北京市2024年普通高中学业水平合格性考试物理试卷(含解析)

北京市2024年普通高中学业水平合格性考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
如图所示，一辆汽车在平直公路上从静止开始加速运动，前5s内汽车每1s前进的位移分别为1.0m、3.0m、5.0m、7.0m、9.0m。
1．下列描述汽车运动的物理量中，属于标量的是( )
A.位移 B.速度 C.加速度 D.时间
2．在这5s内，汽车的速度( )
A.越来越小 B.越来越大 C.保持不变 D.先变小后变大
3．在这5s内，如果汽车做匀加速直线运动，则汽车的加速度( )
A.越来越小 B.越来越大 C.保持不变 D.先变大后变小
如图所示，起重机是一种广泛用于港口、工地等地方的起吊搬运机械。在起重机利用绳索将货物吊起的过程中。
4．绳索对货物的拉力( )
A.一直做正功 B.一直做负功 C.先做正功后做负功 D.一直不做功
5．货物的重力势能( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小
6．货物对绳索的拉力与绳索对货物的拉力( )
A.大小不等，方向相同 B.大小不等，方向相反
C.大小相等，方向相同 D.大小相等，方向相反
沙包掷准是一项常见的课外活动。如图所示，在某次投掷时，小明将沙包（可视为质点）水平掷出。已知沙包被掷出时距地面的高度为1.8m。重力加速度g取，不计空气阻力。此次投掷中，
7．沙包被水平掷出后，在空中做( )
A.匀速直线运动 B.自由落体运动 C.平抛运动 D.匀减速直线运动
8．沙包从被水平掷出到落地所用时间为( )
A.0.2s B.0.4s C.0.5s D.0.6s
9．沙包在空中运动的过程中( )
A.动能逐渐增大 B.动能逐渐减小 C.机械能逐渐增大 D.机械能逐渐减小
如图所示，实线是正点电荷的电场线，虚线是等势面。a、b、c是电场中的三个点，这三点的电场强度大小分别为、、，电势分别为，一个试探电荷在这三点受到的静电力大小分别为。
10．关于电场强度大小的比较，下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
11．关于电势高低的比较，下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
12．关于静电力大小的比较，下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
电源、电阻、电流表、开关用导线连接成图所示的电路。已知电源的电动势，电阻。闭合开关S后，电流表示数。
13．闭合开关S后，电阻R两端的电压U为( )
A.1.0V B.1.5V C.2.0V D.3.0V
14．闭合开关S后，电阻R的热功率P为( )
A.1.0W B.1.5W C.2.0W D.2.5W
15．该电源的内阻r为( )
A.1.0Ω B.1.5Ω C.2.0Ω D.3.0Ω
电容器储存电荷的特性可用电容来表征。如图所示，某一固定电容器外壳上标有“35V;2200μF”字样。
16．电容器外壳上的“2200μF”表示该电容器的( )
A.额定电流 B.电荷量 C.电容 D.额定电压
17．电容器充电过程中，下列说法正确的是( )
A.电容器的电荷量保持不变 B.电容器的电荷量逐渐增大
C.电容器两极板间的电势差保持不变 D.电容器两极板间的电势差逐渐减小
2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲。如图所示，中国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站的质量为m，绕地球运动的轨道半径为r，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。地球可视为质量分布均匀的球体。
18．空间站绕地球做匀速圆周运动时，受到地球的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
19．空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为( )
A. B. C. D.
20．自然界中某量D的变化可以记为，发生这个变化所用的时间间隔可以记为，变化量与之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。变化率是描述变化快慢的量。某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大，在一定条件下可以认为，雨滴受到的空气阻力大小与速度大小成正比，即。他根据以上信息，推测雨滴从高空由静止落下的过程中其位置的变化率、速度的变化率随时间变化的情况，画出以下四幅图，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
21．某同学用如图所示的装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。把物块A放置在粗糙的水平长木板上，弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端用细线拉住物块。水平向左拉动木板，木板向左运动的过程中，物块A相对于地面保持静止，测力计的示数为2.2N，则物块A受到的滑动摩擦力大小为_______N，方向水平向_______（选填“左”或“右”）。
三、计算题
22．如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体运动的加速度大小a；
（2）物体在前3.0s内运动的位移大小x。
23．如图所示，将电荷量的试探电荷放在电场中的A点，该试探电荷受到静电力。
（1）求A点的电场强度大小E。
（2）若把该试探电荷取走，A点的电场强度是否发生变化？请说明理由。
24．中式圆餐桌是我国传统家具，有的配有转盘，如图所示。若质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘上随转盘一起匀速转动，小碗做匀速圆周运动的半径为r，角速度为ω。
