高級中學名校試卷PAGEPAGE1門頭溝區2024年高三年級綜合練習物理2024.3本試卷共10頁，100分。考試時長90分鐘。考生務必將〖答案〗寫在答題卡上，在試卷上作答無效。考試結束后，將試卷和答題卡一并交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.空玻璃瓶密封后放入冰箱。與放入冰箱前相比，瓶內的氣體（）A.所有分子的運動速率都變小 B.分子的平均動能變小C.壓強變大 D.分子對玻璃瓶內壁的平均作用力變大〖答案〗B〖解析〗與放入冰箱前相比，瓶內的氣體溫度降低，分子的平均動能變小，但不是所有分子的運動速率都變小；由于氣體發生等容變化，根據可知瓶內的氣體壓強變小，則分子對玻璃瓶內壁的平均作用力變小。故選B。2.下列現象可說明光具有粒子性的是（）A.光經過三棱鏡后發生偏折B.白光照射肥皂膜呈現彩色圖樣C.白光經過狹窄的單縫得到彩色圖樣D.紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出〖答案〗D〖解析〗A．光經過三棱鏡后發生偏折，這是光的色散，并不能說明光具有粒子性，故A錯誤；B．白光照射肥皂膜呈現彩色圖樣，這是光的干涉現象，說明光具有波動性，并不能說明光具有粒子性，故B錯誤；C．白光經過狹窄的單縫得到彩色圖樣，這是光的衍射現象，說明光具有波動性，并不能說明光具有粒子性，故C錯誤；D．紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出，是光電效應，說明光具有粒子性，故D正確。故選D。3.如圖是一個正弦式交變電流i隨時間t變化的圖像。下列說法正確的是（）A.交變電流的周期為0.25s B.交變電流的有效值為C.在時交變電流方向發生改變 D.該交變電流的表達式為〖答案〗C〖解析〗AB．根據電流i隨時間t變化的圖像可知周期為峰值為有效值為故A、B錯誤；C．根據交變電流變化規律知線圈每通過中性面一次，電流方向改變一次，在時電流為零，該時刻線圈在中性面，所以在時交變電流方向發生改變，故C正確；D．由A選項知峰值，周期，角速度為由圖像知初相得該交變電流的表達式為故D錯誤。故選D。4.如圖為氫原子的能級圖，現有大量氫原子處于能級上。下列說法正確的是（）A.氫原子所處能級越高，越穩定B.氫原子在向低能級躍遷時放出光子，能量增加C.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子D.從能級躍遷到能級時輻射出的光子頻率最大〖答案〗D〖解析〗A．氫原子所處能級越高，氫原子越活越，不穩定，故A錯誤；B．氫原子向低能級躍遷時放出光子，能量減少，故B錯誤；C．這些原子躍遷過程中最多可輻射出種頻率的光子，故C錯誤；D．根據氫原子能級理論可知從能級躍遷到能級時輻射出的光子能量最大，根據可知其頻率最大，故D正確。故選D。5.一簡諧波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為λ。若在處質點的振動圖像如圖所示，則時刻波的圖像為（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由處質點的振動圖像可知，在時此質點回到平衡位置，則CD圖像錯誤，且此后質點的位移為負，即沿y軸負方向傳播，而波沿x軸正方向傳播，則波形圖上需要滿足同側法，即此時質點的振動方向和波的傳播方向垂直在波的同一側。故選A。6.如圖所示，兩平行金屬板A、B與電阻R相連，金屬板間有一勻強磁場。現將一束等離子（含有大量等量正、負離子）垂直磁場噴入，下列說法正確的是（）A.A極板的電勢高于B極板 B.R中有從b到a的電流C.若只增大磁感應強度，R中電流不變 D.若只增大兩極板間距，R中電流不變〖答案〗B〖解析〗A．由左手定則，正離子受洛倫茲力向下偏轉，負離子受洛倫茲力向上偏轉，B板為電源的正極，A極板的電勢低于B極板，故A錯誤；B．由A項分析可知，B板為電源的正極，A極板為電源的負極，R中有從b到a的電流，故B正確；CD．