2024-2025學(xué)年北京市東城區(qū)高三（上）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學(xué)年北京市東城區(qū)高三（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共14小題，共42分。1.一小鋼球從空中某位置開始做自由落體運動，落地時的速度為30m/s，g取10m/s2。則該小鋼球(

)A.下落的高度為90m B.下落的時間為3s

C.在最后1秒內(nèi)的位移為20m D.全過程的平均速度為20m/s2.如圖所示，將一個質(zhì)量為m的鋼球放在傾角為θ的固定斜面上，擋板豎直放置，鋼球處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將擋板沿順時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)至水平位置，整個過程中鋼球均處于平衡狀態(tài)。不考慮鋼球與斜面、鋼球與擋板間的摩擦力。則鋼球?qū)醢宓膲毫Υ笮1與對斜面的壓力大小F2的變化情況(

)A.F1一直減小，F(xiàn)2一直增大 B.F1一直增大，F(xiàn)2一直減小

C.F1先減小后增大，F(xiàn)2一直減小3.如圖所示，質(zhì)量分別為2kg、1kg的物塊A和物塊B置于光滑水平面上，中間用一輕彈簧相連。A、B兩物塊在水平拉力F的作用下，一起做勻加速直線運動(A、B相對靜止)，彈簧在彈性限度內(nèi)的最大伸長量為4cm，其勁度系數(shù)為100N/m。在彈性限度內(nèi)，拉力F的最大值為(

)A.4N B.6N C.8N D.10N4.如圖所示，質(zhì)量為m的小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。若保持軌跡所在水平面到懸點P的距離?不變，增大輕繩的長度l。有關(guān)小球做圓周運動的周期T與輕繩的拉力大小F，下列說法正確的是(

)A.T不變

B.T增大

C.F減小

D.F不變5.某次短道速滑接力賽中，“接棒”的運動員甲提前站在“交棒”的運動員乙前面向前滑行。待乙追上甲時，猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出，如圖所示。在乙推甲的過程中，忽略運動員與冰面在水平方向上的相互作用，則(

)A.甲對乙的沖量與乙對甲的沖量大小、方向都相同

B.甲、乙的動量變化量一定大小相等、方向相反

C.甲的動能增加量一定等于乙的動能減小量

D.甲和乙組成的系統(tǒng)機械能守恒6.如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時的波形如圖中實線所示，t=1s時的波形如圖中虛線所示，P是波傳播路徑上的一個質(zhì)點，下列說法正確的是(

)A.t=0時，質(zhì)點P正沿y軸負(fù)方向運動

B.質(zhì)點P在一個周期內(nèi)的路程為5m

C.該波在1s內(nèi)可能向右傳播了6m

D.波的傳播速度大小可能為4m/s7.一臺手搖發(fā)電機產(chǎn)生正弦交流電，其電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是(

)A.電流有效值為2A

B.線圈每秒鐘轉(zhuǎn)50圈

C.t=0.10s時，穿過線圈的磁通量最大

D.8.在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖甲連接電路。電源兩端電壓保持不變，最初電容器不帶電。單刀雙擲開關(guān)S接1給電容器充電，充滿電后，開關(guān)S改接2，電流傳感器得到的I?t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(

)

A.電容器放電過程中電阻R兩端的電壓保持不變

B.充電過程中電容器的電容C隨極板所帶電荷量增大而增大

C.僅減小電阻R的阻值，重復(fù)上述實驗，I?t曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將增大

D.僅增大電容器兩極板間的距離，重復(fù)上述實驗，I?t曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將減小9.某同學(xué)設(shè)計了可檢測酒精濃度的裝置，其電路原理如圖所示。R1、R2為定值電阻，R是一個“氣敏傳感器”，其阻值隨所在氣體環(huán)境中酒精濃度的增大而減小。檢測時，對著氣敏電阻R吹氣，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I。吹氣前后電壓表的示數(shù)變化量為ΔU，電流表的示數(shù)變化量為ΔI。若吹氣時酒精濃度越大，則(

