2024年北京市西城区北京师范大学第二附属中学物理高三上期中复习检测试题含解析

2024年北京市西城区北京师范大学第二附属中学物理高三上期
中复习检测试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、如图是“神舟十号”飞船返回舱成功返回地面时的情景。

返回舱返回时,先靠降落伞减速,竖直落地前还靠反冲火箭使其速度进一步降低。

假设返回舱速度是8/
m s,反冲火箭工作0.3s后,速度降为2/
m s,在这个过程中,返回舱中的航天员( )
A．处于超重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的3倍
B．处于失重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的1 3
C．处于超重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的2倍
D．处于失重状态,对座椅的平均压力约是自身体重的1 2
2、将电荷量为＋q的检验电荷置于静电场中某点场强为E处，该电荷所受的电场力为
F.大小为()
A．0 B．qE C．E
q
D．
q
E
3、近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生．近日研究发现，玩手机时，就有可能让颈椎承受多达60磅(约270 N)的重力，相当于给颈椎挂两个大西瓜，比一个7岁小孩还重．不当的姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛、体重增加、胃病、偏头痛和
呼吸道疾病等．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重力，但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化．现将人体头颈部简化为如图的模型：重心在P 点的头部，在可绕O 转动的颈椎OP (轻杆)的支持力和沿PQ 方向肌肉拉力的作用下处于静止．当低
头时，颈椎与竖直方向的夹角为45°，PQ 与竖直方向的夹角为60°，此时，颈椎受到的
压力约为直立时颈椎受到的压力的( )
A ．3.3倍
B ．4.2倍
C ．2.8倍
D ．2.0倍
4、一石块从地面上方高H 处自由落下，不计空气阻力，当它的速度大小等于着地时速度的一半时，石块下落的高度是（ ）
A ．4H
B ．38H
C ．2H
D ．34
H 5、如图(甲)所示，一轻杆一端固定在O 点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N F ，小球在最高点的速
度大小为v ，2N F v -图象如图(乙)所示.下列说法正确的是( )
A ．当地的重力加速度大小为
a b B ．小球的质量为a R b
C ．2v c =时，杆对小球弹力方向向上
D ．若2c b =，则杆对小球弹力大小为2a
6、如图所示，平行直虚线AA'、BB'、CC'、DD'、EE'，分别表示电势-4V 、-2V 、0V 、2V 、4V 的等势面，若AB=BC=CD=DE=2cm ，且与直虚线MN 成30°角，则（ ）
A．该电场是匀强电场，电场强度大小E=2V/m
B．该电场是匀强电场，电场强度垂直于AA'，且指向右下
C．该电场是匀强电场，距C点距离为2cm的所有点中，最高电势为2V，最低电势为-2V
D．该电场是匀强电场，距C点距离为2cm的所有点中，最高电势为4V，最低电势为-4V
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、如图所示为用位移传感器和速度传感器研究某汽车刹车过程得到的v－x图象，汽车刹车过程可视为匀减速运动，则()
A．汽车刹车过程的加速度大小为1 m/s2
B．汽车刹车过程的时间为2 s
C．当汽车运动的位移为5 m时的速度为5 m/s
D．当汽车运动的速度为5 m/s时运动的位移为7.5 m
图象(其中v为速度，x为位置坐标)，下列关8、如图所示是某物体做直线运动的2v x
x处的过程分析，其中正确的是( )
于物体从x=0处运动至
A．该物体做匀减速直线运动
B．该物体的加速度大小为
2
0 2 v x
C．该物体在位移中点的速度大于0
2
v
D．该物体在运动中间时刻的速度大于0
2
v
9、下列说法正确的是_____________。

A．全息照相主要是利用了光的衍射现象
B．单反相机的增透膜利用了光的偏振现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
D．用光导纤维传输信息是利用了光的全反射的原理
E.医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
10、一小球在竖直方向的升降机中，由静止幵始竖直向上做直线运动，运动过程中小球的机械能E与其上升高度h关系的图象如图所示，其中0〜h1过程的图线为曲线，h1〜h2过程的图线为直线.根据该图象，下列说法正确的是（）
A．0〜h1过程中，小球的动能可能先增加后减少
B．0〜h1过程中，升降机对小球的支持力一定做正功
C．h1〜h2过程中，小球的重力势能可能不变
D．h1〜h2过程中，小球的动能可能不变
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）为了探究质量一定时加速度与力的关系。

