北京市2024年第二次普通高中学业水平合格性考试物理试卷（Word版附解析）

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考生须知：
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.本试卷共7页，分为三道大题，共100分。第一道大题为选择题，20小题（共60分）；第二道大题为填空题，3小题（共12分）；第三道大题为计算论证题，5小题（共28分）。
3.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。第一道大题必须用2B铅笔作答；第二道、第三道大题必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时必须使用2B铅笔。
4.考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
第一部分（选择题 共60分）
一、选择题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
请阅读下述文字，完成下列小题。
下图为某汽车在平直路面上制动过程的示意图。时刻，汽车开始减速；末，汽车刚好停止。汽车在第内、第内、第内、第内和第内前进的距离分别为、、、和。
1. 下列与汽车运动有关的物理量，属于矢量的是（ ）
A. 质量B. 时间C. 路程D. 速度
2. 在这内，汽车的速度（ ）
A. 逐渐减小B. 保持不变C. 逐渐增大D. 先增大后减小
3. 若将汽车的制动过程视为匀减速直线运动，汽车的加速度（ ）
A. 逐渐减小B. 保持不变C. 逐渐增大D. 先增大后减小
【答案】1. D 2. A 3. B
【解析】
【1题详解】
A．矢量是既有大小又有方向得物理量,质量只有大小，没有方向是标量，A错误；
B．时间只有大小，没有方向是标量，B错误；
C．路程只有大小，没有方向，是标量，C错误；
D．速度既有大小，又有方向，是矢量，D正确。
故选D。
【2题详解】
相同的时间内，汽车通过的位移越来越小，故汽车的速度越来越小。
故选A。
【3题详解】
由于汽车做匀减速直线运动，故加速度保持不变。
故选B。
请阅读下述文字，完成下列小题。
下图为伽利略在研究落体运动时所做斜面实验的油画，他让铜球从静止开始沿长直轨道向下运动，用滴水记录时间来研究铜球在斜面上的运动规律，合理外推得到落体运动规律。
4. 铜球在沿轨道向下运动的过程中，其动能（ ）
A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小
5. 铜球在沿轨道向下运动的过程中，其重力势能（ ）
A. 逐渐增大B. 保持不变C. 逐渐减小D. 先增大后减小
6. 轨道对铜球的支持力和铜球对轨道的压力（ ）
A. 大小相等，方向相反B. 大小相等，方向相同
C. 大小不等，方向相反D. 大小不等，方向相同
【答案】4. C 5. C 6. A
【解析】
【4题详解】
铜球在下滑的过程中，速度越来越大，故动能越来越大，C正确。
故选C。
【5题详解】
铜球在下滑的过程中，离水平面越来越近，故重力势能越来越小，C正确。
故选C。
【6题详解】
轨道对铜球的支持力和铜球对轨道的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，A正确。
故选A。
请阅读下述文字，完成下列小题。
推铅球是中学体育课中重要的运动项目之一。某同学想通过实验探究铅球投掷距离和初速度方向与水平方向夹角之间的关系。设铅球投出时距地面的高度为，初速度大小为。已知重力加速度为，不计空气阻力。
7. 为完成探究任务，该同学在设计实验方案时需要（ ）
A. 只控制不变B. 只控制不变
C. 控制和不变D. 控制和不变
8. 某次实验时，铅球从被水平推出到落至水平地面所用时间为（ ）
A. B. C. D.
9. 铅球从被推出到落至水平地面的过程中（ ）
A. 动能逐渐减小B. 动能保持不变
C. 机械能逐渐减小D. 机械能保持不变
【答案】7. D 8. A 9. D
【解析】
【7题详解】
根据题意想通过实验探究铅球投掷距离和初速度方向与水平方向夹角之间的关系，需要改变，控制和不变。
故选D。
【8题详解】
某次实验时，铅球做平抛运动，竖直方向
可得
故选A。
【9题详解】
铅球从被推出到落至水平地面的过程中，只有重力做功，根据动能定理可知θ水平向上时动能先减小后增大，θ为0°或水平向下时动能增大，机械能不变。
【10题详解】
故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图甲是一个静电除尘的简易实验装置。透明的玻璃瓶中充满烟尘，将高压直流电源的正、负极分别与密绕在玻璃瓶上的金属螺旋线和插在玻璃瓶中央的金属直导线相连接，玻璃瓶内某一横截面上的电场分布近似如图乙所示。、、是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、。
