2024北京北师大实验中学高三4月月考物理

第1页/共1页2024北京北师大实验中学高三4月月考物理行政班______教学班______姓名______学号______成绩______考生须知1．本试卷共14页，共三道大题，20道小题；答题纸共2页。满分100分。考试时间90分钟。2．试卷答案一律填写在答题卡上，在试卷上作答无效。一、单项选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。）1．北京冬奥会速滑馆内装有历经5年发明的高科技“猎豹”高速摄像机，让犯规无处遁形。某次速度滑冰比赛中，摄像机和运动员的水平位移x随时间t变化的图像分别如图所示，下列说法中正确的是（）A．摄像机做直线运动，运动员做曲线运动B．时间内摄像机在前，时间内运动员在前C．时间内摄像机与运动员的平均速度相同D．时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度2．“神舟十六号”载人飞船安全着陆需经过分离、制动、再入和减速四个阶段。如图所示，在减速阶段，巨型降落伞为返回舱提供阻力，假设返回舱做直线运动，则在减速阶段（）A．伞绳对返回舱的拉力大于返回舱对伞绳的拉力B．伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力C．合外力对返回舱做的功等于返回舱机械能的变化D．除重力外其他力对返回舱做的总功等于返回舱机械能的变化3．用如图所示的实验装置探究“质量一定时，物体加速度与所受合外力的关系”，小车的质量为M，托盘和砝码的总质量为m，平衡摩擦力后进行实验（）A．要保证m远小于M B．在托盘中增加砝码，重复实验C．小车所受的合外力等于2mg D．释放小车后立即接通打点计时器4．一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，a、b为介质中的两个质点，处的质点a的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A．该波的波长为6m B．该波沿x轴负方向传播C．时，质点a的速度为0 D．时，质点b偏离平衡位置的位移为－5cm5．如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点。当该自行车在平直的道路上行驶时，下列说法中正确的是（）A．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为B．要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为C．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为D．要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为6．北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员（含装备）的质量为m，从助滑坡上A点由静止沿坡（曲线轨道）下滑，经最低点B从坡的末端C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上D点。已知A、C的高度差为，C、D的高度差为，重力加速度大小为g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判定正确的是（）A．运动员在B点处于失重状态 B．运动员起跳时的速率C．运动员着陆前瞬间的动能 D．运动员在空中飞行的时间7．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（）A．飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火减速B．飞船在轨道3上运行的速度大于第一宇宙速度C．飞船在①轨道的动能一定大于天和核心舱在③轨道的动能D．若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为8．如图所示，小球A、B用一根长为L的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，小球C挨着小球B放置在地面上。由于微小扰动，小球A沿光滑的竖直墙面下滑，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与墙面夹角为，小球A和墙面恰好分离，最后小球A落到水平地面上。下列说法中不正确的是（）A．当小球A的机械能取最小值时，小球B与小球C的加速度为零B．小球A由静止到与墙面分离的过程中，小球B的速度先增大后减小C．当小球A和墙面恰好分离时，小球B与小球C也恰好分离D．当小球A和墙面恰好分离时，A、B两球的速率之比为9．如图所示，一带负电粒子（不计重力）质量为m、电荷量大小为q，以初速度沿两板中央水平方向射入水平放置、距离为d、电势差为U的一对平行金属板间，经过一段时间从两板间飞出，在此过程中，已知粒子动量变化量的大小为，下列说法中不正确的是（）A．粒子在两板间运动的加速度大小为 B．粒子从两板间离开时的速度大小为C．金属板的长度为 D．入射点与出射点间的电势差为10．热膨胀材料在生产生活中有着重要的应用，因此对材料的热膨胀现象的研究一直是科技领域研究工作中的热点问题，如图所示为利用单电容热膨胀测量仪测量材料竖直方向尺度随温度变化的简化示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间连接如图所示的电路，电源的电动势保持不变，其中当电流从左接线柱流入时灵敏电流计的指针向左偏转，电流从右接线柱流入时灵敏电流计的指针向右偏转，现在测量某圆柱形材料的热膨胀，将待测材料平放在加热器上进行加热使其温度升高，下列说法正确的是（）A．当被测材料保持两个不同温度不变时，极板的带电量一定相等B．若被测材料仅存在水平方向膨胀，灵敏电流计的指针将向左偏转C．当被测材料的高度增加时电阻R右侧的电势高于左侧的电势D．当灵敏电流计指针向左偏转时，则被测材料出现了反常膨胀（温度升高，高度变小）11．某处地下有水平埋设的长直导线，现用图所示的闭合线圈和电流传感器探测导线的位置及其走向。探测时线圈保持水平，探测过程及电流情况如下表所示：线圈移动情况初始时静止放置南北方向移动南北方向移动后静止东西方向移动东西方向移动后静止电流情况无电流无电流无电流有电流有电流下列判断正确的是（）A．导线南北走向，但不能确定其具体位置B．导线东西走向，但不能确定其具体位置C．导线南北走向，且可以确定其在初始时线圈中心点O的正下方D．导线东西走向，且可以确定其在初始时线圈中心点O的正下方12．如图所示，利用霍尔元件可以监测无限长直导线的电流。