)A.I越大 B.U越大 C.U與I的比值越大 D.ΔUΔI10.如圖所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c位于MN的中垂線上，且a、b、c到O點的距離均相等。下列說法正確的是(

)A.O點處的磁感應(yīng)強度大小為零 B.O點處的磁感應(yīng)強度方向由O指向c

C.c點處的磁感應(yīng)強度方向與Oc連線垂直 D.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度的方向相同11.某同學(xué)為了探究電感線圈和小燈泡對電路中電流的影響，設(shè)計了如圖甲所示的電路，電路兩端電壓U恒定，A1、A2為完全相同的電流傳感器。t0時刻閉合開關(guān)S得到如圖乙所示的電流i隨時間t變化的圖像。電路穩(wěn)定后，小燈泡發(fā)出微弱的光。下列說法正確的是(

)

A.閉合開關(guān)S時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零

B.曲線a描述的是電流傳感器A2中電流隨時間變化的規(guī)律

C.若斷開開關(guān)S，小燈泡閃亮后熄滅

D.閉合開關(guān)S12.如圖甲所示，電子僅在靜電力作用下沿x軸正方向運動，經(jīng)過A、B、C三點，已知xC?xB=xB?A.A點的電勢高于B點的電勢

B.電子在A點的速度大于在B點的速度

C.A點的電場強度小于B點的電場強度

D.電子從A到B的過程中靜電力做的功大于從B到C的過程中靜電力做的功13.如圖甲所示，傾角為α、寬度為l、電阻不計的光滑平行金屬軌道足夠長，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中。軌道上端的定值電阻阻值為R，金屬桿MN的電阻為r，質(zhì)量為m。將金屬桿MN由靜止釋放，桿始終與軌道垂直且接觸良好。通過數(shù)據(jù)采集器得到電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)金屬桿下滑的位移為x時，可認(rèn)為電流達到最大值i1。已知t0時刻的電流為i0，重力加速度為g，下列說法中不正確的是(

)

A.磁感應(yīng)強度的大小B=mgsinαi1l

B.t0時刻金屬桿的加速度大小a=i1?i0i114.星下點監(jiān)控可實時顯示衛(wèi)星的運行狀態(tài)。衛(wèi)星和地心的連線與地球表面的交點稱為星下點，即衛(wèi)星在地面上的投影點。某衛(wèi)星繞地球的運動可視為勻速圓周運動，其軌道如圖甲中虛線所示。該衛(wèi)星的監(jiān)控畫面如圖乙所示，下方數(shù)值表示經(jīng)度，曲線是星下點的軌跡展開圖，圖中給出了衛(wèi)星第Ⅰ圈、第Ⅱ圈和第Ⅲ圈的星下點軌跡展開圖，其中P點是第Ⅰ、Ⅱ圈的星下點軌跡展開圖的一個交點。已知地球自轉(zhuǎn)周期為24?，衛(wèi)星繞行方向如圖甲所示。下列說法正確的是(

)

A.該衛(wèi)星第Ⅰ、Ⅱ圈星下點經(jīng)過P點的時間間隔等于該衛(wèi)星的運行周期

B.根據(jù)赤道與星下點軌跡展開圖的交點，可知該衛(wèi)星的運行周期約1.5?

C.若地球沒有自轉(zhuǎn)，則該衛(wèi)星的星下點軌跡為一個點

D.地球靜止軌道衛(wèi)星的星下點軌跡可能經(jīng)過P點二、實驗題：本大題共2小題，共20分。15.如圖1是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。

(1)在“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗中，應(yīng)保持______(選填“小車質(zhì)量”或“槽碼質(zhì)量”)不變。

(2)該實驗過程中操作正確的是______。

A.平衡小車受到的阻力時小車未連接紙帶

B.紙帶打點時，先接通打點計時器電源，后釋放小車

C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細繩與長木板平行

(3)某同學(xué)通過正確實驗操作獲得一條紙帶，測得各計數(shù)點到計數(shù)點1的距離如圖2所示。已知打點計時器所用交變電流的頻率為50Hz，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出，則小車加速度大小a=______m/s2(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位)。

