2024届北京市第三十九中学高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2024届北京市第三十九中学高三第四次模拟考试物理试卷请考生注意：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、如图甲所示，质量为0.5kg的物块和质量为1kg的长木板，置于倾角为足够长的固定斜面上，时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F，使长木板和物块开始沿斜面上滑，作用一段时间t后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止，上滑时速度的平方与位移之间的关系如图乙所示，，，。则下列说法正确的是（）A．长木板与斜面之间的动摩擦因数为B．拉力F作用的时间为C．拉力F的大小为13ND．物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.882、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．1.6×106kg3、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度4、如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移一时间图象，图乙为质点c和d做直线运的速度一时间图象，由图可知()A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变D．t1到t2时间内，a和d两个质点的速率先减小后增大5、下列说法正确的是（）A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．物体对外界做功，其内能一定减少C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大6、用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（）A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m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、如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动 B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移 D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移8、空间存在水平向左的匀强电场，在该电场中由静止释放一个带负电的油滴。关于该油滴的运动下列表述正确的是（）A．向左下方做曲线运动B．向右下方做直线运动C．电势能逐渐增大D．速度随时间均匀增大9、如图为乒乓球发球机的工作示意图。若发球机从球台底边中点的正上方某一固定高度连续水平发球，球的初速度大小随机变化，发球方向也在水平面内不同方向随机变化。若某次乒乓球沿中线恰好从中网的上边缘经过，落在球台上的点，后来另一次乒乓球的发球方向与中线成角，也恰好从中网上边缘经过，落在桌面上的点。忽略空气对乒乓球的影响，则（）A．第一个球在空中运动的时间更短B．前后两个球从发出至到达中网上边缘的时间相等C．前后两个球发出时的速度大小之比为D．两落点到中网的距离相等10、下列有关原子和原子核的认识，正确的是（）A．平均结合能越大，原子核越稳定B．氢原子辐射光子后，电子绕核运动的动能增大C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究，发现了中子.D．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比三、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）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝_____cm，弹簧的弹性系数k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝_____cm．（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____．A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比．12．（12分）一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d；(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=_______mm．(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、开关和若干导线及下列器材：A．电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩB．电流表0～3A，内阻约0.01ΩC．电压表0～3V，内阻约10kΩD．电压表0～15V，内阻约50kΩE．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）为准确测出金属管线阻值，电流表应选_______，电压表应选______，滑动变阻器应选_______(填序号)(3)如图丙所示，请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整_______．(4)根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径表达式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．（10分）如图所示，足够长的光滑水平台面M距地面高h=0.80m，平台右端紧接长度L=5.4m的水平传送带NP，A、B两滑块的质量分别为mA=4kg、mB=2kg，滑块之间压着一条轻弹簧(不与两滑块栓接)并用一根细线锁定，两者一起在平台上以速度v=1m/s向右匀速运动；突然，滑块间的细线瞬间断裂，两滑块与弹簧脱离，之后A继续向右运动，并在静止的传送带上滑行了1.8m，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2，求：(1)细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能EP；(2)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v1=1m/s逆时针匀速运动，求滑块A与传送带系统因摩擦产生的热量Q；(3)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v2顺时针匀速运动，试讨论滑块A运动至P点时做平抛运动的水平位移x与v2的关系?(传送带两端的轮子半径足够小)14．（16分）如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感强度大小为B1．一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ．已知AB长度是BC长度的倍．（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；（2）求磁场的宽度L；（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值．15．（12分）如图甲所示，S1、S2为两波源，产生的连续机械波可沿两波源的连线传播，传播速度v=100m/s，M为两波源连线上的质点，M离S1较近。0时刻两波源同时开始振动，得到质点M的振动图象如图乙所示，求：(1)两波源S1、S2间的距离；(2)在图中画出t=6s时两波源S1、S2间的波形图，并简要说明作图理由。

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【解析】

A．撤去力F后长木板的加速度由牛顿第二定律解得μ1=0.25选项A错误；B．有拉力作用时的加速度拉力撤掉时的速度为拉力作用的时间为选项B错误；C．由牛顿第二定律解得F=13.5N选项C错误；D．物块与长木板之间无相对滑动，可知物块与长木板之间的动摩擦因数大于0.25，选项D正确。故选D。2、B【解析】

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．3、C【解析】从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=mv2，解得：，在最低点的速度只与半径有关，可知vP＜vQ；动能与质量和半径有关，由于P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短，所以不能比较动能的大小．故AB错误；在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F-mg=m，解得，F=mg+m=3mg，，所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，向心加速度两者相等．故C正确，D错误．故选C．点睛：求最低的速度、动能时，也可以使用动能定理求解；在比较一个物理量时，应该找出影响它的所有因素，全面的分析才能正确的解题．4、A【解析】

