北京市首都师大附中2024届高三模拟考试（三）物理试题试卷

北京市首都师大附中2024届高三模拟考试（三）物理试题试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、新华社西昌3月10日电“芯级箭体直径9.5米级、近地轨道运载能力50吨至140吨、奔月转移轨道运载能力15吨至50吨、奔火（火星）转移轨道运载能力12吨至44吨……”这是我国重型运载火箭长征九号研制中的一系列指标，已取得阶段性成果，预计将于2030年前后实现首飞。火箭点火升空，燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力。下列观点正确的是（）A．喷出的燃气对周围空气的挤压力就是火箭获得的推力B．因为喷出的燃气挤压空气，所以空气对燃气的反作用力就是火箭获得的推力C．燃气被喷出瞬间，火箭对燃气的作用力就是火箭获得的推力D．燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力就是火箭获得的推力2、如图所示，a、b、c、d为圆上的四个点，ac、bd连线过圆心且相互垂直，置于圆心处带正电的点电荷在a点产生的场强大小为E。若在该空间再施加一沿ac方向的大小为2E的匀强电场后，以下说法正确的是()A．a点的场强大小为3E，方向由c到aB．c点的场强大小为3E，方向由c到aC．b、d两点的场强相同，大小都为ED．b、d两点的场强不相同，但大小都为E3、如图，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R，将等电量的异种点电荷Q放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为30°，静电常量为k，则（）A．O点的电场强度大小为B．O点的电场强度方向由O指向AC．O点电势小于C点电势D．试探电荷q从B点移到D点过程中，电势能始终不变4、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比（）A． B． C． D．5、如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4m的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值可能为（取g＝10m/s2，所有高度均相对B点而言）（）A．12m B．10m C．8.5m D．7m6、2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束S1和S2，然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S1和S2相遇形成干涉，被探测器接收。精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0。当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0。下列说法正确的是A．引力波可以超光速传播B．引力波不能传播能量C．探测器接收到的两束波的频率相同D．无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为0二、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，质量为2kg的木块A与轻质弹簧连接，弹簧的另-端固定在墙上，开始时木块A静止在光滑水平面上的O点，现有一质量为3kg的木块B以10m/s的初速度向右运动，与木块A发生碰撞并粘在一起，下列说法正确的是（）A．木块A、B碰后瞬间的共同速度大小为6m/sB．弹簧的最大弹性势能为90JC．A、B碰撞过程中损失的机械能为150JD．弹簧第一次被压缩至最短的过程中，墙对弹簧的冲量为08、如图甲所示，长为l、倾角为α的斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x的变化图像如图乙所示，则()A．μB．小物块下滑的加速度逐渐增大C．小物块下滑到斜面低端的过程中克服摩擦力做的功为1D．小物块下滑到低端时的速度大小为2gl9、一个电子在电场力作用下做直线运动（不计重力）。从0时刻起运动依次经历、、时刻。其运动的图象如图所示。对此下列判断正确的是（）A．0时刻与时刻电子在同一位置B．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的电势分别为、、，其大小比较有C．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的场强大小分别为、、，其大小比较有D．电子从0时刻运动至时刻，连续运动至时刻，电场力先做正功后做负功10、在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F=4N（方向未知）作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过PQ两点时速度大小均为v=5m/s。滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角α=37°，sin37°=0.6，则（）A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°夹角B．滑块从P到Q的时间为3sC．滑块从P到Q的过程中速度最小值为4m/sD．PQ两点连线的距离为12m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）某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。图中A为质量为M的小车，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器B，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码P的质量为m，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。(1)在实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件。(2)乙图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，已知电源的频率为f，由纸带可得小车的加速度表达式为a=__________（用x1、x2、x3、x4、f来表示）。(3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。12．（12分）为了粗略测量电阻，小明同学用量程为5mA的毫安表、电动势为3V的电池、0~999.9Ω)的电阻箱制作了一块简易欧姆表，电路如图所示：（1）为制作欧姆表，__准确测量毫安表的内阻（填“需要”或“不需要”）；（2）进行欧姆调零之后，用该表测量某电阻时，a表笔是__表笔（填“红”或“黑”），此时毫安表读数为2.5mA，则待测电阻阻值为____Ω；（3）如果在毫安表两端并联一个电阻，其余电路均不变，表盘中间刻度对应的电阻值___（填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值___真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。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，一束单色光以一定的入射角从A点射入玻璃球体，已知光线在玻璃球内经两次反射后，刚好能从A点折射回到空气中．已知入射角为45°，玻璃球的半径为，光在真空中传播的速度为3×108m/s，求：（I）玻璃球的折射率及光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角；（II）光线从A点进入及第一次从A点射出时在玻璃球体运动的时间．14．（16分）如图所示金属小球A和B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，A球质量为2m，不带电，B球质量为m，带正电，电量为q，OA=2L，OB=L，轻杆可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，在过O点的竖直虚线右侧区域存在着水平向左的匀强电场，此时轻杆处于静止状态，且OA与竖直方向夹角为37°，重力加速度为g。（1）求匀强电场的电场强度大小E；（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，求A球刚进入电场时的速度大小v。15．（12分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v．（1）求导线中的电流I；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的．小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：．

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、D【解题分析】

A．喷出的燃气对周围空气的挤压力，作用在空气上，不是火箭获得的推力，故A错误；B．空气对燃气的反作用力，作用在燃气上，不是火箭获得的推力，故B错误；CD．燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力作用在火箭上，是火箭获得的推力，故C错误D正确。故选D。2、D【解题分析】

