1、北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 1 页（共 10 页）北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 2022.1 本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。）1下表中记录了三种交通工具在某段时间中的运动情况，根据表中数据可知 交通工具 初速度/(ms-1)末速度/(ms-1)经过时间/s 自行车下坡 2 6 2 火车出站 0 20 100 飞机飞行 200 200 10 A飞机的速度变化量
2、最大 B自行车的速度变化最快 C火车的速度变化最快 D火车的加速度最大 2如图所示，把系在丝线上的带电小球 A 挂在铁架台的 P 点，带电球 C 置于铁架台旁。小球 A 静止时与带电球 C 处于同一水平线上，丝线与竖直方向的夹角为。已知小球 A 的质量为 m，重力加速度为 g，不计丝线质量，则可知小球 A 受到的静电力的大小为 Asinmg Btanmg Csinmg Dtanmg 3一正弦交变电流的 i-t 图像如图所示。下列说法正确的是 A在 t0.10s 时电流改变方向 B该交变电流的周期为0.25s C该交变电流的表达式为 i2cos10t A D将该交变电流通过一个R1的电阻，通电1
3、0s产生的热量为40J C A Pi/A t/s 0.10 0.20 0.05 0.15 0.25-2 20 北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 2 页（共 10 页）4下图是某绳波形成过程的示意图。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点 2，3，4，各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为 2cm。已知 t0 时，质点 1 开始向上运动；t0.4s 时，质点 1 到达上方最大位移处，质点 5 开始向上运动。则 A这列波传播的速度为 0.25m/s Bt1.2s 时，振动传到质点 15 Ct1.2s 时，质点 12
4、正在向下运动 Dt1.2s 时，质点 9 处于上方最大位移处 52021 年 5 月 15 日“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的 50%，质量约为地球的 10%，请通过估算判断以下说法正确的是 A火星表面的重力加速度小于 9.8m/s2 B“祝融号”火星车在火星表面所受重力大于在地球表面所受重力 C探测器在火星表面附近的环绕速度大于 7.9km/s D火星的第一宇宙速度等于地球的第一宇宙速度 6有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目（如图所示）。钢绳的一端系着座椅，另一
5、端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是 A旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力和向心力 B根据rv可知，坐在外侧的游客旋转的线速度更大 C根据2nFmr可知，“飞椅”转动的角速度越大，旋转半径越小 D若“飞椅”转动的角速度变大，钢绳上的拉力大小不变 北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 3 页（共 10 页）7质量为 m1 和 m2 的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是 A碰后两物体的
6、运动方向相同 B碰后 m2 的速度大小为 4m/s C两物体的质量之比 m1m225 D两物体的碰撞是弹性碰撞 8某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器 R 接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则 A小电动机的电阻大约为 10 B当小电动机的电压为 2.00V 时，其发热功率为 0.1W C当小电动机的电压为 2.00V 时，其电功率为 0.3W D当小电动机的电压为 3.5V 时，其对外做功的功率为 1.05W 9让氕核（11H）和氘核（21H）以相同的动能沿与电场垂直的方向进入匀强偏转电场。已知两种粒子均能离开偏转电场，不计粒
7、子的重力，则 A两种粒子进入电场时的速度相同 B两种粒子在电场中运动的加速度相同 C两种粒子离开电场时的动能相同 D两种粒子离开电场时的速度方向不同 10右图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是 A制动过程中，导体不会产生热量 B如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力 C制动力的大小与导体运动的速度无关 D为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流 序号 电压 U/V 电流
8、I/A 电动机工作状态 1 1.25 0.50 卡住未转动 2 2.00 0.20 稳定转动 3 3.5 0.30 稳定转动 A M R V t/s x/m 0 1 3 4 8 m1 2 m2 m2 m1 2 6 北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 4 页（共 10 页）二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分。每小题全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）11如图所示，一个钢球以 6m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以 6m/s 的速度水平向左运动，在这一过程中 A钢球的动能变化量
