北京市东城第50中2023届高三四月考物理试题

北京市东城第50中2023届高三四月考物理试题

注意事项

1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．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。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1，环绕速度为v1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该星球更近的半径为r2的圆轨道上运动环绕速度为v2，周期为T2，登陆舱的质量为m2，引力常量为G，则（    ）

A．该星球的质量为

B．该星球表面的重力加速度为

C．

D．

2、在物理学发展过程中，有许多科学家做出了突出贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(       )

A．胡克用“理想实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点

B．平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动所需要的概念是牛顿首先建立的

C．伽利略利用小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究出了落体的运动规律

D．笛卡尔发现了弹簧弹力和形变量的关系

3、如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力．与b球相比，a球

A．初速度较大

B．速度变化率较大

C．落地时速度一定较大

D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大

4、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的功率为P，司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从司机减小油门开始，汽车的速度v与时间t的关系如图所示，则在0～t1时间内下列说法正确的是

A．汽车的牵引力不断减小 B．t=0时，汽车的加速度大小为

C．汽车行驶的位移为 D．阻力所做的功为

5、如图所示，粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，则F的功率（　　）

A．一直增大 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．一直减小

6、以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可以忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是(     )

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、如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M．物体A质量为m，弹簧对物体A施加一个始终保持水平的作用力，调整A在B上的位置， A始终能和B保持静止．对此过程下列说法正确的是(　　)

A．A、B之间的接触面可能是光滑的

B．弹簧弹力越大，A、B之间的摩擦力越大

C．A、B之间的摩擦力为0时，弹簧弹力为mg

D．弹簧弹力为mg时，A所受摩擦力大小为mg

8、在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH．已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（　　）

A．N板电势高于M板电势

B．磁感应强度越大，MN间电势差越大

C．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变

D．将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势

9、一质量为的电动汽车在平直公路上以恒定的功率加速行驶，当速度大小为时，其加速度大小为（），设汽车所受阻力恒为（），重力加速度为，下列说法正确的是（　　）

A．汽车的功率为 B．汽车的功率为

C．汽车行驶的最大速率为 D．汽车行驶的最大速率为

10、如图所示，正三角形的三个顶点、、处，各有一条垂直于纸面的长直导线。、处导线的电流大小相等，方向垂直纸面向外，处导线电流是、处导线电流的2倍，方向垂直纸面向里。已知长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与电流成正比、与该点到导线的距离成反比。关于、处导线所受的安培力，下列表述正确的是（    ）

A．方向相反 B．方向夹角为60°

C．大小的比值为 D．大小的比值为2

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）某同学用如图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。打点计时器固定在木板上端，滑块拖着穿过打点计时器限位孔的纸带从木板上滑下。图乙是打出的一段纸带。

（1）已知打点计时器使用的交流电频率为，选取至的7个点为计数点，且各计数点间均有4个点没有画出，测得各点到点的距离依次是。由此可知滑块下滑的加速度________（结果保留三位有效数字）。

（2）为了测量动摩擦因数，还应测量的物理量有_____________。

A．木板的长度     B．木板的末端被垫起的高度     C．木板的质量    D．滑块的质量   E.滑块运动的时间

（3）滑块与木板间的动摩擦因数______（用题中各物理量的字母代号及重力加速度表示）。由于该测量装置存在系统误差測量的动摩擦因数会____________（填“偏大”或“偏小”）。

12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。

（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________。

（2）已测得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1％。由此推算出f为_________Hz。

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，木板B静止于光滑水平地面上，在其左端放一可视为质点的木块A，已知木块A的质量MA＝2kg，木板B的质量MB＝6kg，长L＝4m。某时刻，一块橡皮泥C以速度v0＝12m/s射向木块A，并与A粘在一起，在A和C一起滑动的同时，立即给B施加一个水平向右的拉力F，已知橡皮泥C的质量mc＝1kg，A与B的动摩擦因数µ＝0.1，重力加速度g＝10m/s2。求：

(1)若F＝15N，A相对B向右滑行的最大距离；

(2)要使A从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。

14．（16分）如图所示，在x＝0处的质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的机械波。在t＝0时刻，质点O开始从平衡位置向上运动，经0.4 s第一次形成图示波形，P是平衡位置为x＝0.5 m处的质点.

