北京市丰台区2024-2025学年高三下学期联合模拟考试物理试题

北京市丰台区2024-2025学年高三下学期联合模拟考试物理试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、下列电磁波中，衍射能力最强的是（）A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．射线2、热核聚变反应之一是氘核（）和氚核（）聚变反应生成氦核（）和中子。已知的静止质量为2.0136u，的静止质量为3.0150u，的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。又有1u相当于931.5MeV。则反应中释放的核能约为（）A．4684.1MeV B．4667.0MeV C．17.1MeV D．939.6MeV3、如图所示，A、B两个质量相等的小球，分别从同一高度、倾角分别为、的光滑斜面顶端由静止自由滑下。在小球从开始下滑到到达斜面底端的过程中，下列判断正确的是（）A．A球和B球到达斜面底端的速度大小不相等B．A球重力做功的平均功率比B球重力做功的平均功率小C．A球运动的加速度比B球运动的加速度大D．A球所受重力的冲量大小比B球所受重力的冲量大小小4、某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（）A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值5、理想变压器的输入端、输出端所连接电路如图所示，图中交流电源的电动势e=311sin(100πt)V，三只灯泡完全相同。当电键S1、S2均断开时，交流电源的输出功率为理想变压器输出功率的3倍。下列各说法中正确的是（）A．理想变压器的匝数比为1：3B．灯泡L1消耗的功率是灯泡L2消耗功率的4倍C．断开电键S1，闭合电键S2时，灯泡L1两端的电压有效值为110VD．断开电键S2，闭合电键S1时，灯泡L1的亮度与C项情况下相比较较暗6、如图甲所示，物体在竖直方向受到大小恒定的作用力F=40N，先由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当t=1s时将F反向，大小仍不变，物体的图象如图乙所示，空气对物体的阻力大小恒定，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体在1.25s内拉力F的平均功率为160WB．物体1.25s内阻力做功的平均功率为为16WC．空气对物体的阻力为6ND．物体的质量为4kg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、“HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（）A．恒星A的密度 B．行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度C．行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期 D．绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期8、如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为m2。施加微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间A与立方体B的速率之比为1:2B．小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，立方体B的速率为C．小球A落地时速率为D．小球A、立方体B质量之比为1:49、如图所示，轻弹簧一端与不可伸长的轻绳OC、DC连接于C（两绳另一端均固定），弹簧另一端连接质量为m的小球。地面上竖直固定一半径为R、内壁光滑的开缝圆弧管道AB，A点位于O点正下方且与C点等高，管道圆心与C点重合。现将小球置于管道内A点由静止释放，已知轻绳DC水平，当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，管道与弹簧间的摩擦不计，重力加速度为g。则小球从A运动到B的过程中（）A．弹簧一直处于伸长状态B．小球的机械能不守恒C．小球在B点的动能为mgRD．轻绳OC的拉力不断增大10、如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为+q的小球A，在其上方l处固定着一个光滑的定滑轮O，绝缘轻质弹性绳一端系在O点正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球B连接。小球B平衡时OB长为l，且与竖直方向夹角为60°。由于小球B缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球B恰好在AB连线的中点C位置平衡。已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球B带负电B．弹性绳原长为C．小球B在C位置时所带电荷量为D．小球B在初始平衡位置时所带电荷量为三、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）图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门A、B固定在气垫导轨上，细线两端分别与钩码和滑块相连，重力加速度为g。(1)实验的主要操作如下：①按图组装好实验器材；②让滑块从气垫导轨上光电门A的右侧某位置由静止释放；③记录遮光条通过光电门A、B所用的时间分别为t1、t2；④改变光电门B的位置，进行多次实验。为完成该实验，还缺少的主要操作是_____；(2)实验中还需要测量的物理量有_____；①滑块的长度D；②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块（含遮光条）的质量M；⑤钩码的质量m。(3)对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=_______；动能的增加量Ek=_____；（用上述所给的字母表示）(4)实验小组处理采集的多组数据并在坐标系Ep-Ek中描点作图，如图乙所示，若两轴的标度相同，造成该实验结果的原因是_______。12．（12分）某同学利用多用表测量分压电路电阻的变化范围，按如下步骤测量：（1）选用欧姆档×10倍率，先将表笔短接调零，再如图甲所示，将表笔接到分压电路两端，从滑片移动到最右端开始进行测量，如图乙所示，根据指针位置，电阻读数为______Ω。（2）将滑片逐渐滑动到最左端而不做其他变动，移动过程中读数变化情况是____A．增大B．减小C．先增大后减小D．先减小后增大（3）记录下整个过程中读数的最小值为24Ω，得到电阻的变化范围。这样测量的最小值的方法是否合理？若合理，写出电阻变化范围；若不合理，说明应如何改正____。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）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度B垂直纸面向里为正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k为正整数。某直角坐标系原点O处有一粒子源，在t=0时刻沿x轴正方向发射速度为v0=103m/s的正点电荷，比荷=1×l06C/kg，不计粒子重力。(1)若k=1，求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次（从O点出发记为第1次）经过y轴时的时刻；(2)若k=2，求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值；(3)若t0=10-5s，则k取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值Tmin和相应的k值。14．（16分）如图，竖直平面内固定有一半径为R的光滑网轨道，质量为m的小球P静止放置在网轨道的最低点A。将质量为M的小球Q从圆轨道上的C点由静止释放，Q与P发生一次弹性碰撞后小球P恰能通过圆轨道的最高点B。已知M=5m，重力加速度为g，求：(1)碰撞后小球P的速度大小；(2)C点与A点的高度差。15．（12分）如图所示，真空中有以O1为圆心，R为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端与y轴相切于坐标原点D，圆的最上端与平行于x轴的虚线MN相切于P点，磁场方向垂直纸面向里，第一象限内在虚线MN上方沿v轴负方向有平行于y轴的有界匀强电场（上边界平行于x轴，图中未画出）。现从坐标原点O在纸面内向坐标系的第一象限和第四象限内的不同方向发射速率均为v0的质子。己知沿x轴正方向发射的质子恰好从P点离开磁场进入电场，能到达电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度E和磁感应强度B大小未知，但满足关系，不计质子的重力、质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。(1)求匀强电场上边界与虚线MN的间距d；(2)在第四象限内沿与x轴正方向成角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终离开磁场区域的过程质子运动的时间t；(3)若电场方向改为沿x轴的负方向，场强大小不变，如图所示，电场上边界位置也不变，y0=4R处有一平行于x轴的荧光屏，与y轴相交于Q点，由O点发射的所有质子最终均能打在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。

