北京市北京大学附属中学2023年高三下第一次摸底考试物理试题.doc

北京市北京大学附属中学2023年高三下第一次摸底考试物理试题注意事项：1 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用05毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，质量为M =3kg的小滑块，从斜面顶点A静止开始沿ABC下滑，最后停在水平面D点，不计滑块从AB面滑上BC面，以及从BC面滑上CD面的机械能损失已知：AB=BC=5m，CD=9m，=53°，=37°，重力加速度g=10m/s2，在运动过程中，小滑块与接触面的动摩擦因数相同则（ ）A小滑块与接触面的动摩擦因数=0.5B小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功，等于在BC面上运动克服摩擦力做功C小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上的运动时间D小滑块在AB面上运动的加速度a1与小滑块在BC面上的运动的加速度a2之比是5/32、一定质量的理想气体，其状态变化的P-T图像如图所示。气体在由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是A分子热运动的平均速率增大B分子热运动的平均速率减小C单位体积内分子数增多D单位面积、单位时间内撞击器壁的分子数增多3、如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在（V）的交流电源上，副线圈接有R=55的电阻，原、副线圈匝数比为2：1假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。则（ ）A副线圈的输出功率为110WB原线圈的输人功率为110WC电流表的读数为1AD副线圈输出的电流方向不变4、如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，半圆轨道的半径，重力加速度取。则下列说法中正确的是（） A拉力从到做功为B物体从到过程中，所受的合外力为0C物体能够到达点，且速度大小为D物体能够到达点，且速度大小为5、在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A 点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力，则（ ）A从A点运动到M点电势能增加 2JB小球水平位移 x1与 x2 的比值 1：4C小球落到B点时的动能 24JD小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于 6J6、如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（）A三条绳中的张力都相等B杆对地面的压力等于自身重力C绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力二、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，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO以角速度匀速转动，轴OO'垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos tB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表V示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小8、将一小球竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定。从抛出到落回抛出点的过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与其离开抛出点高度h之间的关系正确的是（）ABCD9、如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直放置，轨道的末端的切线水平，一倾角为的斜面体的顶端紧挨着圆弧轨道的末端点放置，圆弧上的点与圆心的连线与水平方向的夹角为。一个小球从点由静止开始沿轨道下滑，经点水平飞出，恰好落到斜面上的点。已知小球的质量，圆弧轨道的半径，重力加速度。下列说法正确的是（ ）A小球在点时对轨道的压力大小为B、两点的高度差为C、两点的水平距离为D小球从点运动到点的时间为10、关于气体压强的产生，下列说法正确的是_。A气体的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的B气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力C气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的D气体的温度越高，每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大E.气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关三、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）如图甲所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动. （2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带. 纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G. 实验时小车所受拉力为0. 2N，小车的质量为0. 2kg. 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化，补填表中空格_，_（结果保留至小数点后第四位）. OBOCODOEOFW/J0. 04320. 05720. 07340. 09150. 04300. 05700. 07340. 