一同学设计了如图甲所示的实验装置。

其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。

（滑轮质量不计）
(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是（______）。

A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为____2
m/s（结果保留两位有效数字）。

(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a F
-图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为（______）
A．2tanθB．
1
tanθ
C．k D．
2
k
12．（12分）用电流表和电压表测定某一电阻丝的阻值，实验时提供下列可选用的器材：待测电阻Rx（阻值约为6KΩ）
电压表V（量程3V，内阻约50KΩ）
电流表A1（量程500μA，内阻约200Ω）
电流表A2（量程5mA，内阻约20Ω）
电流表A3（量程0.6A，内阻约1Ω）
滑动变阻器R（最大阻值1KΩ）
电源E（电源电动势4V）
开关S、导线
(1)在所提供的电流表中应选用______ （填字母代号）；
(2)在虚线框中画出测电阻的实验电路图__________；
(3)分别用L、d、Rx表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为ρ= ______ ．
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）用水平力F＝30N拉着一个质量为2kg的物体在水平面上由静止做匀加速直线运动，某时刻将力F随时间均匀减小。

整个过程物体所受的摩擦力随时间变化如图中实线所示，求：
（1）物体做匀加速直线运动的加速度；
（2）整个过程物体运动的时间；
（3）物体做匀加速直线运动发生的位移。

14．（16分）如图所示，AB段为一半径R＝0.2 m的光滑1
4
圆弧轨道，EF是一倾角为
30°的足够长的光滑固定斜面，斜面上有一质量为0.1 kg的薄木板CD，开始时薄木板被锁定．一质量也为0.1 kg的物块(图中未画出)从A点由静止开始下滑，通过B点后水平抛出，经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上薄木板，在物块滑上薄木板的同时薄木板解除锁定，下滑过程中某时刻物块和薄木板能达到共同速度．已知物块与
薄木板间的动摩擦因数为μ＝
3
6
.(g＝10 m/s2，结果可保留根号)求：
(1)物块到达B点时对圆弧轨道的压力大小；
(2)物块滑上薄木板时的速度大小；
(3)达到共同速度前物块下滑的加速度大小及从物块滑上薄木板至达到共同速度所用的时间．
15．（12分）做功与路径无关的力场叫做“势场”，例如引力场和电场。

在这类场中可以引入“场强”和“势能”的概念来分别描述势场中力和能的性质。

可以类比电场强度的定义，将质点放在引力场中所受到的引力与质量的比值定义为引力场的场强。

如图甲所示为某势场的场强E的大小随x的分布，图中E0为已知量。

在该势场中，一个质点仅在场力作用下，以x = 0为中心，沿x轴做周期性运动。

已知质点的质量为m，
受到的场力可表示为F = kE （k 为常量），场力方向平行于x 轴。

取x = 0点为O 点。

（1）请从力和加速度的角度，分析说明质点在区域和区域的运动性质； （2）功是能量转化的量度，场力做功引起势能的变化。

取O 点为零势能点。

a ．请推导出势能E p 与x 的关系式，并在图乙中画出势能E p 随x 变化的示意图。

b ．已知质点的总能量为A ，求质点与O 点间距离为x 0（x 0在运动区间内）时，质点的动能E k 。

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、A
【解题分析】返回舱向下减速，加速度向上，航天员处于超重状态．设反冲火箭工作时返回舱的加速度大小为a ，则2020/v v a m s t
-==；以人为研究对象，根据牛顿第二定律得： F mg ma -=，得到座椅对人支持力()303F m g a m mg =+==，由牛顿第三定律得知人对座椅的压力为航天员自身重力的3倍，选A.
【题目点拨】回舱向下减速，加速度向上，处于超重状态．根据速度与时间关系式求出加速度大小，再以人为研究对象根据牛顿第二定律求出座椅对人支持力，由牛顿第三定律求解人对座椅的压力．
2、B
【解题分析】
将电荷量为q +的检验电荷置于静电场中某点场强为E 处，所受的电场力为：
F qE =
故B 正确，A 、C 、D 错误；
故选B 。

