2024届北京市海淀区高三下学期一模物理试题

2024届北京市海淀区高三下学期一模物理试题
一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)
第(1)题
如图，边长为L的正方形金属线框，先做自由落体，刚进下方高度为2L的匀强磁场时，恰好做匀速运动。

设线框底边离开磁场下边界的距离为x，线框加速度为（以竖直向上为正方向），不计空气阻力，下列图像不可能的是（ ）
A．B．
C．D．
第(2)题
为顺利完成月球背面的“嫦娥六号 ”探测器与地球间的通信，需在地月拉格朗日L2点处定位某一卫星，该卫星可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动。

已知地球、月球球心间的距离约为L2点与月球球心距离的 6倍，如图所示。

则地球与月球质量的比值约为（ ）
A．36B．49C．83D．216
第(3)题
如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且卫星、空间站、地球位于同一直线。

则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（ ）
A．大小为零
B．大小不为零，方向指向空间站
C．大小不为零，方向背离空间站
D．大小不为零，方向垂直于空间站与微卫星的连线
第(4)题
2024年4月25日，神舟十八号飞船与天宫空间站顺利对接。

如图所示，飞船和空间站对接前在各自预定轨道运动，下列说法正
确的是（ ）
A．飞船的周期大于空间站的周期
B．飞船的速度大于第一宇宙速度
C．飞船在轨道上合适位置加速可实现与空间站对接
D．飞船与地心连线、空间站与地心连线在相等时间扫过面积相等
第(5)题
如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4︰1，灯泡a和b额定电压相同，当原线圈输入u=220sin10πt（V）的交变电压时，两灯泡均能正常发光，且滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定电压是44V
B．副线圈中交变电流的频率为12.5Hz
C．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，灯泡a变暗
D．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器输入功率变小
第(6)题
一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点，如图所示。

已知该游客从M点漂流到N点的路程为，用时，M、N间的直线距离为，则从M点漂流到N点的过程中（ ）
A．该游客的位移大小为
B．该游客的平均速率为
C．该游客的平均速度大小为
D．若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0
第(7)题
两个完全相同的弹簧秤竖直放置，下方悬挂一粗细均匀的水平直导线ab，长度为L。

整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。

若在ab中通入由a到b的恒定电流I，其中一个弹簧秤的示数为F1，若将电流反向，大小不变，则其中一个弹簧秤的示数为F2。

下列说法正确的是（ ）
A．直导线ab的质量B．直导线ab的质量
C．匀强磁场的磁感应强度D．匀强磁场的磁感应强度
第(8)题
甲、乙两车在同一条平直公路上同向运动，它们的速度v随时间t变化的关系如图所示，已知在t=0时刻两车并排，下列说法正确的是（ ）
A．在t1时刻，甲、乙两车再次并排行驶
B
．在0至t1时间内，甲、乙两车的平均速度均为
C．在0至t1时间内，甲、乙两车间的距离逐渐减小
D．在0至t1时间内的某时刻，甲、乙两车的加速度相等
二、多项选择题（本题包含4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） (共4题)
第(1)题
太空电梯的原理并不复杂，与生活中的普通电梯十分相似。

只需在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，在引力和向心加速度的相互作用下，绳索会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空，这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。

如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。

已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯各点均处于失重状态
B
．b卫星的周期为
C．太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成正比
D．太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心距离成正比
第(2)题
如图所示，长为L的轻杆两端分别固定a，b金属球，两球质量均为m，a放在光滑的水平面上，b套在竖直固定光滑杆上且离地
面高度为L，现将b从图示位置由静止释放，则（ ）
A．在b球落地前的整个过程中，a，b组成的系统水平方向上动量守恒
B ．从开始到b球距地面高度为的过程中，轻杆对a球做功为mgL
C ．从开始到b球距地面高度为的过程中，轻杆对b球做功－mgL
D ．在b球落地的瞬间，重力对b球做功的功率为mg
第(3)题
如图甲所示，光电编码器由码盘和光电检测装置组成，电动机转动时，码盘与电动机旋转轴同速旋转，发光二极管发出的光经
凸透镜转化为平行光，若通过码盘镂空的明道照在光敏管上，信号端输出高电位，反之输出低电位，两个光敏管分布在同一半径上。

