本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分，第I卷第1頁至第4頁；第II卷第4頁至第8頁，答題紙第1頁至第2頁。共100分，考試時間90分鐘。請在答題紙第1、2頁左側(cè)密封線內(nèi)書寫班級、姓名、準考證號?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷的答題紙和答題卡一并交回。
第I卷
一、單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。）
1．如圖所示，是觀察布朗運動的實驗裝置的示意圖。用高倍顯微鏡觀察懸浮在液體中的小炭粒的運動情況。選三個小炭粒，每隔30s記錄一次它們的位置，然后用線段把這些位置按時間順序連接起來得到它們的位置連線圖。下列說法正確的是（ ）
A．該實驗用顯微鏡觀察到的是液體分子的無規(guī)則運動
B．該實驗用顯微鏡觀察到的是小炭粒分子的無規(guī)則運動
C．這樣得到的位置連線圖就是該小炭粒實際的運動軌跡
D．小炭粒越小，液體的溫度越高，觀察到的布朗運動就越明顯
2．如圖所示的平面內(nèi)，光束經(jīng)圓心射入半圓形玻璃磚，出射光為、兩束單色光。下列說法正確的是（ ）
A．這是光的干涉現(xiàn)象
B．在真空中光束的波長大于光束的波長
C．玻璃磚對光束的折射率大于對光束的折射率
D．在玻璃磚中光束的傳播速度大于光束的傳播速度
3．下表中記錄了三種交通工具在某段時間中的運動情況，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知（ ）
A．飛機的速度變化量最大
B．自行車的速度變化最快
C．火車的速度變化最快
D．火車的加速度最大
4．如圖所示，把系在絲線上的帶電小球掛在鐵架臺的點，帶電球置于鐵架臺旁。小球靜止時與帶電球處于同一水平線上，絲線與豎直方向的夾角為。已知小球的質(zhì)量為，重力加速度為，不計絲線質(zhì)量，則可知小球受到的靜電力的大小為（ ）
A．B．C．D．
5．為了研究超重和失重現(xiàn)象，某同學站在力傳感器上做“下蹲”和“站起”的動作，力傳感器將采集到的數(shù)據(jù)輸入計算機，可以繪制出壓力隨時間變化的圖線。某次實驗獲得的圖線如右圖所示，、、為圖線上的三點，有關圖線的說法可能正確的是（ ）
A．為一次“下蹲”過程
B．為一次“站起”過程
C．為“下蹲”過程，為“站起”過程
D．為“站起”過程，為“下蹲”過程
6．如圖所示，一單擺在做簡諧運動。下列說法正確的是（ ）
A．單擺的振幅越大，振動周期越大
B．擺球質(zhì)量越大，振動周期越大
C．若將擺線變短，振動周期將變大
D．若將單擺拿到月球上去，振動周期將變大
7．圖1所示為一列簡諧橫波在時的波形圖，圖2是這列波中點的振動圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是（ ）
A．，向左傳播
B．，向左傳播
C．，向右傳播
D．，向右傳播
8．如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一重物（可視為質(zhì)點），重物靜止時處于位置。現(xiàn)用手托重物使之緩慢上升至位置，此時彈簧長度恢復至原長。之后放手，使重物從靜止開始下落，沿豎直方向在位置和位置（圖中未畫出）之間做往復運動。重物運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。關于上述過程（不計空氣阻力），下列說法中正確的是（ ）
A．重物在位置時，其加速度的大小大于當?shù)刂亓铀俣鹊闹?br>B．在重物從位置下落到位置的過程中，重力的沖量大于彈簧彈力的沖量
C．在手托重物從位置緩慢上升到位置的過程中，手對重物所做的功等于重物往復運動過程中所具有的最大動能
D．在重物從位置到位置和從位置到位置的兩個過程中，彈簧彈力對重物所做功之比是
9．如圖所示，一個原來不帶電的半徑為的空心金屬球放在絕緣支架上，右側(cè)放一個電荷量為的點電荷，點電荷到金屬球的球心距離為。達到靜電平衡后，下列說法正確的是（ ）
A．金屬球的左側(cè)感應出負電荷，右側(cè)感應出正電荷
B．點電荷在金屬球內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強處處為零
C．金屬球最左側(cè)表而的電勢高于最右側(cè)表而的電勢
D．感應電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場場強大小為
