物理-2024屆新高三開學摸底考試卷（北京專用）(考試版)

2024屆新高三開學摸底考試卷（北京專用）物理（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。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．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單選題：本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1．（2023屆北京市昌平區(qū)高三下學期二模物理試題）關于一密閉容器中的氧氣，下列說法正確的是（

）A．體積增大時，氧氣分子的密集程度保持不變B．溫度升高時，每個氧氣分子的運動速率都會變大C．壓強增大是因為氧氣分子之間斥力增大D．壓強增大是因為單位面積上氧氣分子對器壁的作用力增大2．（2022年北京市東城區(qū)高三（下）三模物理試題）把鐵絲圈放在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，豎直放置時，把這層液膜當作一個平面鏡，用它觀察燈焰，可以觀察到上疏下密的彩色條紋，下列說法正確的是（）A．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化B．肥皂膜上的條紋是前表面反射光與折射光形成的干涉條紋C．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋D．將鐵絲圈右側的把柄向上轉動90°，條紋也會跟著轉動90°3．（2021屆北京市海淀區(qū)精華學校高三（下）考前模擬物理試題）下列有關原子物理的知識，說法正確的是（）A．盧瑟福α粒子散射實驗說明了原子核的復雜結構B．在核反應方程24He+C．目前核電站利用的核反應是裂變，核燃料為鈾D．氡的半衰期是3.8天，8個氡原子核經過7.6天之后，還剩下2個未發(fā)生衰變4．（云南省云南師范大學附屬中學2022-2023學年高二下學期期中物理試題）某質點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系式為x=10sinA．質點的振動周期為0.8sB．質點在任意0.1s內通過的路程均為10cmC．在0.2～0.3s內，質點的加速度逐漸增大D．在0.1～0.2s內，質點的動能逐漸減小5．（2023屆北京市東城區(qū)高三下學期綜合練習物理試題（一））如圖所示電路中，燈泡A，B的規(guī)格相同，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且電阻可忽略。下列說法正確的是（）A．開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A，B同時變亮，之后亮度都保持不變B．開關S由斷開變?yōu)殚]合時，B先亮，A逐漸變亮，最后A，B一樣亮C．開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A，B閃亮一下后熄滅D．開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A閃亮一下后熄滅，B立即熄滅6．（北京市清華大學附屬中學2022-2023學年高三上學期開學考試物理試題）如圖，一細繩通過定滑輪，細繩兩端分別系有質量分別為m＝2kg、M＝3kg的物體。初始時扶住MA．20N B．24N C．25N D．30N7．（2022屆北京市密云區(qū)高三（下）一模物理試題）為探究變壓器的兩個線圈的電壓關系，小明繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，如圖所示，線圈a作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，線圈b接小燈泡，線圈電阻忽略不計。當閉合電源開關時，他發(fā)現(xiàn)電源過載（電流過大，超過學生電源允許的最大值）。為解決電源過載問題，下列措施中可行的是（）A．增大電源電壓B．適當增加原線圈a的匝數(shù)C．適當增加副線圈b的匝數(shù)D．換一個電阻更小的燈泡

8．（2022屆北京市海淀區(qū)高三（下）一模考試物理試題）在如圖所示平面內，兩個帶等量正電的點電荷分別固定在A、B兩點，O為AB連線的中點，MN為AB的垂直平分線，C、D兩點在MN上且OC=OD。下列說法正確的是（）A．O點的場強比C點的場強大 B．C點的場強與D點的場強相同C．O點的電勢比D點的電勢高 D．電子在C點的電勢能比在D點的電勢能大9．（2022屆北京市通州區(qū)高三（下）查缺補漏物理試題）如圖所示，寬為L的足夠長U形光滑導軌放置在絕緣水平面上，整個導軌處于豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，將一質量為m、有效電阻為R、長度略大于L的導體棒垂直于導軌放置。某時刻給導體棒一沿導軌向右、大小為v0的水平速度，不計導軌電阻，棒在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，則下列說法正確的是（）A．導體棒中感應電流方向為由a到b B．導體棒的加速度始終不變C．導體棒中的最大發(fā)熱量為12mv10．