北京市西城区北京教育学院附中2024届高三物理试题综合试卷（16）物理试题

北京市西城区北京教育学院附中2024届高三物理试题综合试卷（16）物理试题

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、如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成60。角，杆上穿有质量为机的小球。和质量为2机的小球。,

”，力小球通过一条细绳跨过两个定滑轮相连接。当。、b静止时段绳竖直，02b段绳与杆的夹角为30。。若忽略小球

力与杆间的摩擦，重力加速度的大小为g。则下列说法正确的是（）

A.绳对。的拉力大小为mgB.绳对a的拉力大小为2mg

C.。与杆之间可能没有弹力D.。与杆之间一定没有摩擦力

2、如图所示，一直角三角形QCd在竖直平面内，同一竖直面内的。、》两点关于水平边cd对称，点电荷。/、。2固定

在C、d两点上。一质量为〃2、带负电的小球尸在〃点处于静止状态，取重力加速度为g,下列说法正确的是（）

0对尸的静电力大小为立〃吆

A

2

B.幼、。2的电荷量之比为¥

C.将尸从。点移到万点，电场力做正功

D.将尸从。点沿直线移到》点，电势能先增大后减小

3、一足够长的传送带与水平面的倾角为仇以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度

的小物块，如图甲所示，以此时为计时起点U0,小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图乙所示，图中

取沿斜面向上的运动方向为正方向，n>P2,已知传送带的速度保持不变，则（)

A.小物块与传送带间的动摩擦因数jivtanO

B.小物块在0~4内运动的位移比在Mi内运动的位移小

C.OF内，传送带对物块做功为

D.0“2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热量

4、2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波

探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。若质量分别为，小

和mi的A、B两天体构成双星，如图所示。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（）

A.A、B做圆周运动的半径之比为加2：

B.A、B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1

C.A、B做圆周运动的转速之比为1：1

I）.A、B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1

5、质量为m的小球套在竖直的光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直

平面内.让小球从A点开始释放，此时弹簧处于原长，当小球下降的最大竖直高度为h时到达B点，若全过程中弹簧

始终处于弹性限度内，竖直杆与OB的夹角为30。，下列研究小球从A到B全过程的说法正确的是

A.当弹簧与杆垂直时，小球速度最大

B.小球的加速度为重力加速度的位置共有三个

C.弹簧的弹性势能先增大后减小

D.弹簧的弹性势能增加量大于mgh

6、中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站一华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省威海市荣成石

岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是嘴U+x-2Ba+；：Kr+3x。下列

关于x的说法正确的是（）

A.x是a粒子，具有很强的电离本领

B.x是a粒子，穿透能力比较弱

C.x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的

D.x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的

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，在粗糙水平面上放置质量分别为小、叭3加、2机的四个木块A、B、C、D,木块A、B用一不可伸长

的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为〃，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

若用水平拉力尸拉木块B,使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g,则需要满足的条件是（）

A.木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2

B.木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为与

C.轻绳拉力尸T最大为4mg

D.水平拉力产最大为普坦

8、如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的

左端连接质量为机的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为"。从某时刻开始给小车施加水平向

右的外力尸，外力尸从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2〃（m+M）g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木

块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（）

A.木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变

B.当弹簧产生弹力时，外力尸的大小为

C.在外力/从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等

D.在外力尸从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能

9、如图1所示，矩形线圈放在光滑绝缘水平面上，一部分处于竖直向卜的匀强磁场中，线圈用绝缘直杆连接在竖直墙

上.当磁场的磁感应强度"随时间，按如图2所示的规律变化时，则在0“时间内

A.杆对线圈的作用力一直是拉力B.轩对线圈的作用力先是拉力后是推力

C.杆对线的作用力大小恒定D,杆对线圈的作用力先减小后增大

10、如匡所示，光滑细杆MN倾斜固定，与水平方向夹角为0,一轻质弹簧一端固定在。点，另一端连接一小球，小

球套在细杯上，O与杆MN在同一竖直平面内，P为MN的中点，且OP垂直于MN,已知小球位于杆上M、P两点

时，弹簧的弹力大小相等且在弹性限度内。现将小球从细杆顶端点由静止释放，则在小球沿细杆从M点运动到N

点的过程中（重力加速度为g）,以下判断正确的是

A.弹簧弹力对小球先做正功再做负功

B.小球加速度大小等于gsinO的位置有三个

C.小球运动到P点时的速度最大

D.小球运动到N点肘的动能是运动到P点时动能的两倍

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）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：

（1）在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“1mA”挡，指针的位置如图（a）所示，则测量结果为

（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电池的电动势为E、Ro为调零电阻，某次将待测电阻用电阻箱

代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系如图（c）所示，则此时多用电表的内阻为C,该电源的电动

势E=V.

（3）下列判断正确的是o

A.在图（b）中，电表的左、右插孔处分别标注着“+”

B.因为图（c）是非线性变化的，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大

C.欧姆表调零的实质是通过调节Ro,使R0=o时电路中的电流达到满偏电流

D.电阻R、的变化量相同时，飞越小，则对应的电流变化量就越大

12.（12分）为了测量某金属丝的电阻率:

（1）如图a所示，先用多用电表“X1。，，挡粗测其电阻为Q,然后用图b的螺旋测微器测其直径为mm,

再用图c的毫米刻度尺测其长度为cm.

