北京市第二中学2024-2025学年高三上学期期中物理试卷

北京二中2024—2025学年度高三年级11月月考试卷 物理 一、选择题（本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 1. 关于机械波的传播现象，下列说法正确的是（　　） A. 波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越长衍射现象越明显 B. 一列机械波在不同介质中传播时，波长和频率都会发生变化 C. 两列波在介质中叠加，一定会产生干涉现象 D. 《红楼梦》中王熙凤的出现用“未见其人，先闻其声”来描写，这属于声波的多普勒现象 2. 如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　） A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高 C. N点的场强与P点的场强相同 D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大 3. 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用，下列说法中正确的是（ ） A. 场强方向一定是沿图中实线向右 B. 该粒子运动过程中速度一定不断增大 C. 该粒子一定是由a向b运动 D. 该粒子在a点的电势能一定小于在b点的电势能 4. 如图所示，扫地机器人由主机和充电座两部分构成。充电座接在220V的插座上，可以对主机的电池进行充电。在某品牌扫地机器人的说明书上获得下表中的参数，由这些参数可知（　　） 主机 电池电动势、容量 14.4V、5200mA·h 额定电压 14.4V 额定功率 69W 充电座 额定功率 28W 额定输出电压 20V 额定输出电流 1.2A A. 主机电池充电完毕储存的电能约为5200J B. 主机以额定功率工作的时间约为2h C. 充电座以额定功率工作时1s内供给主机的电能约为28J D. 充电座以额定功率工作时1s内产生的内能约为4J 5. 一列简谐横波沿x轴传播，周期为2s，t=0时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点b向y轴负方向运动，下列说法不正确的是（　　） A. 该波的波速为1.0m/s B. 该波沿x轴负方向传播 C. t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动 D. t=1.5s时介质中质点b的速率达到最大值 6. 经典理论认为，氢原子的核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做圆周运动，则核外电子运动半径越大，其（ ） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 周期越大 D. 等效的环形电流越大 7. 如图所示，充满电的平行板电容器与静电计通过导线相连，静电计的外壳和电容器的左极板均接地，静电计的指针偏角为θ，下列说法正确的是（ ） A. 断开电容器与静电计之间的导线，θ很快减小到零 B. 用带负电的橡胶棒与电容器b板接触，会使θ增大 C. 将电容器b板向右上方移动，会使θ增大 D. 实验中，θ变化时，电容器两极板间的电压一定发生了变化 8. 如图1所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移—时间图像如图2所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则（　　） A. 时刻钢球处于超重状态 B. 时刻钢球的速度方向向上 C. 时间内钢球的动能逐渐增大 D. 时间内钢球的机械能逐渐减小 9. 在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω；电压表量程0~3V，内阻约为15kΩ；电流表量程0~0.6A，内阻约为1Ω；为了减小实验误差，获得尽可能多的数据，应选下列实物图中的（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，绝缘金属球壳的空腔M内、外各有一小球Q和N，下列说法不正确的是（　　） A. 若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，Q上无感应电荷 B. 若Q、M不带电，M接地，则N带电时，Q上无感应电荷 C. 若M、N不带电，M不接地，则Q带电时，N上无感应电荷 D. 若M、N不带电，M接地，则Q带电时，N上无感应电荷 11. 如图所示电路中，电源内阻不能忽略不计，电流表、电压表均视为理想电表，滑动变阻器总阻值足够大；当滑动变阻器滑片从左端向右端滑动时，下列说法中正确的是（ ） A. 电流表A示数增大 B. 电压表V1示数增大、V2示数减小 C. 电压表V3示数变化的绝对值与电流表示数变化的绝对值之比为R D. 滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大 12. 某同学用传感器做“观察电容器的充、放电”实验，采用的实验电路如图1所示。若该同学测量完一次充电过程后，只更换了电路中的一个元器件，再次测量充电过程，得到的两次电流随时间变化的图像分别如图2中①②所示，则他更换的元器件是（ ） A. 