由平衡條件得電源電動勢為兩板間等離子體的等效電阻為r，R中電流若只增大磁感應強度，R中電流增大，若只增大兩極板間距，R中電流增大,故CD錯誤。故選B。7.2024年2月10日是“天問一號”火星環繞器環火三周年紀念日。3年前“天問一號”火星探測器成功實施制動捕獲后，進入環繞火星橢圓軌道，成為中國第一顆人造火星衛星。要完成探測任務探測器需經歷如圖所示變軌過程，軌道Ⅰ為圓軌道，軌道Ⅱ、軌道Ⅲ為橢圓軌道。關于探測器，下列說法正確的是（）A.在軌道Ⅰ上的周期大于在軌道Ⅱ上的周期B.在軌道Ⅰ上的機械能大于在軌道Ⅱ上的機械能C.在軌道Ⅰ上經過P點的速度小于軌道Ⅱ上經過P點的速度D.在軌道Ⅰ上經過P點的加速度小于軌道Ⅱ上經過P點的加速度〖答案〗C〖解析〗A．由開普勒第三定律可知，軌道半徑越大，周期越大，故A錯誤；B．探測器從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，發動機點火致使其減速，做負功，其機械能將減小，故B錯誤；C．探測器從軌道Ⅱ上P點減速變軌到軌道Ⅰ，所以在軌道Ⅰ上經過P點的速度小于軌道Ⅱ上經過P點的速度，故C正確；D．根據牛頓第二定律，有可得故在軌道Ⅰ上經過P點的加速度等于軌道Ⅱ上經過P點的加速度，故D錯誤。故選C。8.為研究某鞋的防滑性能，同學將鞋子置于斜面上，逐漸增大斜面傾角。當斜面傾角時鞋子剛好開始滑動。假設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，已知。下列說法正確的是（）A.鞋子與斜面間的動摩擦因數為0.8B.增大斜面傾角θ，鞋子對斜面的壓力減小C.在鞋子滑動時，增大斜面傾角θ，鞋子的加速度減小D.在鞋內放置重物，使鞋子剛好開始滑動時的斜面傾角θ將增大〖答案〗B〖解析〗A．由題意可知，斜面傾角時鞋子剛好開始滑動，對鞋子受力分析有解得球鞋與斜面間的動摩擦因數為故A錯誤；B．對鞋子受力分析有壓力為則增大斜面傾角時，球鞋對斜面的壓力減小，故B正確；C．在鞋子滑動時，對鞋子受力分析，由牛頓第二定律有解得當增大斜面傾角θ，可得鞋子的加速度增大，故C錯誤；D．在鞋內放置重物，當球鞋剛好開始滑動時，滿足解得得斜面傾角θ不變，故D錯誤。故選B。9.圖甲是電場中的一條電場線，M、N是電場線上的兩點。電子僅在電場力作用下從M點運動到N點，其運動的圖像如圖乙所示。M、N點電場強度分別為和，電子在M、N點電勢能分別為和。下列說法正確的是（）A.，B.，C.，D.，〖答案〗A〖解析〗根據圖像的切線斜率表示加速度，可知電子在M點的加速度大于在N點的加速度，則在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力，則M點的電場強度大于N點的電場強度，即有由圖像可知電子的動能增加，則電場力對電子做正功，電子的電勢能減少，即有故選A。10.當做圓周運動的物體角速度ω變化時，我們可以引用角加速度β來描述角速度ω的變化快慢，即。圖甲中某轉盤自時由靜止開始轉動，其前4s內角加速度β隨時間t變化如圖乙所示。則（）A.第4s末，轉盤停止轉動 B.角加速度的變化率的單位為：rad/sC.0~2s內轉盤做勻角加速圓周運動 D.第2s末，轉盤的角速度大小為10rad/s〖答案〗D〖解析〗A．根據可知可知圖線下的面積表示角速度的變化量，第4s末，角速度的變化量最大，轉盤未停止轉動，故A錯誤；B．角加速度的變化率的單位為，故B錯誤；C．由圖乙可知，0~2s內轉盤的角加速度均勻增加，則轉盤做非勻角加速圓周運動，故C錯誤；D．圖線下的面積表示角速度的變化量，可知第2s末，轉盤的角速度大小為故D正確。故選D。11.如圖是小京設計的汽車油箱內油量不足時觸發報警的電路，電源兩端電壓保持不變，電阻、中的一個是定值電阻，另一個是壓敏電阻。壓敏電阻裝在油箱內底部，其阻值隨油箱中油量的減少而增大，當電壓表示數大于某一值U時，就會觸發報警。電壓表示數為U時，油箱中的油量為警戒油量。下列說法正確的是（）A.為壓敏電阻B.若換用電壓更大的電源，警戒油量將變小C.若換用阻值更大的定值電阻，警戒油量將變小D.隨著油箱的油量減少，通過定值電阻的電流變大〖答案〗C〖解析〗A．