在位移-时间图象中，两图线的交点表示两质点位置相同而相遇，由甲图可知，t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇，故A正确；t1到t2时间内，根据v-t图像的面积表示位移知c的位移大于d的位移，若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点没有相遇。故B错误；两质点中只有b运动方向改变，a、c、d质点的方向未发生改变，故C错误；根据x-t图象的斜率表示速度，知t1到t2时间内，a质点的速度不变。由v-t图象知：d的速率先减小后增大，故D错误。5、D【解析】

A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A错误；B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B错误；CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C错误D正确。故选D。6、B【解析】

在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有小球做平抛运动时时的水平射程小球的竖直位移：根据几何关系可得联立即得x图像的纵截距表示重力，即mg=5N所以有解得：R=0.25m故选B；【名师点睛】知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距二、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、AD【解析】

A．根据左手定则可判断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；B．因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；CD．根据得发现B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。故选AD。8、BD【解析】

AB．油滴受向下的重力和向右的电场力，且两力均为恒力。其合力的大小恒为方向恒定为右偏下、与水平方向的夹角的正切值为由知加速度恒定，则油滴由静止向右下方做匀加速直线运动，故A错误，B正确；C．运动过程中电场力方向与位移夹角始终为锐角，电场力做正功，则油滴电势能减小，故C错误；D．由知速度随时间均匀增大，故D正确。故选BD。9、BD【解析】

A．乒乓球发球机从固定高度水平发球，两个球的竖直位移相同，由可知，两个球在空中的运动时间相等，故A错误；B．由于发球点到中网上边缘的竖直高度一定，所以前后两个球从发出至到达中网上边缘的时间相等，故B正确；C．两球均恰好从中网上边缘经过，且从发出至到达中网上边缘的时间相等，由可知前后两个球发出时的速度大小之比等于位移大小之比，为，故C错误；D．前后两球发出时速度大小之比为，且在空中运动时间相同，故水平位移之比为，结合几何关系可知，两落点到中网的距离相等，故D正确。故选BD。10、AB【解析】

A．平均结合能越大，原子核越稳定，故A正确；B．氢原子辐射光子后，原子的能级降低，电子的轨道半径减小，根据则可得动能为可知电子绕核运动的动能增大，故B正确；C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究，建立了原子的核式结构理论，故C错误；D．光电效应现象中，根据则光电子的最大初动能与入射光的频率不是成正比关系，故D错误。故选AB。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、82520B【解析】

（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为:x0＝8cm，在F﹣x图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则:，在乙图中弹簧秤的示数:F＝3.00N，根据F＝kx，可知:，故此时弹簧的长度:L＝x+x0＝20cm．（2）A．在丙图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，故A错误；BC．斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误；D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．12、5.167ACE【解析】

(1)[1]螺旋测微器校零时的示数3.3×0.01mm=0.033mm螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=5.200-0.033mm=5.167mm．(2)[2]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即为C；

[3]因为电量中最大电流大约为为了测量的精确，电流表应选择A，[4]滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E．

(3)[5]由于待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表采用外接法，连接滑动变阻器的滑片接头错误，应该在接线柱；

(4)[6]该实验需要测量空心金属管的内径，通过欧姆定律测出电阻的大小，结合电阻定律测出横截面积，从而根据外径求出内径的大小．故所需测量的物理量为金属管的长度L、金属管的外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．据欧姆定律得，，又，则，因为解得: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、(1)Ep=24J(2)(3)若,;,;【解析】

(1)设A、B与弹簧分离瞬间的速度分别为vA、vB，取向右为正方向，由动量守恒定律得:A向N运动的过程，运用动能定理得：细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能为:解得：vA=3m/s，vB=－3m/s，Ep=24J(2)滑块A在皮带上向右减速到0后向左加速到与传送带共速，之后随传送带向左离开，设相对滑动时间为△t滑块A加速度大小为:由运动学公式得:滑块与传送带间的相对滑动路程为:在相对滑动过程中产生的摩擦热:由以上各式得：(3)设A平抛初速度为v2，平抛时间为t，则：得t=0.4s若传送带A顺时针运动的速度达到某一临界值vm，滑块A将向右一直加速，直到平抛时初速度恰为vm,则解得vm=6m/s讨论：（1）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上与传送带相对滑动后，能与传送带保持共同速度，平抛初速度等于，水平射程；（2）若传送带顺时针运动的速度，则A在传送带上向右一直加速运动，平抛初速度等于vm=6m/s，水平射程．14、【小题1】【小题2】【小题3】