2024届北京市重点中学高三寒假物理提高试卷

这是一份2024届北京市重点中学高三寒假物理提高试卷，共14页。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、如图所示，轨道NO和OM底端对接且。小环自N点由静止滑下再滑上OM。已知小环在轨道NO下滑的距离小于轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦因数相同。若用a、f、v和E分别表示小环的加速度、所受的摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（ ）
A．B．
C．D．
2、如图所示，一固定斜面上两个质量均为m的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间的动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，重力加速度为g。B与斜面之间的动摩擦因数μ与A、B间弹力FN的大小分别是（ ）
A．μ=tanα，FN=mgsinα
B．μ=tanα，FN=mgsinα
C．μ=tanα，FN=mgcsα
D．μ=tanα，FN=mgsinα
3、一质点在做匀变速直线运动，依次经过四点。已知质点经过段、段和段所需的时间分别为、、，在段和段发生的位移分别为和，则该质点运动的加速度为（ ）
A．B．C．D．
4、如图所示，质量为m、电阻为r的“U”字形金属框abcd置于竖直平面内，三边的长度ad=dc=bc=L，两顶点a、b通过细导线与M、N两点间的电源相连，电源电动势为E。内阻也为r。匀强磁场方向垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．M点应接电源的正极B．电源的输出功率为
C．磁感应强度的大小为mgrD．ad边受到的安培力大于bc边受到的安培力
5、一质点做匀加速直线运动连续经历了两段相等的时间。下列对这两个阶段判断正确的是（ ）
A．位置变化量一定相同
B．动能变化量一定相同
C．动量变化量一定相同
D．合外力做功一定相同
6、下列说法正确的是____________
A．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
B．一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生3个不同频率的光子
C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量
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，一定质量的理想气体的状态连续变化，变化过程为。其中直线平行于轴，直线平行于轴，为等温过程。下列分析正确的是_______
A．过程气体内能减小
B．过程外界对气体做功
C．过程气体对外界做功
D．过程气体放出热量
E.过程气体放出热量
8、如图，两轴心间距离、与水平面间夹角为的传送带，在电动机带动下沿顺时针方向以的速度匀速运行。一质量的货物从传送带底端由静止释放，货物与传送带间的动摩擦因数。已知重力加速度大小为，，。则货物从底端运动至顶端的过程中（ ）
A．货物增加的机械能为
B．摩擦力对货物做的功为
C．系统因运送货物增加的内能为
D．传送带因运送货物多做的功为
9、下列说法中正确的是_________。
A．浸润液体在细管中上升的现象属于毛细现象
B．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性
C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
D．热量可以自发从高温传到低温，可以自发从低温传到高温
E.干湿泡湿度计中两个温度计读数相差越大，空气的相对湿度越大
10、如图，实线和虚线分别为沿轴正方向传播的某简谐横波在和时刻的波形图。已知该波的周期大于0.3s。以下判断正确的是________。
A．该波的周期为0.4s
B．该波的波速为10m/s
C．时刻，处的质点位于平衡位置
D．时刻，处的质点沿轴正方向运动
E.若该波传入另一介质中波长变为6m，则它在该介质中的波速为15m/s
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）某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并用图钉固定在木板上。固定两个光滑的滑轮 A 和 B，将绳子打一个结点 O，每个钩码的质量相等。调整钩码个数使系统达到平衡。
(1)实验过程中必须要记录下列哪些数据（____）
A．O 点位置
B．每组钩码的个数
C．每个钩码的质量
D．OA、OB 和 OC 绳的长度
E．OA、OB 和 OC 绳的方向
(2)下列实验操作正确的是（____）
A．将 OC 绳换成橡皮筋，仍可完成实验
B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可减小实验误差
C．尽量保持∠AOB 为 90°、60°、120°等特殊角方便计算