壓敏電阻阻值隨油箱中油量的減少而增大，則電路總電阻最大，電路電流減小，定值電阻兩端電壓減小，壓敏電阻兩端電壓增大，由于當電壓表示數大于某一值U時，就會觸發報警，則電壓表應與壓敏電阻并聯，即為壓敏電阻，故A錯誤；B．若換用電壓更大的電源，觸發警報時，定值電阻兩端的電壓增大，電路中電流增大，壓敏電阻的阻值減小，警戒油量將變大，故B錯誤；C．若換用阻值更大的定值電阻，觸發警報時，電路中電流更小，壓敏電阻的阻值更大，警戒油量將變小，故C正確；D．隨著油箱的油量減少，電路中的總電阻變大，電路中電流減小，則通過定值電阻的電流變小，故D錯誤。故選C。12.某研究小組在研究“估測甩手時指尖的最大向心加速度”課題研究時，利用攝像機記錄甩手動作，A、B、C是甩手動作最后3幀（每秒25幀）照片指尖的位置。根據照片建構A、B之間運動模型：開始階段，指尖A以肘關節M為圓心做圓周運動，到接近B的最后時刻，指尖以腕關節N為圓心做圓周運動。測得A、B之間的距離為26cm，B、N之間的距離為17cm。粗略認為A、B之間平均速度為甩手動作最后階段指尖做圓周運動的線速度。重力加速度為g。請估測甩手時指尖的最大向心加速度（）A.5g B.10g C.25g D.50g〖答案〗C〖解析〗根據題意甩手動作每秒25幀，得從幀A到幀B的時間間隔為粗略認為A、B之間平均速度為甩手動作最后階段指尖做圓周運動的線速度，得由解得向心加速度約為由解得故選C。13.把一壓力傳感器固定在水平地面上，輕質彈簧豎直固定在壓力傳感器上，如圖甲所示。時，將金屬小球從彈簧正上方由靜止釋放，小球落到彈簧上后壓縮彈簧到最低點，又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。壓力傳感器中壓力大小F隨時間t變化圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.時刻，小球的動能最大B.時間內，小球始終處于失重狀態C.時間內，小球所受合力的沖量為0D.時間內，小球機械能的增加量等于彈簧彈性勢能的減少量〖答案〗D〖解析〗A．由圖乙可知，在時刻，小球落到彈簧上，開始壓縮彈簧，此后彈簧的彈力開始增大，小球受到的重力與彈力的合力方向向下，逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向下，且逐漸減小，小球的速度仍在增大，當彈力增大到大小等于重力時，小球的速度最大，則動能最大，A錯誤；B．由圖乙可知，時刻彈力最大，此時壓縮彈簧到最低點，可知在時間內，彈力先小于重力后大于重力，則加速度方向先向下，后向上，小球先失重后超重，B錯誤；C．時間內，小球與彈簧組成的整體機械能守恒，可知在時刻小球落到彈簧上，時刻小球離開彈簧，則有兩時刻小球的速度大小相等，方向相反，設此時的速度大小為v，小球的質量為m，取向上方向為正方向，則有小球的動量變化量為由動量定理可知，小球在時間內，所受合力的沖量C錯誤；D．時間內，彈力逐漸減小，是小球被彈起直至離開彈簧的過程，此過程小球和彈簧組成的整體機械能守恒，則有小球增加的動能與重力勢能之和等于彈簧彈性勢能的減少量，即小球機械能的增加量等于彈簧彈性勢能的減少量，D正確。故選D。14.對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯系，從而更加深刻的理解其物理本質。一段長為l、電阻率為ρ、橫截面積為S的細金屬直導線，單位體積內有n個自由電子，電子電荷量為e、質量為m。經典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個沿導線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比，比例系數為k。下列說法不正確的是（）A.比例系數B.當該導線通有恒定的電流I時導線中自由電子定向移動的速率C.比例系數k與導線中自由電子定向移動的速率v無關D.金屬中的自由電子定向移動的速率不變，則電場力對電子做的正功與阻力對電子做的負功大小相等〖答案〗A〖解析〗B．