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、A【解析】

对题中的几种电磁波波长进行排序，无线电波>红外线>紫外线>射线，波长越长的电磁波衍射能力越强，A正确，BCD错误。故选A。2、C【解析】

反应的质量亏损根据爱因斯坦的质能方程，可得放出的能量为又有解以上各式得所以C正确，ABD错误。故选C。3、B【解析】

A．根据机械能守恒定律可得解得两个小球达到底部的速度大小相等，故A错误；BC．小球的加速度大小为运动时间则运动过程中A斜面斜角小，则A运动的时间比B的大，由于高度相同，重力做功相等，所以A球重力做功的平均功率比B球重力做功的平均功率小，故B正确，C错误；C．由于A运动的时间比B的大，由公式可知，A球所受重力的冲量大小比B球所受重力的冲量大小大，故D错误。故选B。4、A【解析】

根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动．【详解】AC．在t=1s和t=3s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；BD．在t=2s和t=4s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误．5、B【解析】

AB．变压器的输出功率等于输入功率，电源的输出功率等于灯泡L1的功率和变压器的输入功率之和，所以由已知条件知灯泡L1的功率等于变压器输入功率的2倍，也就是灯泡L1的功率等于灯泡L2、L3的功率之和的2倍，所以灯泡L1的功率是灯泡L2功率的4倍，则变压器原线圈的电流是副线圈电流的2倍，由理想变压器电流与匝数成反比，可得匝数比为1：2，故A错误，B正确；C．断开电键S1，闭合电键S2时，由上面分析知，则UL1=2UL2变压器的输入电压和输出电压关系为U2=2U1而U2=UL2UL1+U1=V=220V所以UL1=176V，UL2=88V故C错误；D．断开电键S2，闭合电键S1时，U1=220V，则U2=440V，所以UL2=220V与C中相比电压升高，灯泡变亮，故D错误。故选B。6、B【解析】

