2024届北京师大第二附中高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

2024届北京师大第二附中高三下学期第五次调研考试物理试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫基发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星，北斗三号CEO-2是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是（）A．地球同步轨道卫星的运行周期为定值B．地球同步轨道卫星所受引力保持不变C．地球同步轨道卫星绕地运行中处干平衡状态D．地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度2、2019年春晚在舞《春海）》中拉开帷幕．如图所示，五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，若五名领舞者的质量（包括衣服和道具）相等，下面说法中正确的是A．观众欣赏表演时可把领舞者看作质点B．2号和4号领舞者的重力势能相等C．3号领舞者处于超重状态D．她们在上升过程中机械能守恒3、如图所示为五个点电荷产生的电场的电场线分布情况，a、b、c、d是电场中的四个点，曲线cd是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，则下列说法正确的是（）A．该带电粒子带正电B．a点的电势高于b点的电势C．带电粒子在c点的动能小于在d点的动能D．带电粒子在c点的加速度小于在d点的加速度4、如图所示，A、B、C、D为圆上的四个点，其中AB与CD交于圆心O且相互垂直，E、F是关于O点对称的两点但与O点的距离大于圆的半径，E、F两点的连线与AB、CD都垂直。在A点放置一个电荷量为的点电荷，在B点放置一个电荷量为的点电荷。则下列说法正确的是（）A．OE两点间电势差大于OC两点间的电势差B．D点和E点电势相同C．沿C，D连线由C到D移动一正点电荷，该电荷受到的电场力先减小后增大D．将一负点电荷从C点沿半径移动到O点后再沿直线移动到F点，该电荷的电势能先增大后减小5、如图甲所示，将由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示。当钢绳向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，当摩擦力足够大时，就能将重物提升起来，且罐越重，短杆提供的压力越大。若罐的质量为m，短杆与竖直方向的夹角θ=60°，匀速吊起该罐时，短杆对罐壁的压力大小为(短杆的质量不计，重力加速度为g)（）A．mgB．32mgC．16、如图所示，轻绳跨过光滑定滑轮，左端与水平地面上的物块M相连，右端与小球N相连，整个装置处于静止状态。现对小球N施加一水平拉力使其缓慢移动一小段距离，整个过程物块M保持静止，地面对物块M的摩擦力为f则此过程中（）A．f变大，F变大B．f变大，F变小C．f变小，F变小D．f变小，F变大二、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、图甲是工厂静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接直流高压电源后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的，图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。下列说法正确的是()A．金属丝与管壁间的电场为匀强电场B．粉尘在吸附了电子后动能会增加C．粉尘在吸附了电子后电势能会减少D．粉尘在吸附了电子后电势能会增加8、如图所示，xOy平面位于光滑水平桌面上，在O≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向下．由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框，放在该水平桌面上，AB与DE边距离恰为2L，现施加一水平向右的拉力F拉着线框水平向右匀速运动，DE边与y轴始终平行，从线框DE边刚进入磁场开始计时，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的函数图象和拉力F随时间t的函数图象大致是A．B．C．D．9、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一轻质水平状态的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上O点，且处于原长。现让圆环从A点由静止开始下滑，滑到O点正下方B点时速度为零。则在圆环下滑过程中（）A．圆环的机械能先减小后增大，再减小B．弹簧的弹性势能先增大再减小C．与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处D．弹簧再次恢复到原长时圆环的速度最大10、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1，O2和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法正确的是A．小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于mgB．小球下降最大距离为C．小物块在D处的速度与小球速度大小之比为D．小物块在D处的速度大小为三、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）实验小组利用以下方法对物体的质量进行间接测量，装置如图1所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，已知重物P、Q的质量均为m，当地重力加速度为g。在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连。(1)先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图2所示的纸带，则系统运动的加速度a=______m/s2（结果保留2位有效数字）；(2)在忽略阻力的理想情况下，物块Z质量M的表达式为M=______（用字母m、a、g表示）；(3)实际情况下，空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦、定滑轮中的滚动摩擦不可以忽略，物块Z的实际质量与理论值M有一定差异，这种误差是______误差（填“偶然”或“系统”）。12．（12分）如图甲所示是一个多用电表的简化电路图。请完成下列问题。(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量____________（选填“直流电流”、“直流电压”或“电阻”）。(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×l0”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择____________（填“×l”或“×l00”）倍率的欧姆挡。(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙、丙所示的简易欧姆表。实验器材如下：A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；C．可变电阻器R；D．定值电阻R0=4Ω；E．导线若干，红黑表笔各一只。①如图乙所示，表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω；②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，换挡前、后倍率之比为____________。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，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，导轨电阻不计，置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，P、M间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好，阻值为的金属导体棒ab垂直导轨放置，ab的质量为m。ab在与其垂直的水平恒力下作用下，在导线在上以速度v做匀速运动，速度v与恒力方向相同；导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知磁场的磁感应强度大小为B，导线的长度恰好等于平行轨道的间距L，忽略摩擦阻力和导线框的电阻。求：(1)金属棒以速度v匀速运动时产生的电动势E的大小；(2)金属棒以速度v匀速运动时金属棒ab两端电压Uab；(3)金属棒匀速运动时。水平恒力F做功的功率P。14．（16分）如图所示，ABC是一个三棱镜的截面图，一束单色光以i＝60°的入射角从侧面的中点N射入。已知三棱镜对该单色光的折射率，AB长为L，光在真空中的传播速度为c，求：①此束单色光第一次从三棱镜射出的方向（不考虑AB面的反射）；②此束单色光从射入三棱镜到BC面所用的时间。15．（12分）如图所示，AC为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A端的竖直墙壁上质量的小物块将弹簧的另一端压缩到B点，之后由静止释放，离开弹簧后从C点水平飞出，恰好从D点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道小物体与轨道间无碰撞为圆弧轨道的圆心，E为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径，，小物块运动到F点后，冲上足够长的斜面FG，斜面FG与圆轨道相切于F点，小物体与斜面间的动摩擦因数，，取不计空气阻力求：（1）弹簧最初具有的弹性势能；（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小；（3）判断小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D点？若能，求解小物块回到D点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小．