A．由点电荷在a点产生的场强与匀强电场方向相反可知，a点的合场强大小为E，方向由a到c，故A错误；B．由点电荷在c点产生的场强与匀强电场方向相同可知，c点的合场强大小为3E，方向由a到c，故B错误；CD.．由平行四边形定则可知，b、d两点的场强方向不同，但大小都为，故C错误，D正确。故选D。3、A【解题分析】

AB．两电荷在O点的场强大小为E1=E2=k夹角为120°根据平行四边形定则知合场强为E=E1=E2=k方向平行两个电荷的连线向右，故A正确，B错误；C．等量正负点电荷连线的中垂线上电势相等，因而φO=φC，故C错误；D．如果只有+Q存在，则B点电势大于D点电势；如果只有-Q存在，同样是B点电势大于D点电势；由于电势是标量，所以两个场源电荷同时存在时，依然有B点电势大于D点电势，故试探电荷q从B点移到D点过程中，电势能是变化的，故D错误。故选A。4、D【解题分析】

由动量守恒定律得解得代入数据得故选D。5、C【解题分析】

从高度12m处到C点由动能定理，可得从C点到D点由动能定理由于小球在圆环的相同高度处，下滑的速度比上滑的小，对轨道的压力更小，搜到的摩擦力更小，则摩擦力做功则h之值故选C。6、C【解题分析】A、B项：由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故A，B均错误；C项：光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D项：两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波作用时的传播路程一定不同，故D错误。点晴：此题属于科普信息阅读题，一般从文章中结合学过的知识即可直接获得答案，难度一般不会太难，但是需要学生能够快速阅读，并从文章中准确的获得关键信息，也体现了北京高考灵活性高的特点。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、AB【解题分析】

A．木块A、B碰撞，视A、B为系统，动量守恒，则有解得木块A、B碰后瞬间的共同速度大小为故A正确；B．木块A、B碰后压缩弹簧过程，根据能量守恒可得弹簧的最大弹性势能为故B正确；C．A、B碰撞过程中损失的机械能为故C错误；D．弹簧第一次被压缩至最短的过程中，墙对弹簧的作用力不为零，所以根据公式可知墙对弹簧的冲量为0，故D错误；故选AB。8、BC【解题分析】

A、物块在斜面顶端静止释放能够下滑，则满足：mgsinα＞μ0mgcosα，即μ0＜tanα，故A错误.B、根据牛顿第二定律有：a=mgsinα-μmgcosαC、由图乙可知μ=-μ0lx+μ0，则摩擦力其中f0=μ0mgcosα，图线和横轴所围的面积表示克服摩擦力做的功，则下滑到斜面底端的过程克服摩擦力做功：WfD、下滑过程根据动能定理有：mglsinα-W故选BC.【题目点拨】本题主要考查了牛顿第二定律、动能定理的综合应用，涉及到变力做功的问题，F-x图象所围的面积表示F所做的功.9、AC【解题分析】

A．电子只受电场力作用沿直线运动，该直线为一条电场线。结合其图象知其运动情景如图所示。则0时刻与时刻电子在同一位置。所以A正确；B．电子受电场力向左，则场强方向向右，沿电场线方向电势逐渐降低，则有所以B错误；C．图象的斜率为加速度。由图象知过程加速度增大，过程加速度减小。又有则有所以C正确；D．由图象知过程速度减小，过程速度增大，则其动能先减小、后增大。由动能定理知电场力先做负功，后做正功。所以D错误。故选AC。10、BCD【解题分析】

A．设水平恒力F的方向与PQ连线夹角为β，滑块过P、Q两点时的速度大小相等，根据动能定理得FxPQcosβ=△Ek=0得β=90°，即水平恒力F与PQ连线垂直且指向轨迹的凹侧，故A错误；

B．把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动，有当F方向速度为零时，时间为根据对称性，滑块从P到Q的时间为t'=2t=3s故B正确；C．当F方向速度为零时，只有垂直F方向的速度v'=vcos37°=4m/s此时速度方向与F垂直，速度最小，故C正确；D．垂直F的方向上物块做匀速直线运动，有xPQ=v't'=12m故D正确。故选BCD。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、不需要不变【解题分析】

(1)[1]该实验可以用弹簧测力计测量绳子的拉力，故不需要满足小车的质量远大于钩码的质量的条件。

(2)[2]根据逐差法可知，小车的加速度为(3)[3]根据(2)中所得到的加速度的表达式可知，加速度与电源电压无关，所以加速度的测量值与实际值相比是不变的。12、不需要红600变小大于【解题分析】

（1）[1]欧姆表的工作原理而即则不用确定出Rg的值；根据工作原理可求得相应电流对应的电阻值。（2）[2]右表笔接欧姆档的内部电源的正极，根据所有测量都满足红进黑出向右偏的规律，可知右表笔b为黑表笔，左表笔a为红表笔；[3]毫安表读数2.5mA是表头满偏电流5mA的一半，有可知此时的待测电阻值刚好等于欧姆表内阻，有Ω=600Ω（3）[4]在毫安表两端并联一个电阻后，有其欧姆内阻为，阻值变小，即中值刻度值变小。（4）[5]电池电动势减小了，则欧姆调零后，欧姆表的内阻故欧姆表的内阻减小了，由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，故实际测量时，当读数为600Ω，实际电阻是小于600Ω的，故测量值大于实际电阻值。四、计算题：本题