2024年北京市海淀区知春里中学物理高三上期中达标检测模拟试题含解析

2024年北京市海淀区知春里中学物理高三上期中达标检测模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、一个沿竖直方向运动的物体，其速度图像如图所示，规定向上为正方向，当地重力加速度g=10m/s2，则可知()A．1s时物体处于平衡状态B．上升和下降两个阶段加速度大小相等，方向相反C．3s时物体处于抛出点上方15mD．3s内物体一直处于完全失重状态2、两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s，vB=2m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（）A．vA′=5m/s，vB′=2.5m/s B．vA′=－4m/s，vB′=7m/sC．vA′=2m/s，vB′=4m/s D．vA′=7m/s，vB′=1.5m/s3、太空飞船在宇宙空间中飞行时，会遇到太空尘埃的碰撞而受到阻碍作用．设单位体积的太空均匀分布着尘埃n颗，每颗尘埃平均质量为m，尘埃速度可忽略、飞船的横截面积为S，与尘埃碰撞后将尘埃完全黏附住．当飞船维持恒定的速率v飞行时，飞船引擎需要提供的平均推力为A．nmv2S B．nmv2S C．nmv2S D．nmv2S4、如图所示，A、B两物块质量分别为2m、m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x，现将悬绳剪断，则下列说法正确的是A．悬绳剪断后，A物块向下运动2x时速度最大B．悬绳剪断后，A物块向下运动3x时速度最大C．悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为2gD．悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为g5、如图，图线I和Ⅱ分别表示先后从同一地点以相同速度v做竖直上抛运动的两个物体的v－t图，则两个物体A．在第Ⅰ个物体抛出后3s末相遇B．在第Ⅱ个物体抛出后4s末相遇C．在第Ⅱ个物体抛出后2s末相遇D．相遇时必有一个物体速度为零6、用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理．如图所示，从距秤盘80cm高处把1000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1s，豆粒弹起时竖直方向的速度大小变为碰前的一半，方向相反．若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力)，已知1000粒的豆粒的总质量为100g．则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为()A．0.2N B．0.6NC．1.0N D．1.6N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、下列说法正确的是（）A．一定质量的理想气体，在体枳不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减少B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C．空调既能制热又能制冷，说明热量可以自发地从低温物体向高温物体传递D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能都是随分子间距离的减小而增大E.在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果8、如图所示，带正电的小球套在绝缘光滑水平直杆上，轻弹簧一端固定在O点，另一端与小球相连。空间中有水平向右的匀强电场，现将小球从P点由静止释放，它向右运动的过程中经过了Q点。已知，在P、Q两点处，弹簧对小球的弹力大小相等（忽略弹簧的静电效应），且∠OPQ>∠0QP，在小球从P点到Q点的过程中（）A．小球的加速度一直增大B．弹簧最短时，弹簧弹力对小球做功的功率为零C．弹力做的总功为零D．小球到达Q点的动能等于它在P、Q两点的电势能的差值9、甲、乙两物体同时同地沿同一方向做直线运动的速度—时间图像如图所示，则下列说法中正确的是（）A．两物体两次相遇的时刻是末和末B．末乙在甲前面C．在内，两物体相距最远的时刻是末D．乙先向前运动，随后向后运动10、我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上，核电池是通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能．嫦娥三号采用放射性同位素94239Pu，静止的94239Pu衰变为铀核92235U和α粒子，并放出频率为v的γ光子，已知94239Pu、92235U和α粒子的质量分别为mPu、mU、mα．下列说法正确的是（）A．94239Pu的衰变方程为94B．此核反应过程中质量亏损为△m=mPu﹣mU﹣mαC．释放出的γ光子的能量为（mPu﹣mU﹣mα）c2D．反应后92235U和α粒子结合能之和比94239Pu的结合能大三、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）某物理课外小组利用如图甲所示的装置完成探究小车的加速度与其所受合外力之间的关系实验．(1)请补充完整下列实验步骤的相关内容．①用天平测量砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光板的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，则其读数为__________cm；按图甲所示安装好实验装置，用米尺测量两光电门之间的距离s；②在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等；③取下细绳和砝码盘，记下________；（填写相应物理量及其符号）④让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB；⑤步骤④中，小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力为_________，小车的加速度为___________；（用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g）⑥重新挂上细线和砝码盘，改变长木板的倾角和砝码盘中砝码的质量，重复②~⑤步骤．(2)本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是_______．A．尽量减小两光电门间的距离sB．尽量增大遮光片的宽度dC．调整滑轮，使细线与长木板平行D．砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量12．（12分）小明同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律．（1）该实验装置中有两处错误，分别是：____________和________________________．（2）小明同学在老师的指导下改正了实验装置中的错误后，将细绳对小车的拉力当作小车及车上砝码受到的合外力，来验证“合外力一定时加速度与质量成反比”．①小明同学在实验时用电磁打点计时器打了一条理想的纸带，他按要求选取计数点后，在测量各相邻两计数点间的距离时不慎将纸带撕成了几段，如图所示，但他知道甲、乙属于同一纸带，则丙、丁、戊中属于上述纸带的是__________．②已知打点计时器所用电源频率为50Hz，则由甲、乙纸带可求得小车的加速度大小为__________m/s2(结果保留两位小数)．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，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．14．（16分）如图所示，横截面积为S的导热汽缸竖直放置，其底部放有质量为m的空心小球，缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，现在活塞上缓慢加上细沙，当沙的质量也为m时，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的．现缓慢降低外界温度，使小球对缸底恰好无压力．已知外界大气压为p0、开始时外界热力学温度为T0，重力加速度大小为g，求：①小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的压强p；②小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的热力学温度T.15．（12分）如图所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为1r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R1，已知R1＝11R，R1＝4R．在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和Ⅱ，磁感应强度大小均为B．现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长．已知导体棒ab下落r/1时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v1．(1)求导体棒ab从A下落r/1时的加速度大小．(1)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I和Ⅱ之间的距离h和R1上的电功率P1．(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式．

