北京市重点中学2024届高三寒假物理提升测试试题

这是一份北京市重点中学2024届高三寒假物理提升测试试题，共15页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。

1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．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。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
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、甲乙两车在水平地面上的同一位置同时出发，沿一条直线运动，两车均可看做质点，甲乙两车的速度时间图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．t=1s时甲车加速度为零
B．前4s内两车间距一直增大
C．t=4s时两车相遇
D．两车在前4s内的最大距离为5m
2、下列关于行星运动定律和万有引力定律的发现历程，符合史实的是（ ）
A．哥白尼通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律
B．牛顿通过多年的研究发现了万有引力定律，并测量出了地球的质量
C．牛顿指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力
D．卡文迪许通过实验比较准确地测量出了万有引力常量，并间接测量出了太阳的质量
3、一匀强电场的方向竖直向下t=0时刻，一带正电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图像是
A．B．C．D．
4、如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I，线圈所受安培力的合力为F，则I和F的方向为（ ）
A．I顺时针，F向左B．I顺时针，F向右
C．I逆时针，F向左D．I逆时针，F向右
5、如图，倾角为的斜面固定在水平面上，质量为的小球从顶点先后以初速度和向左水平抛出，分别落在斜面上的、点，经历的时间分别为、；点与、与之间的距离分别为和，不计空气阻力影响。下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．两球刚落到斜面上时的速度比为1∶4
D．两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1∶1
6、某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．甲光的光强大于丙光的光强
D．甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等
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、一辆汽车在平直路面上从静止开始在1500 N的合外力作用下以恒定加速度启动，当速度达到20 m/s时功率达到额定功率，接着以额定功率继续加速，最后以30m/s的最大速度匀速运动，整个运动过程中汽车所受阻力恒定，下列说法正确的是
A．汽车的额定功率为60kWB．汽车的额定功率为90kW
C．汽车受到的阻力大小为2000ND．汽车受到的阻力大小为3000N
8、如图所示，A、B、C三点组成一边长为l的等边三角形。该空间存在平行于ABC平面的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的粒子仅受电场力作用依次通过A、B、C三点，通过A、C两点的速率均为v0，通过B点时的速率为，则该匀强电场场强E的大小和方向分别是
A．E=B．E=
C．方向垂直AC斜向上D．方向垂直AC斜向下
9、如图所示，一理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈与定值电阻R0和均匀密绕的滑线变阻器R串联。若不考虑温度对R0、R阻值的影响。在将滑动头P自a匀速滑到b的过程中（ ）
A．原线圈输入功率变大B．原线圈两端电压变大
C．R两端的电压变小D．R0消耗的电功率变小
10、在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于顶点c的对称点，则下列说法中正确的是（ ）
A．D点的电场强度为零
B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等
C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D．若释放c处的电荷，电荷在电场力作用下将做加速运动（不计空气阻力）
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）为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m0，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。
(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)
(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。
12．（12分）同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻。实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围）；开关、导线若干。
（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来_____________。
（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后改变电阻箱，随之电压表示数发生变化，读取和对应的，并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（描点用“+”表示），并画出图线_____________；
