高級中學名校試卷PAGEPAGE1平谷區2024—2025學年度第二學期質量監控高三物理試卷第一部分選擇題（共42分）一、單項選擇題（本題共14小題，在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意。每小題3分，共42分）1.宇宙射線進入地球大氣層，同大氣作用產生粒子X，粒子X撞擊大氣中的氮引發核反應，產生具有放射性的碳14。該核反應方程為X+→+，粒子X為（）A.中子 B.氦核 C.氘核 D.正電子【答案】A【解析】根據質量數守恒和電荷數守恒可得粒子X為中子。故選A。2.在如圖所示的實驗中，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時B球被釋放，自由下落。觀察兩球的運動軌跡，比較它們落地時間的先后。分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復這個實驗，記錄實驗現象。空氣阻力可忽略不計。下列說法正確的是（）A.小球距地面較高時，B球就會先落地B.小錘擊打彈性金屬片的力度較大時，B球就會先落地C.該實驗是為了研究平拋運動水平分運動的特點D.該實驗是為了研究平拋運動豎直分運動的特點【答案】D【解析】改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復這個實驗，由于A、B下落高度相同，總是會觀察到于A、B同時落地；說明A、B在豎直方向有相同的運動情況，所以該實驗是為了研究平拋運動豎直分運動的特點。故選D。3.我國太陽探測科學技術試驗衛星“羲和號”在國際上首次實現了太陽Hα波段光譜成像的空間觀測。氫原子由n=3、4、5、6能級躍遷到n=2能級時發出的光，對應的譜線為可見光區的四條譜線，分別為Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如圖所示。下列說法正確的是（）A.Hα光的波長小于Hβ光的波長B.Hα光子的能量小于Hβ光子的能量C.Hγ對應的光子能量為0.54eVD.Hδ光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率【答案】B【解析】AB．Hα光對應的能級差小于Hβ光對應的能級差，可知Hα光的頻率小于Hβ光的頻率，則Hα光的波長大于Hβ光的波長，根據，可知Hα光子的能量小于Hβ光子的能量，選項A錯誤，B正確；C．Hγ對應的光子能量為EHr=(-0.54eV)-(-3.4eV)=2.86eV選項C錯誤；D．Hδ光在介質中傳播時頻率不變，即Hδ光在玻璃中傳播時的頻率等于它在空氣中傳播時的頻率，選項D錯誤故選B。4.位于坐標原點O的波源在t=0時開始振動，振動圖像如圖所示，所形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播。在t1=1.2s時，平衡位置在x=6.0m處的質點P開始振動，則（）A.波的周期是1.2sB.波的振幅是0.2mC.波的傳播速度是5.0m/sD.平衡位置在x=8.0m處的質點Q開始振動時，質點P處于波谷位置【答案】C【解析】A．由波源的振動圖像可知，波的周期是T=0.8s，選項A錯誤；B．波的振幅是0.1m，選項B錯誤；C．波的傳播速度是選項C正確；D．波長平衡位置在x=8.0m處的質點Q與質點P相距2m=0.5λ可知，PQ振動反向，則當Q質點開始振動時，質點P處于平衡位置，選項D錯誤。故選C。5.商場自動感應門如圖1所示，人走近時兩扇門從靜止開始同時向左右平移，完全打開時速度恰好為0，兩扇門移動距離均為2m。若門運動的v?t圖像如圖2所示，則門的加速度大小為（）A.2.0m/s2 B.1.0m/s2 C.0.5m/s2 D.0.25m/s2【答案】C【解析】由題可知，兩扇門在打開的過程中，先做勻加速直線運動，再做勻減速直線運動，勻加速運動加速度的大小和勻減速運動加速度的大小相等。