2024北京石景山高三（上）期末物理試題及答案

2024北京石景山高三（上）期末

物理

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚?/p>

結(jié)束后，將答題卡交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

1.如圖所示，一個帶正電的球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球N先后掛在橫桿上的

Pi和P?處。當小球N靜止時，絲線與豎直方向的夾角分別為仇和出（仇

圖中未標出）。則

A.小球N帶負電，仇<仇

B.小球N帶負電,di>e2

C.小球N帶正電，仇砒

D.小球N帶正電，仇

2.“神舟十六號”載人飛船安全著陸需經(jīng)過分離、制動、再入和減速四個階段。如圖所示，在減速階段,

巨型降落傘為返回艙提供阻力，假設(shè)返回艙做直線運動，則在減速階段

A.傘繩對返回艙的拉力大于返回艙對傘繩的拉力

B.傘繩對返回艙的拉力小于返回艙對傘繩的拉力

C.合外力對返回艙做的功等于返回艙機械能的變化

D.除重力外其他力對返回艙做的總功等于返回艙機械能的變化

3.如圖所示，傾角為e的斜面固定在水平地面上，一小球從斜面頂端向右水平拋出，初速度為v,重力

加速度為g,不計空氣阻力。下列說法正確的是

A.小球落到斜面上時，速度方向與水平方向的夾角為20

B.小球做平拋運動的時間為迎空

g

c.小球落到斜面上時，速度大小為otanH

D.小球做平拋運動的水平位移大小為立吧

2g

4.我國首次火星探測任務(wù)被命名為“天問一號”。已知火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%,半徑約為地球半

徑的50%,下列說法正確的是

A.火星探測器的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度

B.火星探測器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間

C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度

第1頁/共9頁

5.如圖所示，輕細線與豎直方向夾角為,長為，下端懸掛質(zhì)量為根的小球，小球在水平面內(nèi)做勻速

圓周運動，忽略小球運動中受到的阻力。將小球視為質(zhì)點，重力加速度為g。則

A.輕細線對小球的拉力F=mgcos0

B.小球勻速圓周運動的周期T27rg

C,小球勻速圓周運動的線速度大小0=JgLsinHtan"

D.在半個周期內(nèi)，合外力對小球的沖量大小/合二加次蚤皿tan"

6.如圖所示，為營造節(jié)日氣氛，同學(xué)們用輕質(zhì)細線在墻角懸掛彩燈。已知兩彩燈質(zhì)量均為九04段細線

與豎直方向夾角為37。（sin37M）.6,8$37。=0.8）,5。段細線保持水平，重力加速度為g。關(guān)于三段細

線拉力FOA、FAB、FBC,下列表達式正確的是

FoA=^mg.FAB=fmg、Fc=^mg

A.B

10收入="…g

B.

C.3日修2-FBAg

D.FOA=^mg,FAB=6mg、FBC=26mg

7.位于坐標原點處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。仁0時波源開始振動，其位移y隨時間

先，則時的波形圖為

/變化的關(guān)系式為yAsin；

8.如圖所示，電路中電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器Ro的滑片向下滑動的過程中，下

列說法正確的是

A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小

B.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大

C.電阻&消耗的電功率增大

D.電源內(nèi)阻消耗的功率減小

9.如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，分別與電學(xué)元件M、N串聯(lián)。當接線柱a、b接某直流電源時，

無論電源的正極與哪一個接線柱相連，甲燈均正常發(fā)光，乙燈不亮；當a、b接某交流電源時，甲燈發(fā)

出微弱的光，乙燈正常發(fā)光。則下列推斷可能正確的是

A.M是電容器，N是電感線圈

B.M是電感線圈，N是電容器

第2頁/共9頁

c.M是二極管，N是電容器

D.M是電感線圈，N是二極管

10.如圖所示，兩個固定的等量正點電荷，其連線中點為。，a、b、c、d四個點位

于以。為圓心的同一個圓周上，bd±aco下列說法正確的是

A.a、。兩點的場強大小和方向均相同

B.若一電子從。點由靜止釋放，以后將在從d之間沿直線往復(fù)運動

C.從。點開始，沿向上各處場強大小越來越小

D.從。點開始，沿向上各處電勢越來越高

11.某同學(xué)用傳感器做“觀察電容器的充放電”實驗，采用的實驗電路如圖所示。將開關(guān)

先與“1”端閉合，對電容器進行充電，充電完畢后再將開關(guān)與“2”端閉合，電容器

放電。在下列通過傳感器的電流i隨時間r變化的四個圖像中，正確的是

12.一理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比為n,原線圈接電壓為U的正弦交流電，輸出端接有一個交流電流

