2024年北京市第一次普通高中学业水平合格性考试物理试题（含答案解析）

机密★本科目考试启用前2024年北京市第一次普通高中学业水平合格性考试物理试卷考生须知1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．本试卷共7页，分为三道大题，共100分。第一道大题为选择题，20小题（共60分）；第二道大题为填空题，3小题（共12分）；第三道大题为计算论证题，5小题（共28分）。3．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一道大题必须用2B铅笔作答：第二道、第三道大题必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时必须使用2B铅笔。4．考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。第一部分（选择题共60分）一、选择题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。请阅读下述文字，完成下题。如图所示，一辆汽车在平直公路上从静止开始加速运动，前5s内汽车每1s前进的位移分别为1.0m、3.0m、5.0m、7.0m、9.0m。1.下列描述汽车运动的物理量中，属于标量的是（）A.位移 B.速度 C.加速度 D.时间2.在这5s内，汽车的速度（）A.越来越小 B.越来越大 C.保持不变 D.先变小后变大3.在这5s内，如果汽车做匀加速直线运动，则汽车的加速度（）A.越来越小 B.越来越大 C.保持不变 D.先变大后变小【答案】1.D2.B3.C【解析】【1题详解】位移、速度和加速度既有大小也有方向为矢量，时间只有大小为标量。故ABC错误；D正确。故选D。【2题详解】依题意，相等时间间隔内，汽车的位移逐渐增大，则汽车做加速运动，汽车的速度越来越大。故ACD错误；B正确。故选B。【3题详解】在这5s内，如果汽车做匀加速直线运动，则汽车的加速度满足又即汽车的加速度保持不变。故选C。请阅读下述文字，完成下题如图所示，起重机是一种广泛用于港口、工地等地方的起吊搬运机械。在起重机利用绳索将货物吊起的过程中。4.绳索对货物的拉力（）A.一直做正功 B.一直做负功 C.先做正功后做负功 D.一直不做功5.货物的重力势能（）A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小6.货物对绳索的拉力与绳索对货物的拉力（）A.大小不等，方向相同 B.大小不等，方向相反C.大小相等，方向相同 D.大小相等，方向相反【答案】4.A5.A6.D【解析】【4题详解】由于绳索对货物的拉力向上，货物的位移方向向上，所以绳索对货物的拉力做正功。故选A。【5题详解】重力对货物做负功，重力势能增大。故选A。【6题详解】根据牛顿第三定律，货物对绳索的拉力与绳索对货物的拉力大小相等，方向相反。故选D。请阅读下述文字，完成下题。沙包掷准是一项常见的课外活动。如图所示，在某次投掷时，小明将沙包（可视为质点）水平掷出。已知沙包被掷出时距地面的高度为1.8m。重力加速度g取，不计空气阻力。此次投掷中7.沙包被水平掷出后，在空中做（）A.匀速直线运动 B.自由落体运动 C.平抛运动 D.匀减速直线运动8.沙包从被水平掷出到落地所用时间为（）A.0.2s B.0.4s C.0.5s D.0.6s9.沙包在空中运动的过程中（）A.动能逐渐增大 B.动能逐渐减小 C.机械能逐渐增大 D.机械能逐渐减小【答案】7.C8.D9.A【解析】【7题详解】不计空气阻力，沙包被水平掷出后，只受重力作用，在空中做平抛运动。故选C。8题详解】沙包竖直方向做自由落体运动，则解得沙包从被水平掷出到落地所用时间为故选D。9题详解】沙包在空中运动的过程中，只有重力做正功，动能逐渐增大，机械能守恒。故选A。请阅读下述文字，完成下题。如图所示，实线是正点电荷的电场线，虚线是等势面。a、b、c是电场中的三个点，这三点的电场强度大小分别为、、，电势分别为，一个试探电荷在这三点受到的静电力大小分别为。10.关于电场强度大小的比较，下列关系中正确的是（）A. B. C. D.11.关于电势高低的比较，下列关系中正确的是（）A. B. C. D.12.关于静电力大小的比较，下列关系中正确的是（）A. B. C. D.【答案】10.B11.B12.B【解析】【10题详解】由电场线的疏密程度可知故ACD错误；B正确。故选B。【11题详解】AB．