0907通过分析上述数据你得出的结论是：在实验误差允许的范围内，与理论推导结果一致. （3）实验中是否要求托盘与砝码总质量m远小于小车质量M？_（填“是”或“否”）；（4）实验前已测得托盘的质量为，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg（g取，结果保留至小数点后第三位）.12（12分）在做“用单摆测定重力加速度”的实验过程中：(1)小李同学用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球直径d_cm。(2)小张同学实验时却不小心忘记测量小球的半径，但测量了两次摆线长和周期，第一次测得悬线长为L1，对应振动周期为T1；第二次测得悬线长为L2，对应单摆的振动周期为T2，根据以上测量数据也可导出重力加速度的表达式为_。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）如图所示，在高为的光滑水平平台的边缘放一质量为的木块P，一颗子弹以的速度从左向右水平射穿木块P后，与P离开平台落到水平地面上。测得子弹和木块的落地点到平台边缘的水平距离分别为和。若不计空气阻力，木块和子弹均可看成质点，子弹射穿木块过程的时间很短，g取，求：（1）子弹的质量m；（2）子弹对木块的冲击力的冲量I。14（16分）如图所示，在平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场，电场强度的方向沿轴负方向。原点处有一粒子源，可在平面内向轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在之间，质量为，电荷量为的同种粒子。在轴正半轴垂直于平面放置着一块足够长的薄板，薄板上有粒子轰击的区域的长度为。已知电场强度的大小为，不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。(1)求匀强磁场磁感应强度的大小；(2)在薄板上处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域，求粒子经过轴负半轴的最远点的横坐标；(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子：时，粒子初速度为，随着时间推移，发射的粒子初速度逐渐减小，变为时，就不再发射。不考虑粒子之间可能的碰撞，若穿过薄板上处的小孔进入电场的粒子排列成一条与轴平行的线段，求时刻从粒子源发射的粒子初速度大小的表达式。15（12分）2020年2月18日，我国发射的嫦娥四号着陆器和玉兔二号探测器再次启动，打破了探测器在月球上工作的世界纪录，并将开始第15个月昼的科学探测活动。若着陆器与探测器总质量为，着陆过程简化如下：在距月面处悬停，当发动机推力为时，先竖直向下做匀加速直线运动；当发动机推力为时，随即做匀减速直线运动，且两个阶段加速度大小相等，刚好在距离月面时再次悬停，此过程总共用时，此后关闭发动机做自由落体运动，直到接触月球表面。月球表面重力加速度取，求：(1)探测器接触月球表面时的速度大小；(2)发动机施加推力的差值的大小。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、根据动能定理得：,解得：，故A错误；B、小滑块在AB面上运动时所受的摩擦力大小 f1=Mgcos53°，小滑块在BC面上运动时所受的摩擦力大小 f2=Mgcos37°，则f1f2，而位移相等，则小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功小于小滑块在BC面上运动克服摩擦力做功，故B错误。C、根据题意易知小滑块在A、B面上运动的平均速度小于小滑块在B、C面上的平均速度，故小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上运动时间，C正确；D、小滑块在AB面上运动的加速度，小滑块在BC面上运动的加速度，则 ， 故D错误。故选C2、A【解析】本题考查分子动理论。【详解】AB温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增加，分子热运动的平均速率增大，A正确，B错误；C由理想气体状态方程，温度升高，压强变小，体积变大，单位体积内分子数减少，C错误；D温度升高，分子热运动的平均速率增大，压强却减小了，故单位面积，单位时间内撞击壁的分子数减少，D错误；故选A。3、A【解析】AB因为原线圈上接有理想二极管，原线圈只有半个周期有电流，副线圈也只有半个周期有电流，所以副线圈电压的最大值为，设副线圈电压的有效值为，则有解得，副线圈的输出功率为原线圈的输入功率为，A正确，B错误；C电流表读数为C错误；D因为原线圈上接有理想二极管，原线圈中电流方向不变，原线圈中电流增大和减小时在副线圈中产生的感应电流方向相反，副线圈输出的电流方向改变，D错误。故选A。4、D【解析】A图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力从到做功为故A错误；B物体从到过程中，做圆周运动，合力不变0，故B错误；CD从A到B由动能定理有解得 由于滑轨道在水平面内，则物体从B到C做匀速圆运动，物体能够到达点，且速度大小为，故C错误，D正确。故选D。5、D【解析】将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动；A从A点运动到M点过程中，电场力做正功，电势能减小，故A错误；B对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内位移之比为1：3，故B错误；C设物体在B动能为EkB，水平分速度为VBx，竖直分速度为VBy。由竖直方向运动对称性知mVBy2=8J对于水平分运动Fx1=mVMx2-mVAX2F（x1+x2）=mVBx2-mVAX2x1：x2=1：3解得：Fx1=6J；F（x1+x2）=24J故EkB=m（VBy2+VBx2）=32J故C错误；D由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F，重力为G，则有：Fx1=6JGh=8J 所以： 由右图可得：所以则小球从 A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效G垂直，即图中的 P点，故故D正确。