10. 关于、、的比较，下列关系中正确的是（ ）
A. B. C. D.
11. 关于、、的比较，下列关系中正确的是（ ）
A. B. C. D.
12. 直导线附近的空气分子被强电场电离成为正离子和电子，电子附着在烟尘颗粒上。带负电的烟尘颗粒仅在静电力的作用下，从点由静止开始运动到点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 静电力越来越小B. 静电力越来越大
C. 静电力做负功D. 静电力不做功
【答案】10. B 11. A 12. A
【解析】
【10题详解】
电场线的疏密程度反应电场的强弱，电场线越密集，电场强度越大，故、、三点的电场强度大小关系
故选B。
【11题详解】
沿电场线的方向是电势降落的方向，故、、三点电势的关系
故选A。
【12题详解】
AB．带负电的烟尘颗粒仅在静电力的作用下，从点由静止开始运动到点的过程中，由于电场强度越来越小，根据
可知，烟尘颗粒受到的静电力越来越小，A正确，B错误；
CD．带负电的烟尘颗粒在电场中的受力方向与电场方向相反，因此，烟尘颗粒从点由静止开始运动到点的过程中，静电力做正功，CD错误。
故选A。
请阅读下述文字，完成下列小题。
电源、定值电阻、电流表、开关与导线连接成如图所示的电路。已知定值电阻的阻值R  2.0 Ω，电源的内阻r  1.0 Ω。闭合开关S后，电流表示数I  1.00 A。据此完成下题。
13. 闭合开关S后，定值电阻R两端的电压U为（ ）
A. 1.0 VB. 2.0 V
C. 3.0 VD. 4.0 V
14. 闭合开关S后，定值电阻R的热功率P为（ ）
A. 1.0 WB. 1.5 W
C. 2.0 WD. 2.5 W
15. 该电源的电动势E为（ ）
A. 1.0 VB. 1.5 V
C. 2.0 VD. 3.0 V
【答案】13. B 14. C 15. D
【解析】
【13题详解】
根据部分电路欧姆定律可知
故选B。
【14题详解】
根据可知
故选C。
【15题详解】
根据闭合电路欧姆定律可知
故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题。
电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，电容器储存电荷的特性用电容来表征。如图为某电解电容器，上面标有“ ”的字样。
16. “”指的是电容器的（ ）
A. 电压B. 电荷量C. 电容D. 电阻
17. 给该电容器充放电，用表示电容器所带的电荷量，表示电容器的电容，表示电容器两极间的电压，图中正确反映它们之间关系的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】16. C 17. D
【解析】
【16题详解】
电容器上面标有“ ”参数，电容器的电容单位为微法（），电压的单位为伏特（V），故可知“”表示该电容器的电容。
故选C。
【17题详解】
AB．电容的大小由电容器本身决定，故不变，故A错误，B错误；
CD．根据电容的定义式变形可得
所以某电容器在充电过程中，U与Q成正比，即U-Q图像为过原点的倾斜直线，故C错误，D正确。
故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题。
银河系中有许多恒星是以双星系统形式存在的。如图所示，双星系统是由两颗距离较近的恒星和构成，两星仅在相互之间的万有引力作用下，绕两者连线上某一定点做匀速圆周运动，且具有相同的角速度和周期。已知和的质量分别为和，距离为，引力常量为。
18. 和之间的万有引力大小为（ ）
A. B. C. D.
19. 和的加速度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
20. 对于质量不等的两恒星组成的双星系统，下列说法中正确的是（ ）
A. 周期与两者的质量均无关B. 周期与两者的质量之和有关
C. 定点一定在两者连线的中点D. 定点更靠近质量小的恒星
【答案】18. A 19. B 20. B
【解析】
【18题详解】
和之间万有引力大小
故选A。
【19题详解】
根据牛顿第二定律
可得
故选B。
【20题详解】
AB．设双星系统运行的角速度为，质量分别为和，运动半径分别为和，根据万有引力提供向心力
又
联立可得
可知角速度与与两者的质量之和有关，根据可知周期与两者的质量之和有关，故A错误，B正确；
CD．根据
可得
定点更靠近质量大的恒星，故CD错误。
故选B。
第二部分（非选择题 共40分）
二、填空题共3小题，每小题4分，共12分。
21. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。他在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，弹簧始终在弹性限度内，当钩码静止时，弹簧的弹力等于钩码的重力。他记录弹簧的弹力和对应的形变量，将实验数据在坐标纸上描点，作出图像，如图所示。由图像可知，弹簧弹力与形变量成__________（选填“正比”或“反比”），此弹簧的劲度系数为__________。
【答案】 ①. 正比 ②. 0.50##0.5
【解析】
【详解】[1]作出的图像是一条通过原点的倾斜直线，可知在弹性限度内，弹簧弹力与形变量成成正比；
[2]根据胡克定律
可得此弹簧的劲度系数为