（1）求小碗做圆周运动时所需向心力的大小F。
（2）为保证小碗不被甩出，根据所学知识，提出一条安全使用转盘的建议。
25．如图甲所示，人体的细胞膜内外两侧间存在电压（简称膜电位），可以有选择地让钾离子（）或钠离子（）通过。某细胞膜厚度均匀，膜电位为U，将膜内的电场视为匀强电场，如图乙所示。
（1）一个电荷量为q的钠离子从图乙中的A点到B点通过细胞膜，求此过程中细胞膜静电力对该钠离子做的功。
（2）已知钾离子的质量比钠离子的质量大，两种离子电荷量相同。某同学认为，若细胞膜的膜电位不变，钾离子和钠离子从图乙中的A点到B点通过细胞膜的过程中，细胞膜静电力对钾离子做的功比对钠离子做的功多。你同意他的观点吗？请说明理由。
26．某学习小组通过实验用共点力平衡的方法来测量带电体之间静电力的大小，实验装置示意图如图所示。一个质量为m带正电的小球B用绝缘细丝线悬挂于C点，O点在C点正下方h处，以O点为坐标原点，沿水平方向建立一维坐标系。将另一个带正电的小球D靠近B，B受到静电力F作用而发生偏移。调整D的位置，使B、D球心在同一高度，且始终与坐标轴在同一竖直平面内，记录小球B静止时细丝线与坐标轴交点A的坐标x。已知重力加速度为g。
（1）画出小球B的受力示意图。
（2）推导静电力F与坐标x的关系式。
（3）定义单位静电力变化引起的坐标x变化为测量的灵敏度δ，即，请说明提高灵敏度δ的办法。
四、实验题
27．某同学做“探究加速度a与拉力F的关系”实验。保持小车的质量不变，改变小车所受的拉力，得到拉力F和加速度a的数据，并在图中坐标系中描出这些数据点。
（1）请在图中画出图像。
（2）由该图像可知，小车的加速度a与它所受拉力F成_______（选填“正比”或“反比”）。
28．如图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中，电压表的示数为3.00V，电流表的示数为0.30A，根据测量数据可计算出电阻_______Ω。
若仅考虑电表内阻的影响，实验中电阻的测量值比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”）。
参考答案
1．答案：D
解析：位移、速度和加速度既有大小也有方向为矢量，时间只有大小为标量。故ABC错误;D正确。
2．答案：B
解析：相等时间间隔内，汽车的位移逐渐增大，则汽车做加速运动，汽车的速度越来越大。故ACD错误;B正确。
3．答案：C
解析：在这5s内，如果汽车做匀加速直线运动则汽车的加速度满足
又
即汽车的加速度保持不变，故C正确。
4．答案：A
解析：由于绳索对货物的拉力向上，货物的位移方向向上，所以绳索对货物的拉力做正功，故A正确。
5．答案：A
解析：重力对货物做负功，重力势能增大，故A正确。
6．答案：D
解析：根据牛顿第三定律，货物对绳索的拉力与绳索对货物的拉力大小相等，方向相反，故D正确。
7．答案：C
解析：不计空气阻力，沙包被水平掷出后，只受重力作用，在空中做平抛运动，故C正确。
8．答案：D
解析：沙包竖直方向做自由落体运动，则
解得沙包从被水平掷出到落地所用时间为，故D正确。
9．答案：A
解析：沙包在空中运动的过程中，只有重力做正功，动能逐渐增大，机械能守恒，故A正确。
10．答案：B
解析：靠近电荷的电场线越密，电场强度越大，则，故B正确。
11．答案：B
解析：沿着电场线方向电势降落，则，b与c在同一个等势面上，则，故B正确。
12．答案：B
解析：靠近电荷的电场线越密，电场强度越大，则，根据，可知电场力和电场强度成正比，可得，故B正确。
13．答案：C
解析：闭合开关S后，电阻R两端的电压U为，故C正确。
14．答案：C
解析：闭合开关S后，电阻R的热功率P为，故C正确。
15．答案：A
解析：由闭合电路欧姆定律，可得
解得，故A正确。
16．答案：C
解析：电容器外壳上的“2200μF”，由单位μF可知是电容器的电容的单位，所以电容器外壳上的'2200μF”表示该电容器的电容，故选C。
17．答案：B
解析：AB.根据电容器充放电规律，充电过程中，电容器所带电荷量逐渐增大，故A错误，B正确;
CD.由
可知C恒定，充电过程中，电荷量逐渐增大，电容器极板间的电压逐渐增大，故CD错误。
18．答案：D
解析：根据万有引力计算公式，空间站绕地球做匀速圆周运动时，受到地球的万有引力大小为，故D正确。
19．答案：A
解析：根据万有引力提供向心力
空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为，故A正确。
20．答案：B
解析：根据牛顿第二定律得，，速度增大，阻力增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，速度时间图线切线斜率表示加速度，可知B正确。
21．答案：2.2；左
解析：对物块A受力分析，由平衡条件可知物块A受到的滑动摩擦力与测力计的拉力等大反向，即
方向水平向左。
22．答案：（1）（2）9.0m
解析：（1）根据牛顿第二定律
（2）3.0s内运动的位移大小
23．答案：（1）（2）不变
解析：（1）根据电场强度定义
（2）若把试探电荷取走，电场强度不变。电场强度由电场本身性质决定，与试探电荷无关。
24．答案：（1）（2）见解析
解析：（1）根据牛顿第二定律
根据向心加速度公式
解得
（2）缓慢转动转盘、将小碗靠近转盘中心放置等。
25．答案：（1）（2）见解析
解析：（1）静电力对钢离子做的功
（2）不同意。根据，静电力做功与电荷量以及初末位置电势差有关。钾离子和钠离子的电荷量相同，从A点到B点通过细胞膜，膜电位U相同，因此细胞膜静电力做功相同。
26．答案：（1）见解析（2）（3）见解析
解析：（1）小球B的受力示意如图。
（2）沿水平和竖直方向建立直角坐标系，如图所示
正交分解力，小球B静止，由平衡条件
由几何关系
解得
（3）由（2）的结论得
由此可知，提高灵敏度δ的办法：增大h，减小m。
27．答案：（1）见解析（2）正比
解析：（1）如图
（2）由图像可知为一条倾斜直线，则小车的加速度a与它所受所用力F成正比，故填正比。
28．答案：10；偏小
解析：由欧姆定律可得
若仅考虑电表内阻的影响，则电压表测量的是真实值，电流表的测量值大于真实值，则有
即实验中电阻的测量值比真实值偏小。