北京市2024届高三寒假物理高考适应性考试试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示是某一单色光由空气射入截面为等腰梯形的玻璃砖，或由该玻璃砖射入空气时的光路图，其中正确的是（ ）（已知该玻璃砖对该单色光的折射率为1.5）
A．图甲、图丙 B．图甲、图丁 C．图乙、图丙 D．图乙、图丁
2、如图所示，正三角形ABC区域内存在的磁感应强度大小为B，方向垂直其面向里的匀强磁场，三角形导线框abc从A点沿AB方向以速度v匀速穿过磁场区域。已知AB=2L，ab=L，∠b=，∠C=，线框abc三边阻值均为R，ab边与AB边始终在同一条直线上。则在线圈穿过磁场的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应电流始终沿逆时针方向
B．感应电流一直增大
C．通过线框某截面的电荷量为
D．c、b两点的最大电势差为
3、2020年1月7日23时20分，在西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举“通信技术试验卫星五号”直冲云霄。随后，卫星被顺利送入预定轨道做匀速圆周运动，发射任务取得圆满成功，为我国2020年宇航发射迎来“开门红”。下列说法正确的是（ ）
A．火箭发射瞬间，该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重力
B．火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力相同
C．卫星绕地匀速圆周运动中处于失重状态，所受地球重力为零
D．由于卫星在高轨道的线速度比低轨道的小，该卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要减速
4、分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是指液体分子的无规则运动
B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大
C．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
D．若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多
5、在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个质量可以忽略不计的定滑轮，两物体质量分别为m1、m2，轻绳一端固定于a点，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计。整个装置稳定时下列说法正确的是（ ）
A．α可能大于β
B．m1一定大于m2
C．m1可能大于2m2
D．轻杆受到绳子的作用力
6、一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为，。a点的振动规律如图所示。已知波速为v=1m/s，t=1s时b的位移为0.05m，则下列判断正确的是
A．从t=0时刻起的2s内，a质点随波迁移了2m
B．t=0.5s时，质点a的位移为0.05m
C．若波沿x轴正向传播，则可能xb=0.5m
D．若波沿x轴负向传播，则可能xb=2.5m
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，在竖直平面内有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速V0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）
A．可能等于零
B．可能等于
C．可能等于mv02+qEL-mgL
D．可能等于mv02+qEL+mgL
8、如图所示为多用电表原理示意图，所用电流表的表盘刻度共100格，满偏电流为，满偏电压为，电源的电动势为，内阻，直流电压挡的量程为，则下列判断正确的是（ ）
A．黑表笔应该接，红表笔接
B．定值电阻的阻值为
C．选择开关接2，刻度盘正中间的刻度值为
D．选择开关接3，若指针与电流表第25格刻度线重合，则通过的电流为
9、物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示，直导轨与圆弧形导轨相连接，为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊箱先加速从点运动到点，再匀速通过段。关于吊箱内物体的受力情况，下列描述正确的是（ ）
A．吊箱经过段时，物体对吊箱底板的压力等于物体的重力
B．吊箱经过点时，物体处于超重状态，且受到水平向右的摩擦力
C．吊箱经过点时，物体处于失重状态，对吊箱底板的压力小于其重力
D．吊箱经过点时，物体对吊箱底板的摩擦力水平向左
10、一列简谐横波在介质中沿x轴传播，在时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点。此时质点P正在向动能减小的方向运动，质点Q横坐标为5cm。时，质点Q第一次回到平衡位置，时，质点P第一次回到平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴负方向传播 B．时，质点P向y轴负方向运动
C．波长为12cm D．时，质点P位于波峰
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）（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明______
A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动．
B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
（2）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______
A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
B.安装斜槽时其末端切线应水平
C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些．
E.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
（3）如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）
①小球平抛运动的初速度为______ m/s．
②小球运动到b点的速度为______ m/s
③抛出点坐标 ______cm y= ______ cm．
12．（12分）在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于中间刻度20mL处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每减小2mL测一次压强p，实验数据记录在下表中最后得到p和V的乘积逐渐减小．
（1）（单选题）造成上述实验结果的可能原因是在实验过程中________
（A）注射器中有异物
