文档内容
2024届新高三开学摸底考试卷（北京专用）
物理·答案及评分标准
一、本题共14小题，每题3分，共42分
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
D C C C D B B C C A D B D C
二、实验题，本题共2题，共18分
15．（1）A （2分）
（2） （3分）
（3）b （1分） （2分）
16．（1） BC/CB （2分）
（2）相邻两球水平方向的距离相等 （2分）
（3）2.0 （2分）
d 2
（4）根据题意，出水口的流量为Q=Sv ，S=π( ) （1分）
0 2
1
x=v t，h= gt2 （1分）
0 2
πd2x √ g
所以Q= ❑ （1分）
4 2h
由此可知，需要测量的物理量为出水口的直径d，
出水口到落水点的水平距离x和竖直高度h。 （1分）
三、计算题：本题共4小题，共40分。
1
17.（1）由机械能守恒定律得mgL(1-cosθ)= mv2 （2分）
2 0
解得A球运动至最低点时的速度大小v =❑√gL （1分）
0
物理 答案及评分标准 第1页（共5页）
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司（2）球A运动至最低点与静止的小球B相碰，碰后两球粘在一起运动，由动量守恒定律得
mv =(m+m)v （1分）
0 1
1
碰后两球粘在一起在竖直面内做圆周运动，由机械能守恒定律得
(2m)v2=(2m)gΔh
（1分）
2 1
L
解得碰后两球能够上升的最大高度Δh= （1分）
8
1 1 1
（3）由能量守恒定律得碰撞过程中损失的机械能ΔE= mv2- (2m)v2= mgL （3分）
2 0 2 1 4
18.（1）磁感应强度B=kI （1分）
0
所受安培力F=BI d （1分）
0
F=ma 可得a=100m/s2 （1分）
1
（2）由动能定理可知FL= mv2 （1分）
2
弹体受到的冲量I=mv （1分）
可得I=0.02N∙s （1分）
√2kdL
（3）由以上表达式可知v=I ❑ （1分）
0 m
可知：欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可采用的方法有：轨道中的电流变为原来的2倍；弹体质
1
量变为原来的 ；轨道间距变为原来的4倍；轨道长度变为原来的4倍。 （2分）
4
U
19.
（1）圆桶形容器内的电场强度E=
H
qU
灰尘颗粒所受的电场力大小F= （1分）
H
qU
电场力跟空气的阻力相平衡时，灰尘达到的最大速度，并设为v1，则有kv = （1分）
1 H
qU
解得v = （1分）
1 kH
（2）a．由于灰尘颗粒所在处的电场强度随其与直导线距离的增大而减小，且桶壁处的电场强度为第
U
（1）问方案中场强的大小E =
1 H
E R UR
设在距直导线为r处的场强大小为E2，则有
2=
，解得E2= （2分）
E r Hr
1
故与直导线越近处，电场强度越大；设灰尘颗粒运动到与直导线距离为r时的速度为v，则有kv=qE
2
qUR
解得v= （1分）
kHr
物理 答案及评分标准 第2页（共5页）
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司上式表明，灰尘微粒在向圆桶内壁运动过程中，速度是逐渐减小的； （1分）
1 1
b．以r为横轴，以 为纵轴，作出 -r的图像如图所示
v v
（1分）
1
在r到r+Δr微小距离内，电场强度可视为相同，其速度v可视为相同，对应于Δr的一段 -r的图线下的面
v
1 Δr
积为 Δr=
v v
显然这个小矩形的面积等于灰尘微粒通过Δr的时间 （1分）
Δr 1
Δt= 所以灰尘微粒从保护管外壁运动到圆桶内壁所需的总时间t2等于从R0到R一段 -r的图线下的
v v
kH(R2-R2
)
面积，所以灰尘颗粒从保护管外壁运动到圆桶内壁的时间t = 0 （2分）
2 2qUR
20.
4 Mm 4
（1）半径为R的球面内所有物质的质量为M= πR3ρ，对P的万有引力f =G = πRρGm．（1
3 内 R2 3
分）
而球外的所有物质可以看作是无数多个空心物质壳的总合，每一个密度均匀的空心球壳对其内的任一质点
的引力为零，故该球面外所有物质对P的引力f =0． （1分）
外
4
综合以上两部分，可知宇宙中所有物质对P的总引力f =f +f = πRρGm． （2分）
内 外 3
4 4
（2）因M=
3
πR3ρ，E
P
=-
3
πR2ρGm可以看出，星系P的行为跟地球表面上抛物体的行为类似，当初
1 4
动能完全转化为引力势能时，总能量E=0，即：
mv2- πR2ρGm=0，
（2分）
2 3
3H2
将v=HR代入，可解得ρ = （2
c 8πG
分）
1 4 8 2GM
（3）当ρ⩽ρ 时， mv2- πR2ρGm⩾0，则v ⩾ πR2ρG= ，因M恒定，说明星系P虽随R
c 2 3 2 3 R
增大在减速，但星系间距离R的增大并无上限，即宇宙将永远膨胀下去． （2
分）
1 4 2GM
当ρ>ρ
c
时，
2
mv2-
3
πR2ρGm<0，则有R<
c2
=R
max
（c为光速），由此可知．星系间距高达最大
值R 时，宇宙膨胀停止，开始转为收缩． （2
max
物理 答案及评分标准 第3页（共5页）
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司分）
其他方法正确同样给分。
物理 答案及评分标准 第4页（共5页）
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司物理 答案及评分标准 第5页（共5页）
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司
