北京东城区北京市东直门中学2023-2024学年高三物理第一学期期末综合测试模拟试题含解析

北京东城区北京市东直门中学2023-2024学年高三物理第一学期期末综合测试模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为A．B．C．D．2、如图所示，轨道NO和OM底端对接且。小环自N点由静止滑下再滑上OM。已知小环在轨道NO下滑的距离小于轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦因数相同。若用a、f、v和E分别表示小环的加速度、所受的摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（　　）A．B．C．D．3、下列说法正确的是A．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B．气体温度不变，运动速度越大，其内能越大C．温度降低物体内每个分子动能一定减小D．用活塞压缩气缸里空气，对空气做功4.5×105J，空气内能增加了3.5×105J，则空气向外界放出热量1×105J4、据《世说新语》记载，晋明帝司马昭在回答“汝意谓长安与日孰远”时，一句“举目望日，不见长安”惊愕群臣。我们生活的2020年初的地球，需经8分13秒才能看见太阳的光芒，但我们离长安却隔了将近1111年。距研究者发现，地球与太阳的距离不断缩小，月球却在逐渐远去。下列说法正确的是A．在2020初，地日距离约为150万千米B．倘若月球彻底脱离了地球，则它受到地球对它的引力为0C．与长安城中的人相比，我们的“一个月”在实际上应略长于他们的D．与长安城中的人相比，我们的“一年”在实际上应略长于他们的5、如图所示，正三角形ABC区域内存在的磁感应强度大小为B，方向垂直其面向里的匀强磁场，三角形导线框abc从A点沿AB方向以速度v匀速穿过磁场区域。已知AB=2L，ab=L，∠b=，∠C=，线框abc三边阻值均为R，ab边与AB边始终在同一条直线上。则在线圈穿过磁场的整个过程中，下列说法正确的是（　　）A．磁感应电流始终沿逆时针方向B．感应电流一直增大C．通过线框某截面的电荷量为D．c、b两点的最大电势差为6、在一边长为L的正方形的四个顶点处各放置一个电荷量为q的点电荷，其中ABC处为正点电荷，D处为负点电荷，P、Q、M、N分别是AB、BC、CD、DA的中点，则（　　）A．M、N两点电场强度相同B．P、Q两点电势相同C．将一个带负电的粒子由Q沿直线移动到M，电势能先增大后减小D．在O点静止释放一个带正电的粒子（不计重力），粒子可沿着OD做匀变速直线运动二、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、两波源分别位于x=0和x=20cm处，从t=0时刻起两波源开始振动，形成沿x轴相向传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ，如图所示，为t=0.04s时刻两列波的图像．已知两波的振幅分别为，，质点P的平衡位置在x=1cm处，质点Q的平衡位置在x=18cm处．下列说法中正确的是___________．A．两列波的波源起振方向相同B．Ⅰ和Ⅱ两列波的波长之比为1：2C．t=0.05s时，质点P向下振动，质点Q的坐标为（18cm，-3cm）D．Ⅰ和Ⅱ两列波将在t=0.1s时相遇，之后叠加形成稳定的干涉图样E.t=0.12s时，x=10cm处的质点位移为零但振动加强8、如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧的速度为6m/s，接着A球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径，，下列说法正确的是A．弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量B．A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/sC．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·sD．若半圆轨道半径改为0.9m，则A球不能到达Q点9、牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”。已经知道地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心距离是地球半径k倍，根据万有引力定律，可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1。又根据月球绕地球运动周期为T，可求得月球的向心加速度为a2，两者数据代入后结果相等，定律得到验证。以下说法正确的是()A．B．C．D．10、如图为一列简谐横波在t=0时的波形图，波源位于坐标原点，已知当t=0.5s时x=4cm处的质点第一次位于波谷，下列说法正确的是（）A．此波的波速为5cm/sB．此波的频率为1.5HzC．波源在t=0时运动速度沿y轴正方向D．t=0时波源振动已经历0.6sE.x=10cm的质点在t=1.5s时处于波峰三、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）某实验小组用如图甲所示的实验装置测定小木块与长木板间的动摩擦因数，主要实验操作如下：①先将右端有固定挡板的长木板水平放置在实验桌面上，再将安装有遮光条的小木块用跨过长木板左端定滑轮的细绳与钩码相连接，保持桌面上细绳与长木板平行；②光电门B固定在离挡板较远的位置，光电门A移到光电B与挡板之间的某一位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；③用跟两光电门相连接的数字计时器记录遮光条通过光电门A的时间△t1，遮光条通过光电门B的时间△t2以及小木块从光电门A运动到光电门B的时间△t；④改变光电门A的位置，重复以上操作，记录多组△t1，△t2和△t值。