（浙江省寧波市2018-2019學年高一上學期末物理試題）航天員王亞平在運行中的“天宮一號”內做了如圖所示實驗：長為L的細線一端固定，另端系一小球，在最低點給小球一個初速度，小球能在豎直平面內繞定點做勻速圓周運動若將此裝置帶回地球，仍在最低點給小球相同初速度，則在豎直平面內關于小球的運動情況說法正確的是（）A．小球不可能做勻速圓周運動B．小球一定能做完整的圓周運動C．細繩L足夠長小球才可能做完整的圓周運動D．小球通過最高點的速度不一定要大于等于gL11．（陜西榆林市2019屆高考模擬第三次測試理科綜合物理試題）一個人站立在商店的自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速，如圖所示，則A．人對踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小B．人只受重力和踏板的支持力的作用C．踏板對人的支持力做的功等于人的機械能增加量D．人所受合力做的功等于人的動能的增加量12．（江蘇省徐州市沛縣2021-2022學年高一（下）第一次學情調研物理試題）2021年6月3日，風云四號衛(wèi)星在中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。若風云四號衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，周期為T，離地高度為h，已知地球半徑為R，萬有引力常量為G，則（）A．衛(wèi)星的運行速度為2πRT B．地球表面的重力加速度為4C．地球的質量為4π2R3GT2 13．（2022屆湖南省婁底市高三（下）高考仿真模擬考試物理試題）磁場可以對帶電粒子的運動施加影響，只要設計適當?shù)拇艌?，就可以控制帶電粒子進行諸如磁聚焦、磁擴散、磁偏轉、磁約束與磁滯留等運動。利用電場和磁場來控制帶電粒子的運動，在現(xiàn)代科學實驗和技術設備中有廣泛的應用，如圖所示，以O點為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內有垂直紙面向外的勻強磁場，圓形區(qū)域外有垂直紙面向里的勻強磁場，兩個磁場的磁感應強度大小都是B。有一質量為m、所帶正電荷電荷量為q的帶電粒子從P點沿半徑垂直磁場射入圓形區(qū)域，粒子兩次穿越磁場邊界后又回到P點，不計粒子重力，則（）A．粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑為RB．粒子從P點射入磁場的速度大小為2C．粒子從P點射出到第一次回到P點所需的時間為7πmD．如果圓形區(qū)域外的磁場在一個以O為圓心的圓環(huán)內，則該圓環(huán)的面積至少為6+414．（2018屆北京市西城區(qū)高三下學期一模物理試題）2017年諾貝爾物理學獎授予了三位美國科學家，以表彰他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)引力波所作的貢獻．引力波被認為是時空彎曲的一種效應，物體加速運動時會給宇宙時空帶來擾動，這種擾動會以光速向外傳播能量．如圖為科學家們探測引力波的裝置示意圖，發(fā)射器發(fā)出的激光S經半透光分束鏡分為相互垂直的兩束S1和S2，然后經過4km長的兩臂，在兩臂端點處經反射鏡反射回來，S1和S2相遇形成干涉，被探測器接收．精確調節(jié)兩臂，使探測器在無引力波作用時，接收到的信號強度為0．當有引力波作用時，兩臂長度將因此而發(fā)生改變，則接收到的信號強度不為0．下列說法正確的是A．引力波可以超光速傳播B．引力波不能傳播能量C．探測器接收到的兩束波的頻率相同D．無引力波作用時兩束激光到探測器的路程差為0二、實驗題：本題共2小題，共18分。15．（8分）（1）在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，下列說法正確的是（）A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜B．分子直徑等于油酸溶液的體積與油膜的面積之比C．若油酸溶液濃度太高，會使油酸分子直徑的測量值偏大D．若測量的油膜面積偏小，會使油酸分子直徑的測量值偏小（2）下圖是測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx（3）在測量電源電動勢的實驗中某同學根據圖甲中的電路圖將實驗儀器連接成如圖乙所示的實驗電路，a、b、c、d四條導線中，其中有一條導線連接錯誤，則該導線是_________。16．（10分）（2023屆北京市東城區(qū)高三下學期二模物理試題）某同學做“研究平拋運動的特點”實驗。（1）用圖甲所示裝置研究平拋運動豎直分運動的特點。A、B為兩個完全相同的小球，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向飛出，同時B球自由下落。兩球在空中運動的過程中，下列說法正確的是________。A．A球的運動時間比較長B．兩球的運動時間一樣長C．只改變小錘的擊打力度，不會影響兩球的運動時間D．只改變兩小球開始運動時距地面的高度，不會影響兩球的運動時間（2）用頻閃照相的方法研究平拋運動水平分運動的特點。圖乙所示的頻閃照片中記錄了做平拋運動的小球每隔相等時間的位置。有同學認為，小球在水平方向做勻速直線運動，其判斷依據是________________________。