北京市东城五中2024学年物理高三上期中统考试题含解析

北京市东城五中2024学年物理高三上期中统考试题注意事项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、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102kg B．1.6×103kg C．1.6×105kg D．1.6×106kg2、某学习小组进行了如下探究实验：如图所示，一小球以速度冲向光滑斜面，并能沿斜面高，则下列结论可以写入探究报告的是（______）A．若把斜面从点锯断，小球冲出点后仍能升高B．若把斜面弯成所示的弧形，小球仍能沿升高C．若把斜面弯成所示的半弧形，小球仍能沿升高D．若使小球能沿半圆形轨道到达顶点，则小球沿斜面运动时一定会冲出点3、如图所示，在一点电荷的电场中有三个等势面，与电场线的交点依次为a、b、c，它们的电势分别为12V、8V和3V，一带电粒子从一等势面上的a点由静止释放，粒子仅在电场力作用下沿直线由a点运动到c点，已知粒子经过b点时速度为v，则()A．粒子一定带负电 B．长度ab∶bc＝4∶5C．粒子经过c点时速度为 D．粒子经过c点时速度为4、如图所示，倾角为θ的光滑斜面上放置一重力为G的小球，小球与固定在天花板上的绳子相连，小球保持静止状态。绳子与竖直方向的夹角也为θ。若绳子的拉力大小为F，斜面对小球的支持力大小为F1，则A．F1=FB．F1=GcosθC．F=GcosθD．Fcosθ=Gsinθ5、将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，图象如图所示，以下判断正确的是（）A．前货物做匀变速直线运动B．前内货物处于失重状态C．前内与最后内货物的平均速度相同D．第末至第末的过程中，货物的机械能守恒6、用一根细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度后突然释放，重物可将线拉断，如果在细线上端拴一段橡皮筋，再从同样高度释放重物，细线不再被拉断，这是因为拴上橡皮筋后在细线绷直时与不拴橡皮筋相比较()A．重物的动量减小B．重物动量改变量减小C．重物所受冲量减小D．重物动量的变化率减小二、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，虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷量相同的粒子P、Q从磁场边界的M点先后射入磁场，在纸面内运动．射入磁场时，P的速度垂直于磁场边界，Q的速度与磁场边界的夹角为45°。已知两粒子均从N点射出磁场，且在磁场中运动的时间相同，则（）A．P和Q的质量之比为1：2 B．P和Q的质量之比为C．P和Q速度大小之比为 D．P和Q速度大小之比为2：18、如图所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为2kg。现剪断A、B间的细绳，解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的υ－t图如图所示，则可知()A．在A离开挡板前，A、B系统动量不守恒，之后守恒B．在A离开挡板前，A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒C．弹簧锁定时其弹性势能为9JD．若A的质量为1kg，在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为3J9、下列说法中正确的是。A．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用B．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点C．所有晶体沿不同方向的导热性能都相同D．各种晶体中的原子（或分子、离子）都是无规则排列的E.一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的10、从水平地面上同时抛出小球A和小球B，A沿竖直向上的方向抛出，B沿斜向上抛出，它们恰好同时到达最高点，不计空气阻力．则A．A、B均做匀变速运动B．B的加速度比A的大C．A上升的最大高度比B大D．落地时B的速度比A大三、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）如图甲所示是某同学在探究“物体质量一定时，加速度与合外力的关系”的实验装置，实验时将小车从光电门A的右侧由静止释放，与光电门连接的数字计时器可以测量遮光片经过光电门A、B所用的时间tA、tB，回答下列问题．(1)下列实验要求必须满足的是________．A．保证沙桶和沙的质量远小于小车的质量B．保持沙和沙桶的质量不变C．保持穿过光电门的细线与长木板平行D．保持小车的质量不变(2)为测算小车的加速度，实验中还需要测量的物理量有________和________________．(3)实验中改变沙和沙桶的质量，得到小车加速度a与测力计示数F的对应关系如图乙所示，图线不经过原点，可能的原因是__________．12．（12分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律.下面列举了该实验的几个操作步骤:A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．用天平测出重锤的质量；D．先释放悬挂纸带的夹子,让重物带着纸带自由下落，后接通电源；E．测量纸带上某些点间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_____（将其选项对应的字母填在横线处）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）一列简谐横波在x轴上传播，如图所示，实线是这列波在t1＝0.1s时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.2s时刻的波形，求：(ⅰ)如果此波沿x轴正方向传播，波速的最小值；(ⅱ)如果此波沿x轴负方向传播，波速的可能值。14．（16分）(1)静电场可以用电场线和等势面形象描述，电场线的疏密反映了电场强度的大小．(a)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；(b)点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S1、S1到点电荷的距离分别为r1、r1．请计算S1、S1上单位面积通过的电场线条数之比N1/N1．(1)宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图所示．假设A、B两个天体辐射功率相同，且都在均匀持续地辐射．天体A距地球1万光年，天体B距地球5万光年．(忽略电磁波传播过程中的损耗)(a)用一架射电望远镜接收到A发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自天体B的电磁波功率P1是多大?(b)为收集足够强的信号，增大望远镜口径是一一种常用方法．为使接受到天体B的信号功率和天体A一样强，可将望远镜口径增大为原来的多少倍?15．（12分）如图所示，内壁光滑的气缸分为高度相等的AB、BC两部分，AB、BC两部分中各有厚度和质量均可忽略的绝热活塞a、b，横截面积Sa=2Sb，活塞a上端封闭氧气，a、b间封闭氮气，活塞b下端与大气连通，气缸顶部导热，其余部分均绝热.活塞a离气缸顶的距离是AB高度的，活塞b在BC的正中间.初始状态平衡，大气压强为p0，外界和气缸内气体温度均为7℃.（1）通过电阻丝缓慢加热氮气，求活塞b运动到气缸底部时氮气的温度；（2）通过电阻丝缓慢加热氮气至420K，求平衡后氧气的压强.