勻加速直線運動的位移勻加速直線運動的時間由運動學公式解得故選C。6.將阻值為20Ω的電阻接在正弦交流電源上，電阻兩端電壓隨時間的變化規律如圖所示。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為4HzB.通過電阻電流的峰值為0.5AC.電阻消耗的功率為10WD.電阻兩端電壓的瞬時值表達式為cos（10πt）V【答案】D【解析】A．由題圖可知，交流電的周期為0.2s，則頻率故A錯誤；B．由題目圖可知電壓峰值為，根據歐姆定律知電流峰值故B錯誤；C．流過電阻的電流有效值為則電阻消耗的功率故C錯誤；D．由題圖可知，電阻兩端電壓的瞬時值表達式為故D正確。故選D。7.定質量的理想氣體經歷如圖所示的循環過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程中氣體與外界無熱量交換，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體對外做功，內能增加B.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功C.b→c過程，氣體對外做功，內能不變D.c→a過程，外界對氣體做功，內能增加【答案】A【解析】AB．a→b過程是等壓過程，體積變大，氣體對外做功，由可知溫度升高，內能增加，由熱力學第一定律可知氣體從外界吸收的熱量大于對外做功，故A正確，B錯誤；C．b→c過程中氣體與外界無熱量交換，即又由氣體體積增大可知由熱力學第一定律，可知氣體內能減小，故C錯誤；D．c→a過程為等溫過程，可知則內能不變，故D錯誤。故選A。8.為了節能，商場的自動扶梯在較長時間無人乘行時會自動停止運行。有人站上去后，扶梯開始加速，然后勻速運動，如圖所示。下列說法正確的是（）A.加速上行過程中，扶梯對人的支持力大于人對扶梯的壓力B.加速上行過程中，人受到的摩擦力方向水平向右C.勻速上行過程中，人的動能不變，扶梯對人不做功D.勻速上行過程中，人所受的合外力為零，人的機械能不變【答案】B【解析】A．扶梯對人的支持力與人對扶梯的壓力是相互作用力，則扶梯對人的支持力等于人對扶梯的壓力，與扶梯的運動狀態無關，選項A錯誤；B．加速上行過程中，加速度有水平向右的分量，可知人受到的摩擦力方向水平向右，選項B正確；CD．勻速上行過程中，人的動能不變，合外力對人不做功，但是扶梯對人做正功，人的機械能增加，選項CD錯誤。故選B。9.2024年11月15日，天舟八號貨運飛船與火箭成功分離并精準進入預定軌道。16日2時32分，發射3個多小時后，天舟八號進入距離地球表面更高的空間站軌道（距離地球表面約400多公里），與空間站成功對接。若在預定軌道和空間站軌道上天舟八號均繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.天舟八號在空間站軌道上運行時的速度大于7.9km/sB.天舟八號在空間站軌道上運行時所需的向心力小于它處在地球表面上時受到的重力C.天舟八號在預定軌道上運行時的向心加速度小于其在空間站軌道上運行時的向心加速度D.天舟八號在預定軌道上的運行速度小于其在空間站軌道上的運行速度【答案】B【解析】AD．衛星繞地球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力得可得地球第一宇宙速度7.9km/s等于近地衛星的線速度，則天舟八號在空間站軌道上運行時的速度大于7.9km/s；由于預定軌道的軌道半徑小于空間站軌道的軌道半徑，則天舟八號在預定軌道上的運行速度大于其在空間站軌道上的運行速度，故AD錯誤；B．