2024届北京市丰台区高三下学期第一次模拟全真演练物理试题

2024届北京市丰台区高三下学期第一次模拟全真演练物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
如图所示，水平面内边长为的正方形MNPQ区域内有磁感强度大小均为B，方向相反的匀强磁场，O、分别为MN和PQ的中点。

一边长为l，总电阻为R的正方形线框abcd，沿直线匀速穿过图示的有界匀强磁场，运动过程中bc边始终与MN边平行，
线框平面始终与磁场垂直，正方形线框关于直线上下对称。

规定电流沿逆时针方向为正，则线框穿过磁场过程中电流I随
时间t变化关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
第(2)题
某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。

水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。

下列说法不正确的是（ ）
A．物块与长木板先相对静止后相对运动
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C．根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D．5.0s到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的
第(3)题
如图所示，在一固定、中空的圆锥零件内部顶端用轻绳系有一小球（视为质点），悬点到小球的距离为。

现给小球一初速度，使小球恰好能在圆锥内侧面做匀速圆周运动。

已知圆锥体母线与水平面的夹角为，重力加速度大小为，不计空气阻力。

则该初速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
第(4)题
春节烟花汇演中常伴随无人机表演。

如图是两架无人机a、b同时从同一地点竖直向上飞行的图像。

下列说法正确的是（ ）
A．时，无人机a处于失重状态
B．时，无人机a飞到了最高点
C．内，两架无人机a、b的平均速度相等
D．内，无人机a的位移小于无人机b的位移
第(5)题
如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。

一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。

下列判断正确的是（ ）
A．a点场强小于b点场强B．a点电势大于b点电势
C．带电粒子从a到b动能减小D．带电粒子从a到b电势能减小
第(6)题
如图所示，导线A、B通以大小、方向均相同的恒定电流，在A、B连线的垂直平分线上放置一段长为L的直导线C，A、B、C刚好在正三角形的三个顶点上。

现C通以恒定电流，C受到的安培力大小为F。

现将导线A的电流反向，且增大为原来的两倍，则C受到的安培力大小变为（ ）
A
．F B．C．D．
第(7)题
将一只踩扁的乒乓球放到热水中，乒乓球会恢复原形，则在乒乓球恢复原形的过程中，球内气体（ ）
A．吸收的热量等于其增加的内能B．压强变大，分子平均动能变大
C．吸收的热量小于其增加的内能D．对外做的功大于其吸收的热量
第(8)题
如图所示，在范围足够大的水平向右的匀强电场中，将一个带电小球以一定的初速度v从M点竖直向上抛出，在小球从M点运动至与抛出点等高的位置N点（图中未画出）的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到最高点时速度和加速度都沿水平方向
B．小球上升过程和下降过程的水平方向位移之比为
C．小球上升过程和下降过程的机械能变化量之比为
D．小球上升过程和下降过程的动能变化量不同
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4
分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，光滑的水平导轨上套有一质量为、可沿杆自由滑动的滑块，滑块下方通过一根长为的轻绳悬挂着质量为
的木块，开始时滑块和木块均静止，现有质量为的子弹以的水平速度击中木块并留在其中（作用时间极短），重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．子弹留在木块以后的过程中，由子弹、木块和滑块组成的系统动量不守恒，但系统的机械能守恒
B．子弹和木块摆到最高点时速度为零
C．滑块的最大速度为
D．子弹和木块摆起的最大高度为
第(2)题
一般简谐运动周期为。

其中为振子质量，为振动系统的回复力系数。

如图，现有一弹簧振子，当把它水平放置
时，它可以作简谐振动。

若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上做振幅相同的自由振动，且周期分别为，试判断下面哪种说法是正确的（ ）
A．水平运动的弹簧振子在半个周期内弹力做功一定为零
B．水平运动的弹簧振子在半个周期内弹力做功不一定为零
C．竖直放置和放在光滑斜面上的两种情况下振子均做简谐振动，且
D．竖直放置和放在光滑斜面上的两种情况下振子均做简谐振动，且
第(3)题
密立根油滴实验装曾由半径为R的两块水平金属板和绝缘圆筒组成，圆筒高2R，其截面图如图所示。

