（）A．小球的机械能保持不变B．平板对小球的弹力在B处最小，在D处最大C．在B、D两处小球一定受到沿平板向上的摩擦力D．只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处就有可能不受平板的摩擦力作用5．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F1和F2的方向均沿斜面向上）。由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为（）A．F12 B．2F2 C．6．如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）A．G和G B．12G和32G C．32G和12二、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．下列关于热现象的说法正确的是____．A．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．热量不可能从低温物体传到高温物体D．分子间的距离增大时，分子势能可能减小E．分子间的距离减小时，分子引力和斥力都增大8．如p-T图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。对此气体，下列说法正确的是____。A．过程①中，气体体积不断增大B．过程②中，气体向外界吸收热量C．过程②为绝热过程D．状态a的体积大于状态d的体积E．过程③中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加9．下列说法正确的是（）A．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域B．两列机械波在同一介质中相遇，波长相同一定能获得稳定的干涉图案C．狭义相对论的第一个基本假设：力学规律在任何惯性系中都是相同的D．分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽E．电视机显像管里的电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制10．下列说法中正确的是（）A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的碱小而增大C．对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，那么它一定从外界吸热D．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递E．液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势三、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．某实验小组成员用如图所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长关系”的实验．（1）将弹簧悬挂在支架上，弹簧上端刚好与竖直刻度尺的零刻度对齐，当弹簧下端挂上一个钩码且处于静止时，弹簧下端的指针指在刻度尺上的位置如图1所示，此时弹簧的长度为l1＝cm.（2）对于实验中的操作，下列说法正确的是____．A．测量弹簧原长时，需要把弹簧水平放稳后进行测量读数B．挂钩上挂的钩码越多，实验误差越小C．弹簧的自重不会影响弹簧的劲度系数测量D．由于弹簧的自重，会使测量的劲度系数有一定的误差（3）在弹簧弹性限度内，改变弹簧下端所挂钩码的个数，同时测出对应弹簧的长度，已知每个钩码的质量为50g，在m-l坐标系中描点作图如图2所示，当地的重力加速度g取9.80m/s2，则由图象可以得到弹簧的劲度系数k＝N/m(结果保留三位有效数字)．12．学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示。图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示小球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：（1）在图（a）所示的实验装置中，固定于小球下端、宽度为△s，且不透光的薄片J是，传感器K的名称是。（2）在图（b）所示的图象中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是（按顺序填写相应图线所对应的文字）。（3）根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是。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．如图所示，从长方体透明玻璃中挖去一个半径为R的半球体，O为半球的球心，O1O2连线为透明玻璃体的主光轴，在离球心0.5R处竖直放置一个足够大的光屏，O2为屏上的点，让一单色光束平行O1O2垂直左侧表面入射，当光线距离O1O2连线0.5R时，折射后的光线达到光屏上距离O2为32（1）透明玻璃的折射率为多少？（2）当平行光线到光轴O1O2的距离为多少时，折射后射到光屏上的位置离O2最远？14．如图所示，在xOy平面内，MN与y轴平行，间距为d，其间有沿x轴负方向的匀强电场E。y轴左侧有宽为L的垂直纸面向外的匀强磁场，MN右侧空间存在范围足够宽、垂直纸面的匀强磁场（图中未标出）。质量为m、带电量为+q的粒子从P（d，0）沿x轴负方向以大小为v0的初速度射入匀强电场。粒子到达O点后，经过一段时间还能再次回到O点。已知电场强度E=3mv（1）求粒子到O点的速度大小；（2）求y轴左侧磁场区域磁感应强度B1的大小应满足什么条件？（3）若满足(2)的条件，求MN右侧磁场的磁感应强度B2和y轴左侧磁场区域磁感应强度B1的大小关系。15．如图所示，甲乙两个完全相同的车静止在水平面上，其中一个车内有人，此人拉动轻绳使两车相互靠近，相遇时甲乙两车距离出发点分别为S甲和S乙。下列判断正确的是A．若车与轨道间无摩擦，则S甲=S乙B．若车与轨道间有摩擦，且S甲<S乙，则人在甲车内C．若S甲<S乙，且人在甲车内，则车与轨道可能无摩擦D．只要S甲<S乙，则人一定在甲车内