一小段時間內，流過導線橫截面的電子個數為電荷量根據電流的定義有解得故B正確，不符合題意；AC．取長度為L的一段導體，則電子做定向移動時滿足電場力與阻力相等，則由，，，解得故A錯誤，符合題意；C正確，不符合題意；D．金屬中的自由電子定向移動的速率不變，電子做定向移動時滿足電場力與阻力相等，則電場力對電子做的正功與阻力對電子做的負功大小相等，故D正確，不符合題意。故選A。第二部分15.某小組做“測量玻璃的折射率”實驗時，在白紙上畫出光線的徑跡，如圖所示。以入射點O為圓心作圓，圓與入射光線、折射光線分別交于A、B點，過A、B點作法線的垂線，垂足分別為C、D點。測得圓的半徑為R，線段AC長度為a，BD長度為b，OC長度為c，OD長度為d，則玻璃的折射率________。（用題中所給字母表示）〖答案〗〖解析〗根據折射定律可得根據圖中幾何關系可得，聯立可得玻璃的折射率為16.下圖是“探究小車加速度與力的關系”的實驗裝置。（1）關于實驗，下列做法正確的是________填選項前的字母）。A.本實驗還需要秒表、刻度尺、交流電源等器材B.本實驗需保持小車質量不變，改變槽碼質量C.平衡摩擦時，需小車連接紙帶，細繩末端連接槽碼D.實驗時先接通電源，后釋放小車（2）當小車質量________（選填“遠大于”或“遠小于”）槽碼質量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為________（選填“偶然誤差”或“系統誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是________（填選項前的字母）。A．用水平氣墊導軌代替普通導軌，滑塊代替小車B．在小車上加裝遮光條，用光電計時系統代替打點計時器C．在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小〖答案〗（1）BD（2）遠大于系統誤差C〖解析〗【小問1詳析】A．本實驗不需要秒表，還需要、刻度尺、交流電源等器材，故A錯誤；B．本實驗探究小車加速度與力的關系，利用控制變量法，需保持小車質量不變，通過改變槽碼質量而改變小車受到的拉力，故B正確；C．平衡摩擦時，需小車連接紙帶，細繩末端不能連接槽碼，故C錯誤；D．實驗時先接通電源，打點穩定后釋放小車，故D正確。故選BD。【小問2詳析】[1]設小車質量為M，槽碼質量為m。對小車和槽碼根據牛頓第二定律分別有聯立解得由上式可知在小車質量遠大于槽碼質量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。[2]上述做法引起的誤差是由于實驗方法或原理不完善造成的，屬于系統誤差。[3]該誤差是將細繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車與木板間存在阻力（實驗中已經補償了阻力）或是速度測量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小。故選C。17.圖甲為“測量某電池組電動勢和內阻”的實驗電路圖。實驗室除提供待測電池組一個、開關一個、導線若干外，還有下列器材可供選用：電壓表V：量程0~3V，內阻約3kΩ電流表A：量程0~0.6A，內阻約0.2Ω滑動變阻器：0~500Ω，額定電流1A滑動變阻器：，額定電流1A（1）圖甲為該同學設計的實驗電路圖，實驗中忽略電流表和電壓表內阻的影響。①為了便于實驗，滑動變阻器應選用________（填寫儀器的字母代號）；②實驗中調節滑動變阻器，記錄多組電壓表示數U和電流表示數I，在坐標紙上描點連線作出圖像，如圖乙所示。根據圖乙可得該電池組的電動勢________V，內阻________（結果均保留2位有效數字）。（2）為了研究電表內阻對測量結果的影響，我們用U和I的函數關系進行分析。①用字母分別表示電壓表和電流表的內阻，U、I分別表示電壓表和電流表的示數，E、r分別表示電池的電動勢和內阻的真實值。考慮到電表內阻的影響，寫出反映U和I真實關系的函數表達式________；（請用題目中已知字母表示）②通過對函數表達式進行分析可得，（1）中電池組的電動勢E測量值________真實值，內阻r的測量值________真實值（填“大于”、“小于”或“等于”）。