（3）圖丙是某同學根據實驗畫出的小球做平拋運動的軌跡，O為平拋的起點。在軌跡上取兩點A、B，測得A、B兩點的縱坐標分別為y1=5.00cm，y2=45.00cm，A、B兩點間的水平距離x2-x1=40.00cm。g取10m/s2，則小球的初速度v0為________m/s（結果保留兩位有效數(shù)字）。（4）放學途中，有同學看見園林工人正在用手拿著噴水管為草地澆水。他觀察發(fā)現(xiàn)，水沿水平方向噴出，出水口的橫截面是圓形。他想利用所學的平拋知識估測水的流量Q（單位時間內流過出水口的水的體積）。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，請寫出他還需要測量哪些物理量，并推導出流量Q的計算公式（所需字母自行設定）________。三、計算題：本題共4小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17．（9分）（2020屆北京市西城區(qū)高三（下）模擬測試物理試題）如圖所示，A、B是兩個完全相同的小球，用較長的細線將它們懸掛起來，調整細線的長度和懸點的位置，使兩個小球靜止時重心在同一水平線上，且恰好沒有接觸?，F(xiàn)將小球A拉起至細線與豎直方向夾角為°的位置，使其由靜止釋放，小球A運動至最低點與靜止的小球B相碰，碰后兩球粘在一起運動。已知細線的長度為L，每個小球的質量均為m，重力加速度為g，忽略小球半徑和空氣阻力，求：（1）A球運動至最低點時的速度大小v0；（2）碰后兩球能夠上升的最大高度h；（3）碰撞過程中損失的機械能E。18．（9分）（2021屆北京市延慶區(qū)高三（下）高考一模物理試題）電磁軌道炮工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行光滑軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I0從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可在彈體處形成垂直于軌道平面的磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小B=kI0。通電的彈體在軌道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同學從網上購買了一個軌道炮模型，其軌道長度為L=50cm，平行軌道間距d=2cm，彈體的質量m=2g，導軌中的電流I0=10A，系數(shù)k=0.1T/A求（1）彈體在軌道上運行的加速度a；（2）彈體離開軌道過程中受到安培力的沖量I；（3）現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，通過分析說明，理論上可采用的哪些辦法？（至少說出兩種方法）19．（10分）（北京市海淀區(qū)2017屆高三3月零?？荚嚴砭C物理試題）用靜電的方法來清除空氣中的灰塵，需要首先設法使空氣中的灰塵帶上一定的電荷，然后利用靜電場對電荷的作用力，使灰塵運動到指定的區(qū)域進行收集。為簡化計算，可認為每個灰塵顆粒的質量及其所帶電荷量均相同，設每個灰塵所帶電荷量為q，其所受空氣阻力與其速度大小成正比，表達式為F阻=kv（式中k為大于0的已知常量）。由于灰塵顆粒的質量較小，為簡化計算，灰塵顆粒在空氣中受電場力作用后達到電場力與空氣阻力相等的過程所用的時間及通過的位移均可忽略不計，同時也不計灰塵顆粒之間的作用力及灰塵所受重力的影響。（1）有一種靜電除塵的設計方案是這樣的，需要除塵的空間是一個高為H的絕緣圓桶形容器的內部區(qū)域，將一對與圓桶半徑相等的圓形薄金屬板平行置于圓桶的上、下兩端，恰好能將圓桶封閉，如圖甲所示。在圓桶上、下兩金屬板間加上恒定的電壓U（圓桶內空間的電場可視為勻強電場），便可以在一段時間內將圓桶區(qū)域內的帶電灰塵顆粒完全吸附在金屬板上，從而達到除塵的作用，求灰塵顆粒運動可達到的最大速率；（2）對于一個待除塵的半徑為R的絕緣圓桶形容器內部區(qū)域，還可以設計另一種靜電除塵的方案：沿圓桶的軸線有一根細直導線作為電極，緊貼圓桶內壁加一個薄金屬桶作為另一電極。在直導線電極外面套有一個由絕緣材料制成的半徑為R0的圓桶形保護管，其軸線與直導線重合，如圖乙所示。若在兩電極間加上恒定的電壓，使得桶壁處電場強度的大小恰好等于第（1）問的方案中圓桶內電場強度的大小，且已知此方案中沿圓桶半徑方向電場強度大小E的分布情況為E∝1r，式中a．試通過計算分析，帶電灰塵顆粒從保護管外壁運動到圓桶內壁的過程中，其瞬時速度大小v隨其與直導線的距離r之間的關系；b．對于直線運動，教科書中講解了由v-t圖像下的面積求位移的方法，請你借鑒此方法，利用v隨r變化的關系，畫出1v隨r變化的圖像，根據圖像的面積求出帶電灰塵顆粒從保護管外壁運動到圓桶內壁的時間。20．（12分）所謂暗物質是指宇宙中那些既不發(fā)光也不反光，因而無法看到的物質，不過暗物質與通常物質都遵循萬有引力定律，天文觀測有跡象表明，暗物質的質量可能占宇宙總質量的90%至99%．如果能用磁譜儀探測到暗物質，從而進一步測出宇宙中物質的總平均密度ρ，那么，我們就能根據下面敘述的原理預言宇宙膨脹的前景．