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、由图线可知，加速度增大，则做变加速运动，故A错误；

B、图线的方程为a=则v增大，a减小，故B错误。

CD、对赛车及运动员整体受力分析，根据牛顿第二定律可知F-f=ma其中P=Fv代入得a=由图线可知-fm解得f=2000N，P=200kW故C正确，D错误；

故答案为：C。

【分析】速度随时间均匀增大即为匀变速运动，加速度恒定不变。根据图像确定加速度与速度的关系。根据牛顿第二定律结合瞬时功率公式确定加速度与速度的原始表达式，再结合图像的表达式进行数据处理。2．【答案】C【解析】【解答】A、平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间均为t=故A错误。

BC、平抛的初速度为v=时间相等，在C点相遇时，水平位移最大x则初始速度最大为：v故B错误，C正确。

D、在C点相遇时，b球运动半个周期，故b球做匀速圆周运动的周期为T故D错误。

故答案为：C。

【分析】平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间不变，a求速度越大，a球运动的水平位移越大，即相遇点与AB距离越远。确定两球相遇时，两球运动的时间相等。确定相遇时b球运动时间与周期的关系，继而确定b球的运动周期。3．【答案】A【解析】【解答】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时的受力图如图

根据平衡条件得知：F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：F所以F的大小可能为mg。

故答案为：A。

【分析】由于ab小球均处于平衡状态，故可对ab小球构成整体进行受力分析。根据平衡条件结合三角形法则动态分析F的大小变化情况。4．【答案】D【解析】【解答】A、小球做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不断改变，所以小球的机械能不断变化，故A错误；

B、小球做匀速圆周运动，向心力大小不变，而在最高点和最低点时，弹力和重力共线且合力提供向心力，最高点失重，最低点超重，所以平板对小球的弹力在A处最小，在C处最大，故B错误；

CD、小球在BD处可以不受摩擦力作用，即重力和健身者对球作用力F的合力提供向心力受力分析如图所示

此时满足tan故C错误，D正确。

故答案为：D。

【分析】小球做匀速圆周运动，小球的速率不变，即小球的始终动能不变。重力势能一直改变，机械能不守恒。平板对小球的支持力始终垂直于平板，再根据牛顿第二定律结合向心力的来源确定各位置小球的受力的可能情况。5．【答案】C【解析】【解答】对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，设滑块受到的最大静摩擦力为f，物体保持静止，受力平衡，合力为零；当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大，有：F1当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小，有：F2联立解得：f=F故答案为：C。【分析】对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，四力平衡；当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大；当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小；根据平衡条件列式求解即可。6．【答案】A【解析】【解答】对小球受力分析如图

由几何关系，三力互成120°角，据平衡条件有F则轻杆和斜面受到球的作用力大小F故答案为：A。

【分析】小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，根据几何关系确定各力之间的夹角关系，再根据平衡条件及力的合成与分解确定各力之间的大小关系。7．【答案】A,D,E【解析】【解答】A、草叶上的露珠存在表面张力，它表面的水分子表现为引力，从而使它收缩成一个球形，与表面张力有关，故A正确；

B、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故B错误；

C、热力学第二定律是说热量不能自发地从低温物体传向高温物体，此说法略去了“自发地”，通过外力做功是可以把热量从低温物体提取到高温物体的.例如电冰箱的制冷就是这一情况，故C错误；

D、当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，随着分子间距离的增大，分子势能减小，故D正确；

E、分子间的距离减小时，分子引力和斥力都增大，斥力增大的较快，故E正确。

故答案为：ADE。

【分析】布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映。热量不能自发地从低温物体传向高温物体。分子间的距离减小时，分子引力和斥力都增大。8．【答案】A,D,E【解析】【解答】A、过程①中，气体温度不变，压强减小，则气体体积不断增大，故A正确；

BC、过程②中，气体体积不变，温度降低，内能减小，则气体向外界放出热量，此过程不是绝热过程，故BC错误；

D、根据PV可知在a、d两个状态6可知状态a的体积大于状态d的体积，故D正确；

E、过程③中，气体压强不变，体积减小，分子数密度增加，温度降低，分子平均速率减小，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加，故E正确。