10．根據(jù)高中所學知識可知，做自由落體運動的小球，將落在正下方位置。但實際上，赤道上方處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約處。這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比?，F(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球（ ）
A．到最高點時，水平方向的加速度和速度均為零
B．到最高點時，水平方向的加速度和速度均不為零
C．落地點在拋出點東側(cè)
D．落地點在拋出點西側(cè)
二、多項選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分。每小題全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）
11．兩列頻率、振幅、相位均相同的簡諧橫波在水平面上傳播，某時刻的干涉圖樣如圖所示，實線代表波峰，虛線代表波谷，、、三質(zhì)點的平衡位置在同一直線上，以下說法正確的是（ ）
A．質(zhì)點是振動減弱點
B．質(zhì)點正在向上運動
C．它們的振幅都等于兩列波振幅之和
D．再經(jīng)過半個周期，質(zhì)點運動至處
12．靜電除塵用于粉塵較多的各種場所，以除去有害的微粒或回收物資。如圖所示，靜電除塵器由板狀收集器和線狀電離器組成。當、兩端連接上千伏高壓電源時，B附近的空氣分子被電離，成為正離子和電子。電子向若運動的過程中，遇到煙氣中的粉塵，使粉塵帶負電，從而被吸附到板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。下列說法正確的是（ ）
A．板狀收集器連接電源的正極
B．板狀收集器連接電源的負極
C．帶電后的粉塵向板運動過程中，電場力做正功
D．帶電后的粉塵向板運動過程中，電勢能逐漸增加
13．如圖1所示，、是某電場中一條電場線上的兩點。一個帶負電的點電荷僅受電場力作用，從點沿電場線運動到點。在此過程中，該點電荷的速度隨時間變化的規(guī)律如圖2所示。則下列說法中正確的是（ ）

A．點的電場強度比點的小
B．、兩點的電場強度相等
C．點的電勢比點的電勢高
D．點的電勢比點的電勢低
14．美妙的樂音源于發(fā)聲物體的振動，已知琴弦振動的頻率由琴弦質(zhì)量、長度及其所受張力（沿琴弦方向的彈力）共同決定。小提琴上某根質(zhì)量為、長度為的琴弦，將其兩端固定，可以通過撥動使其振動發(fā)聲，當張力為時，琴弦振動的頻率為。表中給出了4次實驗的結(jié)果：
下列判斷正確的是（ ）
A．由表中數(shù)據(jù)可知，可能存在關系：隨琴弦質(zhì)量增大，振動的頻率變大
B．由表中數(shù)據(jù)可知，可能存在關系：隨張力增大，振動的頻率變大
C．分析物理量的量綱，可能存在關系式（為無單位常量）
D．分析物理量的量綱，可能存在關系式（為無單位常量）
第II卷
三、實驗題（本題共2小題，共18分。）
15．（8分）
某同學在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。電源電動勢為，內(nèi)阻可以忽略。單刀雙擲開關先跟2相接，某時刻開關改接1，一段時間后，把開關再改接2。實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。
（1）開關S改接2后，電容器進行的是________（選填“充電”或“放電”）過程；此過程得到的圖像如圖2所示，圖中用陰影標記的狹長矩形的而積的物理意義是________。
（2）若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量，則該電容器的電容為________。
（3）關于電容器在整個充、放電過程中的圖像和圖像的大致形狀，可能正確的有________（為電容器極板所帶的電荷量，為A、B兩板的電勢差）。
16．（10分）
某同學做“探究平拋運動的特點”實驗。
（1）該同學先用圖1所示的器材進行實驗。他用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，改變小球距地面的高度和打擊小球的力度，多次重復實驗，均可以觀察到A、B兩球同時落地。關于本實驗，下列說法正確的是________。
A．實驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動
B．實驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動
C．實驗現(xiàn)象可以同時說明平拋運動在兩個方向上的運動規(guī)律
