北京市徐悲鸿中学2027届物理高三第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

北京市徐悲鸿中学2027届物理高三第一学期期中学业水平测试模拟试题请考生注意：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、在点电荷Q形成的电场中，有M、N两点，如图所示．以下说法正确的是A．M点的场强大于N点的场强B．M点的电势高于N点的电势C．将一正点电荷分别放在M点和N点，则该电荷在M点电势能大D．将一负点电荷分别放在M点和N点，则该电荷在M点电势能大2、科学家在物理学的研究过程中应用了很多科学思想方法，下列叙述正确的是()A．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了放大法B．用质点代替有质量的物体，采用了微元法C．牛顿首次采用“把实验和逻辑推理结合起来”的科学研究方法D．实验中探究加速度与质量、合外力关系时采用的是等效替代的方法3、某同学特别喜欢逛玩具商店，一次逛店时一件玩具引起了他的极大兴趣，玩具的主体部分是由5个完全相同的弹性小球组成，如图所示，小球由等长轻线悬挂并排处于同一水平高度，对此玩具装置作出的如下判断，你认为正确的是A．如果将最右边的1个小球提起一定高度由静止释放，该小球碰撞后几乎反弹到同一高度，另几个小球几乎保持原地不动B．如果将最右边的2个小球一起（不改变位置关系）提起一定高度由静止释放，则这2个小球与左方小球碰撞后立即反弹，另3个小球立即向左运动C．如果将最右边的3个小球一起（不改变位置关系）提起一定的高度由静止释放，则发生碰撞后，这5个小球一起向左运动D．无论一次提起几个小球，这些小球将依次发生弹性碰撞，速度互换，最终表现为一侧下去几个小球，另一侧将起来等数量的几个小球4、如图，小球质量为m，通过长度为L的无伸缩性轻质条状物与水平转轴O相连，并能绕转轴O在竖直平面做完整的圆周运动。小球运动过程中受到的空气阻力可以忽略不计，下列关于小球运动的说法正确的是（）A．当轻质条状物为绳子且转轴O不受摩擦时，小球经过最低点的速度应不小于5gLB．当轻质条状物为杆且转轴O不受摩擦时，小球经过最低点的速度应不小于5gLC．当轻质条状物为绳子时，可通过控制转轴O的转动让小球做匀速圆周运动D．当轻质条状物为杆时，不可能通过控制转轴O的转动让小球做匀速圆周运动5、如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（）A． B． C． D．6、下列关于核反应的说法中正确的是（）A．铀核裂变的核反应是：92B．组成92235C．压力、温度对放射性元素衰变的快慢具有一定的影响D．在α粒子散射的实验中，绝大多数α粒子几乎直线穿过金箔，这可以说明金原子内部绝大部分是空的二、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，在水平地面上叠放着、、三个完全相同的物块，今用水平力作用于时，、、均处于静止状态，则下列判断正确的是（）A．对的摩擦力大小等于B．对的摩擦力大小等于C．对的摩擦力大小等于D．地对的摩擦力大小等于8、火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°．在此10s时间内，火车（）A．运动路程为600m B．加速度为零C．角速度约为1rad/s D．转弯半径约为3.4km9、如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，a、b间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场的场强大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于微粒运动的说法正确的A．微粒在ab区域的运动时间为B．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r＝dC．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为D．微粒在ab、bc区域中运动的总时间为10、如图所示，物体A、B的质量分别为m和2m,之间用轻弹簧连接，放在光滑的水平面上，物体A紧靠竖直墙，现在用力向左推B使弹簧压缩，然后由静止释放，则A．从撤去推力到A离开竖直墙之前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒B．从撤去推力到A离开竖直墙之前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒C．弹簧第二次恢复为原长时，A、B两物体的速度方向一定相同D．弹簧第一次、第二次压缩最短时弹性势能之比为3：1三、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）某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2，主要实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下弹簧测力计的示数；③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力________；④比较_________即可初步验证；⑤只改变绳套2的方向，重复上述试验步骤．回答下列问题：（1）将上述实验步骤补充完整；（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，保持绳套1和绳套2的夹角120°不变，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________（填选项前的序号）．A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大12．（12分）（1）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______．②本实验采用的科学方法是________．A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有________．A．F1＝4NB．F＝12NC．θ1＝45°D．θ1<θ2四、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，开口向上质量为m1=2kg的导热气缸C静止于水平桌面上，用一横截面积s为=10cm2、质量为=2kg的活塞封闭了一定质量的理想气体.一不可伸长的轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量M=5kg的物块B。开始时，活塞到缸底的距L1=lOOcm，轻绳恰好拉直，弹簧恰好处于原长状态，缸内气体的温度T1=300K。巳知外界大气压强值为=1.0×105Pa,取重力加速度g=10m/s3,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却到T2=100K时，求：①稳定后活塞到缸底的距离；②活塞从开始到最终稳定下降的距离。14．（16分）位于竖直平面内的直角坐标系,轴沿水平方向.在第一象限的角平分线OA的上方存在有界匀强电场,场强，方向竖直向下；第二象限内有另一匀强电场E2,电场方向与轴正方向成45°角斜向上,如图所示.有一质量为、电荷量为+q的带电小球在水平细线的拉力作用下恰好静止在坐标处.现剪断细线,小球从静止开始运动,先后经过两电场后,从A点进入无电场区域最终打在轴上的D点,重力加速度为g,试求:（1）电场E2的场强;（2）A点的位置坐标;（3）到达D点时小球的动能15．（12分）如图所示，半径为R=0.3m的半圆弧固定在水平面上，一根足够长的且不可伸长的柔软轻质细绳将两个可视为质点的两个小球连接，细绳通过两个固定的大小可忽略的滑轮，左侧质量为的A球与半圆弧圆心等高且刚好与半圆弧内壁无弹力接触，小球距上端滑轮，右侧B球质量为，重力加速度g=10m/s2，整个系统不计切摩擦阻力及空气阻力。现将两球同时由静止释放，求：(1)A球到达半圆弧最底端时的速度大小νA；(2)A球从静止释放到到达半圆弧最低端过程中轻质细绳对它所做的功W。