天舟八號在空間站軌道上運行時，有地球表面處，有可知天舟八號在空間站軌道上運行時所需的向心力小于它處在地球表面上時受到的重力，故B正確；C．由萬有引力提供向心力得可得由于預定軌道的軌道半徑小于空間站軌道的軌道半徑，則天舟八號在預定軌道上運行時的向心加速度大于其在空間站軌道上運行時的向心加速度，故C錯誤。故選B。10.將平行板電容器的兩極板全部插入某種不導電的溶液中，并與恒壓電源、電流表、滑動變阻器等構成如圖1所示的電路。這種溶液的相對介電常數與濃度的關系曲線如圖2所示。已知平行板電容器的電容與相對介電常數成正比。閉合開關S后，增大溶液濃度，則（）A.電容器兩極板之間的電勢差增大B.電容器的電容增大C.電容器所帶的電荷量增大D.溶液濃度增大過程中電流方向為M→N【答案】D【解析】A．溶液不導電，沒有形成閉合回路，所以電容器兩端的電壓保持不變，故A錯誤；B．增大溶液濃度，不導電液體相對介電常數減少，根據可知電容器的電容減小，故B錯誤;C．根據電壓不變，電容減小，所以電容器所帶的電荷量減小，故C錯誤；D．電容器電荷量減小，相當于電容器放電，所以電流方向為M→N，故D正確。故選D。11.如圖所示，左側有豎直固定擋板的小車A靜止在水平地面上，A的上表面有一個靜止的物體B，一輕彈簧的左端連接在小車的豎直擋板上，右端與物體B相連接，并通過一根細線使彈簧處于壓縮狀態。各表面均光滑，現燒斷細線，物體B始終未從小車的上表面滑出，則燒斷細線后（）A.彈簧恢復原長時A的動量最大B.彈簧伸長量達到最大時B的動量最大C.彈簧恢復原長時整個系統的動量最大D.彈簧伸長量達到最大時整個系統的機械能最大【答案】A【解析】A．彈簧恢復為原長前的過程，小車A向左加速運動，物體B向右加速運動，彈簧恢復為原長后直到彈簧伸長量達到最大過程，小車A向左減速運動，物體B向右減速運動，所以彈簧恢復為原長時A的速度最大，動量最大，故A正確；BC．整個系統的動量守恒，彈簧伸長量達到最大時小車A和物體B的動量均為零，任意時刻系統的總動量為零，故BC錯誤；D．整個系統的機械能守恒，故D錯誤。故選A。12.如圖所示，電荷量為+Q的小球被絕緣棒固定在O點，右側有固定在水平面上、傾角為θ的光滑絕緣斜面。質量為m、電荷量為+q的小滑塊從斜面上A點由靜止釋放，滑到與小球等高的B點時加速度為零，滑到C點時速度為零。只考慮+Q在空間各處產生的電場，取離+Q無限遠處的電勢為0。已知AC間的距離為S，重力加速度大小為g，靜電力常量為k。僅利用以上條件不能求出的是（）A.B點的場強EBB.OB之間的距離xOBC.A點的電勢φAD.AC兩點間的電勢差UAC【答案】C【解析】AB．由題意知小滑塊在B點處的加速度為零，則根據受力分析，沿斜面方向有，解得所以可以求出B點的場強EB，根據點電荷場強公式聯立解得OB之間的距離所以可以求出OB之間的距離xOB，故AB不符合題意；D．因為滑到C點時速度為零，小滑塊從A到C的過程，靜電力對小滑塊做的功為W，根據動能定理有，解得AC之間的電勢差為所以可以求出AC兩點間的電勢差，故D不符合題意。C．因為條件不足所以無法求出A點的電勢，故C符合題意。故選C。13.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料，具有豐富的電學性能。為測量某二維石墨烯樣品單位面積的載流子（電子）數n，設計了如圖所示的實驗電路。在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應強度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產生電壓U。已知電子的電荷量為e。則下列說法正確的是（）A.電極2的電勢高于電極4B.電極2、4間的電壓U與電極1、3間電流I的大小無關C.電極1、3間的電流I恒定時，電極2、4間的電壓U與磁感應強度B成正比D.