北京市重点高中2024届高三下期摸底考试物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，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、2018年12月8日“嫦娥四号”发射升空，它是探月工程计划中第四颗人造探月卫星．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号绕月球做圆周运动的轨道半径为r，绕月周期为T．则下列说法中正确的是
A．“嫦娥四号”绕月运行的速度大小为
B．月球的第一宇宙速度大小为
C．嫦娥四号绕行的向心加速度大于月球表面的重力加速度g
D．月球的平均密度为ρ＝
2、图示为一种应用逻辑电路制作的简易走道灯的电路图，虚线框内的C是一门电路，R0和R1中有一个是定值电阻，另一个是光敏电阻（受光照时阻值减小），R2是定值电阻。当走道里光线较暗或将手动开关S接通时灯泡L都会点亮，则电路中（ ）
A．C是“或门”，R0是光敏电阻
B．C是“或门”，R1是光敏电阻
C．C是“与门”，R0是光敏电阻
D．C是“与门”，R1是光敏电阻
3、一质点做匀加速直线运动时，速度变化时发生位移，紧接着速度变化同样的时发生位移，则该质点的加速度为（ ）
A．
B．
C．
D．
4、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为、套在粗糙竖直固定杆处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，到达处的速度为零，，此为过程Ⅰ；若圆环在处获得一竖直向上的速度，则恰好能回到处，此为过程Ⅱ．已知弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为，则圆环（ ）
A．过程Ⅰ中，加速度一直减小
B．Ⅱ过程中，克服摩擦力做的功为
C．在C处，弹簧的弹性势能为
D．过程Ⅰ、过程Ⅱ中克服摩擦力做功相同
5、如图所示汽车用绕过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，轮船在水面上以速度v匀速前进汽车与定滑轮间的轻绳保持水平。假设轮船始终受到恒定阻力f，当牵引轮船的轻绳与水平方向成角时轻绳拉船的功率为P。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．汽车做加速运动 B．轮船受到的浮力逐渐增大
C．轻绳的拉力逐渐减小 D．P的数值等于
6、如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且，电流方向如图中所示。O点为三角形的中心（O点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c在O点产生的磁场的磁感应强度的大小为B0，已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小B=，其中I为通中导线的中流强度，r为该点到通中导线的垂直距离，k为常数，则下列说法正确的是（ ）
A．O点处的磁感应强度的大小为3B0
B．O点处的磁感应强度的大小为5 B0
C．质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向由O点指向c
D．电子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直Oc连线向下
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，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a．下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中气体的内能增加
B．在过程ca中外界对气体做功
C．在过程ab中气体对外界做功
D．在过程bc中气体从外界吸收热量
E.在过程ca中气体从外界吸收热量
8、2019 年北京时间 4 月 10 日 21 时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T： ，其中 h 为普朗克常量，c 为真空中的光速，G 为万有引力常量，M 为黑洞质量，k 是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（ ）
A． B． C． D．
9、在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g=10m/s2。由v﹣t图可知（ ）
A．货物与传送带的摩擦因数为0.5
B．A、B两点的距离为2.4m
C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功为-11.2J
D．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为19.2J
10、如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（ ）
A．光子b可能使处于基态的氢原子电离
B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应
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）如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡，电源电动势为，内阻为，实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。
(1)充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为________C；
(2)如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电流很大，超过电流表量程，其原因是___________。