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】

1s时物体，的速度为零，但是加速度不为零，不是处于平衡状态，选项A错误；图线的斜率等于加速度，可知上升和下降两个阶段加速度大小相等，方向相同，选项B错误；由图像可知，2s末物体回到出发点，3s时物体处于抛出点下方，选项C错误；3s内物体物体的加速度均向下，大小为a=ΔvΔt=10m/s2、C【解题分析】

AD．考虑实际运动情况，碰撞后两球同向运动，A球速度应不大于B球的速度，故AD错误；两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量应守恒．碰撞前总动量为p=pA+pB=mAvA+mBvB=（1×6+2×2）kg•m/s=10kg•m/s总动能B．碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=mAvA′+mBvB′=1×(-4)+2×7=10kg•m/s总动能则p′=p，，符合动量守恒，但是不符合能量关系；故B错误；C．碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=mAvA′+mBvB′=（1×2+2×4）kg•m/s=10kg•m/s符合动量守恒定律，能量关系则p′=p，，则碰后符合动量和能量关系，则C正确。故选C。3、B【解题分析】

以飞船为参照物，选择一和飞船横截面积相等的圆柱内的尘埃进行研究，则该圆柱内的尘埃相对飞船以速度v做匀速直线运动，在t时间内，由长度为x=vt，横截面积S，体积为V=vtS的尘埃柱碰到飞船上，尘埃柱内尘埃颗粒数目为N=nvtS尘埃总质量为M=Nm=mnvtS根据动量定理Ft=Mv联立解得故选B．4、B【解题分析】剪断悬绳前，对B受力分析，B受到重力和弹簧的弹力，知弹力F=mg．剪断瞬间，对A分析，A的合力为F合=2mg+F=3mg，根据牛顿第二定律，得a=32g．故CD错误；弹簧开始处于伸长状态，弹力F=mg=kx．当向下压缩，2mg=F′=kx′时，速度最大，x′=2x，所以下降的距离为3x．故B正确，A点睛：解决本题关键知道剪断悬绳的瞬间，弹簧的拉力不变，根据牛顿第二定律可以求出瞬时加速度．当弹力和重力相等时，速度最大．5、C【解题分析】

A．根据v−t图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知在第Ⅰ个物体抛出后3s末，第Ⅰ个物体的位移大于第Ⅱ个物体的位移，而两者从同一地点开始运动的，所以在第Ⅰ个物体抛出后3s末没有相遇，A错误；B．在第Ⅱ个物体抛出后4s末即图中第6s末，第Ⅰ个物体的位移为0，第Ⅱ个物体的位移不为0，所以两者没有相遇，B错误；C．在第Ⅱ个物体抛出后2s末，即图中第4s末，两物体的位移相等，所以在第Ⅱ个物体抛出后2s末相遇，C正确；D．图中第4s末两物体相遇，由图看出两个物体的速度均不为零，D错误；故选C。6、B【解题分析】豆粒从高处落下时速度为，，则．设向上为正方向，根据动量定理：．，故B项正确，ACD三项错误．所以选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、ADE【解题分析】