表和一個電動機，電動機線圈電阻為凡當輸入端接通電源后，電動機帶動一重物勻速上升，電流表

讀數(shù)為/。下列說法正確的是

A.原線圈中的電流為nl

B.變壓器的輸入功率為—

n

C.電動機輸出的機械功率為I2R

D.電動機兩端電壓為IR

13.如圖所示的平面內(nèi)，在通有圖示方向電流/的長直導(dǎo)線右側(cè)，固定一矩形金屬線框?；沂絘d邊與導(dǎo)線

平行。調(diào)節(jié)電流/使得空間各點的磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，則下列判斷正確的是

A.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為a—>d—>c—>b—>a

B.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸減小

C.線框ad邊所受的安培力大小恒定

D.線框整體受到的安培力方向水平向左

14.如圖所示，用絕緣支架將帶電荷量為+。的小球a固定在。點，一粗糙絕緣直桿與水平方向的夾角

共30。，直桿與小球a位于同一豎直面內(nèi)，桿上有A、B、C三點，C與。兩點位于同一水平線上，B為

AC的中點，0A=0C=Lo小球b質(zhì)量為私帶電荷量為-q,套在直桿

上，從A點由靜止開始下滑，第一次經(jīng)過8點時速度是°,運動到C

點時速度為0。在+Q產(chǎn)生的電場中取C點的電勢為0,重力加速度為

g,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是

A.小球b經(jīng)過8點時加速度為0

第3頁/共9頁

B.小球b從A點到C點過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為^3mgL

C.小球b的電勢能最小值為2

D.小球b到C點后又從C點返回到A點

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（10分）

（1）用單擺測重力加速度實驗中，單擺擺線長為/,擺球直徑為4用秒表測得〃個周期的總時間為，，圓

周率為兀，則實驗中重力加速度的表達式8=

（2）某同學(xué)采用圖1所示的電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。

①實驗時，閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)處在___________（填“M”或"N”）端。

②按照圖1連接實物圖，如圖2所示。閉合開關(guān)前檢查電路時，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯，該導(dǎo)線為

（填“a”“b”或"c”）。該錯誤連接會帶來的問題是

（3）如圖3所示，用伏安法測量待測電阻&的阻值，M、N間電壓為Uo保持不變。選用三種不同規(guī)格

的滑動變阻器，最大阻值分別是Ri=5Q/?2=20Q,7?3=2OOQ,從左向右移動滑片P,研究待測電

阻以兩端的電壓。與滑片的滑動距離L（滑片從左向右滑動的最大距離為?。┑年P(guān)系，獲得如圖

4所示的數(shù)據(jù)結(jié)果。請你結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)果判斷：在使用圖3所示電路測量待測電阻尺阻值的實驗中，

選擇哪一種規(guī)格的滑動變阻器最合適，簡要說明理由。

圖3

第4頁/共9頁

16.1分)

如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律。

(1)圖中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球微多次從斜軌上S位置由靜止

釋放，找到其平均落點的位置尸，測量平拋射程。已然s

后，把被碰小球如靜置于軌道的水平部分，再將入射球如

從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球佗相碰，并多次重j

二H\\\

復(fù)。接下來要完成的必要步驟是________\\\\

A.用天平分別測量兩個小球的質(zhì)量劭、加2...........................oV'}p^

B.測量小球,71開始釋放時的高度/?

C.測量拋出點距地面的高度》

D.分別找到根1、恤相碰后平均落點的位置加、N,測量。M、ON的長度

(2)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為(用前面測量的量表

示)O

(3)有同學(xué)認為若碰撞是彈性碰撞，則ON=OM+OP,請判斷該同學(xué)的結(jié)論是否正確，并說明理由。

17.(9分)如圖所示，把一個質(zhì)量機=0.1kg的小鋼球用細線懸掛起來，就構(gòu)成一個擺。懸點。距地面的高度

A=1.45m,擺長L=lm。將擺球拉至擺線與豎直方向成37。角的位置，由靜止釋放，忽略空氣阻力，取重力

2

加速度g=10m/s,cos37°=0.8o

(1)求小球運動到最低點時細線對小球拉力的大小尸；

(2)若小球運動到最低點時細線斷了，小球沿水平方向拋出,求它做平拋運動水平位移的大小x；

⑶求小球落地時重力的瞬時功率尸。

18.?分)如圖所示，水平放置的兩塊帶電金屬極板a、b平行正對，極板長度和極板間距都為板間存

在方向豎直向下、場強大小為E的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場。一質(zhì)量為機、帶電荷量為

+q的粒子，以水平速度。o從兩極板的左端正中央射入極板間，恰好做勻速直線運動。不計粒子的重力

及空氣阻力。

(1)求勻強磁場磁感應(yīng)強度2的大??；

(2)若撤去磁場，粒子能從極板間射出，求粒子剛穿出電場時的動能

k

(3)若撤去電場，調(diào)整磁感應(yīng)強度B的大小使粒子剛好能從極板a的右端

射出，求粒子穿過磁場過程中運動方向的偏轉(zhuǎn)角度凡

19.(10分)如圖a所示，在足夠長的傾角。=30。的光滑斜面上，寬度。=0.4m的區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向上的

勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=0.5T,單匝矩形線框。農(nóng)/■質(zhì)量〃2=O.lkg,總電阻R=0.25Q。從r=0時刻

第5頁/共9頁

開始，線框受到沿斜面向上的恒力E從靜止開始沿斜面向上做直線運動，線框速度。隨時間f變化的

部分圖像如圖b所示。已知線框cd邊的長度與磁場寬度。相等，重力加速度g=10m/s2。

(1)求恒力尸的大小；

(2)求線框^邊的長度工；

(3)求整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。；

(4)請在圖b中畫出0.6s后線框速度隨時間變化的圖像。

20.(12分)黑洞是愛因斯坦廣義相對論預(yù)言的一種質(zhì)量極大的天體，即使光也不能逃離它的引力，因而

無法通過光學(xué)觀測直接確定黑洞的存在。但可以通過恒星運動、黑洞邊緣的吸積盤及噴流乃至弓I力波

來進行探測。已知引力常量為G,光在真空中的傳播速度為c。

(1)因為黑洞對其他天體具有強大的引力影響，可以通過其他天體的運動來推測黑洞的存在。天文

學(xué)家觀測到一恒星獨自在宇宙中做周期為G、半徑為八。的勻速圓周運動，由此猜測，圓周軌道

的中心可能有個黑洞。請利用所學(xué)知識推測該黑洞的質(zhì)量減；

(2)2019年4月10B,天文學(xué)家公布了首次直接拍攝到黑洞的照片。此次探測動用了遍布全球的8

個毫米/亞毫米波射電望遠鏡，組成了一個“事件視界望遠鏡”，該虛擬望遠鏡通過觀測黑洞邊緣

的噴射情況而得到黑洞的照片。已知此次探測中，該虛擬望遠鏡單位面積上接收到的功率為

Pi,該黑洞到地球的距離為八。求此次觀測中黑洞邊緣的噴射功率產(chǎn)；

(3)嚴格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識，但早在相對論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體

系預(yù)言過黑洞的存在。在牛頓力學(xué)中，當兩個質(zhì)量分別為"“、加2的質(zhì)點相距『時具有引力勢能

瓦G上(規(guī)定無窮遠處勢能為零)。假定黑洞是質(zhì)量分布均勻的球形天體，有一黑洞質(zhì)量

r

為請利用所學(xué)知識推測它可能的最大半徑&

第6頁/共9頁

參考答案

第一部分共14題，每題3分，共42分。

題號1234567891011121314

答案DDBACACABBABDC

第二部分共5題，共58分。

（2）①M（2分）；開關(guān)不是接在干路上，無法控制電壓表，閉合前電壓表已經(jīng)有示數(shù)，應(yīng)該將c

線接電源正極端改接至開關(guān)右端。（4分）

（3）滑動變阻器&最合適；使用R可使待測電阻兩端的電壓隨滑動頭移動趨近線性變化，方便調(diào)節(jié)使

用。（2分）

16.（1）AD（2分）；2）m\,OP=mi.OM+m2,ON（2分）

（3）結(jié)論正確；彈性碰撞動量守恒、機械能守恒，即

222

OP-mx.OM+m2,ON,OP=m1,OM+m2,ON,

12m_

解得OM--------LOP,ON——L-OP,ON=OM+OP（4分）

mim2

mim2

17.。分）

⑴由機械能守恒定律mgL（lcos37）mv2解得v2m/s（1分）

2

:（1分）

由牛頓第二定律Fmgm

解得F1.4N（1分）

⑵小球平拋運動h

解得f0.3s（1分）

Xvt（1分）

解得X0.6m（1分）

⑶小球落地時Vygt

解得“3m/s（1分）

重力的瞬時功率PmgVy（1分）解得尸3W（1分）

18.9分）

⑴由受力平衡qvoBqE解得31（3分）

Vo

⑵粒子做類平拋運動Lvot

^-at2

y

第7頁/共9頁

由牛頓第二定律qEma

1

解得qEL

y2mvS

由動能定理qEyEk-^ivo2

解得&g（3分）

2mvl

⑶粒子剛好從極板間射出，如答圖1所示，由幾何關(guān)系

2

2L,

rL-r2.J答圖1

解得L

『l

粒子偏轉(zhuǎn)角等于圓心角e

.L|解得

sine—053

r

19.（io分）

⑴由圖像可知，0-0.4s線框運動的加速度。5m/s2

由牛頓第二定律尸mgsinHma解得尸IN3

（分）

⑵線框進入磁場后勻速運動，受力平衡

FmgsinHBIL

BLv

由閉合電路歐姆定律

解得

L=0.5m（3分）

（3）由于線框和磁場等寬,線框穿過磁場的過程為勻速運

動2Dvh

解得