故答案为：ADE。

【分析】根据图像确定气体温度及压强的变化情况，再结合理想气体状态方程确定气体体积变化情况。理想气体的内能与温度有关，根据气体体积变化情况确定气体做功情况，再根据热力学第一定律确定气体吸放热情况。熟悉掌握气体压强的微观意义。9．【答案】A,B,E【解析】【解答】A．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域，A符合题意；B．两列机械波在同一介质中传播速度相同，波长相同则频率相同，则一定能获得稳定的干涉图案，B符合题意；C．狭义相对论的第一个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误；D．由于紫光的波长比绿光的短，则用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，绿光的中央亮纹较宽，D不符合题意；E．图像信号越强，电视机显像管里的电子枪发射电子束越强，故E符合题意。故答案为：ABE。

【分析】狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；利用光的波长大小可以比较条纹间距的大小。10．【答案】A,B,E【解析】【解答】A．温度高的物体内能不一定大，内能还与质量有关，但分子平均动能一定大，因为温度是平均动能的标志，A符合题意；B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小克服分子力做功，分子势能增大，B符合题意；C．对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，外界对气体做功，根据pVTD．电冰箱需要消耗电能，才能使热量从低温物体向高温物体传递，并不是自发的，D不符合题意。E．液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。E符合题意。故答案为：ABE。

【分析】温度影响平均动能的大小；一定质量理想气体保持压强不变，体积变小时温度降低则内能减小，外界做正功则一定放出了热量；电冰箱的热传递不是自发产生的。11．【答案】（1）22.50（22.50〜22.52均可）（2）C（3）23.0（22.7〜23.2均可）【解析】【解答】（1）已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，由示数可知此时弹簧的长为22.50cm；

（2）A、弹簧自身有重力，弹簧竖直悬时由于自身重力必然有一定的伸长，故弹簧竖直悬挂时测出的长度，才能作为实验中弹簧的原始长度，故A错误；

B、悬挂的钩码太多，有可能会超过弹簧的弹性限度，故B错误；

CD、由于：k=即k与弹力的变量△F及对应的形变量△x有关，与弹簧的自重无关，故C正确，D错误。

故答案为：C。

（3）根据图象有k=【分析】读数时注意仪器的分度值以及是的需要估读。弹簧自身有重力，弹簧竖直悬时由于自身重力作用，弹簧会有一定的伸长量。实验需再弹性限度范围内完成。即悬挂的钩码个数不能太多。再根据实验原理结合图像进行数据处理。12．【答案】（1）挡光片；光电门传感器（2）乙、丙、甲（3）在误差允许的范围内，只有重力做功的情况下动能与重力势能相互转化，小球机械能保持不变【解析】【解答】（1）不透光的薄片J是挡光片，传感器K的名称是光电门传感器；

（2）距D点的高度h越高，小球的重力势能越大，小球的动能越小，所以小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲；

（3）“用DIS研究机械能守恒定律”，据图线甲可得，在误差允许的范围内，只有重力做功的情况下动能与重力势能相互转化，小球机械能保持不变。

【分析】熟悉掌握“用DIS研究机械能守恒定律”中各仪器的名称。小球上升程。小球的重力势能越大，小球的动能越小，机械能不变。13．【答案】（1）解：依题意可知，光线距离O1O2连线0.5R平行O1O2入射时，入射角为θ1，折射角为θ2，设PO与O1O2夹角为θ3，则有sinθ1=12，θ1=30°，LOP=(sinθ3=3R2LOP=则有∠POA=90°所以θ2=45°由折射定律可知n=sin代入数据得n=2（2）解：当光线紧贴右侧上边缘射出时，达到光屏上的位置最远，设此时光线离光轴的距离为h，入射角为β，则有sinθ=hR，cosθ=由几何关系可知sinβ=R由折射定律可知n=sin代入数据得h=17【解析】【分析】(1)根据光的反射和折射定律作出光路图。根据勾股定理求出OP的长度，得OA=OP，解直角三角形，得θ3等于θ3=60°。从而得∠POA=90°，OA=OP=R，最后得折射角为θ2=45°

(2)根据光的反射和折射定律作出光路图。在直角三角形中，分别列出入射角的sinθ和cosθ的表达式，由几何关系列出折射角的正弦即sinβ的关系式，利用折射率公式求出此时光线离光轴的距离。

14．【答案】（1）解：粒子，从P点到O点，由动能定理得1可得粒子到v=（2）解：洛伦兹力提供向心力qv粒子要再次回到O点，则粒子不能从y轴左侧的磁场射出，需要返回磁场，经过电场和MN右侧的磁场的作用，再次返