宇宙的膨脹現(xiàn)象是在20世紀30年代由哈勃等科學家發(fā)現(xiàn)的，它是指觀察者在宇宙中的任何一個星系（例如O）上向任何一方向看去，會看到所有其他的星系（例如P）都在遠離自己，其速度v與距離R成正比，即v=HR，如圖b所示比例系數(shù)H叫哈勃常量，單位為千米/（秒·光年）．（1）如果認為宇宙是均勻的各向同性的，其物質密度為ρ，那么質量為m的星系P在遠離觀察者O時，所受到的宇宙所有其他物質（包括圖b球面內、外兩部分）對它的總引力是多少？（2）如果質量為m的星系P相對于O點的引力勢能EP=?GMmR（其中M為圖b中球面內物質的質量），星系P的總能量E等于其動能與引力勢能之和，以證明恰使（3）試說明，通過比較現(xiàn)在宇宙的物質密度ρ與上述密度ρc2024屆新高三開學摸底考試卷（北京專用）物理（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。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．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單選題：本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1．（2023·北京昌平·統(tǒng)考二模）關于一密閉容器中的氧氣，下列說法正確的是（

）A．體積增大時，氧氣分子的密集程度保持不變B．溫度升高時，每個氧氣分子的運動速率都會變大C．壓強增大是因為氧氣分子之間斥力增大D．壓強增大是因為單位面積上氧氣分子對器壁的作用力增大【答案】D【詳解】A．體積增大時，氧氣分子的密度減小，分子密集程度變小，A錯誤；B．溫度升高時，氧氣分子的平均動能增大，平均速率增大，但是并不是每個氧氣分子的運動速率都會變大，B錯誤；CD．密閉氣體壓強是分子撞擊產生的，所以壓強增大是氣體分子對器壁單位面積的撞擊力變大造成的；另外，氣體分子間距離遠大于10r0，所以分子間作用力幾乎為零，C錯誤；D正確。故選D。2．（2022·北京東城·統(tǒng)考三模）把鐵絲圈放在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，豎直放置時，把這層液膜當作一個平面鏡，用它觀察燈焰，可以觀察到上疏下密的彩色條紋，下列說法正確的是（）A．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化B．肥皂膜上的條紋是前表面反射光與折射光形成的干涉條紋C．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋D．將鐵絲圈右側的把柄向上轉動90°，條紋也會跟著轉動90°【答案】C【詳解】A．肥皂膜從形成到破裂，肥皂膜在重力作用下厚度不斷變化，則干涉條紋的寬度和間距不斷發(fā)生變化，選項A錯誤；BC．肥皂膜上的條紋是前表面反射光與后表面反射光疊加形成的干涉條紋，選項B錯誤，C正確；D．將鐵絲圈右側的把柄向上轉動90°，條紋不會跟著轉動，仍在水平方向，故D錯誤。故選C。3．（2021·北京豐臺·北京豐臺二中校考三模）下列有關原子物理的知識，說法正確的是（）A．盧瑟福α粒子散射實驗說明了原子核的復雜結構B．在核反應方程24He+C．目前核電站利用的核反應是裂變，核燃料為鈾D．氡的半衰期是3.8天，8個氡原子核經過7.6天之后，還剩下2個未發(fā)生衰變【答案】C【詳解】A．盧瑟福α粒子散射實驗說明了原子的復雜結構。故A錯誤；B．在核反應方程24C．目前核電站利用的核反應是裂變，核燃料為鈾。故C正確；D．半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核沒有意義。故D錯誤。故選C。4．（2023春·云南昆明·高二云南師大附中校考期中）某質點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系式為x=10sinA．質點的振動周期為0.8sB．質點在任意0.1s內通過的路程均為10cmC．在0.2～0.3s內，質點的加速度逐漸增大D．在0.1～0.2s內，質點的動能逐漸減小【答案】C【詳解】A．質點的振動周期為T=故A錯誤；B．由位移隨時間變化的關系式可知，振幅A由0.1s=質點在平衡位置和最大位移處14T內通過的路程是A，在其它位置C．在0.2～0.3s內，質點在平衡位置向最大位移運動，由a可知質點的加速度逐漸增大，故C正確；D．在0.1～0.2s內，質點從最大位移處向平衡位置運動，質點的動能逐漸最大，故D錯誤。故選C。5．（2023·北京東城·統(tǒng)考一模）如圖所示電路中，燈泡A，B的規(guī)格相同，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且電阻可忽略。下列說法正確的是（）A．開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A，B同時變亮，之后亮度都保持不變B．開關S由斷開變?yōu)殚]合時，B先亮，A逐漸變亮，最后A，B一樣亮C．開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A，B閃亮一下后熄滅D．開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A閃亮一下后熄滅，B立即熄滅【答案】D【詳解】AB．