无限长直导线在空间任意位置激发磁场的磁感应强度大小为：，其中k为常量，I为直导线中电流大小，d为空间中某点到直导线的距离。霍尔元件的工作原理是将金属薄片垂直置于磁场中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流时，e、f两侧会产生电势差。下列说法正确的是（）A．该装置无法确定通电直导线的电流方向B．输出电压随着直导线的电流强度均匀变化C．若想增加测量精度，可增大霍尔元件沿磁感应强度方向的厚度D．用单位体积内自由电子个数更多的材料制成霍尔元件，能够提高测量精度13．图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器上。当大苹果通过托盘秤时，所受的压力较大因而电阻较小，两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘秤时，两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于，其他条件不变的情况下，下面操作可行的是（）A．只适当减小的阻值 B．只增大电源的电动势C．只增加缠绕电磁铁线圈的匝数 D．只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些14．近10年来我国大力发展空军和海军，新增舰船是除美国外其他国家的总和。无论是飞机还是战舰设计，都需要复杂的流体力学知识。当流体流动时，根据流动特征可以分成湍流和层流：如果流体质点的轨迹（一般说随初始空间坐标x、y、z随时间t而变）是有规则的光滑曲线（最简单的情形是直线），这种流动叫层流，此时流体分层流动，各层互不混合，没有这种性质的流动叫湍流。不同状态的流体动力学方程不一样。流体力学中用一个无量纲的数—雷诺数Re（Reynoldsnumber），来表征流体的这一特征，一般情况下，雷诺数小的时候是层流，雷诺数大的时候是湍流。已知雷诺数由四个变量决定，流体的流速v、流体的密度、特征长度d，黏性系数。请根据所学知识对雷诺数的表达式做出判断，以下表达式中可能正确的是：（已知黏性系数为流体中相距dx的两平行液层，由于内摩擦，使垂直于流动方向的液层间存在速度梯度，当速度梯度为1个单位，相邻层“单位”接触面S上所产生的黏滞力F（亦称内摩擦力）即黏性系数，以表示：/它的单位是）（）A． B． C． D．二、实验题（本题共2小题，共20分。）15．（1）用单摆测重力加速度实验中，单摆摆线长为l，摆球直径为d，用秒表测得n个周期的总时间为t，圆周率为，则实验中重力加速度的表达式______。（2）某同学采用图1所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。①实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在______（填“M”或“N”）端。②按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为______（填“a”“b”或“c”）。该错误连接会带来的问题是____________。（3）如图3所示，用伏安法测量待测电阻的阻值，M、N间电压为保持不变。选用三种不同规格的滑动变阻器，最大阻值分别是，，，从左向右移动滑片P，研究待测电阻两端的电压U与滑片的滑动距离L（滑片从左向右滑动的最大距离为）的关系，获得如图4所示的数据结果。请你结合数据结果判断：在使用图3所示电路测量待测电阻阻值的实验中，选择哪一种规格的滑动变阻器最合适，简要说明理由____________。16．某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来验证动量守恒定律，滑块1上安装遮光片，光电计时器可以测出遮光片经过光电门的遮光时间，滑块质量可以通过天平测出，实验装置如题1图所示。（1）游标卡尺测量遮光片宽度如题2图所示，其宽度______cm。（2）打开气泵，待气流稳定后，将滑块1轻轻从左侧推出，发现其经过光电门1的时间比光电门2的时间短，应该调高气垫导轨的______端（填“左”或“右”），直到通过两个光电门的时间相等，即轨道调节水平。（3）在滑块上安装配套的粘扣。滑块2（未安装遮光片）静止在导轨上，轻推滑块1（安装遮光片），使其与滑块2碰撞，记录碰撞前滑块1经过光电门1的时间，以及碰撞后两滑块经过光电门2的时间。重复上述操作，多次测量得出多组数据如下表：64.7269.7370.6980.31104.0515.514.314.112.59.6109.08121.02125.02138.15185.199.28.38.07.25.4根据表中数据在方格纸上作出图线。从图像中可以得到直线的斜率为，而从理论计算可得直线斜率的表达式为______。（用、表示）若，即可验证动量守恒定律。（4）多次试验，发现总大于，产生这一误差的原因可能是______。A．滑块1的质量测量值偏小 B．滑块1的质量测量值偏大C．滑块2的质量测量值偏小 D．滑块2的质量测量值偏大三、计算论述题（本题共4小题，共40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能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）17．如图所示，把一个质量的小钢球用细线悬挂起来，就构成一个摆。悬点O距地面的高度，摆长。将摆球拉至摆线与竖直方向成37°角的位置，由静止释放，忽略空气阻力，取重力加速度，。（1）求小球运动到最低点时细线对小球拉力的大小F；（2）若小球运动到最低点时细线断了，小球沿水平方向抛出，求它做平抛运动水平位移的大小x；（3）求小球落地时重力的瞬时功率P。18．如图所示，宽为L的光滑固定导轨与水平面成角，质量为m的金属杆ab，水平放置在导轨上。空间中存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。S为单刀双掷开关，电源的内阻为r，定值电阻和金属杆接入电路的阻值均为R，重力加速度为g。（1）开关S接1，金属杆恰好能静止在导轨上。求电源电动势E的大小；（2）开关S接2，金属杆由静止开始运动，沿斜面下滑距离s后速度达到最大，此后金属杆匀速运动。求：a．最大速度；b．金属杆从静止开始到最大速度过程中产生的焦耳热。19．法拉第提出场的概念，并且用场线直观地描绘了场，场线的疏密程度表示场的强弱，场线上每一点的切线方向表示场强的方向。（1）狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，与点电荷的电场线分布相似。如图1所示，若空间中有一固定的N极磁单极子，一带电微粒Q在其上方沿顺时针方向（俯视）做匀速圆周运动，运动轨迹的圆心O到磁单极子的距离为d，运动周期为T，重力加速度为g。①在图1中画出N极磁单极子周围的磁感线；②分析该微粒带正电还是负电，并求出该微粒运动轨迹的