要測出該石墨烯樣品單位面積的載流子數n，必須精確測量該樣品的長和寬【答案】C【解析】A．根據左手定則，可知電子在洛倫茲力作用下向電極2所在一側偏轉，所以電極2的電勢比電極4的低，故A錯誤；BC．當電子穩定通過樣品時，其所受電場力與洛倫茲力平衡，則有解得設樣品每平方米載流子(電子)數為n，電子定向移動的速率為v，則時間t內通過樣品的電荷量q=nevtb根據電流的定義式得聯立解得所以電極2、4間的電壓U與電極1、3間電流I的大小有關，電極1、3間的電流I恒定時，電極2、4間的電壓U與磁感應強度B成正比，故C正確，B錯誤；D．根據C選項分析可知二維石墨烯樣品單位面積的載流子數為可知樣品的長和寬無關，故D錯誤。故選C。14.如圖1所示，把一個小球放在玻璃漏斗中，晃動漏斗，可以使小球在短時間內沿漏斗壁在某一水平面內做勻速圓周運動，并不落向漏斗下方。我們用如下模型對此進行分析：如圖2所示，一圓錐體（圓錐的頂點為O，底面圓心為O′）繞垂直于水平面的軸線以恒定的角速度ω轉動，一質量為m小物體（可看作質點）隨圓錐體一起轉動且相對于圓錐體靜止。以圓錐體為參考系，圓錐體中的小物體還多受到一個“力”，同時小物體還將具有一個與這個“力”對應的“勢能”。為便于研究，在過軸線的平面上，以頂點O為坐標原點、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標系，小物體在這個坐標系中具有的“勢能”可表示為。該“勢能”與小物體的重力勢能之和為其總勢能。當小物體處在圓錐壁上總勢能最小的某一位置時，小物體既沒有沿圓錐面上滑的趨勢，也沒有沿圓錐面下滑的趨勢，此時小物體受到的摩擦力就會恰好為0，即使圓錐壁光滑，小物體也不會滑向下方。根據以上信息可知，下列說法中正確的是（）A.小物體多受到的那個“力”的方向指向O′點B.小物體多受到的那個“力”的大小隨x的增加而減小C.該“勢能”的表達式是選取了x軸處“勢能”為零D.當圓錐體以恒定的角速度ω′轉動時（），小物體沿圓錐壁向下移至某一位置時受到的摩擦力才可能恰好為0【答案】D【解析】A．以地面為參考系，小物體做勻速圓周運動，需要向心力以圓錐體為參考系，小物塊與圓錐保持相對靜止，所以在以圓錐體為參考的非慣性參考系中多受到的“力”是慣性離心力，方向背離OO′，提供離心作用，并非指向O′，故A錯誤；B．勢能表達式為勢能的表達式對位移求導可得慣性離心力的大小即得慣性離心力的表達式為其大小隨x的增加而增大，故B錯誤；C．勢能表達式為當時，，所以選取的是處為零勢能面，而非x軸，故C錯誤；D．當圓錐體以恒定的角速度ω′轉動時（），離心作用怎增強，小物體沿圓錐壁向下移至總勢能最小位置，此時摩擦力才可能為

0，故D正確。故選D。第二部分非選擇題（共58分）二、填空題（本題共2小題，共18分）15.利用如圖所示的裝置探究兩個互成角度的力的合成規律。下列操作有利于減小實驗誤差的是（）A.拴在小圓環上的兩條細繩必須等長B.用兩個測力計拉細繩套時，兩測力計的示數適當大些C.用兩個測力計拉細繩套時，細繩間的夾角越大越好【答案】B【解析】A．拴在小圓環上的兩條細繩不一定必須等長，但是盡量長一些，有利于減小在確定力的方向時的誤差，故A錯誤；B．用兩個測力計拉細繩套時，兩測力計的示數適當大些，讀數時產生的相對誤差就會更小，可以減小實驗誤差，故B正確；C．用兩個測力計拉細繩套時，細繩間的夾角并非越大越好，過大或過小在作圖時都會產生較大誤差，因此細繩間的夾角應適當，故C錯誤。故選B。16.某同學采用如圖所示裝置做“探究加速度與力、質量的關系”實驗。接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O。在紙帶上依次打下A、B、C??????若干個計數點，已知相鄰計數點間的時間間隔為T。測得A、B、C??????各點到O點的距離分別為x1、x2、x3??????