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】

设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．2、C【解题分析】若把斜面从点锯断，物体冲过点做斜抛运动．由于物体机械能守恒，同时斜抛运动最高点，速度不为零，故不能到达高处．故A错误；若把斜面弯成圆弧形，如果能到圆弧最高点，即处．由于合力充当向心力，速度不为零．根据机械能守恒知，物体沿升高的高度小于．故B错误；无论是把斜面从点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高．故C正确；由上知，若把斜面从点锯断或弯成如图所示半圆弧状，物体都不能升高，但物体的机械能仍守恒，故D正确．故选C．点睛：本题关键是根据机械能守恒定律分析，同时要分析物体到达最高点时速度是否为零，知道沿圆弧内侧运动到达最高点时，速度不为零．3、C【解题分析】A、根据a、b、c三点的电势可知，电场线方向由a指向c，带电粒子由静止从a点运动到c点，是顺电场线移动，所以粒子带正电，A错误；B、点电荷形成的电场不是匀强电场，不能用来计算电势差与电场强度及两点间距离的关系，B错误；C、D、由动能定理得：，，且，，计算得：，C正确；D错误；故选C．4、A【解题分析】

对小球受力分析，正交分解，如图：由平衡条件，水平方向：，得：，竖直方向：，得：，也即，故A正确，BCD错误。5、C【解题分析】

A．由图像可知，前3s匀加速向上运动；3-5s内匀速向上运动；5-7s内匀减速向上运动；可知前7s货物不是做匀变速直线运动，选项A错误；B．前3s内货物向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态，选项B错误；C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同，均为选项C正确；D．3s到5s内物体做匀速直线运动，动能不变，高度增大，重力势能增加，所以机械能不守恒，D错误。故选C。6、D【解题分析】