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】

A．同步卫星相对地球是静止的，即运行周期等于地球自转周期，为定值，A正确；BC．地球同步轨道卫星所受引力充当圆周运动的向心力，时时刻刻指向圆心，为变力，其合力不为零，故不是出于平衡状态，BC错误；D．第一宇宙速度是最小发射速度，最大环绕速度，即为在地球表面环绕的卫星的速度，而同步卫星轨道半径大于地球半径，根据可知，轨道半径越大，线速度越小，所以同步卫星运行速度小于第一宇宙速度，D错误。故选A。2、B【解析】

A项：观众欣赏表演时看演员的动作，所以不能将领舞者看作质点，故A错误；B项：2号和4号领舞者始终处于同一高度，质量相等，所以重力势能相等，故B正确；C项：五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，所以处于平衡状态，故C错误；D项：上升过程中，钢丝绳对他们做正功，所以机械能增大，故D错误．故选B．3、C【解析】

A．带电粒子做曲线运动，所受的合力指向轨迹凹侧，分析可知该带电粒子带负电，A错误；BC．根据等势面与电场线垂直，画出过a点的等势面如图所示。则根据沿电场线方向电势逐渐降低知所以同理可得由于带电粒子带负电，则粒子的电势能根据能量守恒定律知，带电粒子的动能B错误，C正确；D．电场线的疏密程度表示电场强度的大小则带电粒子受到的电场力由牛顿第二定律知带电粒子的加速度D错误。故选C。4、B【解析】

ABD．CD与EF所在的平面是一个等势面，则OE两点间电势差等于OC两点间的电势差，D点和E点电势相同，在等势面上移动电荷，电场力不做功，负点电荷电势能不变，故AD错误，B正确；C．C、D连线上电场强度先增大后减小，点电荷受到的电场力先增大后减小，故C错误。故选B。5、B【解析】

先对罐整体受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件求解细线的拉力；再将细线的拉力沿着两个短杆方向分解；最后将短杆方向分力沿着水平和竖直方向正交分解，水平分力等于短杆对罐壁的压力。【详解】先对罐整体受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，拉力等于重力，故：T=mg；再将细线的拉力沿着两个短杆方向分解，如图所示：解得：T1T1x=T【点睛】本题关键是灵活选择研究对象，画出受力分析图，然后多次根据共点力平衡条件列式分析。6、A【解析】