開關S由斷開變?yōu)殚]合時，根據電感線圈的自感現(xiàn)象可知，A，B同時變亮，隨著線圈上的電流逐漸增大，最終穩(wěn)定時，線圈為可視為導線。則A燈逐漸變暗直至熄滅，電路中總電阻減小，則B燈逐漸變亮。故AB錯誤；CD．開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，B立即熄滅，電感線圈電流不能突變?yōu)?，則會充當電源，回路中A燈變亮，之后線圈中電流減小，直至A燈熄滅。故C錯誤，D正確。故選D。6．（2022秋·北京海淀·高三清華附中校考開學考試）如圖，一細繩通過定滑輪，細繩兩端分別系有質量分別為m＝2kg、M＝3kg的物體。初始時扶住A．20N B．24N C．25N D．30N【答案】B【詳解】對M、m，設細繩張力為T，由牛頓第二定律MgT解得T故選B。7．（2022·北京密云·統(tǒng)考一模）為探究變壓器的兩個線圈的電壓關系，小明繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，如圖所示，線圈a作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，線圈b接小燈泡，線圈電阻忽略不計。當閉合電源開關時，他發(fā)現(xiàn)電源過載（電流過大，超過學生電源允許的最大值）。為解決電源過載問題，下列措施中可行的是（）A．增大電源電壓B．適當增加原線圈a的匝數(shù)C．適當增加副線圈b的匝數(shù)D．換一個電阻更小的燈泡【答案】B【詳解】A．增大電源電壓Ua，根據可知Ub增大，則流過燈泡的電流Ib可知IaB．適當增加原線圈a的匝數(shù)na，根據可知Ub減小，則流過燈泡的電流Ib可知IaC．適當增加副線圈b的匝數(shù)nb，根據可知Ub增大，則流過燈泡的電流Ib可知IaD．換一個電阻更小的燈泡，根據U可知Ub不變，則流過燈泡的電流Ib可知Ia故選B。8．（2023·北京石景山·統(tǒng)考一模）在如圖所示平面內，兩個帶等量正電的點電荷分別固定在A、B兩點，O為AB連線的中點，MN為AB的垂直平分線，C、D兩點在MN上且OC=OD。下列說法正確的是（）A．O點的場強比C點的場強大 B．C點的場強與D點的場強相同C．O點的電勢比D點的電勢高 D．電子在C點的電勢能比在D點的電勢能大【答案】C【詳解】A．兩個帶等量正電的點電荷在A、B中點產生的場強為零，而C點的場強不為零，故O點的場強比C點的場強小，A錯誤；B．根據對稱關系可知，C點的場強與D點的場強大小相等，但方向相反，B錯誤；C．兩個帶等量正電的點電荷的中垂線的電場方向有O點指向遠處，所以O點的電勢比D點的電勢高，C正確；D．根據對稱性可知，C點的電勢與D點的電勢相同，故電子在C點的電勢能與在D點的電勢能相等，D錯誤。故選C。9．（2022·北京通州·統(tǒng)考模擬預測）如圖所示，寬為L的足夠長U形光滑導軌放置在絕緣水平面上，整個導軌處于豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，將一質量為m、有效電阻為R、長度略大于L的導體棒垂直于導軌放置。某時刻給導體棒一沿導軌向右、大小為v0的水平速度，不計導軌電阻，棒在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，則下列說法正確的是（）A．導體棒中感應電流方向為由a到b B．導體棒的加速度始終不變C．導體棒中的最大發(fā)熱量為12mv【答案】C【詳解】A．由右手定則可知導體棒中感應電流方向為由b到a，故A錯誤；B．由牛頓第二定律可得FF安C．由能量守恒可知Q故C正確；D．全程由動量定理可得

?BBLq解得q故D錯誤。故選C。10．（2023·北京·模擬預測）航天員王亞平在運行中的“天宮一號”內做了如圖所示實驗：長為L的細線一端固定，另端系一小球，在最低點給小球一個初速度，小球能在豎直平面內繞定點做勻速圓周運動若將此裝置帶回地球，仍在最低點給小球相同初速度，則在豎直平面內關于小球的運動情況說法正確的是（）A．小球不可能做勻速圓周運動B．小球一定能做完整的圓周運動C．細繩L足夠長小球才可能做完整的圓周運動D．小球通過最高點的速度不一定要大于等于gL【答案】A【分析】分析在太空中和地面上物體的受力情況，明確在太空中物體處于完全失重狀態(tài)；而在地面上時物體受到重力的作用，在最高點時需要滿足臨界條件才能做完整的圓周運動；同時注意明確勻速圓周運運動的性質.【詳解】A、B、把此裝置帶回地球表面，在最低點給小球相同初速度，小球在運動過程中，只有重力做功，機械能守恒，則動能和重力勢能相互轉化，速度的大小發(fā)生改變，不可能做勻速圓周運動，故A正確，B錯誤；C、D、若小球到達最高點的速度v≥故選A.【點睛】本題主要考查了機械能守恒定律及繩﹣球模型到達最高點的條件，知道在運行的天宮一號內，物體都處于完全失重狀態(tài)，給小球一個初速度，小球能做勻速圓周運動，而在地面上時需要考慮重力的作用.11．（2020·北京·統(tǒng)考三模）一個人站立在商店的自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速，如圖所示，則A．人對踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小B．人只受重力和踏板的支持力的作用C．踏板對人的支持力做的功等于人的機械能增加量D．