22. 如图甲所示，在“探究平抛运动规律”的实验中，用小锤打击弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球由静止开始下落，两小球落地前的频闪照片如图乙所示。对比、两球在竖直方向上的运动，可以得出球在竖直方向做__________（选填“自由落体”或“匀速直线”）运动；经测量发现，球在相邻两位置间的水平距离相等，由此__________（选填“能”或“不能”）得出球在水平方向上做匀速直线运动。
【答案】 ①. 自由落体 ②. 能
【解析】
【详解】[1]两球同时落地，说明A球在竖直方向做自由落体运动；
[2] 球在相邻两位置间的水平距离相等，说明A球在水平方向相等的时间内通过的位移相等，即A球水平方向上的运动为匀速直线运动。
23. 在“探究产生感应电流条件”的实验中，某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路，如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流表的指针__________（选填“偏转”或“不偏转”）；当条形磁铁静止在螺线管中时，观察到电流表的指针__________（选填“偏转”或“不偏转”）。
【答案】 ①. 偏转 ②. 不偏转
【解析】
【详解】[1][2]根据法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中的磁通量发生改变时，会产生感应电流，故在条形磁铁插入螺线管的过程中，螺线管内的磁通量发生改变，会产生感应电流，电流表的指针发生偏转，当条形磁铁静止在螺线管中时，螺线管内的磁通量没改变，不能产生感应电流，电流表的指针不发生偏转。
三、计算论证题共5小题，第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分。解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
24. 如图所示，一水平拉力作用在质量的物体上，物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度的大小。求：
（1）物体所受水平拉力的大小；
（2）物体在内的位移大小。
【答案】（1）2.0N
（2）4.0m
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律
代入数据解得
【小问2详解】
根据匀变速直线运动位移与时间关系可得，物体在内运动的位移大小
代入数据解得
25. 如图所示，匀强电场的电场强度大小，将电荷量的试探电荷放在电场中的点。
（1）画出该电荷在点受到的静电力的示意图；
（2）求该电荷在点受到的静电力的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1详解】
正电荷在电场中的受力方向与电场方向相同，其受电场力情况如图所示
【小问2详解】
根据电场力表达式
解得
26. 拱形桥在生活中很常见，汽车过拱形桥的运动可看作圆周运动。如图所示，质量为的汽车通过拱形桥最高点时的速度大小为。已知拱形桥桥面的圆弧半径为，重力加速度为。
（1）求汽车通过拱形桥最高点时的向心力大小。
（2）某同学认为，汽车通过拱形桥最高点时的速度越大，对桥面的压力就越大。你认为该同学的说法是否正确？请说明理由。
【答案】（1）
（2）见解析
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律
【小问2详解】
该同学的说法不正确。汽车通过拱形桥最高点时对汽车受力分析，并结合牛顿第二定律可得
解得
故汽车得速度越大，汽车所受支持力就越小。由牛顿第三定律可知，汽车对桥的压力也就越小。（其他表述，合理即可）
27. 图甲为北京正负电子对撞机，直线加速器是该对撞机的重要组成部分。图乙是某一级加速电场的原理示意图，电子从板上的小孔水平向右进入电场，经加速后从板上的小孔穿出，再进入下一级加速装置中。已知、两板间的电压为，电子的质量为、电荷量为。忽略电子所受的重力及电子之间的相互作用。
（1）若电子从板进入电场时的初速度大小为，求电子到达板时的动能；
（2）电子从板上的小孔进入电场时的初速度可能不同，某同学认为初速度大的电子，通过电场过程中动能的增加量会小一些。你是否同意该同学的说法？请说明理由。
【答案】（1）
（2）见解析
【解析】
【小问1详解】
电子通过、板间的过程中，静电力做功
根据动能定理
解得
小问2详解】
不同意。初速度大小不同的电子，通过、板间的过程中，静电力做功相同。根据动能定理
电子的动能的增加量相同。（其他表述；合理即可）
28. 某学习小组设计制作了一个“水平加速度测量仪”，用来测量列车在平直轨道上运行时的加速度，其装置如图所示。两根轻弹簧的一端分别固定在测量仪外壳上，另一端分别连在滑块上，滑块上固定一指针，轻弹簧和滑块都套在光滑的连杆上，在连杆附近与杆平行处固定一标尺。将测量仪水平固定在列车上，使连杆与列车运行方向平行。当列车停止时，两弹簧处于原长，指针指在标尺的0刻度处。当列车加速运动，滑块与列车相对静止时，读出指针所指的标尺刻度，可得到列车运行的加速度。已知滑块质量为，两弹簧的劲度系数均为，且弹簧始终在弹性限度内。
（1）当指针指向0点左侧刻度时，求列车的加速度大小，并说明加速度的方向。
（2）若要将加速度值标注在标尺上，某同学认为加速度的刻度值应该是均匀的。你同意该同学的观点吗？请说明理由。
【答案】（1），方向水平向右
（2）见解析
【解析】
【小问1详解】
左边弹簧被压缩，弹力向右
右边弹簧被拉长，弹力向右
滑块的加速度的大小
方向水平向右，因为列车与滑块相对静止，所以列车的加速度大小为，方向水平向右。
【小问2详解】
该同学观点正确。由（1）中的计算结果可知，加速度与滑块相对0刻度的位移成正比，故加速度的刻度应该是均匀的。