(4)在探究小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系時，采用圖像法處理數(shù)據(jù)，以小車質(zhì)量的倒數(shù)1M為橫坐標(biāo)，小車的加速度大小a為縱坐標(biāo)。甲、乙兩組同學(xué)分別得到的a?1M圖像如圖3所示。

①兩圖線的左下部分均可視為直線，請分析甲組同學(xué)所得直線斜率較大的原因；

②16.某學(xué)習(xí)小組對水果電池進行如下探究。

(1)將銅片和鋅片插入一個蘋果中，用電壓表(磁電式電表，內(nèi)阻約幾千歐)測得銅片與鋅片間電壓為0.70V。則該蘋果電池的電動勢E應(yīng)______(選填“大于”“等于”或“小于”)0.70V。但將四個這樣的蘋果電池串聯(lián)起來給規(guī)格為“2.8V?0.5A”的小燈泡供電時，燈泡并不發(fā)光。經(jīng)檢查，電源連接沒有問題，燈泡、導(dǎo)線、開關(guān)均無故障，猜想可能的原因是______。

(2)為驗證上述猜想，該學(xué)習(xí)小組擬測量其中一個“蘋果電池”的電動勢和內(nèi)阻，他們進入實驗室，找到以下器材：

A.電流表A1(量程為0～0.6A，內(nèi)阻為0.125Ω)

B.電流表A2(量程為0～200μA，內(nèi)阻為1000Ω)

C.定值電阻R0(阻值為250Ω)

D.電阻箱R(0～9999Ω)

E.導(dǎo)線和開關(guān)

a.經(jīng)分析，該蘋果電池的最大電流在0.5～1mA之間，據(jù)此該小組設(shè)計了如圖1所示的實驗電路圖，并用定值電阻R0對電流表______(選填“A1”或“A2”)進行改裝，改裝后的量程為______mA；

b.改變電阻箱R的阻值，用上述電路測得幾組流經(jīng)蘋果電池的電流I(A)、電阻箱的讀數(shù)R(Ω)。以R(Ω)為橫坐標(biāo)，以1I(A?1)為縱坐標(biāo)作出的圖線為一條直線，如圖2所示。根據(jù)圖線求得其斜率k=1.0A?1三、計算題：本大題共4小題，共38分。17.如圖所示，長為L的輕質(zhì)絕緣細線上端固定在O點，下端拴一帶電小球，小球質(zhì)量為m，所帶電荷量為q。系統(tǒng)處于水平向右的勻強電場中，小球靜止在A點時，細線與豎直方向的夾角為θ=45°?，F(xiàn)將小球拉至與O點等高的B點，由靜止釋放。重力加速度為g，求：

(1)電場強度大小E；

(2)A、B兩點間的電勢差UAB；

(3)小球運動到A點時的動能Ek。18.如圖所示為扇形磁場質(zhì)量分析器的原理簡化圖，整個裝置處于高真空環(huán)境。

某粒子源(圖中未畫出)發(fā)出兩種帶電粒子，所帶電荷量均為q，質(zhì)量分別為m1、m2。兩粒子由靜止開始經(jīng)加速電壓U加速后沿直線進入三角形勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直于軌跡所在平面(紙面)，磁感應(yīng)強度大小為B。質(zhì)量為m1的粒子1離開磁場區(qū)域，經(jīng)過出口狹縫，到達檢測器，如圖中實線所示，帶電粒子2的軌跡如圖中虛線所示。不計粒子重力及粒子間的相互作用力。

(1)求粒子1進入磁場區(qū)時的速度大小v1；

(2)求粒子1軌跡所在圓的半徑r；

(3)為了使粒子2能夠通過出口狹縫打到檢測器上，分析應(yīng)如何調(diào)節(jié)實驗參數(shù)？(19.地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，萬有引力常量為G。不計地球大氣對衛(wèi)星的作用。