12．（12分）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。
(1)安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图所示，则摆球直径d=______cm，再测量摆线长l，则单摆摆长L=______（用d、l表示）；
(2)摆球摆动稳定后，当它到达________（填“最低点”或“最高点”）时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3……），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表如图所示，其读数为________s，该单摆的周期为T=________s（周期要求保留三位有效数字）；
(3)计算重力加速度测量值的表达式为g=___________（用T、L表示），如果测量值小于真实值，可能原因是___________；
A．将摆球经过最低点的次数n计少了
B．计时开始时，秒表启动稍晚
C．将摆线长当成了摆长
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长
(4)正确测量不同摆L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出T2与L的关系图线，如图所示。由图线算出重力加速度的大小g___________m/s2（保留3位有效数字，计算时π2取9.86）。
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，ABCD是某种透明材料的截面，AB面为平面，CD面是半径为R的圆弧面，O1O2为对称轴；一束单色光从O1点斜射到AB面上折射后照射到圆弧面上E点，刚好发生全反射，∠O1O2E= 30°，DO2⊥CO2，透明材料对单色光的折射率为，光在真空中传播速度为c，求：
（i）单色光在AB面上入射角α的正弦值；（结果可以用根号表示）
（ii）光在透明材料中传播的时间（不考虑光在BC面的反射）。（结果可以用根号表示）
14．（16分）如图所示，半径为的光滑圆弧AB固定在水平面上，BCD为粗糙的水平面，BC和CD距离分别为2.5 m、1.75 m，D点右边为光滑水平面，在C点静止着一个小滑块P，P与水平面间的动摩擦因数为，容器M放置在光滑水平面上，M的左边是半径为的光滑圆弧，最左端和水平面相切于D点。一小滑块Q从A点正上方距A点高处由静止释放，从A点进入圆弧并沿圆弧运动，Q与水平面间的动摩擦因数为。Q运动到C点与P发生碰撞，碰撞过程没有能量损失。已知Q、P和M的质量分别为，重力加速度取，求：
(1)P、Q第一次碰撞后瞬间速度大小；
(2)Q经过圆弧末端B时对轨道的压力大小；
(3)M的最大速度。
15．（12分）如图所示，一位同学在用气垫导轨探究动量守恒定律时，测得滑块甲质量为m甲，它以v1的速度水平撞上同向滑行的滑块乙。乙的质量为m乙，速度为v2。碰撞后滑块甲以v3的速度继续向前运动。求滑块乙的滑行速度v乙的大小。
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、D
【解析】
根据月球表面万有引力等于重力可求月球质量，进而可求月球的平均密度．根据月球对“嫦娥四号”的万有引力提供向心力可求“嫦娥四号”的绕行速度．根据重力提供向心力，可求月球的第一宇宙速度．
【详解】
A.根据万有引力提供向心力，得，又因为月球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=gR2，所以v=．故A错误；
B.月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力mg=，得v=.故B错误；
C. 根据万有引力提供向心力，嫦娥四号绕行的向心加速度，月球表面的重力加速度g=．嫦娥四号绕行的向心加速度小于月球表面的重力加速度．故C错误；
D. 根据万有引力提供向心力，，得月球的质量M=，所以月球的密度ρ=M/V=．故D正确；
故选D
2、A
【解析】
当电键闭合时，输入为高电势，当光线较暗时，光敏电阻较大，输入端为高电势，因为当走道里光线较暗时或是将手动开关接通时，灯都会亮，可知只要有一个条件满足，事件就能发生，知该门电路是“或”门电路。当有光照时，光敏电阻阻值较小，输入端端需要输入低电势，所以光敏电阻不能放在的位置，可以放在的位置，A正确，BCD错误。
故选A。
3、D
【解析】
设质点做匀加速直线运动，由A到B：
由A到C
由以上两式解得加速度
故选D。
4、D
【解析】
A．圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，则经过处的加速度为零，到达处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，所以加速度先减小，后增大，故A错误；
BCD．在过程Ⅰ、过程Ⅱ中，圆环经过同一位置所受的摩擦力大小相等，则知在两个过程中，克服摩擦力做功相同，设为，研究过程Ⅰ，运用动能定理列式得
研究过程Ⅱ，运用动能定理列式得
联立解得克服摩擦力做的功为
弹簧弹力做功
所以在处，弹簧的弹性势能为
故B、C错误，D正确；
故选D。
5、D
【解析】
A．由速度分解此时汽车的速度为：v车=vcosθ，船靠岸的过程中，θ增大，cosθ减小，船的速度v不变，则车速减小，所以汽车做减速运动，故A错误；
BC．绳的拉力对船做功的功率为P，由P=Fvcosθ知，绳对船的拉力为：
对船：
联立可知：
θ增大，则F变大，F浮变小；故BC错误；
D．船匀速运动，则Fcosθ=f，则
故D正确。
故选D。
6、A
【解析】
AB．根据右手螺旋定则，通电导线在点处产生的磁场平行于指向左方，通电导线在点处产生的磁场平行于指向右下方，通电导线在点处产生的磁场平行于指向左下方；根据公式可得
根据平行四边形定则，则点的合场强的方向平行于指向左下方，大小为，故A正确，B错误；
C．根据左手定则，质子垂直纸面向里通过点时所受洛伦兹力的方向垂直连线由点指向，故C错误；
D．根据左手定则，电子垂直纸面向里通过点时所受洛伦兹力的方向垂直连线由点指向，故D错误；
