北京第五中学2024-2025学年高三3月统一测试（一模）物理试题含解析

北京第五中学2024-2025学年高三3月统一测试（一模）物理试题考生请注意：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、真空中一半径为r0的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离，根据电势图像（φ-r图像），判断下列说法中正确的是（）A．该金属球可能带负电B．A点的电场强度方向由A指向球心C．A点的电场强度小于B点的电场强度D．电荷量大小为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功W=q（φ1-φ2）2、在光滑水平面上静止着物体A，物体B与一质量不计的弹簧相连并以一定速度与A相碰，如图所示，则弹簧被压缩的过程中①当弹簧处于最大压缩状态时，两物体速度相等②只有A、B速度相等时，系统的动量才守恒③作用过程中，系统的动量总是守恒的④A、B速度相等时，系统动能最小下列选项组，完整、正确的一组是（）A．①② B．①③④ C．①②④ D．③④3、2019年10月5日2时51分，我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“高分十号”卫星发射升空，卫星顺利进入略低于地球同步轨道的圆轨道，任务获得圆满成功。下列关于“高分十号”卫星的描述正确的是A．“高分十号”卫星在轨运行周期可能大于24小时B．“高分十号”卫星在轨运行速度在第一宇宙速度与第二宇宙速度之间C．“高分十号”卫星在轨运行的机械能一定小于同步卫星的机械能D．“高分十号”卫星在轨运行的向心加速度大于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度4、如图所示，在光滑水平面上一小球以某一速度运动到A点，遇到一段半径为R的1/4圆弧曲面AB后，落到水平地面的C点．已知小球没有跟圆弧曲面的任何点接触，则BC的最小距离为（）A．R B．R C．R D．（－1）R5、人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是()A．人对地球的作用力大于地球对人的引力B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力C．地面对人的作用力大于地球对人的引力D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力6、某行星的自转周期为T，赤道半径为R．研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力，已知引力常量为G．则A．该行星的质量为M=B．该行星的同步卫星轨道半径为r=C．质量为m的物体对行星赤道地面的压力为F=D．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为7.9km/s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、如图所示，虚线、、是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下运动的轨迹，是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）A．等势面的电势一定比等势面的电势低B．质点通过点时的电势能比通过点时的电势能小C．质点通过点时的加速度比通过点时的加速度大D．质点一定是从点运动到点8、飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等多项作战任务。如图所示为飞艇拖拽扫雷具扫除水雷的模拟图。当飞艇匀速飞行时，绳子与竖直方向恒成θ角。已知扫雷具质量为m，重力加速度为g，扫雷具所受浮力不能忽略，下列说法正确的是()A．扫雷具受4个力作用B．绳子拉力大小为C．海水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力D．绳子拉力一定大于mg9、如图，正点电荷固定在O点，以O为圆心的同心圆上有a、b、c三点，一质量为m、电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，速率分别为va、vb．若a、b的电势分别为φa、φb，则A．a、c两点电场强度相同 B．粒子的比荷C．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D．粒子从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少10、如图是一定质量的理想气体的p－V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B(图中实线)和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2.下列判断正确的是()A．T1>T2B．C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功C．若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高D．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的E.若B→C过程放热200J，D→A过程吸热300J，则D→A过程气体对外界做功100J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）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，电路如图（甲）所示(1)将开关S接通1，电容器的__________（填“上”或“下”）极板带正电，再将S接通2，通过电流表的电流方向向__________（填“左”或“右”）。(2)若电源电动势为10V，实验中所使用的电容器如图（乙）所示，充满电后电容器正极板带电量为__________C（结果保留两位有效数字）。(3)下列关于电容器充电时，电流i与时间t的关系；所带电荷量q与两极板间的电压U的关系正确的是__________。12．（12分）一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A和B（B左侧安装挡光片）。实验步骤如下：①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A的质量比B大，实验开始前用一细绳将钩码B与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。②用剪刀剪断钩码B下方的细绳，使B在A带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为、。③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度，如图2，则________。④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离。⑥查表得到当地重力加速度大小为。⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）__________，用以上物理量写出验证方程_____________。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。14．（16分）如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（－l，0），MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一质量为m、电荷量大小为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5l）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点（，－l）射出，速度沿x轴负方向。不计电子重力。求：(1)匀强电场的电场强度E的大小？(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？15．（12分）如图所示，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用一根长度为L的刚性轻质细杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气，大、小活塞的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S。氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距。现通过电阻丝缓慢加热氮气，使小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐位置。已知大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。求：①初始状态下氧气的压强；②小活塞与大圆筒底部平齐时，氧气的压强。

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．由图可知0到r0电势不变，之后电势变小，带电金属球为一等势体，再依据沿着电场线方向，电势降低，则金属球带正电，A错误；B．沿电场线方向电势降低，所以A点的电场强度方向由A指向B，B错误；C．图像斜率的物理意义为电场强度，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，C错误；D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功D正确。故选D。2、B【解析】