，如圖所示。計算在打B點時小車的速度vB=_______。【答案】【解析】打B點時小車的速度等于AC的平均速度，即17.“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗裝置如圖所示。¨（1）圖中A、B、C處放置的光學元件依次為_____。A．濾光片雙縫單縫B．濾光片單縫雙縫C．單縫濾光片雙縫D．雙縫濾光片單縫（2）某同學調試好后能觀察到清晰的干涉條紋。若他對實驗裝置調整后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，且條紋數目有所增加。以下調整可以實現這個效果的是________。A.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片B.僅減小雙縫間的距離C.僅換用更長的遮光筒D.僅增大濾光片與單縫之間的距離【答案】（1）B（2）A【解析】【小問1詳析】因為雙縫干涉實驗是讓單色光通過雙縫在光屏上形成干涉圖案，所以先讓光源通過濾光片形成單色光，再經過單縫形成相干光，后通過雙縫形成干涉條紋，所以光具座上A、B、C處放置的光學元件依次為濾光片、單縫、雙縫。故選B。【小問2詳析】若要增加從目鏡中觀察到的條紋個數，則需要減小條紋間距，根據A．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片，綠光的波長小于紅光的波長，則減小，故A正確；B．僅減小雙縫間的距離，則增大，故B錯誤；C．僅換用更長的遮光筒，則雙縫到光屏的距離增大，增大，故C錯誤；D．僅增大濾光片與單縫之間的距離，不變，故D錯誤。故選A。18.某同學在實驗室測定某導體塊（圖1）的電阻率，已知實驗室除待測導體塊、開關、導線外，還有下列器材可供選用：直流電源：電動勢約為3V，內阻可忽略不計電流表A1：量程0~200mA，內阻約0.5Ω電流表A2：量程0~30mA，內阻約3Ω電壓表V：量程0~3V，內阻約3kΩ滑動變阻器R：0~10Ω，額定電流2A（1）用多用電表歐姆檔粗測導體塊電阻，測A、B端電阻時選擇開關置于“Ω”擋的“×10”位置，多用電表示數如圖2所示，則RAB=_______Ω；測得C、D端電阻RCD=5Ω。（2）為精確地測量A、B端電阻，該同學所用電路的實物圖如圖3所示，請將實驗器材間的連線補充完整。（3）接通開關前，滑動變阻器滑片應置于最________端（選填“左”或“右”）。（4）該同學在測量C、D間電阻時，除了用電流表A1替換掉測量A、B間電阻時選用的電流表A2外，其他地方未做任何改變。經過一系列測量后分別得到金屬塊的電阻率ρAB=1.06Ω?m和ρCD=1.12Ω?m。該同學認為用C、D間測得的電阻計算電阻率更準確，因為測量C、D間電阻時所用的電流表A1的內阻更小，你認為該同學的說法是否正確，說明你的理由_____________________________________。【答案】（1）110（2）（3）左（4）該同學的說法是錯誤的。采用該同學的實驗電路，導體塊C、D間的電阻約為5Ω，用內阻約為0.5?的電流表A1測量，測量值的系統誤差相對值約為=10%；導體塊A、B間的電阻約為110Ω，用內阻約為3?的電流表A2測量，測量值的系統誤差相對值約為≈2.7%，此時相對誤差更小，測得的電阻計算電阻率更準確。【解析】【小問1詳析】由圖可得，多用電表歐姆當選用“×10”倍率，則C、D端電阻為【小問2詳析】實物圖如圖所示【小問3詳析】為了保護電路滑動變阻器滑片應置于最左端；【小問4詳析】該同學的說法是錯誤的。采用該同學的實驗電路，導體塊C、D間的電阻約為5Ω，用內阻約為0.5?的電流表A1測量，測量值的系統誤差相對值約為=10%；導體塊A、B間的電阻約為110Ω，用內阻約為3?