北京市丰台区重点中学2024届高考物理二模试卷含解析

北京市丰台区重点中学2024届高考物理二模试卷考生请注意：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、电梯在t=0时由静止开始上升，运动的图像如图所示，电梯总质量m=2.0×103kg。电梯内乘客的质量m0=50kg，忽略一切阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．第1s内乘客处于超重状态，第9s内乘客处于失重状态B．第2s内乘客对电梯的压力大小为450NC．第2s内钢索对电梯的拉力大小为2.2×104ND．第2s内电梯对乘客的冲量大小为550N·s2、如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/1．将磁感应强度的大小从原来的变为，结果相应的弧长变为原来的一半，则：等于A．2 B． C． D．13、如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为30°，质量分别为，m甲、m乙的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为60°，连接甲球的细线呈竖直状态。则m甲：m乙为（）A．1： B．1：2C．：1 D．：24、如图所示，一名消防救援队队员手拉长为L、呈水平方向的轻绳从平台上跳下，运动到B点时松开手，恰好落到障碍物后被困人员所在的A点。B点是障碍物的最高点，O、B、C三点在同一竖直线上，队员可视为质点，空气阻力不计，利用图示信息判断，下列关系正确的是（）A． B． C． D．5、如图甲所示，AB两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（）A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引6、在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其中Q1为正电荷，Q2为负电荷。一带正电的粒子仅在电场力作用下从原点O由静止开始沿x轴运动，其动能Ek随位置x的变化关系如图，则能够正确表示Q1、Q2位置的图像是（）A． B．C． D．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、在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板，风垂直吹向钢板，在钢板由静止开始下落的过程中，作用在钢板上的风力恒定．用EK、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率，关于它们随下落高度或下落时间的变化规律，下列四个图象中正确的是（）A． B．C． D．8、如图所示，比荷为的粒子从静止开始，经加速电场U加速后进入辐向的电场E进行第一次筛选，在辐向电场中粒子做半径为R的匀速圆周运动，经过无场区从小孔处垂直边界进入垂直纸面向外的匀强磁场B中进行第二次筛选，在与距离为小孔垂直边界射出并被收集。已知静电分析器和磁分析器界面均为四分之一圆弧，以下叙述正确的是（）A．静电分析器中的电势高于的电势B．被收集的带电粒子一定带正电C．电场强度E与磁感应强度B的比值关系为D．若增大U，为保证B不变，则被收集粒子的比原来大9、如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在Q点，P为O点正下方一点，OP间的距离等于橡皮筋原长，在P点固定一光滑圆环，橡皮筋穿过圆环。现对小球施加一个外力F，使小球沿以PQ为直径的圆弧缓慢向上运动，不计一切阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终跟橡皮筋垂直B．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终水平向右C．小球在Q向P运动的过程中外力F逐渐增大D．小球在Q向P运动的过程中外力F先变大后变小10、如图所示，一物块从光滑斜面上某处由静止释放，与一端固定在斜面底端的轻弹簧相碰。设物块运动的加速度为a，机械能为E，速度为v，动能Ek，下滑位移为x，所用时间为t。则在物块由释放到下滑至最低点的过程中（取最低点所在平面为零势能面），下列图象可能正确的是（）A． B．C． D．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）小明同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，轻绳两端跨过转轴光滑的轻滑轮系着质量均为M的重物A和B，将质量为m的小砝码C挂在在物体B上，B下方距离为h处固定一个光电门，物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，将系统静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t。改变高度差h，重复实验，采集多组h和△t的数据。(1)若某次记录的挡光时间为△t1，则挡光片到达光电门处时B的速度大小为__。(2)小明设想，为了确定△t与h的关系，可以分别对△t与h取对数，并以lg△t为纵轴，以lgh为横轴建立坐标系，得到的lg△t﹣lgh图线为一直线，该直线的斜率为__。(3)若lg△t﹣lgh图线与纵轴交点坐标为c，若机械能守恒，可以得到该地重力加速度g=__。12．（12分）某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：②把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向且在同一直线上；③在小滑块上固定一个宽度为的窄遮光片，把滑块放在气垫导轨中间附近，使滑块开始时处于静止状态；④先______，然后滑块一个向左的初速度，让滑块带动纸带一起向左运动，滑块和发生碰撞，纸带记录滑块碰撞前后的运动情况，纸带左端是滑块碰前运动的记录情况，纸带右端是滑块碰后运动的记录情况。⑤记录滑块通过光电门时遮光片的遮光时间；⑥取下纸带，重复步③④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示，测出遮光片宽度，并计算遮光片遮光时间的平均值；⑦测得滑块的质量为，滑块的质量为。完善实验步骤④的内容。(2)已知打点计时器每隔打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为______；两滑块相互作用以后系统的总动量大小为______（保留三位有效数字）。(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：______。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）一半径为R的半圆柱玻璃体，上方有平行截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成45°的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上，打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以v0匀速向右运动。已知该激光对玻璃的折射率为2(1)该激光在玻璃中传播的速度大小；(2)从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少？（忽略光在AB面上的反射）14．（16分）如图甲所示，倾斜放置的平行光滑导轨间距为L。导轨与水平面的夹角为，导轨上端连有阻值为的定值电阻，在导轨平面上的abdc、cdfe区域内分别有垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小分别为和，两磁场的宽度均为L。一长为L，阻值为的导体棒从导轨某位置由静止释放，导体棒在滑动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好，导体棒在磁场中运动的速度一时间图像如图乙所示。不计导轨的电阻，取，求：(1)导体棒的质量；(2)导体棒穿过整个磁场过程中电阻R上产生的焦耳热；(3)导体棒穿过磁场Ⅱ的时间。15．（12分）图(甲)中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径为R=10cm．一束单色光沿DC平行于直径AB射到圆周上的C点，DC与AB的距离H=5cm．光线进入介质后，第一次到达圆周上的E点（图中未画出），CE=cm．（i）求介质的折射率；（ii）如图（乙）所示，将该光线沿MN平行于直径AB射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界面时，从球内折射出的光线与MN平行（图中未画出），求光线从N点进入介质球时的入射角的大小．