人所受合力做的功等于人的動能的增加量【答案】D【詳解】AB、人的加速度斜向上，將加速度分解到水平和豎直方向得：ax＝acosθ，方向水平向右；ay＝asinθ，方向豎直向上，水平方向受靜摩擦力作用，f＝ma＝macosθ，水平向右，豎直方向受重力和支持力，F(xiàn)N﹣mg＝masinθ，所以FN＞mg，故AB錯誤；C、除重力以外的力對物體做的功，等于物體機械能的變化量，踏板對人的力除了支持力還有摩擦力，運動過程中摩擦力也做功，所以踏板對人的支持力做的功不等于人的機械能增加量，故C錯誤；D、由動能定理可知，人所受合力做的功等于人的動能的增加量，故D正確．12．（2022·北京·模擬預測）2021年6月3日，風云四號衛(wèi)星在中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。若風云四號衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，周期為T，離地高度為h，已知地球半徑為R，萬有引力常量為G，則（）A．衛(wèi)星的運行速度為2πRTB．地球表面的重力加速度為4C．地球的質量為4D．地球的第一宇宙速度為2π【答案】B【詳解】A．衛(wèi)星的運行速度為vA錯誤；B．根據G而G整理可得gB正確；C．根據G可得地球的質量MC錯誤；D．根據mg可得地球的第一宇宙速度vD錯誤。故選B13．（2022·北京·模擬預測）磁場可以對帶電粒子的運動施加影響，只要設計適當?shù)拇艌?，就可以控制帶電粒子進行諸如磁聚焦、磁擴散、磁偏轉、磁約束與磁滯留等運動。利用電場和磁場來控制帶電粒子的運動，在現(xiàn)代科學實驗和技術設備中有廣泛的應用，如圖所示，以O點為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內有垂直紙面向外的勻強磁場，圓形區(qū)域外有垂直紙面向里的勻強磁場，兩個磁場的磁感應強度大小都是B。有一質量為m、所帶正電荷電荷量為q的帶電粒子從P點沿半徑垂直磁場射入圓形區(qū)域，粒子兩次穿越磁場邊界后又回到P點，不計粒子重力，則（）A．粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑為RB．粒子從P點射入磁場的速度大小為2C．粒子從P點射出到第一次回到P點所需的時間為7πmD．如果圓形區(qū)域外的磁場在一個以O為圓心的圓環(huán)內，則該圓環(huán)的面積至少為6+4【答案】D【詳解】A．因為粒子兩次穿越磁場邊界后又回到P點，畫出粒子軌跡示意圖如圖所示：設粒子做圓周運動的軌跡半徑為r，則有tan30°=可得r選項A錯誤；B．由qvB可得v選項B錯誤；C．粒子在磁場中勻速圓周運動的周期為T粒子從P點射出到第一次回到P點所需要的時間為t選項C錯誤；D．由幾何關系可知，圓環(huán)的大圓半徑為2+3S選項D正確。故選D。14．（2022春·北京西城·高二北師大實驗中學?？茧A段練習）2017年諾貝爾物理學獎授予了三位美國科學家，以表彰他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)引力波所作的貢獻．引力波被認為是時空彎曲的一種效應，物體加速運動時會給宇宙時空帶來擾動，這種擾動會以光速向外傳播能量．如圖為科學家們探測引力波的裝置示意圖，發(fā)射器發(fā)出的激光S經半透光分束鏡分為相互垂直的兩束S1和S2，然后經過4km長的兩臂，在兩臂端點處經反射鏡反射回來，S1和S2相遇形成干涉，被探測器接收．精確調節(jié)兩臂，使探測器在無引力波作用時，接收到的信號強度為0．當有引力波作用時，兩臂長度將因此而發(fā)生改變，則接收到的信號強度不為0．下列說法正確的是A．引力波可以超光速傳播B．引力波不能傳播能量C．探測器接收到的兩束波的頻率相同D．無引力波作用時兩束激光到探測器的路程差為0【答案】C【詳解】A、B項：由題干中信息可知，引力波以光速向外傳播能量，故A，B均錯誤；C項：光在傳播過程中頻率保持不變，故C正確；D項：兩個波能形成干涉，故兩個波傳播在無引力波作用時的傳播路程一定不同，故D錯誤．點晴：此題屬于科普信息閱讀題，一般從文章中結合學過的知識即可直接獲得答案，難度一般不會太難，但是需要學生能夠快速閱讀，并從文章中準確的獲得關鍵信息，也體現(xiàn)了北京高考靈活性高的特點．二、實驗題：本題共2小題，共18分。15．（8分）（1）在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，下列說法正確的是（）A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜B．分子直徑等于油酸溶液的體積與油膜的面積之比C．若油酸溶液濃度太高，會使油酸分子直徑的測量值偏大D．若測量的油膜面積偏小，會使油酸分子直徑的測量值偏小（2）下圖是測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx（3）在測量電源電動勢的實驗中某同學根據圖甲中的電路圖將實驗儀器連接成如圖乙所示的實驗電路，a、b、c、d四條導線中，其中有一條導線連接錯誤，則該導線是________導線。并在乙圖上畫出修改后的電路連接?！敬鸢浮浚?）A（2）（3）b【詳解】（1）A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜，進行近似處理，故A正確；B．