（2）為了在（1）實驗結(jié)論的基礎上進一步研究平拋運動的規(guī)律，該同學用圖2所示的器材繼續(xù)進行實驗，描繪出小球做平拋運動的軌跡。如圖3所示，以小球的拋出點為原點，水平方向為軸，豎直方向為軸建立坐標系。該同學在軌跡上測量出、、三點的坐標分別為、和。如果坐標滿足________關系，說明小球拋出后在、、、相鄰兩點間運動經(jīng)歷了相等的時間間隔。同時，如果坐標還滿足________關系，那么證明小球的水平分運動是勻速直線運動。
（3）某同學設計了一個探究平拋運動的家庭實驗裝置。如圖4所示，在一個較高的塑料筒側(cè)壁靠近底部的位置鉆一個小孔，在小孔處沿水平方向固定一小段吸管作為出水口。將塑料簡放在距地面一定高度的水平桌面上，在簡中裝入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，測量出水口到地面的高度和水柱的水平射程。在實驗測量的過程中，該同學發(fā)現(xiàn)測量水柱的水平射程時，若測量讀數(shù)太慢，的數(shù)值會變化。
a．請分析水平射程的數(shù)值變化的原因。
b．為了減小實驗誤差，應選用直徑較大的容器，還是直徑較小的容器？請說明判斷依據(jù)。
四、計算論述題
（本題共4小題，共40分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。）
17．（9分）
如圖1所示，游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運行，游客卻不會掉下來。我們把這種情形抽象為如圖2所示的模型：弧形軌道的下端與半徑為的豎直圓軌道相接，、分別為圓軌道的最低點和最高點。質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點）從弧形軌道上的點由靜止?jié)L下，到達點時的速度為，且恰好能通過點。已知間的高度差為，重力加速度為。求：
（1）小球運動到點時，軌道對小球的支持力的大??；
（2）小球通過點時的速率；
（3）小球從點運動到點的過程中，摩擦阻力做的功。
18．（9分）
如圖，粗糙斜面與光滑水平面通過光滑小圓弧平滑連接，斜面傾角。、是兩個質(zhì)量均為的小滑塊（可看作質(zhì)點），的左端連接一輕質(zhì)彈簧。讓滑塊從斜面上，距斜面底端處，由靜止開始下滑。已知滑塊與斜面間的動摩擦因素，，，。
（1）求滑塊到達斜面底端時的速度大?。?br>（2）求滑塊由靜止滑到斜面底端的過程中所受合外力的沖量的大?。?br>（3）滑塊與彈簧接觸后粘連在一起。求此后彈簧的最大彈性勢能。
19．（10分）如圖所示，、為豎直放置的平行金屬板，兩板間所加電壓為，、為板上正對的小孔。平行金屬板和水平放置在板右側(cè)，關于小孔、所在直線對稱，、兩板的長度和兩板間的距離均為，、兩板間加電壓可形成偏轉(zhuǎn)電場；距金屬板和右邊緣處固定有一熒光屏，熒光屏垂直于金屬板和；屏上點與、共線。加熱的陰極發(fā)出的電子經(jīng)小孔進入、兩板間，通過、間的加速電場加速后，進入、間的偏轉(zhuǎn)電場。已知電子的質(zhì)量為，電荷量為，單位時間內(nèi)從小孔進入的電子個數(shù)為，初速度可以忽略。整個裝置處于真空中，偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場，忽略電子重力及電子間的相互作用，不考慮相對論效應。
（1）求電子到達小孔時的速度大小。
（2）a．若在、兩板間加一恒定電壓，使電子剛好從板的右邊緣離開偏轉(zhuǎn)電場，打在熒光屏上，求、兩板間的恒定電壓；
b．若在、兩板間加一周期為的交變電壓，電子穿過偏轉(zhuǎn)電場的時間遠小于，可以認為每個電子在、間運動過程中兩板間的電壓恒定，不考慮電場變化時產(chǎn)生的磁場，求時間內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)目。
20．（12分）
有人設想：可以在飛船從運行軌道進入返回地球程序時，借飛船需要減速的機會，發(fā)射一個小型太空探測器，從而達到節(jié)能的目的．
如圖所示，飛船在圓軌道I上繞地球飛行，其軌道半徑為地球半徑的倍。當飛船通過軌道I的點時，飛船上的發(fā)射裝置短暫工作，將探測器沿飛船原運動方向射出，并使探測器恰能完全脫離地球的引力范圍，即到達距地球無限遠時的速度恰好為零，而飛船在發(fā)射探測器后沿橢圓軌道II向前運動，其近地點到地心的距離近似為地球半徑。以上過程中飛船和探測器的質(zhì)量均可視為不變。已知地球表面的重力加速度為．
（1）求飛船在軌道I運動的速度大??；
（2）若規(guī)定兩質(zhì)點相距無限遠時引力勢能為零，則質(zhì)量分別為、的兩個質(zhì)點相距為時的引力勢能，式中為引力常量。在飛船沿軌道I和軌道II的運動過程，其動能和引力勢能之和保持不變；探測器被射出后的運動過程中，其動能和引力勢能之和也保持不變。