故选D。6、C【解析】AC由于三力长度不同，故说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止，故在水平方向三力水平分力的合力应为零，故说明三力的大小可能不相等；故A错误；C正确；B由于三力在竖直方向有向下的拉力，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力；故B错误；D绳子拉力的合力与杆的重力之和等于地面对杆的支持力，则绳子拉力的合力与杆的重力不是一对平衡力，选项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、AC【解析】A从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBL2cost故A正确；B变压器的输入与输出功率之比为1：1，故B错误；C交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，次级交流电压的最大值等于U2m=2NBL2根据电流的热效应可得解得U=NBL2故C正确；D当P位置向下移动，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误。故选AC8、AD【解析】A小球所受空气阻力大小恒定，上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a1大小恒定，方向向下，小球所受空气阻力大小恒定，下降阶段是匀加速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a2大小恒定，方向向上，且有故A正确；B上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，有非一次线性函数，同理可知，下降过程的图像也非一次线性函数，故B错误；C上升过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为下降过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为由图像可知，故C错误；D上升过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为下降过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为且落回出发点的动能小于抛出时的动能，故D正确。故选AD。9、BD【解析】A小球从点运动到点根据动能定理有在c点时有代入数据解得，据牛顿第三定律，小球在点时对轨道的压力大小为，故A错误；BCD小球从点运动到点做平抛运动有解得又由平抛运动规律可知水平位移竖直位移故B正确，D正确，C错误。故选BD。10、ABE【解析】A气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故A正确；B气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故B正确；C气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，与气体的重力无关，故C错误；D气体的温度越高，分子平均动能越大，但不是每个气体分子的动能越大，所以气体的温度越高，并不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大，故D错误；E气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁碰撞作用产生的，压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关，故E正确。故选ABE。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、匀速直线 0.1120 0.1105 是 0.015 【解析】（1）1平衡摩擦力时，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动（2）23从O到F，拉力做功为：W=Fx=0.2×0.5575J=0.1120JF点的瞬时速度为： 则动能的增加量为： （3）4实验中是要使托盘与砝码的重力等于小车的拉力，必须要使得托盘与砝码总质量m远小于小车质量M；（4）5砝码盘和砝码整体受重力和拉力，从O到F过程运用动能定理，有： 代入数据解得：m=0.015kg12、2.030 【解析】(1)1游标卡尺的主尺读数为20mm，游标尺读数为0.05×6mm0.30mm，则摆球的直径d20.30mm2.030cm(2)2设小球的半径为r，根据单摆的周期公式得T12T22联立方程组解得四、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）0.1kg；（2）42Ns，方向水平向右。【解析】(1)设子弹射穿木块后子弹速度为，木块速度为，二者落地时间为，由平抛运动可得代入数据可得，所以有子弹射穿木块过程中由动量守恒定律可得代入数据可得(2)子弹射穿木块的过程中，对木块的冲击力是木块受到的合外力，方向向右。对于木块，由动量定理可得方向与合外力方向相同即水平向右。14、 (1)；(2)；(3)或者【解析】(1)速度为的粒子沿轴正向发射，打在薄板的最远处，其在磁场中运动的半径为，由牛顿第二定律联立，解得(2)如图a所示速度为的粒子与轴正向成角射出，恰好穿过小孔，在磁场中运动时，由牛顿第二定律而粒子沿轴方向的分速度联立，解得说明能进入电场的粒子具有相同的沿轴方向的分速度。当粒子以速度为从点射入，可以到达轴负半轴的最远处。粒子进入电场时，沿轴方向的初速度为，有最远处的横坐标联立，解得(3)要使粒子排成一排，粒子必须在同一时刻进入电场。粒子在磁场在运动轨迹如图b所示周期相同，均为又粒子在磁场中的运动时间以进入磁场的粒子，运动时间最长，满足，其在磁场中运动时间以不同速度射入的粒子，要同时到达小孔，有联立，解得或者15、 (1)；(2)【解析】(1)由速度位移公式，带入数据可得(2)设加速过程中的最大速度为，加速阶段的位移，减速阶段的位移，且加速阶段的时间，减速阶段的时间，且带入数据可得由牛顿第二定律可得，加速阶段减速阶段带入数据可得