(1)現(xiàn)發(fā)射一顆質(zhì)量為m，繞地球做勻速圓周運動的近地衛(wèi)星(不計衛(wèi)星距地面的高度)，求衛(wèi)星的運行速度v的大小。

(2)設(shè)想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面延伸到太空的輕質(zhì)電梯，始終與地球自轉(zhuǎn)同步，如圖所示。這種太空電梯可用于低成本發(fā)射衛(wèi)星，其發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯勻速提升到某高度，然后啟動推進裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去。

設(shè)在某次發(fā)射時，質(zhì)量為m0的衛(wèi)星在太空電梯中緩慢上升，該衛(wèi)星在上升到距地心kR(k>1)的位置A處意外地和太空電梯脫離而進入太空。衛(wèi)星脫離時的速度可認(rèn)為等于太空電梯上該位置處的線速度。已知質(zhì)量為m1和m2的兩個質(zhì)點，距離為r時的引力勢能表達式為Ep=?Gm1m2r。

a.求該衛(wèi)星脫離時的速度大小v20.類比是研究問題的常用方法。

(1)情境1：已知一段導(dǎo)體兩端的電勢分別為φ1和φ2，且φ1<φ2。導(dǎo)體的電阻率為ρ，橫截面積為S，長度為L。請根據(jù)歐姆定律與電阻定律，推導(dǎo)通過導(dǎo)體的電流I的表達式。

(2)情境2：熱傳導(dǎo)是由于溫度差引起的熱量傳遞現(xiàn)象，其本質(zhì)是由物質(zhì)中大量做熱運動的分子互相撞擊，從而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分。如圖甲所示，某傳熱介質(zhì)的橫截面積為S，兩端的溫度分別為T1和T2，且T1<T2。類比電流的定義式I=ΔqΔt，定義“熱流”Φ(熱傳導(dǎo)速率)為單位時間內(nèi)通過傳熱介質(zhì)某一橫截面積的熱量ΔQΔt。已知其他條件一定時，Φ正比于溫差(T2?T1)。定義“熱阻”為物體兩端溫度差與熱流的比值，對于熱流經(jīng)過的截面積不變的傳熱介質(zhì)，熱阻Rtb=k?LS。其中L為沿?zé)崃鞣较虻慕橘|(zhì)長度，S為垂直于熱流方向傳熱介質(zhì)的截面積，k為傳熱材料的熱阻率。

a.類比電流I與電勢差(φ2?φ1)的關(guān)系，試推導(dǎo)熱流Φ的表達式；

b.兩根金屬棒A、B尺寸相同，其中kB=2k參考答案1.B

2.C

3.B

4.A

5.B

6.C

7.D

8.D

9.A

10.D

11.C

12.D

13.D

14.B

15.小車質(zhì)量

BC

0.51

16.大于

蘋果電池的內(nèi)阻太大，接燈泡時電流太上，功率小無法發(fā)光

A2

0?1

1.0

1.017.解：(1)對帶電小球受力分析，如圖所示：

由平衡條件可得：

Tcosθ=mg，

Tsinθ=Eq，

聯(lián)立可得：

E=mgq；

(2)由勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系可得：

UAB=E?L(1?sinθ)，

由(1)可知：

E=mgq，

聯(lián)立可得：

UAB=(2?2)mgL2q；

(3)根據(jù)動能定理可得：

mgLcosθ?EqL(1?sinθ)=Ek?0，

解得：Ek=(2?1)mgL；

答：(1)電場強度大小E18.解：(1)根據(jù)動能定理

qU=12m1v12

解得

v1=2qUm1

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力

qv1B=m1v12r

解得

r=1B2m1Uq

(3)為了使粒子2能夠通過出口狹縫打到檢測器上，需要減小粒子的運動半徑，根據(jù)(2)的結(jié)果可知，可以減小加速電壓U19.解：(1)近地衛(wèi)星不計衛(wèi)星距地面的高度，則衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑等于地球的半徑R，

萬有引力提供向心力，