A．在1.25s内，图像围成面积为5m，即总位移为5m，拉力第一阶段向上的位移为4m，则拉力做正功160J，第二阶段位移为1m，则拉力做负功40J，总共120J，平均功率96W，故A错误。CD．根据牛顿第二定律可得：F－（mg+f)=ma1F+mg+f=ma2，又由题图乙可知a1=2m/s2a2=6m/s2联立解得物体的质量m=2kg空气对物体的阻力为f=4NCD项错误。B．阻力全程做负功，共Wf=4×5=20J，所以平均功率为B正确。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、BD【解析】

AC．本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；BD．根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得解得，则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD正确。故选BD。8、BD【解析】

A．A与B刚脱离接触的瞬间，A的速度方向垂直于杆，水平方向的分速度与B速度大小一样，设B运动的速度为vB，则因此故A错误；B．根据牛顿第二定律解得又得故B正确；C．由机械能守恒可知解得故C错误；D．根据A与B脱离之前机械能守恒可知解得故D正确。故选BD。9、ACD【解析】

AB．当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，则小球在B点由弹簧的拉力和重力提供向心力，即弹簧处于伸长状态，从A到B的过程弹簧的形变量没有变，故小球的机械能不变，选项A正确，B错误；C．从A到B的过程弹簧的形变量没有变，小球在B点的动能等于小球在A点的重力势能为mgR，选项C正确；D．设OC与OA的夹角为θ，CA与水平夹角为α，C点受力平衡，则竖直方向上有解得从A到B的过程中，θ和弹簧的弹力FAC不变，α不断增大，故OC的拉力不断增大，D正确。故选ACD。10、BC【解析】

A．由同种电荷相互排斥可知，小球B带正电，故A错误；D．根据受力分析和平衡条件，可得解得小球B在初始位置时所带电荷量为，故D错误；C．小球B在C位置时，由相似三角形原理可得解得，故C正确；B．当小球B在C位置时，设绳子原长为x，由受力分析和相似三角形原理可知，当小球B在初始平衡位置时有当小球B在C位置时有联立方程组可得弹性绳原长，故B正确。故选BC。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、将气垫导轨调节水平②③④⑤mgL气垫导轨没有调水平且B端偏低【解析】

(1)[1]．为完成该实验，还缺少的主要操作是将气垫导轨调节水平；(2)[2]．滑块经过两个光电门时的速度分别为则要验证的关系为则要测量的物理量是：②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块（含遮光条）的质量M；⑤钩码的质量m。(3)[3]．对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=mgL；[4]．动能的增加量Ek=；(4)[5]．根据Ep-Ek图像，若Ep=Ek则直线倾角为45°，而现在图中直线倾角为42°，可知Ep<Ek可知原因可能是滑块的重力做正功造成的，即气垫导轨没有调水平且B端偏低。12、200B不合理，理由见解析【解析】

(1)[1]欧姆表表盘示数为20.0，倍率为10，则最后读数为：20.0×10=200Ω，(2)[2]根据串并联电路的特点可知，将滑片逐渐滑动到最左端而不做其他变动，电路的电阻减小，则移动过程中读数减小，B正确；故选B。(3)[3]不合理，读数为24Ω时采用×10时指针太偏右，倍率偏大，应换×1倍率重新调零后再测量。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)0.01m；；(2)；；(3)当取非的正整数时，均可以回到出发点；当时，最小循环周期为【解析】

(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由解得当时，因为，粒子第3次经过轴时恰好向上经历两个半圆（如图）则时间(2)当时，，粒子一个循环周期中运动分别为半圆→整圆→半圆→整圆，因此由几何关系得：与轴交点坐标的最大值为与轴交点坐标的最小值为(3)因为，所以粒子先做圆弧运动，之后对的不同值进行分类讨论：如图可见1、2、3、4时可能的分