（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A.电压表V（量程3V,内阻约为15kH；量程15V,内阻约为75kH）

B.电流表A（量程0.6A,内阻约为1。；量程3A,内阻约为0・2。）

C.滑动变阻器修（0〜5Q,1A）

D.滑动变阻器&（0〜2000Q,0.1A）

E.1.5V的干电池两节，内阻不计

F.电阻箱

G.开关S,导线若干

为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用（填或“&”）；请在方框内设计最合理的电路图_______并完

成图d中的实物连线.

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，倾角为37°的斜面体固定在水平面上，斜面上48两个位置之间的距离为2m,第一次用沿

斜面向上、大小为尸=6N的力把质量为0.5kg的物体由静止从A处拉到“处，所用时间为1s;第二次用水平向右、大

小为f'=10N的力作用在物体上，物体仍由A处从静止沿斜面向上运动，一段时间后撤去外力，物体运动到B处时

速度刚好减为零。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计物体大小，重力加速度g=10m/s?。求:

（1）物体与斜面间的动摩擦因数；

（2）物体第二次从4运动到4的过程，水平力F，的作用时间。（结果可保留根式）

14.（16分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成

37。角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，

棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25o

（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻K消耗的功率为8W,求该速度的大小；

（3）在卜.问中，若R=2Q.金属棒中的电流方向由。到瓦求磁感应强度的大小与方向：

（4）若如棒从静止到速度稳定下滑的距离为20m,求此过程R产生的热量。（41137。=0.6,cos37o=0.8）

15.（12分）如图所示，用质量m=lkg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计,

开始时活塞距离汽缸底部的高度历=1.0m,气体的温度。=27C。现将汽缸缓慢加热至A=207C,活塞缓慢上升到距

离汽缸底某一高度加处，此过程中被封闭气体增加的内能AU=300J,已知大气压强po=l.OxlO5pa,重力加速度g=

10m/s2,活塞横截面积S=5.0xl0Tm2。求：

（i）初始时汽缸内气体的压强力和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度比；

（ii）此过程中缸内气体吸收的热量

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、B

【解题分析】

AB.以力球为研究对象，球匕受绳子的拉力、重力和杆的支持力而平衡，如图所示

12叫

以沿杆和垂直于杆正交分解可得

Feos300=2mgcos30°

即绳子的拉力为b=2m?，因为绳子对b的拉力与绳子对〃的拉力大小相等，故A错误，B正确；

CD.对球。分析可知，球。受到绳子竖直向上的拉力为2/摩，竖直向下的重力为6g,两力不能平衡，根据摩擦力和

弹力的关系可知。与杆之间一定有弹力和摩擦力存在，故C错误，D错误。

故选B。

2、B

【解题分析】

A.由于尸处于平衡状态，可知对尸的静电力大小为

F2=mgcos60=；mg

选项A错误；

B.同理可知01对尸的静电力大小为

*mg

Fx=mgcos30

设“c=L,则刃/=6乙由库仑定律

9窄

7

联立解得0、0的电荷量之比为

旦二正

2一3

选项B正确；

CD.将P从。点移到5点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，选项CD错误；

故选Bo

3、D

【解题分析】

v・t图象与坐标轴所围成图形的面积等于物体位移大小，根据图示图象比较在两时间段物体位移大小关系；由图看出，

物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上。。〜内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，可

知物块对传送带做功情况。由于物块能向上运动，则有MmgcosO>mgsinO.根据动能定理研究。〜tz内，传送带对物

块做功。根据能量守恒判断可知，物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则系统产生的热量大

小一定大于物块动能的变化量大小。

【题目详解】

在ti〜t2内，物块向上运动，则有pmgcosO>mgsinO,解得：p>tanO,故A错误。因丫1>及，由图示图象可知，0~ti

内图象与坐标轴所形成的三角形面积大于图象在ti〜t2内与坐标轴所围成的三角形面积，由此可知，物块在。〜力内运

动的位移比在h〜t2内运动的位移大，故B错误；0〜t2内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高

22

度下降，重力对物块做正功，设为WG,根据动能定理得：W+WG=7mv24mv1,则传送带对物块做功

22

Wrgim/.gmv，故C错误。0〜t2内，物块的重力势能减小、动能也减小，减小的重力势能与动能都转化为系统

产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小，即：0〜t2内物块动能变化量

大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热，故D正确。故选D。

4、D

【解题分析】

AB.因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力

G"a=o'=ni2ayr2

L

可知两天体的向心力大小相等，半径之比为

二=%

弓町

AB正确；

C.根据角速度与转速的关系

co=

可知两天体转速相同，C正确:

D.由

G—=ma

L22

得

a2

D错误。

本题选不正确的，故选D。

5、B

【解题分析】

小球A运动过程如右图所示:

当小球滑至。点时，弹簧与杆垂直，水平方向弹簧弹力与杆的弹力平衡，小球在竖直方向受重力，则小球的加速度为

重力加速度，小球仍向下加速，此时速度不是最大，当合力为零时速度最大，而合力为零的位置应在弹簧与杆垂直位

置的下方，故A错误.在图中A、D两位置，弹簧处于原长，小球只受重力，即小球加速度为重力加速度的位置有人、

C、。三个，故B正确；弹簧的形变量先增大后减小再增大，其弹性势能先增大后减小再增大，故C错误；小球与弹

簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒.根据系统机械能守恒定律可知，小球从4到8全过程中

增加的弹性势能应等于减少的重力势能机g心故D错误.所以B正确，ACD错误.