D．若改变悬挂钩码的个数 N3，重新进行实验，必须保持 O 点位置不动，重新调整钩码的个数N1、N2
12．（12分）图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x．
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=_____cm；
（2）实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得△t=50s，则遮光条经过光电门1时的速度v=_____m/s；
（3）保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应的t，作出﹣t图象如图丙，其斜率为k，则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=_____．
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，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场。磁感应强度大小，一质量，电荷量的粒子（重力不计），从点沿纸面以方向与轴负方向夹角，大小不同的速度射入磁场，已知，：
(1)若粒子垂直x轴飞出，求粒子在磁场中飞行时间；
(2)若粒子不能进入x轴上方，求粒子速度大小满足的条件。
14．（16分）如图，绝热气缸被一导热薄活塞分隔成A、B两部分，活塞左侧用一轻绳固定在气缸左壁。已知A部分气体的压强为2×105Pa，B部分气体的压强为1×105Pa，A、B'体积之比为1：3，气缸内气体温度为27℃，活1塞横截面积为50cm²，气缸内表面光滑，A、B中气体均为理想气体。
（i）求轻绳的拉力大小F；
（ii）若轻绳突然断掉，求再次平衡时A、B两部分气体的体积之比。
15．（12分）如图所示，匀强电场中相邻竖直等势线间距d =10cm，质=0.1kg、带电荷量为q =-1×10-3C的小球以初速度=10m/s抛出，初速度方向与水平线的夹角为45°，重力加速度g取10m/s2，求:
（1）小球加速度的大小;
（2）小球再次回到图中水平线时的速度和抛出点的距离.
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】
A．小球沿轨道下滑做匀加速直线运动，滑至点速度为，下滑过程中有
同理上滑过程中有
根据题意可知，所以
根据加速度的定义式结合牛顿第二定律，可知加速度大小恒定，且满足
A正确；
B．小球下滑过程和上滑过程中的摩擦力大小
根据题意可知，，则，B错误；
C．小球在运动过程中根据速度与位移关系可知，速度与位移不可能为线性关系，所以图像中经过点前后小球与路程的关系图线不是直线，C错误；
D．小球运动过程中摩擦力做功改变小球的机械能，所以图像斜率的物理意义为摩擦力，即
结合B选项分析可知下滑时图像斜率的绝对值小于上滑时图像斜率的绝对值，D错误。
故选A。
2、A
【解析】
以AB整体为研究对象，根据平衡条件得
2mgsinα=μAmgcsα+μBmgcsα=2μmgcsα+μmgcsα
解得
对B受力分析可知，B受重力、支持力、A的弹力及摩擦力而处于平衡状态；则有
mgsinα=μmgcsα+
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
3、C
【解析】
设A点的速度为v，由匀变速直线运动的位移公式有
联立解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
4、C
【解析】
A．金属框恰好处于静止状态，说明线框受到的安培力向上，根据左手定则可知dc边中的电流方向应由d指向c，结合电路知识得M点应接电源的负极，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律得
电源输出功率
故B错误；
C．根据平衡条件有
mg=BIL
解得
故C正确；
D．根据对称性可知ad边受到的安培力等于bc边受到的安培力，方向相反，故D错误。
故选C。
5、C
【解析】
A．匀加速直线运动的物体连续经历了两段相等的时间，根据可知位移不相等，位置变化不同，选项A错误；
BD．根据动能定理可知，合外力做功不相等，则动能变化量不相同，选项BD错误；
C．根据动量定理，可知动量变化量一定相同，选项C正确；
故选C。
6、C
【解析】
试题分析：β衰变的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，A错误；一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多产生两种不同频率的光子，但是若是大量氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多可产生3种不同频率的光子，B错误；原子核的半衰期与外界因素无关，C正确；原子核经过衰变生成新核，需要释放出射线，质量减小，D错误；
考点：考查了原子衰变，氢原子跃迁
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、ACE
【解析】