请回答以下几个问题：(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d=___cm；(2)实验测得遮光条经过光电门2的时间Δt2保持不变，利用图象处理实验数据，得到如图丙所示的图象，其中图象纵轴截距为b，横轴截距为c。实验测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数μ＝____。12．（12分）某物理实验小组的同学用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律．（1）为减少阻力对测量结果的影响，实验中应选用__________（填“电磁打点”或“电火花”计时器进行打点．（2）本实验中需要直接测量的物理量是__________，通过计算得到的物理量是__________（均填标号）．A．重锤的质量B．重锤下落的高度C．与下落高度对应的重锤的瞬时速度（3）在实验得到的纸带中，选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证．图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的点，E、F、G到起点O的距离分别为hn-1、hn、hn+1．设打相邻点间的时间间隔为T，如果机械能守恒得到验证，则可根据以上物理量求得当地重力加速度g=__________．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，两端封闭的粗细均匀且导热性能良好的玻璃管放置在水平桌面上，玻璃管长度为3L（单位：cm），玻璃管内由长度为L（单位：cm）的水银柱将管内的理想气体分成左右两部分，稳定时两部分气体长度相同，左右两部分气体的压强均为HcmHg。现在外力作用下使玻璃管沿水平桌面向右做匀加速直线运动，玻璃管中左侧的气柱长度变为原来的一半，重力加速度为g，求玻璃管运动的加速度a的大小。14．（16分）如图所示，在第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一个带正电的粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力，由x轴上的P点垂直磁场射入，速度与x轴正方向夹角，p点到坐标原点的跑离为L。(1)若粒子恰好能从y轴上距原点L处的Q点飞出磁场，求粒子速度大小；(2)若粒子在磁场中有最长的运动时间，求粒子速度大小的范围。15．（12分）如图所示，坐标系第一象限和第二象限均存在垂直纸面向里的匀强磁场，轴为磁场理想边界，两侧磁感应强度大小不同，已知第二象限磁感强度大小为B。坐标原点粒子源以不同的速率沿与轴正方向成30°的方向向第二象限发射比荷相同带负电的粒子。当粒子速率为时，粒子穿过轴第一次进入第一象限，轨迹与轴交点为，进入第一象限经过Q点，已知OQ与轴正方向夹角为30°，OQ长为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力(1)求第一象限磁感强度大小；(2)过点粒子的速度满足条件。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、C【解析】粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过C点，因此粒子出磁场时一定沿ac方向，轨迹如图：由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为根据牛顿第二定律得：解得：，故C正确。故选：C。2、A【解析】A．小球沿轨道下滑做匀加速直线运动，滑至点速度为，下滑过程中有同理上滑过程中有根据题意可知，所以根据加速度的定义式结合牛顿第二定律，可知加速度大小恒定，且满足A正确；B．小球下滑过程和上滑过程中的摩擦力大小根据题意可知，，则，B错误；C．小球在运动过程中根据速度与位移关系可知，速度与位移不可能为线性关系，所以图像中经过点前后小球与路程的关系图线不是直线，C错误；D．小球运动过程中摩擦力做功改变小球的机械能，所以图像斜率的物理意义为摩擦力，即结合B选项分析可知下滑时图像斜率的绝对值小于上滑时图像斜率的绝对值，D错误。故选A。3、D【解析】A、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，故A错误；B、气体温度不变，则内能不变，运动速度增大说明宏观的机械能增大，与内能无关，故B错误；C、温度是分子热运动平均动能的标志，故温度降低了，物体内分子热运动的平均动能降低，不是每个分子的动能都减小，故C错误；D、根据热力学第一定律公式，由题意知，，，解得：，故空气向外界放出热量，故D正确．4、C【解析】A．由可得，地日距离约为故A错误；B．倘若月球彻底摆脱了地球，由万有引力定律可知，地球对它仍然有引力作用，故B错误；C．由于月地距离增大，故月球的公转周期变长，故现在的一月应该长于过去，故C正确；D．由于日地距离不断缩小，故地球的公转周期变短，因此现在的一年应该略短于过去，故D错误；故选C。5、D【解析】A．当三角形导线框abc从A点沿AB运动到B点时，穿过线圈的磁通量一直增大，此时线圈产生一个逆时针电流；而后线圈逐渐离开磁场，磁通量减少，线圈产生一个顺时针电流，故A错误；B．根据公式E=BLv可知，感应电流先增大后减小，B错误；C．由公式故C错误；D．当线框a点刚到达B点时，线框中的感应电动势电流所故D正确。故选D。6、B【解析】A．场强叠加遵循平行四边形定则，M、N两点电场强度大小相等，方向不同，A错误；B．P、Q两点即关于A、C两正电荷对称，又关于B、D两异种电荷对称，根据对称性可知四个点电荷在P、Q两点产生的电势相同，B正确；C．