（1）位于x＝5 m处的质点B第一次到达波峰位置时，求位于x＝2 m处的质点A通过的总路程。

（2）若从图示状态开始计时，至少要经过多少时间，P、A两质点的位移(y坐标)才能相同？

15．（12分）如图所示，质量mB=2kg的平板车B上表面水平，在平板车左端相对于车静止着一块质量mA=2kg的物块A，A、B一起以大小为v1=0.5m/s的速度向左运动，一颗质量m0=0.01kg的子弹以大小为v0=600m/s的水平初速度向右瞬间射穿A后，速度变为v=200m/s.已知A与B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止时A刚好停在B的右端，车长L=1m，g=10m/s2，求：

（1）A、B间的动摩擦因数；

（2）整个过程中因摩擦产生的热量为多少？

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】
由和

A．该星球的质量为

选项A错误；

B．由

星球的半径R未知，不能求解其表面的重力加速度，选项B错误；

C．由表达式可知

选项C错误；

D．由表达式可知

选项D正确。

故选D。

2、C

【解析】
AC．伽利略利用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点，并最早建立了平均速度、瞬时速度等描述物体运动的概念，AB错误；

C．伽利略利用小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究出了落体运动的规律，C正确；

D．胡克发现弹簧弹力与形变量的关系，D错误．

3、D

【解析】
A.由可得，高度越高，下落时间越大，由可知，两球水平位移相同，但是b求运动时间短，故b球初速度较大，A错误；

B.速度变化率即表示加速度，两球加速度相同，故速度变化率相同，B错误；

C.a球的水平速度小于b球，故落地时虽然竖直分速度大于b球，但是合速度不一定大于b球，C错误；

D.由，a球落地时间t大，但是小，故a球的一定大于b球，即a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，D正确；

故选D。

4、C

【解析】
A．减小油门后，机车的功率保持不变，当速度减小时，根据P=Fv可知，牵引力增大，故A错误；
B．汽车以速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，即有：F=f，发动机的功率为P，由

P=Fv0=fv0

得阻力

t=0时，功率为原来的一半，速度没有变，则

根据牛顿第二定律得：

故大小为，故B错误。
CD．根据动能定理得：

解得阻力做功为

设汽车通过的位移为x，由Wf=-fx，解得

故C正确，D错误。
故选C。

5、D

【解析】
木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，据平衡条件可得：

解得：

F的功率

θ从0°逐渐增大到90°的过程中，增大，F的功率一直减小，故D项正确，ABC三项错误。

6、B

【解析】
没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v-t图象是直线；有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：

mg+f=ma

故

a=g+f/m

由于阻力随着速度而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；v-t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；

A．该图与结论不相符，选项A错误；

B．该图与结论相符，选项B正确；

C．该图与结论不相符，选项C错误；

D．该图与结论不相符，选项D错误；

故选B.

点睛：本题关键是明确v-t图象上某点的切线斜率表示加速度，速度为零时加速度为g，与无阻力时加速度相同．

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】

设弹簧弹力为F，当时，即时，A所受摩擦力为0；若，A受到的摩擦力沿斜面向下；若，A受到的摩擦力沿斜面向上，可见AB错误C正确；当时，A所受摩擦力大小为，方向沿斜面向下，D正确．

8、AB

【解析】

A、根据左手定则，电流的方向向里，自由电荷受力的方向指向N端，向N端偏转，则N点电势高，故A正确；B、设左右两个表面相距为d，电子所受的电场力等于洛仑兹力，即：

设材料单位体积内电子的个数为n，材料截面积为s，则 ①;I=nesv   ②; s=dL  ③;由①②③得：,令，则  ④;所以若保持电流I恒定，则M、N间的电压与磁感虑强度B成正比，故B正确；C、将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则带电粒子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故C错误；D、若磁场和电流分别反向，依据左手定则，则N板电势仍高于M板电势，故D错误．故选AB.

