2024年北京市第四中學物理高三上期末統(tǒng)考試題含解析

2024年北京市第四中學物理高三上期末統(tǒng)考試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、2013年12月2日，“嫦娥三號”成為了全人類第一個在月球背面成功實施軟著陸的探測器。為了減小凹凸不平的月面可能造成的不利影響，“嫦娥三號”采取了近乎垂直的著陸方式。已知：月球半徑為R，表面重力加速度大小為g，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的過程中處于超重狀態(tài)B．為了減小與地面的撞擊力，“嫦娥三號”著陸前的一小段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)C．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的周期約為T=D．月球的密度為ρ=2、物理學是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學科，在物理學的探索和發(fā)現(xiàn)過程中，科學家們運用了許多研究方法如：理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學假說法和建立物理模型法等。以下關(guān)于物理學研究方法的敘述中正確的是A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法是微元法B．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，這里運用了假設(shè)法C．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，再把各小段位移相加，這里運用了理想模型法D．根據(jù)速度定義式，當Δt→0時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思維法3、1897年英國物理學家約瑟夫·約翰·湯姆生在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子，這是人類最早發(fā)現(xiàn)的基本粒子。下列有關(guān)電子說法正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的B．β射線也可能是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力C．光電效應實驗中，逸出的光電子來源于金屬中自由電子D．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認為核外電子的軌道半徑是量子化的4、2016里約奧運會男子50米自由泳決賽美國埃爾文奪得金牌。經(jīng)視頻分析發(fā)現(xiàn)：他從起跳到入水后再經(jīng)過加速到獲得最大速度2.488m/s所用的時間總共為2.5秒，且這一過程通過的位移為x1=2.988m。若埃爾文以最大速度運動的時間為19s，若超過該時間后他將做1m/s2的勻減速直線運動。則這次比賽中埃爾文的成績?yōu)椋ǎ〢．19.94s B．21.94s C．20.94s D．21.40s5、如圖所示，MN、PQ是傾角為的兩平行光滑且足夠長的金屬導軌，其電阻忽略不計。空間存在著垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。導體棒ab、cd垂直于導軌放置，且與導軌接觸良好，每根導體棒的質(zhì)量均為m，電阻均為r，導軌寬度為L，與導軌平行的絕緣細線一端固定，另一端與ab棒中點連接，細線承受的最大拉力?，F(xiàn)將cd棒由靜止釋放，當細線被拉斷時，則（）A．cd棒的速度大小為 B．cd棒的速度大小為C．cd棒的加速度大小為gsin D．cd棒所受的合外力為2mgsin6、一三棱鏡截面如圖所示，∠C=90°，∠B=60°，AC面涂有反光涂層。一細束光從O垂直AB邊射入棱鏡，經(jīng)AC面反射到BC面，在BC面上恰好發(fā)生全反射。則該棱鏡的折射率為（）A． B． C． D．2二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，R1是滑動變阻器，R2=0.5r，當滑片P處于中點時，電源的效率是50%，當滑片由a端向b端移動的過程中（）A．電源效率增大 B．電源輸出功率增大C．電壓表V1和V的示數(shù)比值增大 D．電壓表V1和V示數(shù)變化量、的比值始終等于8、如圖所示，在真空中，某點電荷Q形成的電場中，a、b、c三個虛線圓分別表示電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為45V、25V、15V。一粒子q帶電荷量大小為0.1C，電性未知，在電場中的運動軌跡如圖中實線KLMN所示。下列說法正確的是（）A．場源電荷Q帶負電B．粒子q帶正電C．粒子q從K到L的過程中，克服電場力做功3JD．粒子在距場源電荷最近的L處動能為零9、如圖所示，兩個質(zhì)量分布均勻的球體P、Q靜止在傾角為的固定斜面與固定擋板之間.擋板與斜面垂直。P、Q的質(zhì)量分別為m、2m，半徑分別為r、2r，重力加速度大小為g，不計一切摩擦。下列說法正確的是（）A．