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1、20242024 年北京普通高中学业水平等级性考试物理试题及答案年北京普通高中学业水平等级性考试物理试题及答案 本试卷分第一部分和第二部分。满分本试卷分第一部分和第二部分。满分 100100 分，考试时间分，考试时间 9090 分钟。分钟。第一部分第一部分 本部分共本部分共 1414 小题，每小题小题，每小题 3 3 分，共分，共 4242 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.已知钍 234 的半衰期是 24 天。1g 钍 234 经过 48 天后，剩余钍 234 的质量为（）A.0g B.0.25g C.0.5g
2、 D.0.75g【答案】B【解析】【详解】半衰期 1g 钍 234 经过 48 天后，剩余质量 01()0.25g2tmm故选 B。2.一辆汽车以 10m/s 的速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经 2s 停止，汽车的制动距离为（）A.5m B.10m C.20m D.30m【答案】B【解析】【详解】速度公式汽车做末速度为零的匀减速直线运动，则有 010m2vvxt故选 B。3.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在上浮过程中气泡内气体（）A.内能变大 B.压强变大 C.体积不变 D.从水中吸热【答案】D【解析】【详解】A上浮过
3、程气泡内气体的温度不变，内能不变，故 A 错误；B气泡内气体压强p=p0水gh，故上浮过程气泡内气体的压强减小，故 B 错误；C由玻意耳定律pV=C知，气体的体积变大，故 C 错误；D上浮过程气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律 U=QW知，气体从水中吸热，故 D 正确。故选 D。4.如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（）A.B.C.D.MFMmmFMmMFmmFM【答案】A【解析】【详解】根据题意，对整体应用牛顿第二定律有 F=(Mm)a 对空间站分析有 F=Ma 解两式可得飞船和空间站之间的作用
4、力 MFFMm故选 A。5.如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）A.原线圈两端电压的有效值为 24 2VB.副线圈中电流的有效值为 0.5A C.原、副线圈匝数之比为 14 D.原线圈的输入功率为 12W【答案】B【解析】【详解】A由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为 m24 2VU m124V2UU 故 A 错误；B灯泡正常发光，由P=UI得，副线圈中电流有效值为 23W0.5A6VLPIU故 B 正确；C由理想变压器电压与匝数关系可知 11224
5、nUnU故 C 错误；D理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率 P1=PL=3W 故 D 错误。故选 B。6.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（）A.闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B.闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为 0 C.断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D.断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左【答案】B【解析】【详解】A闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故 A 错误；B闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为
6、零，电流表的示数为零，故 B正确；CD断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故 CD 错误。故选 B。7.如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是（）A.物体在C点所受合力为零 B.物体在C点的速度为零 C.物体在C点的向心加速度等于重力加速度 D.物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能【答案】C【解析】【详解】AB物体恰好能到达最高点C，则物体在最高点只受重
7、力，且重力全部用来提供向心力，设半圆轨道的半径为r，由牛顿第二定律得 2vmgmr解得物体在C点的速度 vgrAB 错误；C由牛顿第二定律得 mgma解得物体在C点的向心加速度 agC 正确；D由能量守恒定律知，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点时的动能和重力势能之和，D 错误。故选 C。8.将小球竖直向上抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速度大小成正比，则下列说法正确的是（）A.上升和下落两过程的时间相等 B.上升和下落两过程损失的机械能相等 C.上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量 D.上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度【答案】C【解析】【详解】D小球
8、上升过程中受到向下的空气阻力，下落过程中受到向上的空气阻力，由牛顿第二定律可知上升过程所受合力（加速度）总大于下落过程所受合力（加速度），D 错误；C小球运动的整个过程中，空气阻力做负功，由动能定理可知小球落回原处时的速度小于抛出时的速度，所以上升过程中小球动量变化的大小大于下落过程中动量变化的大小，由动量定理可知，上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量，C 正确；A上升与下落经过同一位置时的速度，上升时更大，所以上升过程中平均速度大于下落过程中的平均速度，所以上升过程所用时间小于下落过程所用时间，A 错误；B经同一位置，上升过程中所受空气阻力大于下落过程所受阻力，由功能关系可知，上升过程机
9、械能损失大于下落过程机械能损失，B 错误。故选 C。9.图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（）A.时，弹簧弹力为 0 0tB.时，手机位于平衡位置上方 0.2st C.从至，手机的动能增大 0t0.2st D.a随t变化的关系式为 24sin(2.5)m/sat【答案】D【解析】【详解】A由题图乙知，时，手机加速度为 0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为 0t FmgA 错误；B由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B 错误
10、；0.2st C由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减0t0.2st 小，动能减小，C 错误；D由题图乙知 0.8sT 则角频率 22.5 rad/sT则a随t变化的关系式为 24sin(2.5)m/satD 正确。故选 D。10.水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是（）A.刚开始物体相对传送带向前运动 B.物体匀速运动过程中，受到静摩擦力 C.物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功 D.传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长【答案】D【解析】【详解】A刚开始时，物体速度小于传送带速度，则物
11、体相对传送带向后运动，A 错误；B匀速运动过程中，物体与传送带之间无相对运动趋势，则物体不受摩擦力作用，B 错误；C物体加速，由动能定理可知，摩擦力对物体做正功，C 错误；D设物体与传送带间动摩擦因数为，物体相对传送带运动时 mgagm做匀加速运动时，物体速度小于传送带速度则一直加速，由可知，传送带速度越大，物体加速运动vat的时间越长，D 正确。故选 D。11.如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且。下列MPQN说法正确的是（）A.P点电场强度比Q点电场强度大 B.P点电势与Q点电势相等 C.若两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，P点电场强度大小也变为
12、原来的 2 倍 D.若两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，P、Q两点间电势差不变【答案】C【解析】【详解】A由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A 错误；B由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，B 错误；CD由电场叠加得P点电场强度 22QQEkkMPNP若仅两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，则P点电场强度大小也变为原来的 2 倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的 2 倍，而PQ间距不变，根据定性分析可知P、Q两点间电势差变大，C 正确，D 错UEd误。故选 C。12.如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧
13、连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（）A.若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B.电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C.若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D.若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右【答案】D【解析】【详解】A由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q
14、端电势，A 错误；B由欧姆定律及电阻定律可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比，B 错误；C已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向，C 错误；D已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D 正确。故选 D。13.产生阿秒光脉冲的研究工作获得 2023 年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位，1as=1 1018s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为 100as 的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含
15、一个完整的光波周期。取真空中光速c=3.0 108m/s，普朗克常量h=6.6 1034Js，下列说法正确的是（）A.对于 0.1mm 宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为 550nm 的可见光的衍射现象更明显 B.此阿秒光脉冲和波长为 550nm 的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多 C.此阿秒光脉冲可以使能量为13.6eV（2.2 1018J）的基态氢原子电离 D.为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期【答案】C【解析】【详解】A此阿秒光脉冲的波长为 =cT=30nm 550nm 由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象越明显知，波长为 550n
16、m 的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显，故 A 错误；B由知，阿秒光脉冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更少，故 B 错误；chC阿秒光脉冲的光子能量最小值 18186.6 10J20J.2 1hhT故此阿秒光脉冲可以使能量为13.6eV（2.2 1018J）的基态氢原子电离，故 C 正确；D为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期，故 D 错误。故选 C。14.电荷量 Q、电压 U、电流I和磁通量是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示。类似地，上世纪七十年代有科学家预言和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是（）A.QU的单位和I的单位不同 B.在国际单位制中，图中所定义的M的单位是欧姆 C.可以用来描述物体的导电性质 IUD.根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式 IELt