根据沿电场线方向电势逐渐降低可知故A错误；B正确；CD．由图可知，b、c两点处于同一条等势线上，可得故CD错误。故选B。【12题详解】根据可知故ACD错误；B正确。故选B。请阅读下述文字，完成下题。电源、电阻、电流表、开关用导线连接成图所示的电路。已知电源的电动势，电阻。闭合开关S后，电流表示数。13.闭合开关S后，电阻R两端的电压U为（）A.1.0V B.1.5V C.2.0V D.3.0V14.闭合开关S后，电阻R的热功率P为（）A.1.0W B.1.5W C.2.0W D.2.5W15.该电源的内阻r为（）A.1.0Ω B.1.5Ω C.2.0Ω D.3.0Ω【答案】13.C14.C15.A【解析】【13题详解】闭合开关S后，电阻R两端的电压U为故选C。【14题详解】闭合开关S后，电阻R的热功率P为故选C。【15题详解】由闭合电路欧姆定律，可得解得故选A。请阅读下述文字，完成下题。电容器储存电荷的特性可用电容来表征。如图所示，某一固定电容器外壳上标有“”字样。16.电容器外壳上的“”表示该电容器的（）A.额定电流 B.电荷量 C.电容 D.额定电压17.电容器充电过程中，下列说法正确的是（）A.电容器的电荷量保持不变 B.电容器的电荷量逐渐增大C.电容器两极板间的电势差保持不变 D.电容器两极板间的电势差逐渐减小【答案】16.C17.B【解析】【16题详解】电容器外壳上的“”，由单位可知是电容器的电容的单位，所以电容器外壳上的“”表示该电容器的电容，故选C。【17题详解】AB．根据电容器充放电规律，充电过程中，电容器所带电荷量逐渐增大，故A错误，B正确；CD．由可知C恒定，充电过程中，电荷量逐渐增大，电容器极板间的电压逐渐增大，故CD错误。故选B。请阅读下述文字，完成下题。2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲。如图所示，中国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站的质量为m，绕地球运动的轨道半径为r，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。地球可视为质量分布均匀的球体。18.空间站绕地球做匀速圆周运动时，受到地球的万有引力大小为（）A. B. C. D.19.空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为（）A. B. C. D.【答案】18.D19.A【解析】【18题详解】根据万有引力计算公式，空间站绕地球做匀速圆周运动时，受到地球的万有引力大小为故选D。【19题详解】根据万有引力提供向心力空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为故选A。20.请阅读下述文字，完成下题。自然界中某量D的变化可以记为，发生这个变化所用的时间间隔可以记为，变化量与之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。变化率是描述变化快慢的量。某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大，在一定条件下可以认为，雨滴受到的空气阻力大小与速度大小成正比，即。他根据以上信息，推测雨滴从高空由静止落下的过程中其位置的变化率、速度的变化率随时间变化的情况，画出以下四幅图，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】对雨滴受力分析，由牛顿第二定律可得又联立，解得随着雨滴的速度逐渐增加，可知其加速度逐渐减小，当加速度减为零时，雨滴将做匀速直线运动。雨滴从高空由静止落下的过程中其位置的变化率可知随时间变化图像为B图所示，雨滴从高空由静止落下的过程中其速度的变化率可知随时间变化的情况为先逐渐减小，减到零之后保持不变。故ACD错误；B正确。故选B。第二部分（非选择题共40分）二、填空题共3小题，每小题4分，共12分。21.某同学做“探究加速度a与拉力F的关系”实验。保持小车的质量不变，改变小车所受的拉力，得到拉力F和加速度a的数据，并在图坐标系中描出这些数据点。（1）请在图中画出图像。（2）由该图像可知，小车的加速度a与它所受拉力F成_______（选填“正比”或“反比”）。【答案】21.22.