两次从相同的高度释放重物，直到细线绷直的一瞬间，重物都是做自由落体运动，由动能定理可知：mgh=12mv2，解得v=2gh，则两次重物的末速度都相等，由p=mv以及△p=mv-mv0=mv可知，重物的动量没有减小，动量改变量也没有减小，故AB错误。根据动量定理△I=△p，重物所受冲量等于自身动量改变量，故两次重物所受冲量相等，故【题目点拨】本题考查动量定理和动能定理。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、AC【解题分析】

设MN=2R，则对粒子P的半径为R，有：；对粒子Q的半径为R，有：；又两粒子的运动时间相同，则，，即，解得，，故AC正确，BD错误．8、ACD【解题分析】

在A离开挡板前，由于挡板对A有作用力，所以A、B系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；离开挡板之后，系统的合外力为零，动量守恒，故A正确；在A离开挡板前，挡板对A的作用力不做功，A、B及弹簧组成的系统在整个过程中只有弹簧的弹力做功，机械能都守恒，故B错误；解除对弹簧的锁定后至A刚离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能释放，全部转化为B的动能，根据机械能守恒定律，有：Ep=12mBvB2，由图象可知，vB=3m/s，解得：Ep=9J，故C正确。分析A离开挡板后A、B的运动过程，并结合图象数据可知，弹簧伸长到最长时A、B的共同速度为v共=2m/s，根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有：mBv0=（mA+vB）v共；E【题目点拨】本题主要考查了动量守恒定律及机械能守恒定律的应用，关键是搞清运动过程，能够知道当弹簧伸到最长时，其势能最大．9、ABC【解题分析】A、叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故A正确；B、液晶具有晶体的各向异性，故可以利用对光的通过性质不同，而制造出液晶显示器，故B正确；C、晶体在各个方向上的导热性能相同，体现为各向同性，故C正确；D、晶体是质点(分子、离子、或原子)在空间有规则地排列的，具有整齐外形，故D错误；E、饱和汽的压强与液体的种类和温度有关，与体积无关；故E错误；故选ABC。10、AD【解题分析】

两物体在空中只受重力作用，加速度相同且不变，所以两物体均作匀变速运动，A正确、B错误；竖直方向均作竖直上抛，同时到达最高点，运动时间相同，B抛出时的竖直速度与A相等，上升的最大高度相等，C错误；B还有水平方向的初速度，B的初速度大于A的初速度，只有重力做功，根据机械能守恒，落地时B的速度比A大，D正确．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、CD遮光片的宽度光电门AB间的距离未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足【解题分析】（1）由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求沙桶和沙的质量远小于小车的质量，故A错误；根据控制变量法原理可知，探究“物体质量一定，加速度与合外力的关系”时要保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，故B错误，D正确；保持穿过光电门的细线与长木板平行，使平衡摩擦力后，绳子的拉力等于小车受到的合外力，故C正确；故选CD．

（2）已经知道遮光片经过光电门A、B所用的时间tA、tB，则需要测量遮光片的宽度d，从而求出经过AB时的速度，要求出加速度，根据匀变速直线运动位移速度公式即可求解，所以还要测出光电门AB间的距离；

（3）图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，系统仍存在摩擦力．

点睛：本题第1问选项A为易错选项，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高．12、BCD【解题分析】

电火花打点计时器接220V交流电源，电磁打点计时器接6V的交流电；验证机械能守恒定律的实验中，质量两边可以消去，不需要用天平测出重锤的质量；先接通电源，然后释放纸带。【题目详解】操作不当的步骤是B、D，应将打点计时器接到电源的“交流输出”上；应先接通电源，然后再释放纸带；没有必要进行的是C，在验证机械能守恒定律的实验关系式中，质量两边可以消去，不必测出重锤的质量。故选：B、C、D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、(ⅰ)30m/s(ⅱ)v＝(80k＋50)m/s(k＝0，1，2，3，…)【解题分析】