的電流表A2測量，測量值的系統誤差相對值約為≈2.7%，此時相對誤差更小，測得的電阻計算電阻率更準確。三、計算題（本題共4小題，共40分）19.如圖，半徑R=0.8m的四分之一圓軌道固定在豎直平面內，其末端與水平地面BC相切于B點。一質量m=0.2kg的物塊從圓軌道頂端A由靜止釋放，沿軌道下滑至B點后，向右做直線運動至P點停下。已知BP的長度L=0.9m，物塊與圓軌道及地面間的動摩擦因數均為μ=0.5，物塊可視為質點，g取10m/s2。求：（1）滑塊在水平地面上滑行時的加速度大小；（2）滑塊運動到圓軌道底端B點時軌道對它的支持力大小；（3）滑塊在圓軌道上滑行的過程中與軌道摩擦產生的熱量。【答案】（1）5m/s2（2）4.25N（3）0.7J【解析】【小問1詳析】設滑塊在水平地面上滑行時的加速度為a，根據牛頓第二定律μmg=ma解得a=5m/s2【小問2詳析】設滑塊在B點時的速度為v，根據運動學公式解得v=3m/s設滑塊在B點時軌道對它的支持力為FN，根據牛頓第二定律解得FN=4.25N【小問3詳析】設滑塊與圓軌道摩擦產生的熱量為Q，根據能量守恒定律，解得Q=0.7J20.磁聚焦技術是高能物理學中的一種重要技術，用于將高能粒子束聚焦到某一特定位置，以便進行精確的實驗研究。現有電子射入圓形勻強磁場區域，當滿足一定條件時，這些電子就會匯聚于同一點。已知電子的質量為m、電荷量為e，忽略電子所受重力和電子間的相互作用。（1）如圖1所示，在xOy平面內，有一半徑為R、中心位于原點O的圓形勻強磁場區域，磁場方向垂直紙面向里，P、Q為圓形磁場區域的邊界與坐標軸的交點。電極K發出電子（初速度不計），經過電壓為U的加速電場后，由小孔S沿PO方向射入圓形磁場區域，并從Q點射出磁場。a.求電子從加速電場射出時的速度v0的大小________；b.求磁感應強度B的大小________。（2）將（1）中的電子發射裝置換成如圖2所示的電子源，電子源能持續不斷地沿y軸正方向以相同的速度v0發射電子，形成寬，在x軸方向均勻分布且關于y軸對稱的電子流。這些電子經磁場偏轉后均從Q點射出磁場。求電子流從Q點射出時與x軸方向的夾角θ的范圍________。【答案】（1）（2）-45°≤θ≤45°【解析】【小問1詳析】a．由動能定理得b．電子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，運動軌跡如答圖2，設電子做勻速圓周運動的半徑為r，由幾何知識r=R根據洛倫茲力公式和牛頓第二定律得【小問2詳析】最左端的電子在磁場中運動的軌跡如答圖3；由題可知，電子做勻速圓周運動的半徑r=R最左端的電子從Q點射出時與x軸的夾角最大，設該夾角為θm，由幾何關系，θm=90°-α得θm=45°同理最右端的電子從Q點射出時與x軸的最大夾角也為45°；可知夾角θ的范圍是-45°≤θ≤45°。21.如圖1所示，原長l0=0.30m、勁度系數k=40N/m的輕質彈簧上端固定，下端連接一質量m=0.2kg的小物塊，靜置時小物塊位于O點。將小物塊豎直向下拉至A點由靜止釋放后，小物塊沿豎直方向在AB兩點間往復運動。小物塊在運動的過程中彈簧始終在彈性限度內，不計空氣阻力，g取10m/s2。（1）求小物塊運動至O點時彈簧的長度________；（2）小物塊由靜止釋放后的運動過程中，彈簧的彈性勢能大小Ep與彈簧的長度l的關系如圖2所示。小物塊運動至A點時彈簧的長度和彈性勢能大小分別為lA=0.45m和EPA=0.45J。a.圖2中lB和EPB分別指小物塊運動至B點時彈簧的長度和彈性勢能，它們對應的值分別為：lB=________m，EPB=________J；b.該曲線斜率的含義是__________________；c.當彈簧的彈性勢能為0時，小物塊的動能是多少________？【答案】（1）035m（2）0.250.05彈簧的彈力0.15J【解析】【小問1詳析】設小