P受到四個力的作用 B．擋板對P的支持力為3mgC．P所受彈力的合力大于mg D．Q受到P的支持力大于mg10、關(guān)于一定量的氣體，下列說法正確的是（）A．氣體做等溫膨脹變化，其壓強一定減小B．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和C．氣體分子熱運動的劇烈程度減弱時，氣體的壓強一定減小D．若氣體處于完全失重的狀態(tài)，氣體的壓強一定為零E.氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能可能減小三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）一同學用電子秤、水壺、細線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗證力的平行四邊形定則，主要實驗步驟如下：①如圖甲，細線OC一端連接一裝滿水的水壺，另一端連接圓環(huán)O，用電子秤的下端掛鉤鉤住圓環(huán)O，記下水壺靜上時電子秤的示數(shù)F；②如圖乙，將細線AB一端拴在墻釘A處，另一端穿過圓環(huán)O拴在電子秤的掛鉤B處。手握電子秤沿斜上方拉住細線的B端使水壺處于平衡狀態(tài)，在墻面的白紙上記錄圓環(huán)O的位置、三細線OA、OB、OC的方向和電子秤的示數(shù)F1；③如圖丙，在白紙上以O(shè)為力的作用點，按定標度作出各力的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出兩個F1的合力的圖示。(1)步驟①中_______（填“必須”或“不必”）記錄O點位置；(2)步驟②中用細線穿過圓環(huán)O，而不用細線直接拴接在細線AB上的原因是________；(3)通過比較F與______的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論。12．（12分）某同學測量一段粗細均勻電阻絲的電阻率，實驗操作如下：（1）用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，如圖甲所示的示數(shù)為_________mm。（2）用多用電表“×1"倍率的歐姆擋測量該電阻絲的阻值，如圖乙所示的示數(shù)為_________Ω。（3）用電流表（內(nèi)阻約為5Ω）、電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ）測量該電阻絲的阻值Rx，為了減小實驗誤差，并要求在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，下列電路中符合要求的是_________。A．B．C．D．（4）用第（3）問中C選項的方法接入不同長度的電阻絲l，測得相應的阻值R，并作出了R-l圖象，如圖丙所示中符合實驗結(jié)果的圖線是_________（選填“a”“b”或“c”），該電阻絲電阻率的測量值_________（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在傾角為37°的光滑固定斜面的底端，另一端連接質(zhì)量為mA=2kg的小物塊A，小物塊A靜止在斜面上的O點，距O點為x0=0.75m的P處有一質(zhì)量為mB=1kg的小物塊B，由靜止開始下滑，與小物塊A發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短，碰后當小物塊B第一次上滑至最高點時，小物塊A恰好回到O點。小物塊A、B都可視為質(zhì)點，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）碰后小物塊B的速度大??；（2）從碰后到小物塊A第一次回到O點的過程中，彈簧對小物塊A的沖量大小。14．（16分）如圖所示，水平面內(nèi)足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L，左端連接阻值為R的電阻，導體棒MN垂直導軌放置，與導軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向下、范圍足夠大的非勻強磁場中，沿導軌建立x軸，磁場的磁感應強度滿足關(guān)系B=B0+kx。t=0時刻，棒MN從x=0處，在沿+x軸水平拉力作用下以速度v做勻速運動，導軌和導體棒電阻不計，求：（1）t=0時刻，電阻R消耗的電功率P0；（2）運動過程中水平拉力F隨時間t變化關(guān)系式；（3）0~t1時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q。15．（12分）如圖所示，一水平放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)壁光滑，長為L，底面直徑為D，其右端中心處開有一圓孔。質(zhì)量一定的理想氣體被活塞封閉在容器內(nèi)，器壁導熱良好，活塞可沿容器內(nèi)壁自由滑動，其質(zhì)量、厚度均不計開始時氣體溫度為300K，活塞與容器底部相距，現(xiàn)對氣體緩慢加熱，已知外界大氣壓強為，求溫度為600K時氣體的壓強。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】