分子直徑等于油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積與油膜的面積之比，故B錯誤；C．若油酸酒精溶液濃度太高，但是操作正確，則油酸分子直徑的測量值不變，故C錯誤；D．根據d=V故選A。（2）（3）bb導線右端應接電流表正接線柱16．（2023·北京東城·統(tǒng)考二模）某同學做“研究平拋運動的特點”實驗。（1）用圖甲所示裝置研究平拋運動豎直分運動的特點。A、B為兩個完全相同的小球，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向飛出，同時B球自由下落。兩球在空中運動的過程中，下列說法正確的是________。A．A球的運動時間比較長B．兩球的運動時間一樣長C．只改變小錘的擊打力度，不會影響兩球的運動時間D．只改變兩小球開始運動時距地面的高度，不會影響兩球的運動時間（2）用頻閃照相的方法研究平拋運動水平分運動的特點。圖乙所示的頻閃照片中記錄了做平拋運動的小球每隔相等時間的位置。有同學認為，小球在水平方向做勻速直線運動，其判斷依據是________________________。（3）圖丙是某同學根據實驗畫出的小球做平拋運動的軌跡，O為平拋的起點。在軌跡上取兩點A、B，測得A、B兩點的縱坐標分別為y1=5.00cm，y2=45.00cm，A、B兩點間的水平距離x2-x1=40.00cm。g取10m/s2，則小球的初速度v0為________m/s（結果保留兩位有效數(shù)字）。（4）放學途中，有同學看見園林工人正在用手拿著噴水管為草地澆水。他觀察發(fā)現(xiàn)，水沿水平方向噴出，出水口的橫截面是圓形。他想利用所學的平拋知識估測水的流量Q（單位時間內流過出水口的水的體積）。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，請寫出他還需要測量哪些物理量，并推導出流量Q的計算公式（所需字母自行設定）________?！敬鸢浮緽C/CB相鄰兩球水平方向的距離相等2.0見解析【詳解】（1）[1]AB．本實驗中A球做平拋運動，但在豎直方向做自由落體運動，與B球的運動情況相同，所以兩球同時落地，故A錯誤，B正確；C．若改變小錘的擊打力度，兩球的運動時間不變，故C正確；D．根據自由落體運動規(guī)律可得t所以改變兩小球開始運動時距地面的高度，運動時間改變，但兩球的運動時間始終相等，故D錯誤。故選BC。（2）[2]頻閃照片中記錄了做平拋運動的小球每隔相等時間的位置，小球在水平方向做勻速直線運動，其判斷依據是相鄰兩球水平方向的距離相等。（3）[3]根據平拋運動的規(guī)律有x1=x2=代入數(shù)據解得v（4）[4]根據題意，出水口的流量為Q=Sx=v所以Q由此可知，需要測量的物理量為出水口的直徑d，出水口到落水點的水平距離x和豎直高度h。三、計算題：本題共4小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17．（2020·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖所示，A、B是兩個完全相同的小球，用較長的細線將它們懸掛起來，調整細線的長度和懸點的位置，使兩個小球靜止時重心在同一水平線上，且恰好沒有接觸?，F(xiàn)將小球A拉起至細線與豎直方向夾角為°的位置，使其由靜止釋放，小球A運動至最低點與靜止的小球B相碰，碰后兩球粘在一起運動。已知細線的長度為L，每個小球的質量均為m，重力加速度為g，忽略小球半徑和空氣阻力，求：（1）A球運動至最低點時的速度大小v0；（2）碰后兩球能夠上升的最大高度h；（3）碰撞過程中損失的機械能E?！敬鸢浮浚?）gL；（2）L8；（3）【詳解】（1）由機械能守恒定律得mgL解得A球運動至最低點時的速度大小v（2）球A運動至最低點與靜止的小球B相碰，碰后兩球粘在一起運動，由動量守恒定律得m碰后兩球粘在一起在豎直面內做圓周運動，由機械能守恒定律得1解得碰后兩球能夠上升的最大高度Δ?（3）由能量守恒定律得碰撞過程中損失的機械能ΔE18．（2021·北京延慶·統(tǒng)考一模）電磁軌道炮工作原理如圖所示，待發(fā)射彈體可在兩平行光滑軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I0從一條軌道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可在彈體處形成垂直于軌道平面的磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小B=kI0。通電的彈體在軌道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同學從網上購買了一個軌道炮模型，其軌道長度為L=50cm，平行軌道間距d=2cm，彈體的質量m=2g，導軌中的電流I0=10A，系數(shù)k=0.1T/A求（1）彈體在軌道上運行的加速度a；（2）彈體離開軌道過程中受到安培力的沖量I；（3）現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，通過分析說明，理論上可采用的哪些辦法？