（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值_____________V，内电阻测量值______________Ω.（保留2位有效数字）
（4）实验中测两组的数据，可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。该同学没有采用该方法的原因是_____________________。
（5）该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成该误差主要原因是__________________。
（6）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的内电阻热功率以及总功率分别随路端电压变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图6所示的和图象。若已知乙电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_______________________（选填选项的字母）。
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）一列简谐横波在t＝s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图象。求：
(ⅰ)波速及波的传播方向；
(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标。
14．（16分）如图所示，竖直面内光滑圆弧轨道最低点与水平面平滑连接，圆弧轨道半径为，圆弧所对圆心角为60°，水平面上点左侧光滑，右侧粗糙。一根轻弹簧放在水平面上，其左端连接在固定挡板上，右端自由伸长到点。现将质量为的物块放在水平面上，并向左压缩弹簧到位置，由静止释放物块，物块被弹开后刚好不滑离圆弧轨道，已知物块与段间的动摩擦因数为0.5，段的长度也为，重力加速度为，不考虑物块大小。求：
(1)物块运动到圆弧轨道点时，对轨道的压力大小；
(2)物块最终停下的位置离点的距离；
(3)若增大弹簧的压缩量，物块由静止释放能到达与等高的高度，则压缩弹簧时，弹簧的最大弹性势能为多大。
15．（12分）如图所示，在倾角=的足够长斜面上放置一长木板，长木板质量M=3.0kg，其上表面光滑，下表面粗糙，木板的下端有一个凸起的挡板，木板处于静止状态，挡板到斜面底端的距离为7m。将质量为m=1.0kg的小物块放置在木板上，从距离挡板L=1.6m处由静止开始释放。物块下滑后与挡板相撞，撞击时间极短，物块与挡板的碰撞为弹性正碰，碰后木板开始下滑，且当木板沿斜面下滑至速度为零时，物块与木板恰好发生第二次相撞。取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块与木板第一次相撞后瞬间木板的速率；
(2)长木板与斜面之间的动摩擦因数μ；
(3)物块与挡板在斜面上最多发生几次碰撞。
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、C
【解析】
A．由可知，甲车一直做匀加速直线运动，故A错误；
B．在时两车速度相等，且乙车在甲车前，2s到4s由于甲车速度大于乙车速度，所以两车间距离减小，故B错误；
C．由图像与坐标轴所围面积表示位移可知，4s内乙车的位移为
由图可知，甲车的加速度为
由于甲车前2s的位移为0，由后2s的位移
故两车相遇，故C正确；
D．在时两车速度相等，距离最大即为
故D错误。
故选C。
2、C
【解析】
A.开普勒通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律，故A错误；
B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了万有引力常量，并间接测量出了地球的质量，故B错误，D错误；
C.牛顿通过研究指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力，万有引力提供地球做曲线运动所需的向心力，故C正确。
故选：C。
3、D
【解析】
本题考查带电粒子在电场中的运动问题。
【详解】
ABCD.粒子带正电，运动轨迹如图所示，
水平方向，粒子不受力，vx=v0，沿电场方向：
则加速度
经时间t，粒子沿电场方向的速度
电场力做功的功率
故D正确ABC错误。
故选D。
4、B
【解析】
金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。
A．I顺时针，F向左，与结论不相符，选项A错误；
B．I顺时针，F向右，与结论相符，选项B正确；
C．I逆时针，F向左，与结论不相符，选项C错误；
D．I逆时针，F向右，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
5、D
【解析】
A．平抛运动落在斜面上时，竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定
解得
可知时间与初速度成正比，所以，故A错误；
B．落点到A点的距离
可知距离与初速度的平方成正比，所以，故B错误；
CD．设速度与水平方向的夹角为，有
则知小球落在斜面上时速度方向相同，所以两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角相同，夹角正切值的比为1∶1，
则落到斜面上时的速度为
则可知刚落到斜面上时的速度与初速度成正比，所以两球刚落到斜面上时的速度比为1∶2，故C错误，D正确。
故选D。
6、C
【解析】
A．根据eUc=Ek=hv-W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大。甲光的遏止电压小于乙光，所以甲光频率小于乙光的频率，故A错误；
B．丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，所以丙光的频率小于乙光的频率，则乙光的波长小于丙光的波长，故B错误；
C．由于甲光的饱和光电流大于丙光饱和光电流，两光频率相等，所以甲光的强度高于丙光的强度，故C正确；