①求探測器剛離開飛船時的速度大?。?br>②已知飛船沿軌道II運動過程中，通過點與點的速度大小與這兩點到地心的距離成反比。根據(jù)計算結(jié)果說明為實現(xiàn)上述飛船和探測器的運動過程，飛船與探測器的質(zhì)量之比應滿足什么條件。
北京市第十三中學2024～2025學年第一學期
高三物理期中考試參考答案及評分標準
一、單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。）
二、多項選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分。每小題全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）
三、實驗題（本題共2小題，共18分）
15．（8分）
（1）放電；內(nèi)電容器放出的電荷量。
（2）
（3）BD（每空2分）
16．（10分）
（1）B（2分）
（2）；（4分，每空各2分）說明：其他表達式正確也可得分
（3）a．根據(jù)可知，在測量過程中隨著水不斷流出，水柱的高度會不斷減小，導致水從出水口射出時的速度也減小。根據(jù)平拋運動規(guī)律，，可知，速度減小會導致水平射程的數(shù)值減小。（2分）
b．為了減小實驗誤差，應選用直徑較大的容器。（1分）
根據(jù)可知，選用直徑較大的容器，在流出相同體積的水的情況下，的變化較小，對實驗測量的影響較小。（1分）
四、計算論述題
（本題共4小題，共40分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。）
17．（9分）
（1）小球在點時，根據(jù)牛頓第二定律有
解得（3分）
（2）因為小球恰能通過點，根據(jù)牛頓第二定律有
解得（3分）
（3）在小球從點運動到點的過程中，根據(jù)動能定理有
解得（3分）
18．（9分）
（1）滑塊沿斜面加速下滑時受力如圖所示（1分）
設滑塊滑到斜面低端時的速度為，根據(jù)牛頓第二定律
（1分）
運動學公式 （1分）
代入數(shù)據(jù)解得 （1分）
（2）設沿斜面向下為正方向，根據(jù)動量定理：（1分）
代入數(shù)據(jù)解得（1分）
（3）以、、彈簧為研究對象，設它們共同的速度為
根據(jù)動量守恒定律（1分）
設彈簧的最大彈性勢能為，根據(jù)能量守恒
（1分）
代入數(shù)據(jù)解得（1分）
19．（10分）
（1）由動能定理得（2分）
（2）a．、兩板間的電場強度為①（1分）
電子在、兩板間加速度②（1分）
電子在、兩板間運動時間③（1分）
電子在、兩板間偏轉(zhuǎn)位移④（1分）
聯(lián)立①-④式可得（1分）
b．當、兩板間的電壓滿足時，電子才能從兩板間射出，即
在時間內(nèi)解得（1分）
故在時間內(nèi)電子打在熒光屏上的時間（1分）
在時間內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)目（1分
20．（12分）
（1）設地球質(zhì)量為，飛船質(zhì)量為，探測器質(zhì)量為，當飛船與探測器一起繞地球做圓周運動時的速度為
根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有（2分）
對于地面附近的質(zhì)量為的物體有 （2分）
解得：（1分）
（2）①設探測器被發(fā)射出時的速度為，因其運動過程中動能和引力勢能之和保持不變，所以探測器剛好脫離地球引力應滿足（2分）
解得： （1分）
②設發(fā)射探測器后飛船在點的速度為，運動到點的速度為，因其運動過程中動能和引力勢能之和保持不變，所以有（1分）
對于飛船發(fā)射探測器的過程，根據(jù)動量守恒定律有（1分）
因飛船通過點與點的速度大小與這兩點到地心的距離成反比，即（1分）
解得：（1分）交通工具
初速度
末速度
經(jīng)過時間/s
自行車下坡
2
6
2
火車出站
0
20
100
飛機飛行
200
200
10
次
琴弦質(zhì)量
長度
張力F/N
頻率f/Hz
1
0.05
0.900
1.21
1100
2
0.05
0.900
1.44
1200
3
0.05
0.225
1.00
2000
4
0.05
0.100
1.00
3000
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
B
B
A
D
B
C
D
D
題號
11
12
13
14
答案
BC
AC
AC
BC

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