A．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的過程中萬有引力全部提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故A錯誤；B．為了減小與地面的撞擊力，在“嫦娥三號”著陸前的一小段時間內(nèi)“嫦娥四號”需要做減速運動，處于超重狀態(tài)。故B錯誤；C．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的時萬有引力提供向心力，即：解得：故C錯誤；D．月球表面的重力近似等于萬有引力，則：，月球的密度：故D正確。故選：D。2、D【解題分析】

A中采用了理想模型法；B中采用控制變量法；C中采用了微元法；D中是極限思維法；故選D.3、C【解題分析】

A．電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，無法說明原子核有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子是由原子核和核外電子組成的。故A錯誤。B．β-射線是核內(nèi)中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時放出的電子形成的，與核外電子無關(guān)。故B錯誤。C．根據(jù)光電效應現(xiàn)象的定義可知光電效應實驗中，逸出的光電子來源于金屬中的自由電子。故C正確。D．玻爾理論認為電子軌道半徑是量子化的，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認為在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選C。4、D【解題分析】

埃爾文勻速運動能走過的最大位移為x2=vt2=2.488×19=47.272m因為x1+x2=2.988+47.272=50.26>50m則運動員沒有勻減速運動的過程，所以他勻速運動的時間為則埃爾文奪金的成績?yōu)椋簍=2.5+18.895=21.40sA．19.94s與分析不符，故A錯誤；B．21.94s與分析不符，故B錯誤；C．20.94s與分析不符，故C錯誤；D．21.40s與分析相符，故D正確。故選D。5、A【解題分析】

AB．據(jù)題知，細線被拉斷時，拉力達到根據(jù)平衡條件得：對ab棒則得ab棒所受的安培力大小為由于兩棒的電流相等，所受的安培力大小相等，由得聯(lián)立解得，cd棒的速度為故A正確，B錯誤；CD．對cd棒：根據(jù)牛頓第二定律得代入得故CD錯誤。故選A。6、C【解題分析】

做出光路圖，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系，光線到達AC面的入射角為α=30°，則反射角為，根據(jù)幾何關(guān)系，光線在BC面的入射角為i=60°，因為光線在BC面上恰好發(fā)生全反射，則故C正確，ABD錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ACD【解題分析】

A.滑片由a端向b端移動的過程中，R1逐漸增大，總電阻增大，總電流減小，內(nèi)阻所占電壓減小，路端電壓增大，電源的效率，電源的效率增大，故A正確；B.當外電路電阻等于內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，滑片處于a端時，外電路電阻為R2=0.5rr，當滑片P處于中點時，電源的效率是50%，此時路端電壓等于內(nèi)電壓，即外電路電阻等于內(nèi)阻，此時輸出功率最大，所以當滑片由a端向b端移動的過程中，電源輸出功率先增大后減小，故B錯誤；C.串聯(lián)電路電流相等，則，當滑片由a端向b端移動的過程中，R1增大，增大，故C正確；D.根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U1=E﹣I（R2+r）U=E﹣Ir則有：則故D正確。故選ACD。8、BC【解題分析】

A．因為a、b、c三個虛線圓電勢分別為45V、25V、15V，說明場源電荷Q帶正電，故A錯誤；B．由粒子運動軌跡可知，粒子與場源電荷之間是斥力作用，粒子q帶正電，故B正確；C．粒子q從K到L的過程中，電勢升高，電勢差為30V，克服電場力做功為故C正確；D．由運動軌跡可以看出，粒子做曲線運動，在L處速度大小不可能為零，故D錯誤。故選BC。9、AD【解題分析】

A．P受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和Q的壓力，故A正確；B．兩球整體受力平衡，故擋板對P的支持力大小N1=3mgsin=mg故B錯誤；C．P所受三個彈力的合力與重力mg平衡，則P所受彈力的合力大小為mg，故C錯誤；D．Q受力如圖所示，有F=2mg故N2>Fsin=mg故D正確。故選AD。10、ABE【解題分析】

A．由理想氣體狀態(tài)方程可得，氣體在等溫膨脹過程，溫度不變，體積與壓強成反比，體積增大，壓強一定減小，故A正確；B．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，故B正確；C．溫度高氣體分子熱運動就劇烈，所以只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度可以降低，但是壓強不一定越低，故C錯誤；D．在完全失重的情況下，分子運動不停息，氣體對容器壁的壓強不為零，故D錯誤；E．氣體從外界吸收熱量，但如果同時對外做功，根據(jù)熱力學第一定律，則內(nèi)能可能減小，故E正確。故選ABE。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、不必兩分力一次同時測定，減小誤差（或由于圓環(huán)的滑動，使得OA、OB兩細線拉力大小相同）【解題分析】

(1)[1]因為重力恒豎直向下，只要保證水壺靜止即可，讀出OC繩的拉力即可，故第一次不需要記錄O點位置。(2)[2]由于圓環(huán)的滑動，使得OA、OB兩細線拉力大小相同，故可以兩分力一次同時測定，減小誤差。(3)[3]OA和OB繩子的拉力作用效果和OC一條繩子的拉力的作用效果相同，而OC一條繩子作用力為F，OA和OB繩子的合力為根據(jù)平行四邊形定則畫出來的，所以只要比較F和的大小和方向，即可驗證試驗。12、2.819?2.8217Da等于【解題分析】

（1）[1]螺旋測微器的轉(zhuǎn)動刻度50格共0.5mm長