故选A。
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、ABD
【解析】
A．从a到b等容升压，根据可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，A正确；
B．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，B正确；
C．在过程ab中气体体积不变，根据可知，气体对外界做功为零，C错误；
D．在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，D正确；
E．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据可知温度降低，则内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，E错误．
8、BCD
【解析】
根据得
h的单位为J s=Nms=kg m2/s，c的单位是m/s，G的单位是N m2/kg2=kg m3/s2，M的单位是kg，T的单位是K，代入上式可得k的单位是 ，不等于。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论相符，选项C正确；
D．，与结论相符，选项D正确；
9、AC
【解析】
A.由图象可以看出货物做两段均做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有：
由图象得到：
代入解得：
选项A正确；
B.货物的位移就是AB两点的距离，求出货物的v-t图象与坐标轴围成的面积即为AB两点的距离。所以有：
选项B错误；
C.传送带对货物做的功即为两段运动中摩擦力做的功：
选项C正确；
D.货物与传送带摩擦产生的热量：
选项D错误。
故选AC。
10、BD
【解析】
A．由能级跃迁的频率条件：
h=Em-En
可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；
B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：
又因电子的动能，解得电子的动能
故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；
D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。
故选BD。
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、等于 此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联
【解析】
(1)[2][3]电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得
(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与多用电表内部电源串联，总的电动势变大，电路中电流变大。
12、1.84cm 最低点 67.5s 2.25s A C 9.86m/s2
【解析】
(1)[1][2]．摆球直径d=1.8cm+0.1mm×4=1.84cm；
单摆摆长L=；
(2)[3][4][5]．摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3……），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表读数为67.5s，该单摆的周期为
；
(3)[6]．根据可得计算重力加速度测量值的表达式为
A．将摆球经过最低点的次数n计少了，则计算周期T偏大，则g测量值较小，选项A正确；
B．计时开始时，秒表启动稍晚，则周期测量值偏小，则g测量值偏大，选项B错误；
C．将摆线长当成了摆长，则L偏小，则g测量值偏小，选项C正确；
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长,则L偏大，则g测量值偏大，选项D错误；
故选AC。
(4) [7]．根据可得
由图像可知
解得
g=9.86m/s2
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、（i）（ii）
【解析】
（i）光在圆弧面上刚好发生全反射，因此有 sinC＝
由几何关系可知r+θ=C，因此r=30°，由折射公式有
n＝，sinα＝
（ii）由几何关系可知 O1E=R
光在E点的反射光线EF平行于AB，则 EF＝Rsin45° Rsin30°＝
光在材料中传播速度
因此光在材料中传播的时间为
【点睛】
解答此类问题的关键是画出光路图，根据全反射条件、折射定律和几何关系列方程联立求解。
14、（1）-8m/s 4m/s（2）43.8N（第一次）和17.8N（第二、三次）（3）5m/s
【解析】
（1）物体Q从开始下落，到到达C点的过程，由动能定理：
解得
v1=12m/s
Q运动到C点与P发生碰撞，则：
联立解得：
v2=-8m/s
v3=4m/s
（2）碰撞后Q向左滑行，设Q第二次到B点时速度为，由动能定理有
Q第二次在B点，设轨道对Q的支持力大小为，应用向心力公式有
解得
Q滑上圆弧轨道AB后再次滑下，第三次经过B点时的速度大小仍为，轨道对Q的支持力大小仍为，之后Q一直向右运动，最终停在BD上，且与P无碰撞，所以由牛顿第三定律可知，Q在B点对轨道的压力大小为（第一次）和（第二、三次）
（3）P、Q碰撞后P向右滑行，设P点运动到D点速度为，由动能定理有
解得
P滑上M的轨道过程M向右加速，从轨道上滑下，M仍向右加速，则P滑到水平面时M有最大速度，设P刚到水平面时，M和P的速度分别为和，为M的最大速度，P从滑上到回到水平面，P和M水平方向动量守恒，初末两态总动能相等，则有
联立解得
15、
【解析】
取水平向右为正方向，则碰撞前甲的速度为v1，乙的速度为v2，碰撞后，甲的速度为v3，滑块乙的滑行速度v乙，根据动量守恒定律得
解得