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、A【解析】该电场为点电荷电场，根据E=kQR2可知距离点电荷越近，电场强度越大，故M点场强大于N点场强，A正确；正点电荷产生的电场中，电场线是向外辐射的，根据沿电场线方向电势降低，可知M点的电势高于N点电势，而负电荷产生的电场中，电场线是向内聚拢的，故M点电势低于N点电势，由于M和N点的电势关系不能确定，故不能确定正负电荷在这两点的电势能2、A【解析】解:A、卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了放大思想，故A正确B、用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法.故B错误;C、首次提出“提出假说,数学推理,实验验证,合理外推“的科学推理方法的是伽利略不是牛顿,故C错误;

D、实验中探究加速度与质量、合外力关系时采用的是控制变量法,所以D选项是错误的;3、D【解析】

完全相同的弹性小球之间的碰撞为弹性碰撞，总动量守恒，总动能守恒。设入射小球初速度为v0，碰后速度为v1，被碰小球碰后速度为v2，则m1联立解得：v1=0，v2=v0，碰撞过程两者交换速度故无论一次提起几个小球，这些小球将依次发生弹性碰撞，速度互换，最终表现为一侧下去几个小球，另一侧将起来等数量的几个小球，故ABC错误，D正确。故选：D4、A【解析】

当轻质条状物为绳子，恰好过过最高点的临界条件时：只有重力提供向心力；

当轻质条状物为杆时，恰好过过最高点的临界条件是速度为零，然后根据机械能守恒和牛顿第二定律即可分析；【详解】A、当轻质条状物为绳子，恰好过过最高点的临界条件是：只有重力提供向心力，即为：mg=v2L

