北京市东城区2024～2025学年高三上学期期末统一检测物理试题

东城区2024一2025学年度第一学期期末统一检测 高三物理 2025.1 本试卷共10页，共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，将本试卷和答题卡交回， 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目 要求的一项。 L.一小钢球从空中某位置开始做自由落体运动，落地时的速度为30m/s,g取10m/s, 则该小钢球 A,下落的高度为90m B.下落的时间为3s C.在最后1秒内的位移为20m D.全过程的平均速度为20m/s 2.如图所示，将一个质量为m的钢球放在倾角为0的固定斜面上，挡板竖直放置，钢 球处于静止状态。现将挡板沿顺时针方向缓慢旋转至水平位置，整个过程中钢球均 处于平衡状态。不考虑钢球与斜面、钢球与挡板间的摩擦力。则钢球对挡板的压力 大小F,与对斜面的压力大小F:的变化情况 AF一直减小，F一直增大 B.F,一直增大，F:一直减小 C.F,先减小后增大，F一直减小 D.F一直减小，F2先增大后减小 3.如图所示，质量分别为2kg、1kg的物块A和物块B置于光滑水平面上，中间用一 轻弹簧相连。A、B两物块在水平拉力F的作用下，一起做匀加速直线运动(A、B相 对静止)，弹簧在弹性限度内的最大伸长量为4cm,其劲度系数为100N/m。在弹 性限度内，拉力F的最大值为 AB一 A.4N B.6N C.8N D.10N 4.如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面 到悬点P的距离h不变，增大轻绳的长度。有关小球做侧周运动的周期T与轻绳 的拉力大小F,下列说法正确的是 A.T不变 B.T增大 C.F减小 D.F不变 0 高三物理第1页（共10页） 5,某次短道速滑接力赛中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面向前滑 行。待乙追上甲时，猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图所示，在乙推 甲的过程中，忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用，则 A,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小、方向都相同 B.甲、乙的动量变化量一定大小相等、方向相反 ,甲的动能增加量一定等于乙的动能减小最 D.甲和乙组成的系统机械能守恒 6,如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，■0时的波形如图中实线所示，t■1s时的 波形如图中虚线所示，P是波传播路径上的一个质点，下列说法正确的是 A,1=0时，质点P正沿y轴负方向运动 ↑wcm 10 B.质点P在个周期内的路程为5m C.该波在1s内可能向右传播了6m -x/m D.波的传播速度大小可能为4m/s -10 7,一台手摇发电机产生正弦交流电，其电流随时间1变化的规律如图所示。下列说 法正确的是 A.电流有效值为2A ↑A B.线周每秒钟转50圈 C.1=0.10s时，穿过线圈的磁通量最大 0.10 0.20 s D.=0.15s时，穿过线圈的磁通量变化率为零 -1.0- 8.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲连接电路。电源两端电压保 持不变，最初电容器不带电。单刀双掷开关S接1给电容器充电，充满电后，开关S 改接2，电流传感器得到的【一1图像如图乙所示。下列说法正确的是 l/mA 接计算机 出出出出 46 8 印 A.电容器放电过程中电阻R两端的电压保持不变 B.充电过程中电容器的电容C随极板所带电荷量增大而增大 C.仅减小电阻R的阻值，重复上述实验，1一1曲线与坐标轴所围成的面积将增大 D.仅增大电容器两极板间的距离，重复上述实验，一1曲线与坐标轴所围成的面积将减小 高三物理第2页（共10页） 9.某同学设计了可检测酒精浓度的装置，其电路原理如图所示，R、R,为定值电阻， R是一个“气敏传感器“，其阻值随所在气体环境中酒精浓度的增大而减小。