【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下平衡．

9、BC

【解析】
AB．车的额定功率为P，汽车的速度为v时，根据牛顿第二定律得

得

故A错误，B正确。

CD．汽车匀速运动时牵引力等于阻力， 速率最大，故有

故C正确，D错误。

故选BC。

10、AD

【解析】
AB．结合题意，应用安培定则分析、处磁场，应用平行四边形定则合成、处磁场，应用左手定则判断、处安培力，如图所示，结合几何关系知、处导线所受安培力方向均在平行纸面方向，方向相反，故A正确，B错误；

CD．设导线长度为，导线在处的磁感应强度大小为，结合几何关系知处磁感应强度有

合

导线受安培力为

安合

处磁感应强度有

导线受安培力为

联立解得大小的比值为

故C错误，D正确；

故选AD。

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、0.480    AB        偏大   

【解析】
（1）[1]打点计时器使用的交流电频率为50Hz，可知打点周期为0.02s，由于各计数点之间均有4个点没有画出，故相邻两个计数点之间的时间间隔为s=0.10s。根据各点到点的距离可以计算出相邻计数点之间的距离，利用逐差法可得滑块下滑的加速度

m/s2

（2）[2][3]滑块沿木板下滑，设木板与水平面间的夹角为，由牛顿第二定律有

根据几何关系得

联立解得，因此为了测量动摩擦因数，应该测量木板的长度和木板末端被垫起的高度，故AB符合题意，CDE不符合题意；

故选AB。

（3）[4]由（2）问可知，，由于实验没有考虑滑块拖着纸带运动过程中纸带受到的阻力，所以测量的动摩擦因数会偏大。

12、        40   

【解析】
(1)[1][2] 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：

由速度公式

vC=vB+aT

可得：

a=

(2)[3] 由牛顿第二定律可得：

mg-0.01mg=ma

所以

a=0.99g

结合(1)解出的加速度表达式，代入数据可得

f=40HZ

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、 (1) 2 m  (2)见解析

【解析】
（1）与碰撞，由动量守恒定律

滑上木板后做匀减速运动，有

，

两者速度相同时，有

得：

滑行距离

滑行距离

最大距离：

（2）到右端滑落的临界条件是到达的右端时，具有共同的速度

则

又

再代入

得

即从的右端滑落

若在到达的右端之前，就与具有相同的速度，之后相对向左滑动，最后从的左端滑落，即有：

14、（1）20 cm（2）0.05 s

【解析】
（1）结合题图可分析出，该机械波的传播周期为，波长为，振幅，

该机械波的波速为

由图可知，此时波峰在处，当波峰传播到处的B点时，波向前传播的距离为，所以质点B第一次到达波峰位置所需要的时间

由题意知，当质点B第一次到达波峰位置时，质点A恰好振动了一个周期，所以质点A通过的总路程为；

（2）角速度为：，从图示状态开始计时

质点A做简谐运动的表达式为：

质点P做简谐运动的表达式为：

要使P、A两质点的位移(y坐标)相同，即，至少要经过时间t应满足：

，解得：。

15、（1）0.1（2）1600J

【解析】
（1）规定向右为正方向，子弹与A作用过程，根据动量守恒定律得：

m0v0－mAv1=m0v＋mAvA

代入数据解得：

vA=1.5m/s

子弹穿过A后，A以1.5m/s的速度开始向右滑行，B以0.5m/s的速度向左运动，当A、B有共同速度时，A、B达到相对静止，对A、B组成的系统运用动量守恒，规定向右为正方向，有：

mAvA－mBv1=(mA＋mB)v2

代入数据解得：

v2=0.5m/s

根据能量守恒定律知：

μmAgL=mAvA2＋mBv12－(mA＋mB)v22

代入数据解得：

μ=0.1

（2）根据能量守恒得，整个过程中因摩擦产生的热量为：

Q=m0v02＋(mA＋mB)v12－m0v2－(mA＋mB)v22

代入数据解得：

Q=1600J