当弹簧接触A后，A做加速运动，B做减速运动，当两物体速度相等时弹簧处于最大压缩状态，则①正确；当AB相互作用过程中，系统受合外力为零，则系统的动量守恒，则②错误，③正确；A、B速度相等时，弹簧弹性势能最大，此时系统动能最小，则④正确；A．①②，与结论不相符，选项A错误；B．①③④，与结论相符，选项B正确；C．①②④，与结论不相符，选项C错误；D．③④，与结论不相符，选项D错误；故选B。3、D【解析】

A．万有引力提供向心力：解得：，因为“高分十号”轨道半径略低于地球同步轨道的圆轨道，所以周期小于同步卫星的周期24小时，A错误；B．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大环绕速度，所以“高分十号”卫星在轨运行速度小于第一宇宙速度，B错误；C．“高分十号”和同步卫星的质量关系未知，所以机械能大小关系不确定，C错误；D．高空的卫星由万有引力提供向心加速度：可知“高分十号”卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，同步卫星和地球赤道上的物体角速度相同，根据：可知同步卫星的向心加速度大于地球赤道上的物体的向心加速度，所以“高分十号”卫星在轨运行的向心加速度大于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度，D正确。故选D。4、D【解析】在A点，小球开始离开圆弧曲面，只受重力，则有：得：,之后小球做平抛运动，则：，得：则平抛运动的最小水平位移为：,所以BC的最小距离为：A、B、C错误；D正确；故选D．5、C【解析】试题分析：地面对人的弹力与人对地面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，故B错误；人之所以能跳起离开地面，地面对人的弹力大于地球对人的吸引力，人具有向上的合力，故C正确，AD错误．考点：牛顿第三定律【名师点睛】人对地的作用力与地对人的作用力是一对作用力和反作用力，人之所以能跳起离开地面，可以对人进行受力分析，人具有向上的合力．6、B【解析】该行星自转角速度变为原来两倍，则周期将变为12T，由题意可知此时：GMmR2＝mR4π2(12T)2，解得：M＝16π2点睛：重点知识：行星自转的时候，地面物体万有引力等于重力没错，但是不是重力全部用来提供向心力，而是重力和支持力的合力提供向心力；“星球赤道上物体恰好对行星表面没有压力”时重力独自充当向心力．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、AB【解析】

A．电场线与等势面垂直，而根据轨迹弯曲的方向和质点带正电可知，电场线指向下方，沿电场线方向电势降低，故等势面的电势最高，故A正确；B．不妨设质点从点运动到点，则此过程中电场力做负功，电势能增大，故B正确；C．等差等势面处密，处电场强度大，则质点经过处时受到的电场力大，加速度大，故C错误；D．根据题意无法判定质点的运动方向，D项错误。故选：AB。8、AC【解析】

A.对扫雷具进行受力分析，受到受重力、浮力、拉力和水的水平方向的摩擦阻力，如图，故A正确；

B.根据平衡条件，有：

竖直方向：F浮+Tcosθ=mg水平方向：f=Tsinθ计算得出：；故B错误；CD.扫雷器具受到海水的水平方向的作用力摩擦阻力等于拉力的水平分力，即小于绳子的拉力，而绳子拉力不一定大于mg，故C正确、D错误。9、BC【解析】

A.根据正点电荷电场的特征可知，a、c两点电场强度大小相同，方向不同，故A错误；B.电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，由能量守恒定律，-qφa=-qφb，解得，选项B正确；C.根据点电荷电场强度公式可知，a点的电场强度大于b点，粒子在a点所受的库仑力大于在b点所受的库仑力，由牛顿第二定律可知粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C正确；D.电荷量为-q的粒子粒子从a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误．10、ABE【解析】由图示图象可知，D→A过程为等压过程，气体体积变大，由盖吕萨克定律可知，气体温度升高，即A点的温度高于D点的温度，则，故A正确；C→D过程是等温变化，气体内能不变，，气体体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律得，气体放出热量，由以上分析可知，C→D过程放出的热量等于外界对气体做的，故B正确；若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先升高后降低，故C错误；从B→C过程，气体体积不变，压强减小，由查理定律可知，气体的温度T降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，分子数密度不变，单位时间内撞击器壁的分子数不变，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力变小，气体压强减小，故D错误；由热力学第一定律可知，若B→C过程放热200J，D→A过程吸热300J，则D→A过程气体对外界做功100J，故E正确；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、上左A【解析】

(1)[1]开关S接通1，电容器充电，根据电源的正负极可知电容器上极板带正电。[2]开关S接通2，电容器放电，通过电流表的电流向左。(2)[3]充满电后电容器所带电荷量(3)[4]AB．电容器充电过程中，电流逐渐减小，随着两极板电荷量增大，电流减小的越来越慢，电容器充电结束后，电流减为0，A正确，B错误；CD．电容是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式可知，电荷量与电压成正比，所以图线应为过原点直线，CD错误。故选A。12、6.710钩码A、B的质量m1、m2【解析】

③[1]根据螺旋测微器测量原理得⑦[2][3]为验证机械能守恒定律，还需测量钩码A、B的质量m1、m2。对系统，因为动能的增加量等于重力势能的减少量，则验证方程为四、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