设最低点速度为联立解得：v'=5gL；

因为绳子不可以通过转轴控制，所以小球不可能做匀速圆周运动，故A正确，C错误；

B、当轻质条状物为杆时，恰好过过最高点的时速度为零，设最低点速度为v，根据机械能守恒定律得：2mgL=12mv2,解得：v=2本题考查竖直面内圆周运动两种模型，关键是要掌握两种模型能做完整圆周运动的最高点的临界条件，绳模型是在最高点只有重力提供向心力，杆模型是到最高点速度恰好为零。5、D【解析】

根据牛顿第二定律，对PQ的整体：；对物体P：；解得，故选D。6、D【解析】

核裂变中反应物中应该有多个中子参与，选项A错误；核力是核子间强相互作用力，核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m，原子核的半径数量级在10-15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，故B错误；压力、温度对放射性元素衰变的快慢没有影响，选项C错误；在α粒子散射的实验中，绝大多数α粒子几乎直线穿过金箔，这可以说明金原子内部绝大部分是空的，选项D正确；故选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、CD【解析】A、以A为研究对象，根据平衡条件得知，B对A没有摩擦力，则A对B的摩擦力等于零，故A错误；B、由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力也为零，故B错误；C、以AB组成的整体为研究对象，根据平衡条件得知，C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力等于F方向向右，故C正确；D、以ABC三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件得到，地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，故D正确．故选CD．8、AD【解析】本题考查匀速圆周的概念，意在考查考生的理解能力．圆周运动的弧长s=vt=60×10m=600m，选项A正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项B错误；由题意得圆周运动的角速度rad/s=rad/s，又，所以m=3439m，故选项C错误、D正确．点睛：本题以火车转弯指南针偏转为背景考查匀速圆周的概念，解答时要注意角度与弧度的换算关系．9、AD【解析】

将粒子在电场中的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速运动，竖直分运动为末速度为零的匀减速运动，根据运动学公式，有：水平方向：v0=at，；竖直方向：0=v0-gt；解得a=g①②，故A正确；粒子在复合场中运动时，由于电场力与重力平衡，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力解得：③，由①②③得到r=2d，故B错误；由于r=2d，画出轨迹，如图，由几何关系，得到回旋角度为30°，故在复合场中的运动时间为，故C错误；粒子在电场中运动时间为：，故粒子在ab、bc区域中运动的总时间为：，故D正确；故选AD．本题关键是将粒子在电场中的运动正交分解为直线运动来研究，而粒子在复合场中运动时，重力和电场力平衡，洛仑兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动．10、ACD【解析】

对A、B和弹簧组成的系统，从撤去推力到A离开竖直墙之前，系统受到墙壁的弹力作用，合外力不为零，则A、B和弹簧组成的系统动量不守恒；此过程中由于只有弹力做功，则机械能守恒，选项A正确，B错误；弹簧第二次恢复为原长时，此时A、B两物体的速度方向均向右，方向一定相同，选项C正确；撤去力F后，B向右运动，弹簧弹力逐渐减小，当弹簧恢复原长时，A开始脱离墙面，这一过程机械能守恒，即满足：E=(2m)vB2

；A脱离墙面后速度逐渐增加，B速度逐渐减小，此过程中弹簧逐渐伸长，当A、B速度相同时，弹簧弹性势能最大，这一过程系统动量和机械能均守恒，有：动量守恒：2mvB=（m+2m）v

，机械能守恒：EPmax＝(2m)vB2−(m+2m)v2

；可解得：EPmax＝，即弹簧第一次、第二次压缩最短时弹性势能之比为3：1，所以D正确；故选ACD.正确认识动量守恒条件和机械能守恒条件是解决本题的关键．如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变；系统只有重力或弹力做功为机械能守恒．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、和A【解析】

（1）[1][2]根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力通绳套过比较和，在误差允许范围内相同，则可初步验证．（2）[3]两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出如答图所示的示意图．根据示意图可知，绳套1的拉力大小逐渐