M、N、P、Q关于A、C两正电荷对称，所以对于A、C两正电荷而言，这四个点的电势是相等的，对B、D两异种电荷而言，P、Q两点的电势高于M、N两点的电势，所以负电的粒子由Q沿直线移动到M，根据：可知负电荷电势能一直增大，C错误；D．这四个点电荷形成的电场中，电场力大小改变，加速度改变，所以从O点静止释放的粒子不可能做匀变速运动，D错误。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、BCE【解析】由波形图可知，波Ⅰ传到x=4cm位置时质点的起振方向向下，则波Ⅰ振源的起振方向向下；波Ⅱ传到x=16cm位置时质点的起振方向向上，则波Ⅱ振源的起振方向向上；则两列波的波源起振方向相反，选项A错误；由波形图可知，Ⅰ和Ⅱ两列波的波长分别为2cm和4cm，则波长之比为1：2，选项B正确；波Ⅰ的周期T1=0.02s，则t=0.05s时，质点P在平衡位置向下振动；波Ⅱ的周期T2=0.04s，则t=0.05s时，质点Q在最低点，坐标为（18cm，-3cm），选项C正确；两列波的波速均为，则再经过，即在t=0.1s时刻两波相遇，因两波的频率不同，则叠加后不能形成稳定的干涉图样，选项D错误；t=0.12s时，波Ⅰ在x=10cm处的质点引起的振动为在平衡位置向下振动；波Ⅱ在x=10cm处的质点引起的振动为在平衡位置向下振动；则此质点的位移为零但振动加强，选项E正确；故选BCE．【点睛】本题要掌握波的独立传播原理：两列波相遇后保持原来的性质不变．理解波的叠加遵守矢量合成法则，例如本题中两列波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为；当波峰与波谷相遇时此处的位移为．8、BCD【解析】弹簧弹开两小球的过程，弹力相等，作用时间相同，根据冲量定义可知，弹力对A的冲量大小等于B的冲量大小，故A错误；由动量守恒定律，解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为，故B正确；设A球运动到Q点时速率为v，对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律可得，解得：v=4m/s，根据动量定理，即A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s，故C正确；若半圆轨道半径改为0.9m，小球到达Q点的临界速度，对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律，解得，小于小球到达Q点的临界速度，则A球不能达到Q点，故D正确。故选BCD。9、BD【解析】根据万有引力等于重力得则有地球表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，所以月球的引力加速度为月球绕地球运动周期T，根据圆周运动向心加速度公式得故选BD。10、ADE【解析】A．由图可得，t=0时平衡位置为1.5cm质点处于波谷，t=0.5s时，x=4cm处的质点第一次位于波谷，则有故A正确；B．根据那么频率故B错误；C．由波的传播方向沿着x轴正方向，依据上下波法，则波源在t=0时，运动速度沿y轴负方向，故C错误；D．由图可知，正好是波长的一个半，而周期为0.4s，因此此时波源振动已经历0.6s，故D正确；E．当t=0时，x=2.5cm质点处于波峰，而波峰传播x=10cm的质点的时间为故E正确。故选ADE。【点睛】此题是机械波的传播问题，考查波长、波速及周期的关系，掌握由波的传播方向来确定质点的振动方向的方法：上下波法、同侧法等。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、1.010【解析】(1)[1]遮光条宽度：d=10mm+2×0.05mm=10.10mm=1.010cm.(2)[2]设小木块运动的加速度为a，由题知：解得：结合图象可以得到：解得：根据牛顿第二定律得：mg－μMg=（m+M）a结合，解得：。12、电火花；B；C；；【解析】（1）打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器，其中电火花计时器实验误差较小．电火花打点记时器是利用照明电打出的火花而打出点，由于作用快，不会产生托痕，可使实验更精确，误差更小．（2）重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去．需要测量的物理量是B：重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是C：与下落高度对应的重锤的瞬时速度．（3）根据匀变速直线运动直线运动过程中中间时刻速度推论可得，根据机械能守恒定律可得四、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、【解析】设玻璃管的横截面积为S，静止时左右两侧的气体压强，体积运动时，设左侧气体的压强为，右侧气体的压强由题意知左右两部分气体的体积，对左侧气体由玻意耳定律知解得对右侧气体由玻意耳定律知解得对水银柱由牛顿第二定律知即解得14、（1）；（2）.【解析】（1）粒子的轨迹如图所示设粒子速率为由几何关系得解得（2）若粒子在磁场运动时间最长，则应从x轴射出磁场，设其速度的最大值为粒子恰好与y轴相切。由几何关系可知解得。粒子的速度。15、(1)；(2)或【解析】(1)设速度为的粒子在第二象限和第一象限做圆周运动的圆心分别为、，轨道半径分别为、，由牛顿第二定律得根据几何关系得：过点做速度的垂线PA，连接PQ，做PQ中垂线交PA于A，所以A点为在第一象限轨迹圆心，因为，，交点为B，在直角三角形QBA中解得(2)根据(1)假设粒子在第二象限半径为，则在第一象限半径为若粒子从第二象限过点，则：得：又因为所以若粒子从第一象限过点，则：得：，又因为所以