（B）实验时环境温度增大了．
（C）实验时外界大气压强发生了变化．
（D）实验时注射器内的空气向外发生了泄漏．
（2）由此可推断，该同学的实验结果可能为图________（选填“a”或“b”）．
（3）若另一同学用较大的注射器在同一实验室里（温度不变）做同一个实验，实验仪器完好，操作规范，也从中间刻度开始实验，则得出的图象的斜率比上一同学直线部分的斜率相比________（选填“增大”、“减小”或“相同”）．
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，将一个折射率为 的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ． ，求：
（1）若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值；
（2）若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围．
14．（16分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．
15．（12分）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB，FG和直窄轨BC，GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段均为竖直的圆弧，半径相等，分别在B，G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，BC、GH等长且与DE，IJ均相互平行，CD，HI等长，共线，且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场，窄轨间距为，宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a，b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为L，质量均为m，电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：
（1）a棒刚进入水平轨道时，b棒加速度ab的大小；
（2）b棒在BC段运动过程中，a棒产生的焦耳热Qa；
（3）若a棒到达宽轨前已做匀速运动，其速度为a棒刚到达B位置时的，则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。
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】
单色光由空气射入玻璃砖时，折射角小于入射角。图甲错误。图乙正确；当该单色光由玻璃砖射入空气时，发生全反射的临界角的正弦值
因为
所以临界角，图丙、图丁中该单色光由玻璃砖射入空气时的入射角为，大于临界角，会发生全反射，图丙正确，图丁错误。
故选C。
2、D
【解析】
A．当三角形导线框abc从A点沿AB运动到B点时，穿过线圈的磁通量一直增大，此时线圈产生一个逆时针电流；而后线圈逐渐离开磁场，磁通量减少，线圈产生一个顺时针电流，故A错误；
B．根据公式E=BLv可知，感应电流先增大后减小，B错误；
C．由公式
故C错误；
D．当线框a点刚到达B点时，线框中的感应电动势
电流
所
故D正确。
故选D。
3、A
【解析】
A．由牛顿第二定律可知，火箭发射瞬间，卫星加速度向上，则该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重力，A正确；
B．火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力大小相等，方向相反，B错误；
C．卫星绕地运动过程中处于失重状态，所受地球重力不为零，C错误；
D．卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要加速，D错误．
故选A。
4、D
【解析】
考查布朗运动，分子间的相互作用力，热力学第一定律，气体压强的微观意义。
【详解】
A．布朗运动是水中微粒的运动，反映了水分子的无规则运动，A错误；
B．由分子间相互作用力与分子距离的图像可知，分子间的相互作用力随分子距离的增大，先减小后增大再减小，B错误；
C．由热力学第一定律：
可知，改变气体内能的方式有两种，若气体从外界吸收热量的同时对外做功，则气体内能有可能不变或减小，C错误；
D．气体压强宏观上由温度和体积决定，微观上由分子平均动能和分子数密度决定，若气体温度不变，则分子平均动能不变，要使压强增大，则应增大分子数密度，即每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，D正确。
故选D。
5、D
【解析】
对m1分析可知绳子的拉力大小，对滑轮分析，由于滑轮放在一根绳子上，绳子两端的张力相等，故可知两绳子和竖直方向上的夹角相等，由共点力的平衡关系可得出两质量的关系．
【详解】
对m1分析可知，m1受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m1g； 对于动滑轮分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角α和β相等；故A错误；由以上可知，两端绳子的拉力等于m1g，而它们的合力等于m1g，因互成角度的两分力与合力组成三角形，故可知1m1g＞m1g，即m1一定小于1m1．但是m1不一定大于m1，故BC错误。轻杆受到绳子的作用力等于两边绳子的合力，大小为，选项D正确；故选D。
【点睛】
本题要注意题目中隐含的信息，记住同一绳子各部分的张力相等，即可由几何关系得出夹角的关系；同时还要注意应用力的合成的一些结论．
6、D
【解析】
根据图象可知该波的周期为2s，振幅为0.05m。
A．在波传播过程中，各质点在自己的平衡位置附近振动，并不随波传播。故A错误；
B．由图可知，t=0.5s时，质点a的位移为-0.05m。故B错误；
C．已知波速为v=1m/s，则波长：
λ=vT=1×2=2m；
由图可知，在t=1s时刻a位于平衡位置而且振动的方向向上，而在t=1s时b的位移为0.05m，位于正的最大位移处，可知若波沿x轴正向传播，则b与a之间的距离为：
（n=0，1，2，3…），可能为：xb=1.5m，3.5m。不可能为0.5m。故C错误；
D．结合C的分析可知，若波沿x轴负向传播，则b与a之间的距离为：
xb=（n+）λ（n=0，1，2，3…）
可能为：xb=0.5m，2.5m。故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、BCD
【解析】
要考虑电场方向的可能性，可能平行于AB向左或向右，也可能平行于AC向上或向下．分析重力和电场力做功情况，然后根据动能定理求解．
【详解】
令正方形的四个顶点分别为ABCD，如图所示
若电场方向平行于AC：
①电场力向上，且大于重力，小球向上偏转，电场力做功为qEL，重力做功为-mg，根据动能定理得：Ek mv1＝qEL mgL，即Ek＝mv1+qEL mgL
②电场力向上，且等于重力，小球不偏转，做匀速直线运动，则Ek=mv1．