6、D

【解题分析】

AB.根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，x为中子,

故AB错误;

CD.根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的，故C错误,

D正确。

故选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。分。

7、BC

【解题分析】

A.设左侧A与C之间的摩擦力大小为6“右侧B与D之间摩擦力大小为尸粒设木块C、D与水平面间的动摩擦因数

最大为"，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则

尸f1=4〃'mg,Ff2=3/z'mg

得

吊i与尸葭之比为4：3,故A错误；

B.对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小

"T=4"'/〃g

A刚要滑动时，静摩擦力达到最大值

FT寸mg

联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为二，故B正确；

CD.对B、D整体分析，水平拉力户最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以

,吆

F=//(Img)=---

4

f

咛=〃(4加g)="ng

故C正确，D错误。

故选BC.

8、AB

【解题分析】

A.当厂较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有

F=(m+M)a

Ff=ma

得

F产」一F

"2+M

R与尸成正比，当R增大到等于后，木块与小车间缓慢相对移动，R保持不变，故A正确；

B.当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大

Ff=/img

可得

尸=〃Q〃+M)g

故B正确；

C.当/达最大时，有

〃“ig+F'=ma'

得

F，=/ng

所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，

木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；

D.弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与

木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错

误。

故选AB。

9、BD

【解题分析】

AB.磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，杆对线圈的作用力先是拉力后是推力，A错误，B正确；

CD.由于瞰场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，感应电流恒定，由于磁感应强度先变小后

变大，由可知，杆对线圈的作服力先减小后增大，C错误，D正确.

10、BD

【解题分析】

A项：由题意不能确定在M点和在N点时弹簧是压缩还是拉伸状态，所以弹簧对小球可能先做正功后做负功，也可

能先做负功后做正功，故A错误；

B项：由于MP之间和PN之间各有一位置弹簧弹力为零，当弹力为零时小球的加速度为gsin。，在P点时由于弹簧

的弹力与杆垂直，所以小球的加速度也为gsin〃，所以小球加速度大小等于gsin。的位置有三个，故B正确；

C项：由于小球在P点的加速度为gsin。，所以小球的速度一定不为最大，故C错误；

D项：从M到P由能量守恒得:△纥,+g/wv；,从P到N由能量守恒得：mgh+△纥，=J《一g〃就，

联立解得：小球运动到N点肘的动能是运动到P点时动能的两倍，故D正确。

故选：BDo

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、0.461.5X1049CD

【解题分析】（1）选择开关置于TmA”时，选择表盘第二排刻度进行读数，分度值为0.02A,对应刻度示数为23,故则

测量结果为0.02x23=0.46A；

EE

（2）根据/g=耳;，/=彳元，由图可得益=0.6月，当/=0.3月时，&=15k。,解得R内=15kQ=1.5x109石=9.0%

（3）A、根据电流红进黑出，在图（b）中，电表的右、左插孔处分别标注着“+故A错误；

B、函数图象是非线性变化，导致欧姆表刻度不均匀，示数左大右小是由于外电阻增大，电路电流减小造成的，故B

项错误。

C、欧姆表调零通过调节滑动变阻器Ro,调节至待测电阻Rx为零（即两表笔短接）时，电流表满偏，对应欧姆表示数

为零，故C正确；

D、欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化，而且1・&切线斜率大小随待测电阻值增大减小,

即K阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小，欧姆表刻度左密右疏，故D正确；

故选CD,

12、8.0（或者8）；2.095（2.095~2.098均可）10.14（10.13To.15均可）Ri

【解题分析】

第一空.由图示多用电表可知，待测电阻阻值是8x10=8。；

第二空.由图示螺旋测微器可知，的固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01x9.5mm=（H）95mm,其读数为：

2mm+9.5x0.01mm=2.095mm；

第三空,毫米刻度尺测其长度为10.I4cm

第四空.滑动变阻器修（0-2000。，0.1A）的阻值比待测金属丝阻值8。大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，

滑动变阻器应选R,最大阻值5。；

第五空.为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路

图如图所示；

第六空.根据实验电路图连接实物电路图，如图所示;

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、(1)0.25(2)之

【解题分析】

(1)设43间的距离为入，当拉力沿着斜面向上时，加速度为％，加速运动的时间为2

根据运动学公式

r12

沿斜面向上运动的加速度

2L..

4=—=4m/s2

根据牛顿第二定律

F-mgsin。一cos0=ma()

//=F-^sin^-^