（至少說出兩種方法）【答案】（1）a=100【詳解】（1）磁感應強度B所受安培力F=F=可得a=100（2）由動能定理可知FL=彈體受到的沖量I=可得I=0.02N?s（3）由以上表達式可知v可知：欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，可采用的方法有：軌道中的電流變?yōu)樵瓉淼?倍；彈體質量變?yōu)樵瓉淼?419．（2018·北京·統(tǒng)考一模）用靜電的方法來清除空氣中的灰塵，需要首先設法使空氣中的灰塵帶上一定的電荷，然后利用靜電場對電荷的作用力，使灰塵運動到指定的區(qū)域進行收集。為簡化計算，可認為每個灰塵顆粒的質量及其所帶電荷量均相同，設每個灰塵所帶電荷量為q，其所受空氣阻力與其速度大小成正比，表達式為F阻=kv（式中k為大于0的已知常量）。由于灰塵顆粒的質量較小，為簡化計算，灰塵顆粒在空氣中受電場力作用后達到電場力與空氣阻力相等的過程所用的時間及通過的位移均可忽略不計，同時也不計灰塵顆粒之間的作用力及灰塵所受重力的影響。（1）有一種靜電除塵的設計方案是這樣的，需要除塵的空間是一個高為H的絕緣圓桶形容器的內部區(qū)域，將一對與圓桶半徑相等的圓形薄金屬板平行置于圓桶的上、下兩端，恰好能將圓桶封閉，如圖甲所示。在圓桶上、下兩金屬板間加上恒定的電壓U（圓桶內空間的電場可視為勻強電場），便可以在一段時間內將圓桶區(qū)域內的帶電灰塵顆粒完全吸附在金屬板上，從而達到除塵的作用，求灰塵顆粒運動可達到的最大速率；（2）對于一個待除塵的半徑為R的絕緣圓桶形容器內部區(qū)域，還可以設計另一種靜電除塵的方案：沿圓桶的軸線有一根細直導線作為電極，緊貼圓桶內壁加一個薄金屬桶作為另一電極。在直導線電極外面套有一個由絕緣材料制成的半徑為R0的圓桶形保護管，其軸線與直導線重合，如圖乙所示。若在兩電極間加上恒定的電壓，使得桶壁處電場強度的大小恰好等于第（1）問的方案中圓桶內電場強度的大小，且已知此方案中沿圓桶半徑方向電場強度大小E的分布情況為E∝1r，式中a．試通過計算分析，帶電灰塵顆粒從保護管外壁運動到圓桶內壁的過程中，其瞬時速度大小v隨其與直導線的距離r之間的關系；b．對于直線運動，教科書中講解了由v-t圖像下的面積求位移的方法，請你借鑒此方法，利用v隨r變化的關系，畫出1v隨r【答案】（1）v1=qUkH；（2）①【詳解】（1）圓桶形容器內的電場強度E灰塵顆粒所受的電場力大小F電場力跟空氣的阻力相平衡時，灰塵達到的最大速度，并設為v1，則有k解得v（2）a．由于灰塵顆粒所在處的電場強度隨其與直導線距離的增大而減小，且桶壁處的電場強度為第（1）問方案中場強的大小E設在距直導線為r處的場強大小為E2，則有E解得E2=UR故與直導線越近處，電場強度越大；設灰塵顆粒運動到與直導線距離為r時的速度為v，則有kv解得v上式表明，灰塵微粒在向圓桶內壁運動過程中，速度是逐漸減小的；b．以r為橫軸，以1v為縱軸，作出1v?在r到r+Δr微小距離內，電場強度可視為相同，其速度v可視為相同，對應于Δr的一段1v?顯然這個小矩形的面積等于灰塵微粒通過Δr的時間Δt=Δr20．（2019·全國·高三競賽）所謂暗物質是指宇宙中那些既不發(fā)光也不反光，因而無法看到的物質，不過暗物質與通常物質都遵循萬有引力定律，天文觀測有跡象表明，暗物質的質量可能占宇宙總質量的90%至99%．如果能用磁譜儀探測到暗物質，從而進一步測出宇宙中物質的總平均密度ρ，那么，我們就能根據下面敘述的原理預言宇宙膨脹的前景．宇宙的膨脹現(xiàn)象是在20世紀30年代由哈勃等科學家發(fā)現(xiàn)的，它是指觀察者在宇宙中的任何一個星系（例如O）上向任何一方向看去，會看到所有其他的星系（例如P）都在遠離自己，其速度v與距離R成正比，即v=HR，如圖b所示比例系數(shù)H叫哈勃常量，單位為千米/（秒·光年）．（1）如果認為宇宙是均勻的各向同性的，其物質密度為ρ，那么質量為m的星系P在遠離觀察者O時，所受到的宇宙所有其他物質（包括圖b球面內、外兩部分）對它的總引力是多少？（2）如果質量為m的星系P相對于O點的引力勢能EP=?GMmR（其中M為圖b中球面內物質的質量），星系P的總能量E等于其動能與引力勢能之和，以證明恰使（3）試說明，通過比較現(xiàn)在宇宙的物質密度ρ與上述密度ρc【答案】（1）43πRρGm

（2）證明見解析【詳解】（1）半徑為R的球面內所有物質的質量為M=43πR3ρ，對P的萬有引力（2）因M=43πR3ρ，（3）當ρ?ρc時，12mv2?43π

2024屆新高三開學摸底考試卷（北京專用）物理·答題卡條碼條碼粘貼處準考證號注意事項注意事項缺考標記考生禁止填涂缺考標記！只能由監(jiān)考老師負責用黑色字跡的簽字筆填涂。1.[A][B][C][D]2.[A][B][C][D]3.[A][B][C][D]1.[A][B][C][D]2.[A][B][C][D]3.[A][B][C][D]4.[A][B][C][D]5.[A][B][C][D]6.[A][B][C][D]7.[A][B][C][D]8.[A][B][C][D]9.[A][B][C][D]10.[A][B][C][D]11.[A][B][C][D]12.[A][B][C][D]13.[A][B][C][D]14.[A][B][C][D]第二部分第二部分實驗題（共2題，滿分18分）15．（8分）（1）_______（2）（3）________16．（10分）（1）（2）（3）（4） 請在各題目的答題區(qū)域內作答，超出黑色矩形邊框限定區(qū)域的答案無效！請在各題目的答題區(qū)域內作答，超出黑色矩形