9、为 0 B钢球的动量变化量为 0 C墙壁对钢球的弹力做负功 D墙壁对钢球的弹力的冲量方向向左 12如图所示，三个同心圆是固定的点电荷 Q 周围的三个等势面，A、B、C 分别是这三个等势面上的点，且这三个点在同一条电场线上。已知这三个圆的半径关系是 rArBrC 123。现将一电荷量为+q 的试探电荷从 A 点由静止释放，试探电荷只在点电荷 Q的静电力作用下开始运动，则 A三点的电场强度大小关系是:3:2:1ABCEEE B三点的电势大小关系是ABBC C该试探电荷在三点的电势能大小关系是pppABCEEE D该试探电荷在三点的动能大小关系是kkkkCBBAEEEE 13如图所示，将非磁性材料制
10、成的圆管置于匀强磁场中，当含有大量正负离子的导电液体从管中由左向右流过磁场区域时，测得管两侧 M、N 两点之间有电势差 U。忽略离子重力影响，则 AM 点的电势高于 N 点 BN 点的电势高于 M 点 C管中导电液体的流速越大，M、N 两点之间的电势差 U 越大 D管中导电液体的离子浓度越大，M、N 两点之间的电势差 U 越大 AB C Q BNMv v v 北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 5 页（共 10 页）142021 年 10 月 16 日我国的神舟十三号载人飞船成功发射，并于当天与距地表约 400km 的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞
11、船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成交会对接。掌握径向对接能力，可以确保中国空间站同时对接多个航天器，以完成不同批次航天员在轨交接班的任务，满足中国空间站不间断长期载人生活和工作的需求。交会对接过程中神舟十三号载人飞船大致经历了以下几个阶段：进入预定轨道后经过多次变轨的远距离导引段，到达空间站后下方 52km 处；再经过多次变轨的近距离导引段到达距离空间站后下方更近的“中瞄点”；到达“中瞄点”后，边进行姿态调整，边靠近空间站，在空间站正下方 200 米处调整为垂直姿态（如图所示）；姿态调整完成后逐步向核心舱靠近，完成对接。根据上述材料，结合所学知识，判断以下说法正确的是 A远距离导引完成
12、后，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度 B近距离导引过程中，飞船的机械能将增加 C姿态调整完成后，飞船绕地球运行的周期可能大于 24 小时 D姿态调整完成后，飞船沿径向接近空间站过程中，需要控制飞船绕地球运行的角速度与空间站的角速度相同 北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 6 页（共 10 页）第二部分 三、实验题（本题共2小题，共18分。）15（9分）某同学用图 1 所示的电路测量一段金属丝 Rx 的电阻。（1）该同学将 c 点与 a 点连接，接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，测量得到多组电压 U 和电流 I，并将数据的对应点标在图 2 的坐标纸上。
13、请画出 U-I 图线，根据图线可得出该金属丝电阻的测量值 Rx_（结果保留两位有效数字）。（2）如果将 c 点与 b 点连接，重复上述实验过程，不考虑偶然误差，金属丝电阻的测量值将 （选填“变大”、“变小”或者“不变”）。（3）该实验中使用的电源电动势为 3V，内阻可不计。实验室中有两种滑动变阻器可供选择：A.滑动变阻器（05）B.滑动变阻器（0100）如果将两种滑动变阻器分别接入图 1 的电路中，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，以 R 表示滑动变阻器可接入电路的最大电阻值，以 RP 表示滑动变阻器与金属丝 Rx 并联部分的电阻值，以 U 表示 Rx 两端的电压值。在图 3 所示的三条曲线中，
14、表示滑动变阻器 A 接入电路时 U 随PRR变化的图像是_，表示滑动变阻器 B 接入电路时 U 随PRR变化的图像是_（选填“a”、“b”或“c”）。根据图像可知，本实验为了调节方便，滑动变阻器应选用 （选填“A”或“B”）。图 1 Rx R V A a b c P I/A U/V 0 0.10 0.40 0.60 3.0 0.30 1.0 0.50 0.20 2.0 图 2 U/V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.0 2.0 3.0 图 3 a b c 北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 7 页（共 10 页）16（9 分）用图 1 所示的实
15、验装置探究小车速度随时间变化的规律。（1）除小车、重物、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_（填选项代号）。A.电压可调的直流电源 B.电压合适的 50 Hz 交流电源 C.秒表 D.刻度尺 E.天平 （2）接通打点计时器电源，释放小车，小车在重物的牵引下沿直线拉动纸带，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图 2 所示，B、C、D 为纸带上标出的连续 3 个计数点（计数点之间还有点未画出），相邻计数点间的时间间隔为 0.10s。从图中数据可知，在打 C 点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。（3）计算出打纸带上各计数点时小车的速度
16、，在坐标纸上建立坐标系，描点绘制小车运动的 v-t 图像，若图像是一条倾斜的直线，则可判断小车做匀变速直线运动，其依据是_。（4）某同学在家里研究小球沿斜面的运动，想通过实验验证小球的运动是匀加速直线运动。如图 3 所示，他让小钢球沿着细管内壁从静止开始运动，用手机秒表和米尺作为测量工具，测量小球从静止开始通过不同位移所用的时间，得到下表所示的数据。如何由这些数据验证小球的速度是随时间均匀变化的？序号 1 2 3 4 5 6 7 8 位移 x/m 0.1400 0.2540 0.3370 0.4330 0.5400 0.6610 0.7460 0.8370 时间 t/s 0.49 0.66 0
17、.75 0.86 0.95 1.06 1.12 1.19 纸带 打点计时器 图 1 重物 小车 图 3 图 2 456789101112131415BCDcm北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 8 页（共 10 页）R M N v B 图 1 图 2 t v 0 图 3 t x0 AO Bh 四、计算论述题（本题共 4 小题，共 40 分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）17（9 分）2022 年第 24 届
18、冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO 为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的 A 点由静止滑下，然后从 O 点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知，着陆坡 OB 的倾角为 37，O 点与着陆点间的距离为 75m，重力加速度 g 取 10m/s2，sin370.6，cos370.8。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：（1）运动员从 O 点飞出到着陆的时间 t；（2）运动员经过 O 点时的速度大小 v；（3）A 点与 O 点的高度差 h。18（9 分）如图 1 所示，足够长的平行光滑金
19、属导轨水平放置，导轨间距为 l，左端连接一阻值为 R 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。导体棒 MN置于导轨上，其质量为 m，电阻为 r，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。不计导轨的电阻、导体棒与导轨间的摩擦。在水平拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为 v。（1）请根据法拉第电磁感应定律 Ent，推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小 EBlv。（2）若在某时刻撤去拉力，导体棒开始做减速运动，并最终停在导轨上。a.以向右为正方向，在图 2 和图 3 中定性画出撤去拉力后导体棒运动的 速度时间图像和位移时间图像；b.求导体棒减速运动过程中克服安培力
20、做的功 W，以及这一过程中电阻 R 消耗的总电能 E 电。北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 9 页（共 10 页）19（10 分）加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图 1 为回旋加速器的工作原理图。D1 和 D2 是两个中空的半圆金属盒，分别和一高频交流电源两极相连。两盒处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面。位于 D1 盒圆心附近的 A 处有一个粒子源，产生质量为 m、电荷量为+q 的带电粒子。不计粒子的初速度、重力和粒子通过两盒间的缝隙的时间，加速过程中不考虑相对论效应。（1）求所加交流电源的频率
21、f。（2）若已知半圆金属盒的半径为 R，请估算粒子离开加速器时获得的最大动能 Ekm。（3）某同学在分析带电粒子运动轨迹时，画出了如图 2 所示的轨迹图，他认为相邻轨迹间距 d 是相等的。请通过计算分析该轨迹是否合理，若不合理，请你画出合理的轨迹示意图。D1 D2 AB图 1 U 图 2 d d d A北京市西城区 20212022 学年度第一学期期末试卷 高三物理 第 10 页（共 10 页）20（12 分）蹦极是极限运动的一种。为保证安全，要研究下落最大距离与人的质量、弹性绳弹性系数、阻力等诸多因素的关系。实际情况比较复杂，可简化为如下模型：弹性绳视为轻弹簧，质量可忽略不计，弹力的大小 F
22、kx，弹性势能 Ep=212 kx，其中 x 是弹性绳的形变量，k 是劲度系数；人视为质点，始终在一竖直线上运动。已知，蹦极用弹性绳原长为 L0，劲度系数为 k，重力加速度为 g。（1）质量为 m 的人从平台由静止下落，到达 A 点时弹性绳恰好伸直，继续向下到达最低点 B，A、B 两点间距离为 d；之后又会反弹到某个高度，再下落最后停在空中。人受到的阻力与速度大小有关，速度为 0 时，阻力为 0。a.求人在 B 点时的加速度的大小及方向。b.将人、弹性绳和地球视为一个系统，求从人离开平台到停在空中的整个过程，系统损失的机械能。（2）实际上，人在运动过程中受到的空气阻力较小，可忽略不计。甲、乙两人质量分别为 m1、m2，且 m1m2，分别用同一弹性绳蹦极，以平台为原点，向下为正方向，两人下落最大位移分别为 h1、h2。图 2 所示为甲下落过程中加速度 a 与下落位移 h 之间的关系图。a.请在图 2 中画出乙下落过程中加速度与下落位移的关系图。b.类比直线运动中由 v-t 图像求位移的方法，尝试利用 a-h 图证明 h1h2。图 1 a h O h1 g图 2