D．甲光的遏止电压等于丙光的遏止电压，由Ekm=e•U遏可知，甲光对应的光电子最大初动能等于丙光的光电子最大初动能。故D错误；
故选C。
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、BD
【解析】
当速度达到v1=20m/s时功率达到额定功率P，最大速度为v2=30m/s，匀加速时
其中
匀速时
联立解得：
P=90000W=90kW，f=3000N
A. 汽车的额定功率为60kW，与计算结果不符，故A错误．
B. 汽车的额定功率为90kW，与计算结果相符，故B正确．
C. 汽车受到的阻力大小为2000N，与计算结果不符，故C错误．
D. 汽车受到的阻力大小为3000N，与计算结果相符，故D正确．
8、BC
【解析】
AB.据题意可知AC为该匀强电场的等势线，因从A到B电场力对粒子做负功，且粒子带正电，可知电场方向垂直AC斜向上，据动能定理可得
解得，故A错误B正确。
CD. 据题意可知AC为该匀强电场的等势线，因从A到B电场力对粒子做负功，且粒子带正电，可知电场方向垂直AC斜向上，故C正确D错误。
9、AC
【解析】
AB．原线圈与稳定的正弦交流电源相连，则原线圈两端电压不变，由于匝数比不变，则副线圈两端电压不变，将滑动头P自a匀速滑到b的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中电流变大，由公式可知，副线圈功率增大，则原线圈输入功率变大，故A正确，B错误；
C．由于副线圈中电流变大，则R0两端电压变大，副线圈两端电压不变，则R两端电压变小，故C正确；
D．将副线圈与R0看成电源，由于不知道滑动变阻器的最大阻值与R0的关系，则无法确定R0消耗的电功率的变化情况，故D错误。
故选AC。
10、AD
【解析】
A．D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0，故A正确；
B．由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在DF位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故EF两点的电场强度大小不同，方向相反，故B错误；
C．E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；
D．若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，故D正确。
故选AD。
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、 不需要
【解析】
(1)[1]根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比为
要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足
可得
即等式近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；
(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。
12、（1）电路连线如图：
（2）画出图线如图：
（3）2.8V， 1Ω （4）偶然误差较大； （5）电压表内阻不是无穷大； （6）AC
【解析】
（1）电路连线如图：
（2）画出图线如图：
（3）根据闭合电路欧姆定律可得：，即，则由图像可知：，r=b=1Ω；
（4）由于读数不准确带来实验的偶然误差，实验中测两组U、R的数据，利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法不能减小这种偶然误差，而利用图象进行处理数据可以减小偶然误差.
（5）由于电压表内阻不是无穷大，所以在电路中分流，从而带来系统误差；
（6）电池组的内电阻热功率，则对于相同的U值，则r越大，对应的P1越小，可知A正确，B错误；总功率：，则对相同的U值，r越大P2越小，故C正确，D错误.
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、 (ⅰ)18cm/s，沿x轴负方向传播(ⅱ)9cm
【解析】
(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为
λ＝36cm ①
由图(b)可以看出，周期为
T＝2s ②
波速为
v＝＝18cm/s ③
由图(b)知，当t＝1/3s时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播；
(ⅱ)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、由图(a)知，x＝0处
y＝－＝Asin(－)
因此
④
由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有
＝vΔt＝6cm ⑤
由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为
＝9cm
14、 (1)； (2)；(3)
【解析】
(1)设物块第一次到达点时速度为，由于物块刚好能到达点，根据机械能守恒有
求得
在点
求得
根据牛顿第三定律可知，物块在点对轨道的压力大小为。
(2)设物块第一次从点返回后直到停止运动，在段上运动的路程为，根据功能关系
求得。因此物块刚好停在点，离点的距离为。
(3)设物块运动到点的速度为，从点抛出后，竖直方向的分速度为
求得
根据能量守恒有
求得
15、 (1)2.0m/s；(2)；(3) 6次
【解析】
(1)物块下滑的加速度为

物块第一次下滑至挡板时的速度为
v==4m/s
经分析可知，物块与挡板第一次相撞后反弹，由动量守恒定律可得
mv=mv1+Mv2
解得
v2=2.0m/s
(2)设木板下滑的加速度大小为a′，由题中条件可得，木板下滑的位移为x2
物块位移为
由牛顿第二运动定律可得
解得
解得
(3)第二次碰撞前瞬间物块速度为
=4m/s
此时物块木板速度为0，物块与挡板发生第二次碰撞后，挡板与物块将重复上述运动过程
第一次碰后到第二次碰前挡板运动位移为
x2=
故
L=7m=5
故物块和挡板在斜面上发生6次碰撞。