AE．过程为等容变化，压强减小，由公式可知，温度降低，则理想气体内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故AE正确；
B．过程为等容变化，气体对外不做功，外界对气体也不做功，故B错误；
C．过程为等压变化，体积变大，气体对外做功，故C正确；
D．过程为等温变化，内能不变，体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故D错误。
故选ACE。
8、AD
【解析】
AB．当货物刚放上传送带时，对货物由牛顿第二定律得
设货物与传送带共速时用时为，则，解得
则这段时间内货物运动的位移
传送带运动的位移
货物从底端运动至顶端的过程中，滑动摩擦力对货物做的功
静摩擦力对货物做的功
故摩擦力对货物做的功
根据功能关系得货物增加的机械能也为，故A正确，B错误；
CD．系统因运送货物增加的内能为
传送带因运送货物多做的功等于系统增加的内能与货物增加的机械能之和

故C错误，D正确。
故选AD。
9、ABC
【解析】
A. 浸润液体在细管中上升的现象属于毛细现象，选项A正确；
B.液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性；选项B正确；
C.根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。选项C正确；
D.热量可以自发从高温传到低温，但不能自发从低温传到高温。选项D错误；
E.干泡温度计显示空气温度，湿泡温度计显示的是浸水纱布的温度，空气相对湿度越小（越干燥），则湿泡处水挥发越快，温度越低，两个温度计差值就越大，选项E错误。
故选ABC。
10、ADE
【解析】
A．由图象可知，波长
而，解得
故A正确；
B．根据得，波速
故B错误；
C．时刻，即从时刻再过半个周期，此时处的质点应该位于的位置处，故C错误；
D．时刻，处的质点振动情况与时刻完全相同，即沿轴正方向运动，故D正确；
E．波进入另一种介质后周期不变，根据可知，波速变为，故E正确。
故选ADE。
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、ABE AB
【解析】
(1)[1]A．为了验证平行四边形定则，必须作受力图，所以需要确定受力点，即需要标记结点的位置，A正确；
BC．其次要作出力的方向和大小，每个钩码的质量相同，所以钩码的个数可以作为力的大小，不需要测量钩码质量，B正确，C错误；
DE．连接钩码绳子的方向可以表示力的方向，所以需要标记OA、OB 和 OC 绳的方向，D错误，E正确。
故选ABE。
(2)[2]A．如果将绳换成橡皮筋，在同一次实验过程中，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化，仍可完成实验，A正确；
B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可以使力的方向更准确，减小实验误差，B正确；
C．实验通过平行四边形定则进行力的合成确定力的大小和方向，不需要计算，C错误；
D．实验的目的是验证平行四边形定则，重新实验，不需要保持结点位置不动，D错误。
故选AB。
12、0.75 0.15
【解析】
（1）主尺：0.7cm，游标尺：对齐的是5，所以读数为：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm，
故遮光条宽度d=0.75cm，
（2）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
则滑块经过光电门时的速度为：
（3）据及得图像的斜率，解得
点睛：图象法处理数据时，要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式．结合图象的截距、斜率等求解．
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)
【解析】
(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图甲所示，由几何关系可得
则
解得飞行时间
甲
(2)若带电粒子不从x轴射出，临界轨迹如图乙所示。
乙
由几何关系得
解得
由
解得
当时粒子不能进入x轴上方。
14、（i）500N；（ii）
【解析】
（i）对活塞受力分析，由平衡条件可知
①
得
②
故轻绳的拉力大小为500N。
（ii）再次平衡时A、B两总分气体的压强相等，设为，设气缸总体积为，气体温度为，对A中气体
③
对B中气体
④
解得
⑤
体积之比为。
15、（1）（2） 速度与水平方向夹角的正切值为，水平距离为20m
【解析】
（1）根据图象可知，电场线方向向左，电场强度大小为：
合力大小为：，方向与初速度方向垂直；
根据牛顿第二定律可得加速度大小为：；
（2）小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，
小球再次回到图中水平线时的时间为：，
此过程中与抛出点的距离为：x=v0cs45°t+t2=20m，
在此过程中重力做功为零，根据动能定理可得：
qEx=mv2−mv02
代入数据解得：v=10m/s．速度与水平夹角为，.