上、下极板分别与恒压电源的正负极相接，产生匀强电场。

油滴a以初速度v0从上极板圆心O竖直向下进入圆筒，运动距离0.5R后静止。

油滴的阻力和速度成正比，下列说法正确的是（ ）
A．若初速度为2v0，油滴a运动距离为R
B．若初速度为2v0，油滴a运动距离为2R
C．若在筒内再加垂直纸面的匀强磁场，油滴a运动路程可能为0.5R
D．若在筒内再加水平电场，使油滴a垂直击中筒壁，则此时油滴a距离上极板0.5R
第(4)题
如图所示，矩形区域内有水平向右的匀强电场，半径为、内壁光滑的绝缘半圆细管固定在竖直平面内，直径
垂直于水平虚线，圆心O在的中点，半圆管的一半处于电场中。

质量为、电荷量为的带正电的小球（视为
质点）从半圆管的A点由静止开始滑入管内，到达B点时的速度大小为，之后小球从区域的右边界离开电场．取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在B点受到的支持力大小为
B．匀强电场的电场强度大小为
C．电场区域的最小面积为
D．电场区域的最小面积为
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图，一质量m=20kg的箱子先从倾角的斜面上匀速滑下来，到地面后即由一女旅客用与水平方向成的斜向上的力拉着继续做匀速直线运动，已知箱子与斜面及地面的滑动摩擦因数相同，，求：
（1）箱子与斜面的动摩擦因数；
（2）女旅客拉箱子的力的大小。

第(2)题
如图所示，均匀薄壁U型管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水银封闭了A、B两部分理想气体，下方水银的左右液面高度差，右管上方的水银柱高，初状态环境温度为，A部分气体长度，外界大
气压。

现保持温度不变，在右管中缓慢注入水银，使下方水银左右液面等高，然后给A部分气体缓慢升温，使A部分气体长度回到，求：
（1）初始状态下A部分气体压强是多少；
（2）右管中注入的水银高度是多少；
（3）升温后的温度是多少。

第(3)题
当今医学成像诊断设备P ET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射电子的同位素碳11作为示踪原子，碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得的。

加速质子的回旋加速器如图甲所示。

D形盒装在真空容器中，两D 形盒内匀强磁场的磁感应强度为B，两D形盒间的交变电压的大小为U。

若在左侧盒圆心处放有粒子源S不断产生质子，质子质量为m，电荷量为q。

假设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，不计质子所受重力，忽略相对论效应。

已知质子最大回旋半径为R，求：
（1）所加交流电源的频率f；
（2）粒子加速后获得的最大动能；
（3）要把质子从加速器中引出，可以采用静电偏转法。

引出器原理如图乙所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，内、外侧圆弧形金属板分别为两同心圆的一部分，圆心位于点。

内侧圆弧的半径为，外侧圆弧的半径为。

在内、外金属板间加直流电压，忽略边缘效应，两板间产生径向电场，该电场可以等效为放置在处的点电荷Q在两圆弧之间区域产生的电场，该区域内某点的电势可表示为（r为该点到圆心点的距离）。

质子从M点进入圆弧形通道，质子在D形盒中运动的最大半径R对应的圆周，与圆弧形通道正中央的圆弧相切于M点。

若质子从圆弧通道外侧边缘的N点射出，则质子射出时的动能是多少？要改变质子从圆弧通道中射出时的位置，可以采取哪些办法？
第(4)题
图为某个有奖挑战项目的示意图，挑战者压缩弹簧将质量的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量的滑块或质量的“L形”薄板，只要薄板能撞上P处的玩具小熊就算挑战成功。

已知弹丸抛射角
，B与A的高度差，B与P处的小熊相距，薄板长度，最初滑块在薄板的最左端；滑块与薄板间的动摩擦
因数为，薄板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质
点，弹丸与滑块发生弹性碰撞，且之后可能的碰撞也为弹性碰撞。

所有碰撞过程的时间和外力影响均不计，重力加速度，。

（1）求A、B间的水平距离x；
（2）试通过计算判定滑块能否和薄板右侧相碰，如果能相碰求碰撞后滑块和薄板的速度；
（3）试通过计算判定挑战会不会成功。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度v，实验时滑块在A处由静止开始运动。

（1）某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量可表示为
________________，系统的重力势能减少量可表示为________，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。

(用题中所给字母表示)
（2）按上述实验方法，某同学改变A、B间的距离，得到滑块到B点时对应的速度，作出图像如图乙所示，并测得
，则重力加速度________m/s2。

第(2)题
某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，实验过程中部分实验步骤如下：
(1)将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度
_______mm。

(2)滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的
速度大小为______m/s。

(3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为______。

（计算结果保留2位有效数字）。