正比【解析】【小问1详解】根据作图原则使尽可能多的点在所画的图像上，如果有些数据不在图像上，则让这些数据尽可能对称的分布在图像两侧，如图所示【小问2详解】由图像可知为一条倾斜直线，则小车的加速度a与它所受所用力F成正比，故填正比。22.如图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中，电压表的示数为3.00V，电流表的示数为0.30A，根据测量数据可计算出电阻_______。若仅考虑电表内阻的影响，实验中电阻的测量值比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】①.10②.偏小【解析】【详解】[1]由欧姆定律可得[2]若仅考虑电表内阻的影响，则电压表测量的是真实值，电流表的测量值大于真实值，则有即实验中电阻的测量值比真实值偏小。23.某同学用如图所示装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。把物块A放置在粗糙的水平长木板上，弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端用细线拉住物块。水平向左拉动木板，木板向左运动的过程中，物块A相对于地面保持静止，测力计的示数为2.2N，则物块A受到的滑动摩擦力大小为_______N，方向水平向_______（选填“左”或“右”）。【答案】①.2.2②.左【解析】【详解】[1][2]对物块A受力分析，由平衡条件可知物块A受到的滑动摩擦力与测力计的拉力等大反向，即方向水平向左。三、计算论证题共5小题，第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分。解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。24.如图所示，用4.0N水平拉力，使质量为2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：（1）物体运动的加速度大小a；（2）物体在前3.0s内运动的位移大小x。【答案】（1）；（2）9m【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律得解得（2）由位移公式，可得x=9m25.如图所示，将电荷量的试探电荷放在电场中的A点，该试探电荷受到静电力。（1）求A点的电场强度大小E。（2）若把该试探电荷取走，A点的电场强度是否发生变化？请说明理由。【答案】（1）；（2）不变，见解析【解析】【详解】（1）根据电场强度的比值定义式（2）若把试探电荷取走，电场强度不变。电场强度由电场本身性质决定，与试探电荷无关。26.中式圆餐桌是我国传统家具，有的配有转盘，如图所示。若质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘上随转盘一起匀速转动，小碗做匀速圆周运动的半径为r，角速度为。（1）求小碗做圆周运动时所需向心力的大小F。（2）为保证小碗不被甩出，根据所学知识，提出一条安全使用转盘的建议。【答案】（1）；（2）见解析【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律，可得又解得（2）为保证小碗不被甩出，可以缓慢转动转盘（减小）或将小碗靠近转盘中心放置（减小r）等措施。27.如图甲所示，人体的细胞膜内外两侧间存在电压（简称膜电位），可以有选择地让钾离子（）或钠离子（）通过。某细胞膜厚度均匀，膜电位为U，将膜内的电场视为匀强电场，如图乙所示。（1）一个电荷量为q的钠离子从图乙中的A点到B点通过细胞膜，求此过程中细胞膜静电力对该钠离子做的功。（2）已知钾离子的质量比钠离子的质量大，两种离子电荷量相同。某同学认为，若细胞膜的膜电位不变，钾离子和钠离子从图乙中的A点到B点通过细胞膜的过程中，细胞膜静电力对钾离子做的功比对钠离子做的功多。你同意他的观点吗？请说明理由。【答案】（1）；（2）不同意，见解析【解析】【详解】（1）根据静电力做功与电势差的关系，静电力对钢离子做的功为（2）不同意。根据静电力做功与电荷量以及初末位置电势差有关。钾离子和钠离子的电荷量相同，从A点到点通过细胞膜，膜电位相同，因此细胞膜静电力做功相同。28.某学习小组通过实验用共点力平衡的方法来测量带电体之间静电力的大小，实验装置示意图如图所示。一个质量为m带正电的小球B用绝缘细丝线悬挂于C点，O点在C点正下方h处，以O点为坐标原点，沿水平方向建立一维坐标系。将另一个带正电的小球D靠近B，B受到静电力F作用