〖答案〗（1）2.9##3.0##3.1（2）小于小于〖解析〗【小問1詳析】①[1]因電池內阻小，為保證實驗中可多測量幾組數據，且在調節滑動變阻器時電流變化比較明顯，所以滑動變阻器應選擇；②[2][3]根據圖甲電路圖，由閉合回路歐姆定律有可知，圖像與縱軸的交點表示電動勢，故電動勢為圖像的斜率絕對值表示電源內阻，則【小問2詳析】①[1]根據圖甲電路圖，由閉合電路歐姆定律有整理得②[2]根據上述結果可知圖像與縱軸的交點表示，則圖像斜率絕對值表示，則所以電池組的電動勢E測量值小于真實值，內阻r的測量值小于真實值。18.如圖所示，豎直平面內的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切。兩個完全相同的小滑塊A、B分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點。現將A無初速釋放，滑塊A以速度v在水平方向和B發生正碰后粘在一起，并沿桌面繼續滑動。已知滑塊A、B質量均為m，重力加速度為g。求：（1）光滑圓弧半徑R；（2）與B碰撞前瞬間A對軌道的壓力大小F；（3）碰撞過程中系統損失的機械能。〖答案〗（1）；（2）3mg；（3）〖解析〗（1）滑塊A下滑的過程根據機械能守恒得（2）AB碰撞前，對A進行受力分析，根據牛頓第二定律解得利用牛頓第三定律得與B碰撞前瞬間A對軌道的壓力大小為3mg（3）AB碰撞過程動量守恒，則得所以碰撞過程中系統損失機械能為19.圖甲是列車進站場景，其剎車原理可簡化為圖乙。在車身下方固定一單匝矩形導線框，利用線框進入磁場時所受安培力，輔助列車剎車。已知列車質量為m，線框總電阻為R，線框ab邊長為L，bc邊長近似等于車身長度s，列車軌道上勻強磁場區域足夠長，且磁感應強度的大小為B。車頭剛進入磁場時速度大小為，車尾進入磁場瞬間列車恰好停止，列車停止前所受所有摩擦阻力恒為f。求：（1）列車車頭進入磁場瞬間，通過線框ab邊的電流I大小和方向（填“a→b”或“b→a”）；（2）列車車頭進入磁場瞬間，列車加速度的大小a；（3）列車從進站到停止過程中，線框產生的焦耳熱Q。〖答案〗（1），電流方向為a→b；（2）；（3）〖解析〗（1）列車車頭進入磁場瞬間，ab邊切割磁感線產生的電動勢為則通過線框ab邊電流大小為由右手定則可知，通過線框ab邊的電流方向為a→b。（2）列車車頭進入磁場瞬間，根據牛頓第二定律可得聯立解得列車加速度的大小為（3）列車從進站到停止過程中，根據功能關系可得解得線框產生的焦耳熱為20.微元法是通過把物理量或物理過程進行分割再分析的方法，也是物理中解決問題常用的方法。（1）如圖1所示，一個行星繞太陽沿橢圓軌道運動，在近日點a和遠日點b時離太陽中心的距離分別為和，近日點速度和遠日點速度分別為和。分別在a點和b點附近取極短的時間間隔，請根據開普勒第二定律（對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等）求；（〖提示〗：扇形面積半徑×弧長）（2）如圖2所示，輕質彈簧一端固定，另一端與質量為m的物塊（可視為質點）相連放置在水平面上。當物塊在A位置時彈簧處于原長，在外力F作用下物塊移動到B位置（沒有超出彈簧彈性限度）。已知彈簧勁度系數為k，AB間長度為l，彈簧對物塊的拉力用表示。取A點所在位置為坐標原點，水平向右為正方向。物塊從A運動到B過程中，通過推導畫出與位移x的示意圖，并借助圖像求彈簧對物塊拉力做的功。（3）如圖3所示，當長為L的導體棒MN繞其一端M在垂直于勻強磁場（磁感應強度為B）的平面內轉動時，電子受到沿著導體棒方向的洛倫茲力和垂直于導體棒方向的洛倫茲力，在任一過程中和做功之和始終為零。設導體棒內有一電荷量為e的電子，導體棒以角速度ω順時針勻速轉動，求該電子距離轉軸M點為x時所受洛倫茲力大小的表達式，并借助圖像求該電子從導體棒N端移到M端過程中做的功。〖答案〗（1）（2）見〖解析〗（3）見〖解析〗〖解析〗【小問1詳析】根據開普勒第二定律可知地球與太陽的連