更换的是电源，且E1<E2 B. 更换的是电容，且Cl<C2 C. 更换的是电阻，且R1<R2 D. 更换的是电流传感器，且1的精度小于2的精度 13. 如图所示，在竖直面内有一匀强电场，质量为m、带电量为q的小球从A点以速度竖直向上抛出，小球运动到B点时速度方向水平，大小也为，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球从A点运动到B点，做先加速后减速的运动 B. 电场强度的最小值为 C. 小球从A点运动到B点所用的时间为 D. 小球从A，运动到B的过程中动能的最小值为 14. N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布，熔喷布的纤维里加入了驻极体材料，它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒，从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化，然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性，但分子内正、负电荷分布并不完全重合，每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示，某种电介质未加电场时，分子取向随机排布，熔化时施加水平向左的匀强电场，正、负电荷受电场力的作用，分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场，形成驻极体，分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　） A. 驻极体能够吸引带电的微粒，但不能吸引电中性的微粒 B. 驻极体吸附小微粒利用了静电感应，所以驻极体所带的总电荷量一定不为零 C. 不带电的微粒也能被驻极体吸引，但并不会中和驻极体表面的电荷 D. 加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是驻极体向外放电使电荷减少的结果 二、实验题（本大题共2小题，共18分） 15. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D、F。用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。测得A球的质量为mA，B球的质量为mB。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但小组同学通过测量其他物理量间接地解决了这个问题。即测量______（选填选项前的符号）； A. 小球开始释放至碰撞前下降的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平射程 D. 小球做平抛运动的时间 （2）为了达成这种替代，实验必须满足的条件有______； A. 两球的质量必须相等 B. 轨道末端必须水平 C. A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 （3）当满足表达式______时，即说明两球碰撞中动量守恒（用所测物理量表示）； （4）某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为、、的B球。将A球三次从斜轨上位置P静止释放，分别与三个质量不同的B球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离O点的距离OD、OE、OF，记为x1、x2、x3。将三组数据标在x1-x3图中。从理论上分析，图中能反映两球相碰为弹性碰撞的是______。 A. B. C. 16. 在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，已知待测电池的电动势约1.5V，内阻约1.0Ω。某同学利用如图所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表A1：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω 电流表A2：量程0~3A，内阻约0.025Ω 电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ 滑动变阻器R1：0~20Ω，额定电流2A 滑动变阻器R2：0~100Ω，额定电流1A （1）为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（填写仪器的字母代号）。 （2）经过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图中画出了U-I图线。由此得出电源的电动势E=______V；内阻r=______Ω。 （3）引起该实验的系统误差的主要原因是______。 A. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小 B. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大 C. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小 D. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大 （4）根据实验测得的I、U数据、若令y=IU，x=I，则由计算机拟合得出的y-x图线应是图中的______（选填“a”、“b”或“c”），若其余两条图线分别是令y=IE和y=I2r得出的。则a、b两条图线交点A的横坐标的物理意义为______。 三、计算题（本大题共4小题，共40分） 17. 如图所示，电子从灯丝K发出（初速度不计），在KA间经加速电压加速后，从A板中心小孔射出，进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场，M、N两板间的距离为d，电压为，板长为L，电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，射出时没有与极板相碰。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求： （1）电子穿过A板小孔时的速度大小v； （2）电子从偏转电场射出时垂直极板方向偏移的距离y； （3）电子从偏转电场射出时的速度方向。 18. 设置合适的情景与物理量，完成以下证明或推导： （1）从电场力做功的角度出发，证明匀强电场中，电势差与电场强度的关系满足：U=Edcosθ （2）一段细金属直导线中通有恒定电流I，依据电流定义，证明导线中电流I的微观表达式为：I=neSv； （3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与固定的金属离子的碰撞。这种碰撞的平均结果表现为导体对电子有连续的平均阻力f。请证明：通有恒定电流的金属导体中，导体对电子平均阻力f与电子定向移动的速度v成正比，即f=kv。 19. 如图所示，光滑的凹槽ABCD固定在水平面上，凹槽横截面为圆弧的一部分，其半径R10m，弧长ABCD5cm，凹槽边长LADLBC0.2m，取g10m/s2。 （1）如图1所示，将一个可看作质点的小球自A点静止释放，求小球的运动周期。 （2）如图2所示，在A点给小球一个沿AD方向的初速度，使小球恰能通过C点，则初速度v应为多少？ （3）若凹槽并未固定，而是可在光滑水平面上自由移动，则可能会导致不同的运动结果。已知小球与凹槽的质量之比为1∶4，初始时刻自A点将小球静止释放，求： ⅰ.凹槽的最大位移（保留一位有效数字）； ⅱ.以初始时刻A点的位置为原点，在AB平面建立直角坐标系，此时凹槽圆心的坐标记为，试写出小球运动的轨迹方程，并说明其运动轨迹的形状。 20. 理论上已经证明，均匀带电球壳在球壳外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，即电场强度，电势；而均匀带电球壳在其内部任意一点产生的电场强度为零。（已知重力加速度为g） （1）如甲图所示，一个均匀带电球体半径为R，电荷量为+Q，试求球内x1处电场强度的大小； （2）ⅰ.定性的画出甲图中均匀带电球体内、外部电场线分布图； ⅱ.定性的画出甲图中均匀带电球体产生的场强E随x变化的图像，以及电势φ随x变化的图像，并在图像中标示出关键点的坐标； （3）图乙所示为一种滴水式集电装置。半径为R，顶端开有小孔的球形金属容器放置在绝缘板上，容器顶端之上h处有一个水龙头，可以向下缓慢的滴落某种带电溶液。液滴下落后，刚好可以穿过小孔落入容器，这样，溶液及其所带的电荷就被收集在金属容器中，若每滴溶液均能看作质点，其质量均为m，所带的电荷量均为e，且溶液的密度为ρ。试求最终稳定时，此装置所能收集的溶液的质量。 北京二中2024—2025学年度高三年级11月月考试卷 物理 一、选择题（本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 【1题答案】 【答案】A 【2题答案】 【答案】C 【3题答案】 【答案】D 【4题答案】 【答案】D 【5题答案】 【答案】D 【6题答案】 【答案】C 【7题答案】 【答案】D 【8题答案】 【答案】D 【9题答案】 【答案】A 【10题答案】 【答案】C 【11题答案】 【答案】B 【12题答案】 【答案】B 【13题答案】 【答案】D 【14题答案】 【答案】C 二、实验题（本大题共2小题，共18分） 【15题答案】 【答案】（1）C （2）BC （3） （4）A 【16题答案】 【答案】（1） ①. A1 ②. R1 （2） ①. ②. （3）A （4） ①. c ②. 电源的短路电流 三、计算题（本大题共4小题，共40分） 【17题答案】 【答案】（1）；（2）；（3）速度方向与水平方向夹角，斜向右下方 【18题答案】 【答案】（1）设粒子带电量为q，粒子q从A点移到B点，根据功的公式可知，电场力做功为W=qEdcosθ 根据电势差的定义式得A、B两点间的电势差为 Edcosθ （2）设通电时间为t，则时间t内通过导体某一横截面的电荷量 根据电流公式 得到电流I与自由电子定向移动平均速率v的关系为 （3）导体棒两端加电压U时，导体中场强 因电流I恒定，所以v恒定，根据平衡条件得 由欧姆定律及电阻定律有， 结合电流微观表达式 解得 一定温度时，n、e、均不变，得 【19题答案】 【答案】（1） （2） （3）ⅰ.；ⅱ. ，椭圆。 【20题答案】 【答案】（1） （2）；； （3） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $