1、北京市石景山区2021届高三物理上学期期末考试试题第卷（共42分）图 1FOAB一、本题共14小题，每小题3分，共42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 如图1所示，质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F拉动绳的中点O缓慢移动一小段距离。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点缓慢向左移动的过程中AF逐渐变大，T逐渐变大BF逐渐变大，T逐渐变小CF逐渐变小，T逐渐变大DF逐渐变小，T逐渐变小Ovtt1图 22 如图2所示，实线为一次实验中小车运动的v-t图像，为了简化计算，用虚线作近似处理，下列表述正确的是A小车做曲线运动B在t1时刻由虚线计算出的加速度比实
2、际的小C在0t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的小D用虚线作近似处理，改变了小车的运动描述，按照虚线计算出的位移与实际位移会有很大偏差，此做法不合理图 3槽码气垫导轨数字计时器光电门1光电门2遮光条滑块刻度尺3 如图3所示，为了测定气垫导轨上滑块运动的加速度，在滑块上安装了宽度为d的遮光条。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间t1，通过第二个光电门的时间t2，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t，则可估算滑块加速度的大小为A B CDyxOv图 44 一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A，频率为f，在t=t0时刻
3、波形如图4所示，则x=0处质点的运动方程为ABCD图 55 地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年。如图5所示，若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为r1，线速度大小为v1，加速度大小为a1；在远日点与太阳中心的距离为r2，线速度大小为v2，加速度大小为a2。则Av1v2，a1:a2=r2:r1Cv1v2，a1:a2=r22:r126 一小船在河中Oxy平面内运动的轨迹如图6所示，下列判断正确的是A若小船在x方向上始终匀速运动，图 6Oyx则在y方向上先加速运动后减速运动B
4、若小船在y方向上始终匀速运动，则在x方向上先加速运动后减速运动C若小船在y方向上始终匀速运动，则在x方向上先减速运动后加速运动D若小船在x方向上始终匀速运动，则在y方向上也一直匀速运动图7ABv7 如图7所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B放在小车右端，且始终相对于小车静止。B与小车平板间的动摩擦因数为，若观察到细线偏离竖直方向角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为A，斜向右上方B，斜向左上方Cmgtan，水平向右Dmg，竖直向上图 8PQ8 真空中两个点电荷所带电荷量相等，其电场的等势面如图8所示，图中相邻等势面间电势差相等。下
5、列说法正确的是A这两个点电荷电性相同，一定都是正电荷BP点的场强一定比Q点的场强大CP点电势一定比Q点电势低D正检验电荷在P点的电势能一定比在Q点的电势能大9 如图9所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA和QB。对于上述实验，下列判断正确的是图 9AQAQB，QA为正电荷BQA=QB，QA为负电荷CQAm2，r1=r2 Cm1m2，r1r2 （2）下列关于实验的说法正确的是A轨道需要光滑无摩擦且末端需要保持水平 B通过测量小球做平抛运动的水平位移间接实现测定小球
6、碰撞前后的速度C用半径尽量小的圆把小球的多次落点圈起来，圆心可视为其落点的平均位置 D若实验结果，则两球在碰撞前后动量守恒16（12分）用伏安法测某金属丝的电阻Rx（约为5）。现有电池组（电动势3V，内阻约1）、滑动变阻器R0（020，额定电流2A）、双量程电流表（00.6A，内阻约0.125；03A，内阻约0.025）、双量程电压表（03V，内阻约3k；015V，内阻约15k）、开关、导线若干。 （1）为减小测量误差，该实验中，电流表量程应选用_(选填“00.6A”或“03A”)，电压表量程应选用_(选填“03V”或“015V” )。（2）在图15（a）中选择测量Rx的电路原理图_(选填“甲
7、”或“乙” )，并在图15（b）中完成相应的实物连线图。图15（b）RxR0AVE甲乙RxR0AVE图15（a） （3）如图16所示，请利用实验数据绘出电阻Rx的U-I图线。由图线可得金属丝的阻值Rx=_（保留两位有效数字）。U/VI/A00.10.20.30.40.50.60.51.52.52.01.0图 16ABCD（4）实验中，在不损坏电表的前提下，随着滑动变阻器滑片移动的距离x的变化，电池组的总功率P也会发生变化。下列能正确反映P-x关系的是 三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。1
8、7（9分）一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场。（1）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径；（2）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期；（3）若粒子质量m=1.6710-27 kg、电荷量q=1.610-19 C，初速度v=5105 m/s，磁感应强度B=0.2T，通过计算说明为什么研究粒子在磁场中运动时可以忽略粒子所受的重力。18（9分）如图17（甲）所示，在倾角为的斜面顶端O点，以初速度v0水平抛出一小球，小球落到斜面上的P点，不计空气阻力。（1）求小球从O点抛出至落到P点过程中所用的时间t；（2）求小球落到P点时重力的瞬时功率；（3
9、）如图17（乙）所示，某楼梯台阶的竖直高度均为0.15m，水平宽度均为0.30m。若某小球自楼梯的平台上以v=2m/s的速度水平飞出，求小球第一次到达台阶的位置。(g=10m/s2) 图 17（甲）Ov0Pv1324图17（乙）19（10分）如图18(甲)所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ，距离为L，与左侧M、P间连接的电阻R构成一个固定的水平U型导体框架，导轨电阻不计且足够长。框架置于一个方向竖直向下、范围足够大的匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场左侧边界是OO。质量为m、电阻为r、长度为L的导体棒垂直放置在两导轨上，并与导轨接触良好，给导体棒一个水平向右的初速度v0进入磁场区域，求：（1
10、）导体棒进入磁场瞬间加速度的大小a0；（2）导体棒运动全过程中电阻R上产生的热量Q；（3）推导导体棒的速度v与其位移x的关系，并在图18(乙)中画出图线，标出关键坐标。图18MPOQxv0ON(甲)R(乙)vxOBOx1x图1920（12分）如图19所示，在光滑水平桌面上，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计，劲度系数为k，物块（可视为质点）的质量为m，静止在O点，此时弹簧处于原长状态。以O点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立坐标系O-x。用力F将物块从O点缓慢向右拉至某一位置x1处，弹簧始终处于弹性限度内。0.19L图 20（1）请画出F随物块位移x变化的示意图；并根据F-x
11、图像求物块沿x轴从O点运动到位置x1的过程中力F所做的功。（2）在位置x1处将力F撤掉，证明力F撤掉后物块做简谐运动。（3）证明力F撤掉后物块做简谐运动的机械能与振幅的平方成正比。（4）在摆角很小的情况下，单摆的运动是简谐运动。如图20所示，一单摆的摆长为L，在悬点的正下方0.19L处有一小钉，设摆角很小，求单摆的左右两侧振幅之比。北京市石景山区20202021学年第一学期高三期末物理试卷答案及评分参考一、选择题（每小题3分，共42分） 2021年1月题号1234567891011121314答案A C CBDBABDAD AAC二、实验题（共18分）15（1）B（3分） （2）BC（3分）1
12、6（1）00.6A（2分）03V（2分）（2）甲，实物连线图如答图1所示。（4分）答图1 （3）U-I图线如答图2所示，（1分）Rx=4.5（保留两位有效数字）。（1分）U/VI/A00.10.20.30.40.50.60.51.52.52.01.0答图2（4）B（2分） 三、计算题（共4小题，共40分）17（9分）（1）由，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径 (3分)（2）由，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 (3分)（3）由，；即，所以研究粒子在磁场中的运动时可以忽略粒子所受的重力 (3分)18.（9分）（1）由，解得 (3分)（2）由，解得 (3分)v1324答图4（3）如答图4所示，
13、以O点为坐标原点建立直角坐标系，竖直向下为y轴正方向，水平向右为x轴正方向，则所有台阶末端连线的直线方程为，小球一定落在平抛轨迹与该直线交点的下方台阶上。由，；解得交点坐标（0.4m，0.2m），故小球首先落在第二级台阶上，y=0.3m，x=2t，求得小球第一次到达台阶的位置为坐标（，）处 (3分)19（10分）（1）由，解得导体棒进入磁场瞬间 (3分)（2）电阻R与电阻r串联，据Q=I2Rt，可得又解得 (3分) （3）由动量定理答图5vxOv00，解得，即导体棒速度v与位移x成线性关系。其图像如答图5所示 (4分)20（12分）（1）F随物块位移x变化的示意图如答图6所示。由图像面积力F所做的功 (3分)（2）将力F撤掉，物块只受弹簧弹力，大小与物块离O点的位移x大小成正比，方向总指向O点，故力F撤掉后物块以O点为平衡位置做简谐运动 (3分)答图6Fxx1O（3）由机械能守恒， (3分) （4）在摆角很小的情况下，单摆的运动为简谐运动，又因为机械能守恒，即 (3分)