3、A
【解题分析】
由题意可明确人的头受力情况，如图所示：
设人的颈椎对头的支持力F ，则由几何关系可知：
(1801545)601515F sin sin G sin sin ︒-︒-︒︒==︒︒，所以60· 3.315sin F G G sin ︒=≈︒
，故A 正确，B 、C 、D 错误；
故选A ．
【题目点拨】
对人的头部进行分析，明确其受力情况，由共点力的平衡条件可得出对应的平行四边形；由正弦定理可求得颈椎受到的压力．
4、A
【解题分析】
设石块落地时的速度大小为v ．由v 2-v 02=2gx 得v 2-0=2gH ；(
2v )2-0=2gh ；联立解得：h=4
H ． 5、B
【解题分析】
AB.在最高点，若0v =，则有：
N F mg a ==
当0N F =时，则有：
2v b mg m m R R
== 解得：
b g R
=，aR m b 故A 错误，B 正确；
C. 由图可知当2v b <时，杆对小球弹力方向向上，当2v b >时，杆对小球弹力方向向下，所以当2v c =时，杆对小球弹力方向向下，故C 错误；
D.当22v c b ==时，根据牛顿第二定律得：
2b F mg m
R
+= 解得： F mg a ==
即杆对小球弹力大小为a ，故D 错误。

6、D
【解题分析】
AB ．从图中可以看出，等势面平行且间距相等，故一定是匀强电场；由于电场线与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面，故场强方向与AA ′垂直，且指向左上方；根据场强与电势差关系公式U=Ed 可得
200V/m sin 30U U E d AB ===⋅ 故AB 错误；
CD ．匀强电场的等势面是一些平行的等间距的直线，故该电场是匀强电场；由于匀强电场中沿着电场线，电势降低的最快，且每前进相同距离，电势降低相等的值，故距C 点距离为2cm 的所有点中，最高电势为4V ，最低电势为-4V ，故C 错误，D 正确。

故选D 。

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
【解题分析】 A.由于汽车刹车过程为匀减速运动，减速到零时，由v 02=2ax ，得刹车过程的加速度大小
22
22010m/s 5m/s 2210
v a x ⨯＝＝＝ 故A 错误；
B.减速经历的时间为
010s 2s 5
v t a === 故B 正确；
C.根据速度位移公式v 2－v 02=2(-a )x ，解得位移x =5m 时的速度v m/s ，故C 错误；
D.根据速度位移公式v 2－v 02=2(-a )x ，解得速度v =5 m/s 时运动的位移
2222
0510m 7.5m 2()2(5)
v v x a --===-⨯- 故D 正确。

点睛：本题主要考查了匀变速直线运动的速度位移公式，能从图象中找出初速度和减速到零通过的位移是解题的关键。

8、ABC
【解题分析】
A .由匀变速直线运动的速度位移关系公式：
2202v v ax -=
可得
2202v ax v =+
可以知道物体的加速度恒定不变，速度均匀减小，故物体做匀减速直线运动，故A 正确
B .由上式知，2v x -图象的斜率等于2a ，由图可得：
200
2v a x = 则得物体的加速度大小为200
2v a x =，所以B 正确. CD .该物体在运动过程中的平均速度为
02v ，因为物体做匀减速直线运动，所以该物体在运动中间时刻的速度等于012
v ，物体在位移中点的速度大于中间时刻的速度，所以物体在位移中点的速度大于012
v ；所以C 正确的，D 错误. 9、CDE
【解题分析】
A ．全息照相主要是利用了光的单色性好（即频率相同），相位差稳定的特点，不是光
的衍射现象，故A错误；
B．增透膜是利用光的干涉现象，由前后两表面的反射光线进行相互叠加，故B错误；C．用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，属于薄膜干涉，故C正确；
D．用光导纤维传输信息利用了光的全反射的原理，光线在内芯和外套的界面上发生全反射，故D正确；
E．激光具有亮度高、能量大的特点，医学上用激光做“光刀”来进行手术，故E正确。

故选：CDE。

10、ABD
【解题分析】
A、B、设升降机对物体的支持力大小为F，由功能关系得：F△h=△E，即，所以E-h图象切线斜率的绝对值等于小球所受支持力的大小，由图可知在0～h1内斜率的绝对值逐渐减小，故在0～h1内小球所受的支持力逐渐减小，若支持力先大于重力后小于重力，物体先做加速运动后做减速运动，动能会先增加后减小；故A正确.
B、0～h1过程中，升降机对小球的支持力方向与位移相同均向上，则支持力对小球的支持力一定做正功；故B正确.
C、由于小球在h1～h2内重力势能随高度的增大而增大；故C错误.
D、由于小球在h1～h2内E-h图的斜率不变，所以小球所受的支持力保持不变，可能与重力平衡，故物体可能做匀速运动，动能不变；故D正确.
故选ABD.
【题目点拨】
本题关键要掌握功能关系，并能列式分析图象斜率的物理意义，知道E-h图象的斜率的绝对值等于支持力．
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、BD 1.3 D
【解题分析】
(1)[1]AE．本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故AE错误。