根据输出两路信号可以测量电动机的转速和判断旋转方向。

从左往右看，内、外都均匀分布20个明道的码盘如图乙所示，电动机转动时两信号的图像如图丙所示，则（）
A．从左往右看，电动机顺时针转动B．从左往右看，电动机逆时针转动
C．电动机转动的转速为D．电动机转动的转速为
第(4)题
如图所示，质量为m的小球a、b之间用轻绳相连，小球a通过轻杆固定在左侧竖直墙壁上，轻杆与竖直墙壁夹角为30°．现改变作用在小球b上的外力的大小和方向，轻绳与竖直方向的夹角保持60°不变，则
A．轻绳上的拉力一定小于mg
B．外力F的最小值为
C．轻杆对小球a作用力的方向不变
D．轻杆对小球a的作用力最小值为mg
三、填空、实验探究题（本题包含2个小题，共16分。

请按题目要求作答，并将答案填写在答题纸上对应位置） (共2题)
第(1)题
小王同学获得了某型号LED发光二极管加正向电压时的伏安特性曲线，如图甲所示。

该同学想通过实验验证该二极管伏安特性曲线的可靠性，从实验室找来如下器材：
干电池两节（每节干电池电动势为1.5V，内阻约为0.5Ω）；
滑动变阻器一个（最大阻值为5Ω）；
电压表一个（量程为3V，内约为3kΩ）；
电流表一个（量程为50mA，内阻约为1Ω）。

要求二极管的正向电压从0开始变化，尽量减小测量误差。

（1）由甲图可知该发光二极管的电阻随正向电压U变大而_________（填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）请根据实验目的和要求设计电路，按电路将实物图中的连线补充完整_________。

（3）按照电学实验操作观范。

保证各仪表的安全，开关闭合之前，乙图中滑动变阻器滑动触头应移到___________端
（填“左”或“右”）。

（4）经多次实验验证，二极管的伏安特性曲线非常准确。

假设同型号LED发光二极管的伏安特性曲线完全相同，用3枚该型号二极管接入如图丙所示电路中电路中电源电动势，内阻，电阻箱阻值，此时每个二极管消耗功
率P=___________W（结果保留2位有效数字）
第(2)题
某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水，如图4所示。

（1）某同学用如图1所示的游标卡尺的______（选填“A”、“B”或“C”）部位去测玻璃管的内径，测出的读数如图2，则玻璃管的内径d为______cm。

（2）该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“×100”挡，发现指针如图3所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选______（填“×10”或“×1k”）挡；②______。

（3）实验时改变玻璃管中的水柱长度并测出水柱的长度L，读出相应的电压表示数U，电流表示数为I，记录多组数据并描绘出的图象如图5所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率ρ=______（用字母k、d表示）。

四、计算题（本题包含3小题，共36分。

解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

请将解答过程书写在答题纸相应位置） (共3题)
第(1)题
2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，AB段的长度L=100 m，与水平方向的夹角θ =30º。

滑道BC高h=10 m，C是半径R=60 m圆弧的最低点。

质
量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，到达B点时速度v B=30 m/s。

取重力加速度g=10 m/s2。

（1）求运动员在助滑道AB段下滑过程受到的滑动摩擦力的大小；
（2）若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时受到的支持力的大小。

第(2)题
金属板M1N1垂直纸面放置，中央有小孔O，O点上方有阴极K通电后能持续放出初速度近似为零的电子，经K与M1N1板间电场
加速后从O点射出，速度方向在纸面内发散角为且左右对称，加速电压大小可调。

M
1N1下方分布有两个相邻且垂直纸面匀强磁场，磁感应强度大小相同方向相反，磁场宽度均为d，长度足够长。

某次测试发现，当加速电压为U0时，垂直板M1N1进入磁场的电子刚好可以从磁场边界M3N3出射，已知电子电荷量为e，质量为m，不计电子间的相互作用及重力影响，电子射到金属板将被吸收。

(1)电子进入磁场时的速度大小是多少？
(2)当电压为U0时，边界M3N3上有电子射出的区域长度L是多少？
(3)为确保有电子从磁场边界M3N3出射，K与M1N1板间电压应为何值？
(4)若电子在2θ内分布均匀，打到M3N3边界上的电子数占O点发射电子数的比例为η，请写出η与加速电压U的函数关系。

第(3)题
如图所示，高为，横截面积为的导热汽缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在汽缸的顶部。

在活塞上放置质量为的物体后，活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为的高度。

已知外界大气压强，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和汽缸的摩擦，重力加速度为。

求：
（1）不规则物体的体积；
（2）缸内气体向外界放出的热量。