对小球N进行分析，分析其受力情况，设细绳与竖直方向夹角为，则有细绳与竖直方向夹角逐渐增大，增大，所以水平拉力增大；减小，所以绳子拉T增大；由于物块M始终静止在地面上，在水平方向，由平衡条件可得f=Tcosθ则地面对物块M的摩擦力f也变大，故A正确，BCD错误。故选A。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、BC【解析】

A．由图乙可知金属丝与管壁间的电场是非匀强电场，A错误；B．粉尘在吸附了电子后会加速向带正电的金属管壁运动，因此动能会增加，B正确；CD．此时电场力对吸附了电子后的粉尘做正功，因此粉尘在吸附了电子后电势能会减少，C正确，D错误。故选BC。8、AC【解析】当DE边在0～L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度越来越大，与时间成线性关系，初始就是DE边长度，所以电流与时间的关系可知A正确，B错误；因为是匀速运动，拉力F与安培力等值反向，由知，力与L成二次函数关系，因为当DE边在0～2L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度随时间先均匀增加后均匀减小，所以F随时间先增加得越来越快后减小得越来越慢，选C正确，D错误．所以AC正确，BD错误．9、AC【解析】

AB．开始时，弹簧处于原长，弹簧先压缩，弹性势能增大，当弹簧与杆垂直时，弹簧压缩量最大，继续往下滑，弹性势能减小，当滑到弹簧恢复原长时，继续下滑，弹簧将伸长，弹性势能增大直到滑到B点，即弹簧弹性势能先增大后减小再增大，由能量守恒可知，圆环的机械能先减小后增大，再减小，A正确，B错误；C．A点时，弹簧为原长，无弹力，受力分析可知，圆环的加速度由重力沿斜面向下的分力提供：解得，当弹簧与杆垂直时，弹簧弹力垂直于杆，不提供加速度，此时加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，继续往下滑，还有一处弹簧恢复原长，此处弹簧也没有弹力，加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，所以与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处，C正确；D．弹簧再次恢复到原长时，加速度为，沿斜面向下，即将继续往下加速运动，直到加速度为零时开始减速，所以弹簧再次恢复到原长时速度不是最大，D错误。故选AC。10、BD【解析】A、刚释放的瞬间，小球的瞬间加速度为零，拉力等于重力，故A错误；

B、当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，，故B正确；

C、将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据平行四边形定则知，小物块在D处的速度与小球的速度之比为，故C错误；

D、设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为，则,对滑块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：

,解得，故D正确．点睛：解决本题的关键知道两物体组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，以及知道物块与之间的距离最小时，小球下降的高度最大，知道物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度．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、8.0系统【解析】

根据位移差公式求解系统的加速度。对整个系统进行分析，根据牛顿第二定律求解M的表达式。根据误差来源分析误差的性质。【详解】(1)[1]根据位移差公式，解得系统运动的加速度为(2)[2]根据牛顿第二定律，对Q和Z有对物体P有联立解得。(3)[3]由题意可知本实验中误差是由于实验原理的选择而造成的，无法通过多测数据来消除，故这是一种系统误差。【点睛】本题主要考查了通过系统牛顿第二定律测质量的方法，能分析出实验误差的原因。明确系统误差和偶然误差的定义。12、直流电源×10020000100：1【解析】

(1)[1]由图所示可知，当转换开关旋到位置5、6时，表头与电阻串联，此时可用来测量直流电压。(2)[2]测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。(3)①[3]欧姆表中值电阻等于欧姆档内部电阻，则中间刻度值对应示数为有解得所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是。②[4]当电流计满偏时：流过的电流电流计内阻为，给电流计并联的电阻，根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于。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、(1)；(2)；(3)【解析】

(1)在内金属棒ab由原来的位置AB移动到，如图所示这个过程中闭合回路面积的变化量是则穿过闭合回路的磁通量的变化量是根据法拉第电磁感应定律可得(2)电路中的电流为金属棒ab两端的电压为：(3)金属棒ab所受的安培力为金属棒克服安培力做功的功率为14、①光将垂直于底面AC，沿PQ方向射出棱镜②【解析】

①设此束光从AB面射人棱镜后的折射角为r，由折射定律有:解得，显然光从AB射入棱镜后的折射光线NP平行于AC，光在BC面上的入射角为45°,设临界角为α，则由得:可知，故光在BC面上发生全反射,根据几何知识和光的反射定律可知，光将垂直于底