A.一定量的理想气体，在体积不变时，温度降低，压强减小，根据气体压强的微观原理，分子每秒与器壁平均碰撞次数也减小，故A正确；B.晶体有固定的熔点，在熔化时温度不变，其分子平均动能一定不变，熔化时吸收热量，用来增大了分子势能，故B错误；C.空调既能制热又能制冷，说明在外界的影响下，热量可以从低温物体向高温物体传递，但不是自发地从低温物体向高温物体传递，故C错误；D.当分子力表现为斥力时，随着距离的减小，分子力增大，同时由于分子力做负功，分子势能也增大，故D正确；E.在围绕地球运行的天宫一号中，是完全失重的环境，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，故E正确。故选ADE.8、BCD【解题分析】

如下图所示，设O点正下方为O′点，与P点关于O′点对称的点为M点，所以小球从P到M过程中弹簧一直被压缩，弹簧原长的位置一定是在M与Q点之间。

小球处于O点正下方O′和小球受到的弹力为零的位置（M与Q点之间）时，小球合力都是qE，加速度都是Eq/m，则从P点到Q点的过程中，小球的加速度不是一直增大，选项A错误；弹簧最短时，小球在O′位置，此时弹力和速度方向垂直，则弹簧弹力对小球做功的功率为零，选项B正确；因小球在PQ位置时弹簧的弹力相等，则形变量大小相等，弹性势能相同，则弹力做的总功为零，选项C正确；从P到Q,只有电场力做功，根据动能定理可知，小球到达Q点的动能等于电场力做功，即等于它在P、Q两点的电势能的差值，选项D正确；故选BCD.【题目点拨】解答本题的关键是：要知道弹力做功与弹性势能的变化关系，电场力做功与电势能变化的关系；分析清楚小球的受力情况和运动情况是解答本题的突破口。9、AB【解题分析】

A．t=2s时乙的位移为甲的位移为x′=2×2=4m两者位移相同，又是从同一地面出发，故2s末时二者相遇，同理可判断6s末二者也是相遇，故A正确；B．4s时甲的位移为x=4×2=8m乙的位移为甲的位移小于乙的位移，故甲在乙后面，故B正确；

C．1s末两物体相距的距离等于一个小三角形的面积，而4s末两物体相距的距离等于2-4之间三角形的面积，明显4s末二者的距离最大，故C错误；

D．乙的速度一直为正，说明其运动方向始终未发生变化，故D错误。

故选AB。10、ABD【解题分析】根据质量数守恒与电荷数守恒可知，94239Pu的衰变方程为94239Pu→92235U+24He+γ，故A正确；此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为△m=mpu-mU-mα，故B正确；释放的γ光子的能量为hv，核反应的过程中释放的能量：E=（mpu-mU-mα）c2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与α粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于（mpu-mU-mα）c2，故C错误；94三、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、0.54砝码盘中砝码的质量mC【解题分析】

（1）①.游标卡尺的读数为0.5cm+0.1mm×4=0.54cm；③.在砝码盘中放入适量砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等，此时小车做匀速运动，取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m.

⑤取下细绳和砝码盘后，小车受到的合力即为砝码盘和盘中砝码的总重力，即为F=（m+m0）g，由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．

滑块通过光电门1速度vA=，滑块通过光电门2速度vB=，

根据速度位移公式可知2as=vB2-vA2，解得a=⑥．尽量增大两光电门间的距离s，距离大一些，误差小一些，故A错误；尽量减小遮光片的宽度d，使测量的瞬时速度等于平均速度，故B错误；调整滑轮，使细线与长木板平行，否则撤去绳子后，合力不等于绳子拉力，故C正确；本实验没有用砝码盘和盘中砝码的重力代替绳子的拉力，不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故D错误．故选C.【题目点拨】光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.12、（1）滑轮太高(或细绳与长木板不平行打点计时器接到直流电源上(或打点计时器未接交流电源)（2）戊1.13【解题分析】（1）电磁打点计时器工作电压是６V以下的交流电源，该实验装置使用的是直流电源，故错误之处是打点计时器接到直流电源上(或打点计时器未接交流电源)，为了减小误差，拉小车的拉力方向与长木板平行，即拉小车的细绳与长木板平行，该实验装置中细绳与长木板不平行，故错误之处是滑轮太高(或细绳与长木板不平行．(2)从甲乙两图中可读1与2的间距为3.65cm，2与3的间距为4.72cm，而小车在长木板上做匀加速运动，以此类推，3与4的间距为5.79cm，3与4的间距为6.86cm，接近6.99cm，故选戊．（3）打点计时器所用电源频率为50Hz，每相邻计数点时间为0.1s，四、计算题：本题共2小题，