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、D【解析】

A．第1s内和第9s内加速度均竖直向上，乘客处于超重状态，故A错误；B．第2s内研究乘客，根据牛顿第二定律代入数值解得电梯对乘客的支持力为550N，由牛顿第三定律可知，乘客对电梯的压力为550N，故B错误；C．第2s内研究乘客和电梯整体，根据牛顿第二定律代入数值解得钢索对电梯的拉力为22550N，故C错误；D．图像的面积表示速度变化，得第2s内速度的变化量为m/s第2s内研究乘客，根据动量定理代入数值解得电梯对乘客的冲量为Ns，故D正确。故选D。2、B【解析】

画出导电粒子的运动轨迹，找出临界条件好角度关系，利用圆周运动由洛仑兹力充当向心力，分别表示出圆周运动的半径，进行比较即可．【详解】磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠POM=120°，如图所示：所以粒子做圆周运动的半径R为：sin60°=，得：磁感应强度为B2时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠PON=60°，如图所示：所以粒子做圆周运动的半径R′为：sin10°=，得：由带电粒子做圆周运动的半径：得：联立解得：．故选B．【点睛】带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解．3、A【解析】

分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以T=m甲g以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力T与乙球受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30°，所以T与N大小相等，得综上可得故A项正确，BCD三项错误。4、A【解析】

消防救援队队员从平台上跳下到B点由动能定理得松手后消防救援队队员做平抛运动，则有，联立解得故A正确，BCD错误。故选A。5、B【解析】t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则选项A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，t3时刻同理也应相互吸引，故选项B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，选项D错误．6、A【解析】

由动能定理可知可知图像的斜率等于电场力，由图像可知，在0~x0之间存在一个场强为0的点（设为M点），且在OM之间运动时电场力做正功，在M与x0之间运动时电场力做负功；由此刻判断0~x0区间肯定在两点荷的同一侧，且正电荷Q1距离O点较近，故选项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、AC【解析】C、钢板受到重力mg、风力F、墙的支持力N和滑动摩擦力f，由于风力恒定，则由平衡条件得知，墙对钢板的支持力恒定，钢板所受的滑动摩擦力恒定，故钢板匀加速下滑，则有v=at，故C正确；A、根据动能定理得：，可知与h成正比，故A正确；B、设钢板开始时机械能为，钢板克服滑动摩擦力做功等于机械能减小的量，则，则知E与t是非线性关系，图象应是曲线，故B错误；D、重力的功率，则知P与h是非线性关系，图象应是曲线，故D错误；故选AC．【点睛】本题首先要正确分析钢板的运动情况，其次要根据物理规律得到动能、机械能、速度和重力功率的表达式，再选择图象．8、BD【解析】

AB.粒子在磁场内做匀速圆周运动，磁场区域的磁感应强度垂直纸面向外，由左手定则可以判断出粒子一定带正电。在辐向电场中，电场力提供粒子做匀速圆周运动的向心力，可以判断出的电势高于的电势。故A错误，B正确；C.粒子经加速电场加速在电场中做匀速圆周运动在磁场中做匀速圆周运动经计算可知故C错误；D.联立C项各式可得：为保证B不变，增大时，则增大，故D正确。故选：BD。9、AC【解析】

设圆的半径为R，则OP为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有当移动到橡皮筋与竖直方向成角时，受力分析：弹力大小为所以有且方向跟橡皮筋垂直，移动过程中一直增大，一直增大，一直增大，AC正确，BD错误。故选AC。10、AC【解析】

AB．设斜面的倾角为，在物块自由下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得解得物块与弹簧接触后，根据牛顿第二定律可得当弹力与重力相等时，加速度为零，随后反向增大，且加速度与时间不是线性关系，故A正确，B错误；C．以物体和弹簧组成的系统为研究对象，整个过程中整体的机械能守恒，即有总解得总与弹簧接触前，物体的机械能守恒，与弹簧接触后弹簧的弹性势能增加，则物体的机械能减小，根据数学知识可知C图象正确，故C正确；D．在物块自由下落的过程中，加速度恒定，速度图象的斜率为定值，与弹簧接触后，加速度先变小后反向增大，速度图象的斜率发生变化，故D错误；故选AC。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、【解析】

(1)[1]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，挡光片到达光电门处的速度大小为：(2)[2]系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，有：即：整理可得：若图线为一直线，则该图线的斜率为(3)[3]根据得：则有：所以有：可知纵轴截为：解得：12、先接通打点计时器电源在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒【解析】

（1）[1]为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。（2