B．先拿下砂桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C错误；
D ．要改变砂和砂桶质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F 变化关系，故D 正确。

故选BD 。

(2)[2]根据公式
∆x=aT 2
依据逐差法可得小车加速度。

由于两计数点间还有二个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为 T =0.06s ，可得
2222(2.8 3.3 3.8)(1.4 1.9 2.3)10m /s 1.3m /s (30.06)a -++-++=⨯=⨯ (3)[3]由牛顿第二定律 2F Ma =
得
2F a M
= 对a F -图来说，图象的斜率 2k M =
得
2M k
= 对于斜率k ，不能根据
k =tanθ
求解，所以不能根据
2tan M θ
= 可求小车的质量M ，故ABC 错误，D 正确。

12、A 1 24x d R L
π 【解题分析】
（1）电阻丝的电流大约为4260003
E v I mA R =
==Ω，远小于电流表A 2A 3的量程，接近A 1的量程，故选A 1；
（2）由于x v A x
R R R R >，电流表采用内接法，滑动变阻器R 小于待测电阻R x ，滑动变阻器采用分压式，电路图为； （3）电阻丝的电阻x 2d 2
L R ρπ=（），电阻率表达式为2d =4x R L πρ；
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、（1）25/m s （2）30s （3）250m
【解题分析】（1）当拉力F 恒定时，物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知230205/2
f
F F a m s m --=== （2）只要物体发生运动，其受到的滑动摩擦力大小就不会变，故从图中可知摩擦力在30s 以后开始减小，即处于静止，受到的是静摩擦力，故运动了30s
（3）从图中可知虚线表示拉力，前10s 恒定，做匀加速直线运动，所以有2210.55102502
x at m ==⨯⨯= 14、 (1)3 N ，方向竖直向下 4343【解题分析】
试题分析： (1)物块从A 到B 的过程，由动能定理得：
mgR ＝12
mv 2B ① 解得：v B ＝2 m/s ②
在B 点由牛顿第二定律得：
F N －mg ＝m 2B v R
③ 解得：F N ＝3 N ④
由牛顿第三定律得物块对轨道的压力大小为3 N ，方向竖直向下⑤
(2)设物块滑上薄木板的速度为v ，则： cos 30°＝B v v
⑥
解得：v＝43
3
m/s⑦
(3)物块和薄木板下滑过程中，由牛顿第二定律得：
对物块：mgsin 30°－μmgcos 30°＝ma1 ⑧
对薄木板：mgsin 30°＋μmgcos 30°＝ma2 ⑨
设物块和薄木板达到的共同速度为v′，则：v′＝v＋a1t＝a2t ⑩
解得：t＝43
15
s ⑪
考点：牛顿第二定律及动能定理的应用．
15、（1）在区域，质点受到的场力F = -kE0，加速度a =，加速度恒定，质点做匀变速直线运动。

在区域，质点受到的场力F = kE0，加速度a =，加速度恒定，质点做匀变速直线运动。

（2）a．如图所示：
b．
【解题分析】
（1）根据牛顿第二定律求解加速度，从而判断运动情况；
（2）根据功能关系判断势能E p随x变化；
（3）根据能量守恒来求解动能；
【题目详解】
（1）根据题意，质点在场中受到的场力方向指向O点。

在区域，质点受到的场力F = -kE0，加速度a =，加速度恒定，质点做匀变速直线运动。

在区域，质点受到的场力F = kE0，加速度a =，加速度恒定，质点做匀变速直线运动。

质点在两个区域均做加速度大小为，方向指向O点的匀变速直线运动；
（2）a．在区域，质点从O点向x轴正方向运动，场力做负功，势能增加。

由，得，其中
解得：
同理可得，在区域，势能
所以，势能
势能E p随x变化的示意图如右图所示：
b．质点在运动过程中动能与势能互相转化，能量守恒。

质点与O点距离为x0时，势能
根据能量守恒，动能。

【题目点拨】
本题主要考查功能关系，此类习题关键要读懂题意，仔细分析，抓住关键性条件进行分析计算即可。