若电场方向平行于AC，电场力向下，小球向下偏转，电场力做功为qEL，重力做功为mgL，根据动能定理得：Ek mv1＝qEL+mgL，即Ek＝mv1+qEL+mgL．
由上分析可知，电场方向平行于AC，粒子离开电场时的动能不可能为2．
若电场方向平行于AB：
若电场力向右，水平方向和竖直方向上都加速，粒子离开电场时的动能大于2．若电场力向右，小球从D点离开电场时，有 Ek mv1＝qEL+mgL则得Ek＝mv1+qEL+mgL
若电场力向左，水平方向减速，竖直方向上加速，粒子离开电场时的动能也大于2．故粒子离开电场时的动能都不可能为2．故BCD正确，A错误．故选BCD．
【点睛】
解决本题的关键分析电场力可能的方向，判断电场力与重力做功情况，再根据动能定理求解动能．
8、AC
【解析】
A．多用电表的电流是从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表，从电流的流向可以看出应该接黑表笔，选项A正确；
B．和电流表串联形成一个新的电压表
改装后，代入数据解得
选项B错误；
C．当选择开关接2时，、之间为多用电表的欧姆挡，则有
联立解得
选项C正确；
D．选择开关接3时，电流表满偏电流为，总共100格，当指针指在第25格的时候，对应的示数为满偏电流的四分之一，即通过的电流为，所以D错误。
故选AC。
9、BC
【解析】
A．由于吊箱在段做加速运动，吊箱和物体的加速度方向沿导轨向上，底板对物体的支持力大于物体的重力，故物体对底板的压力大于物体的重力，故A错误；
B．吊箱经过点时，底板对物体有向右的摩擦力，由于整体具有斜向右上方的加速度，故物体处于超重状态且底板对物体有水平向右的静摩擦力，故B正确；
C．经过点时吊箱和物体做圆周运动，整体所受合力向下并提供向心力物体处于失重状态，物体对底板的压力小于其重力，故C正确；
D．由于经过点时的向心加速度竖直向下，物体对底板没有摩擦力，故D错误。
故选：BC。
10、BC
【解析】
A．当时，质点P正在向动能减小的方向运动，即P点向y轴正方向运动，根据上下坡法，机械波向x轴正方向传播，A错误；
B．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，当经过，质点P由y轴上方位置第一次回到平衡位置，应该向y轴负方向运动，B正确；
C．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，由于时质点P第一次回到平衡位置，设波速为v，在时间内，波传播的距离为
也可表示为
而
解得
C正确；
D．波峰与P点水平距离为
传播时间为，D错误。
故选BC。
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、AB BCE 2 2.5 -10 -1.25
【解析】
(1)A、用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动．故A正确．
B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故B正确，C、D错误；
故选AB.
(2)A、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A错误；
B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故B正确；
C、由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C正确；
D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误．
E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故E正确；
F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点，故F错误；
故选BCE．
(3)①在竖直方向上△y=gT2，可得时间间隔，则小球平抛运动的初速度．
②b点在竖直方向上的分速度，小球运动到b点的速度为.
③抛出点到b点的运动时间．水平方向上的位移x1=vt=0.3m，竖直方向上的位移．所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；
12、D b 增大
【解析】
（1）根据理想气体状态参量方程分析。
（2）图像的斜率代表压强和体积乘积，根据题目表格中的数据判断。
（3）较大的试管体积大，初始状态的压强都等于大气压，所以pV的乘积变大，图线斜率增大。
【详解】
（1）[1]根据pV=nRT，pV的乘积减小，说明气体物质的量减小，气体在漏气，D符合题意；ABC不符合题意；
故选D。
（2）[2]图线上切线的斜率为pV，根据表格数据可知随着体积的增大pV值增大，则斜率增大，a符合题意，b不符合题意；
故选a；
（3）[3]另一同学用较大的注射器在同一实验室里（温度不变）做同一个实验，初始状态pV是大试管大，得出的图象的斜率比上一同学直线部分的斜率增大。
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） 30°；（2）30°60°
【解析】
①要使光束进入长方体后能射至AD面上，设最小折射角为α，如图甲所示，根据几何关系有：，
根据折射定律有，解得角θ的最小值为θ=30°；
②如图乙，要使光速在AD面发生全反射，则要使射至AD面上的入射角β满足关系式：；
又，；
解得，因此角θ的范围为．
【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．
14、 (1),与x轴正方向成45°角斜向上 (2)
【解析】
(1)粒子运动轨迹如图：
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：
x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度：
，
又
，
解得，即，
粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为
；
(2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度：
，
设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有：
，
根据几何关系可知：
解得：
15、（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）a棒刚进入水平轨道时，由机械能守恒得
解得
由：
得
由牛顿第二定律
（2）b棒在窄轨上运动的过程中，对a、b棒，设b棒刚滑上宽轨时的速度为，此时a棒的速度为，由动量守恒得：
又由：
得
故由能量守恒，该过程中系统产生的焦耳热：
又因此过程中，a、b棒连入电路的电阻相等，故由
得
（3）当a棒在窄轨上匀速时，b棒在宽轨上也一定匀速，设其速度分别为、，由
E=BLv
知
由得
而由可得
b棒刚滑上宽轨时，a，b两棒的总动能为
b棒在宽轨上第一次恰好达到匀速时，a，b两棒的总动能为
故从b棒刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中，两棒产生的总焦耳热
而此过程中，b棒连入电路的电阻是a棒的两倍，由
知