检测 时，对着气敏电阻R吹气，电压表的示数为U,电流表的示数为I。吹气前后电压表 的示数变化量为△U,电流表的示数变化量为△I。若吹气时酒精浓度越大，则 R -A A.I越大 B.U越大 C.U与I的比值越大 n贺越大 10.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、V两点，且与纸面垂直，导线 中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点， c位于MN的中垂线上，且a、b、c到O点的距离均相等。下列说法正确的是 A.O点处的磁感应强度大小为零 B.O点处的磁感应强度方向由O指向( C,c点处的磁感应强度方向与Oe连线垂直 8…a6方…8 D.a,c两点处的磁感应强度的方向相同 1山.某同学为了探究电感线圈和小灯泡对电路中电流的形响，设计了如图甲所示的电 路，电路两端电压U恒定，A,、A:为完全相同的电流传感器。。时刻闭合开关S 得到如图乙所示的电流：随时间：变化的图像。电路稳定后，小灯泡发出微弱的 光。下列说法正确的是 知 A.闭合开关S时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B.曲线a描述的是电流传感器A:中电流随时间变化的规律 C.若断开开关S,小灯泡闪亮后熄灭 D.闭合开关S到电路稳定的过程中，小灯泡灯丝电阻保持不变 高三物理第3页（共10页） 12.如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知 一x=x一xA。该电子的电势能E,随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列 说法中正确的是 E,↑ 是是 甲 A.A点的电势高于B点的电势 B.电子在A点的速度大于在B点的速度 C,A点的电场强度小于B点的电场强度 D.电子从A到B的过程中静电力做的功大于从B到C的过程中静电力做的功 13.如图甲所示，倾角为a、宽度为1，电阻不计的光滑平行金属轨道足够长，整个装置 处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。轨道上端的定值电阻阻值为R,金属杆 MN的电阻为r,质量为m。将金属杆MN由静止释放，杆始终与轨道垂直且接触 良好。通过数据采集器得到电流随时间1的变化关系如图乙所示。当金属杆下 滑的位移为x时，可认为电道达到最大值i。已知。时刻的电流为，重力加速 度为g,下列说法中不正确的是 电流 传感器 数据 采集器 2计算机 B 甲 U A.磁感应强度的大小B一ngsin a B.时刻金属杆的加速度大小a=一】 C.金属杆的最大速度大小=(R+) mgsin a i(R+r) D.杆下滑位移为x的过程中，电阻R产生的焦耳热Q:=mgr sin a一2mFsm。 高三物理第4页（共10页） 14.星下点监控可实时显示卫星的运行状态。卫星和地心的连线与地球表而的交点称 为星下点，即卫星在地面上的段影点。某卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动， 其轨道如图甲中虚线所示。该卫星的监控画面如图乙所示，下方数值表示经度，曲 线是星下点的轨迹展开图，图中给出了卫是第I圈、第Ⅱ圈和第Ⅲ圈的星下点轨迹 展开图，其中P点是第I、Ⅱ圈的星下点轨迹展开图的一个交点。已知地球自转 周期为24，卫星绕行方向如图甲所示。下列说法正确的是 P 转星下点 卫星轨道 北纬23.59 卫与 赤道 南纬23.59 180°150120°906030°0°3060°90120°150180 甲 A该卫星第I,Ⅱ圈星下点经过P点的时间间隔等于该卫星的运行周期 B.根据赤道与星下点轨迹展开图的交点，可知该卫星的运行周期约1.5h C,若地球没有自转，则该卫星的星下点轨迹为一个点 D.地球静止轨道卫星的星下点轨迹可能经过P点 第二部分 本部分共6题，共58分。 15.(10分) 图1是“探究加速度与力，质量的关系”的实验装置示意图。 细绳 小车打点计时器 纸 长木板 水平桌面 图1 (1)在“探究加速度与力的关系”的实验中，应保持 (选填“小车质量”或“槽 码质量”)不变。 (2)该实验过程中操作正确的是 A.平衡小车受到的阻力时小车未连接纸带 B纸带打点时，先接通打点计时器电源，后释放小车 C.调节滑轮高度使细绳与长木板平行 高三物理第5页（共10页） (3)某同学通过正确实验操作获得一条纸带，测得各计数点到计数点1的距离如图2 所示。已知打点计时器所用交变电流的频率为50Hz,相邻两计数点间还有四 个点未画出，则小车加速度大小a= m/s(结果保留小数点后两位)。 纸带运动方向←” +6.19-→ 1289- 单位：cm 20.10 -27.82 图2 (4)在探究小车的加速度与小车质量M的关系时，采用图像法处理数据，以小车 质量的倒数后为横坐标，小车的加速度大小：为纵坐标。甲，乙两组同学分别 得到的a一图像如图3所示。 ①两图线的左下部分均可视为直线，请分析甲组同学所得直线斜率较大的原因： ②两图线的右上部分的斜率随的增大逐渐减小，请通过计算解释原因。 邦 乙 图3 16.(10分) 某学习小组对水果电池进行如下探究。 (1)将铜片和锌片插入一个苹果中，用电压表（磁电式电表，内阻约几千欧）测得铜 片与锌片间电压为0.70V。则该苹果电池的电动势E应 (选填“大 于”“等于”或“小于”)0.70V。但将四个这样的苹果电池串联起来给规格为 “2.8V0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。经检查，电源连接没有问 题，灯泡、导线、开关均无故障，猜想可能的原因是 高三物理第6页（共10页） (2)为验证上述猜想，该学习小组拟测量其中一个“苹果电池”的电动势和内阻，他 们进人实验室，找到以下器材： A.电流表A,(量程为0~0.6A,内阻为0.125n) B.电流表A,(量程为0~200A,内阻为1000Q) C.定值电阻R(阻值为250n) D.电阻箱R(0~9999n) E.导线和开关 a.经分析，该苹果电池的最大电流在0.5~1mA之间，据此该小组设计了如图1 所示的实验电路图，并用定值电阻R。对电流表 (选填“A”或“A”)进 行改装，改装后的量程为 mA: R R 图1 b.改变电阻箱R的阻值，用上述电路测得几组流经苹果电池的电流I(A)、电阻箱的 读数R(Q)。以R(n)为横坐标，以(A-)为纵坐标作出的图线为一条直线，如图2 所示。根据图线求得其斜率k=1.0A·Ω1，纵轴截距b=1.2×10°A, 可知该苹果电池的电动势E= V,内阻r= kn R 图2 高三物里第7页（共10页） 17.(9分) 如图所示，长为L的轻质绝缘细线上端固定在O点，下端拴一带电小球，小球 质量为m,所带电荷量为？。系统处于水平向右的匀强电场中，小球静止在A点 时，细线与竖直方向的夹角为0=45°。现将小球拉至与)点等高的B点，由静止 释放。重力加速度为g,求： (1)电场强度大小E: 0 (2)A、B两点间的电势差UM: E (3)小球运动到A点时的动能E。 18.(9分) 如图所示为扇形磁场质量分析器的原理简化图，整个装置处于高真空环境。 某粒子源（图中未画出）发出两种带电粒子，所带电荷量均为9，质量分别为m、 m:。两粒子由静止开始经加速电压U加速后沿直线进入三角形匀强磁场区，磁场 方向垂直于轨迹所在平面（纸而），磁感应强度大小为B。质量为m1的粒子1离开 磁场区域，经过出口狭缝，到达检测器，如图中实线所示，带电粒子2的轨迹如图中 虚线所示，不计粒子重力及粒子间的相互作用力 一用 加速后的粒子 人口狭缝 磁场区 检测器 出口猴缝 (1)求粒子1进人磁场区时的速度大小： (2)求粒子1轨迹所在圆的半径r: (3)为了使粒子2能够通过出口狭缝打到检测器上，分析应如何调节实验参数？ (写出两种方法) 高三物现第8页（共10） 19.(10分) 地球质量为M,半径为R,地球自转角速度为m,万有引力常量为G。不计地 球大气对卫星的作用. (1)现发射一颗质量为m,绕地球做匀速圆周运动的近地卫是（不计卫星距地面的 高度)，求卫星的运行速度v的大小 (2)设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，始终与地球自 转同步，如图所示。这种太空电梯可用于低成本发射卫星，其发射方法是将卫 星通过太空电梯匀速提升到某高度，然后启动推进装置将卫星从太空电梯发射 出去。 设在某次发射时，质量为m。的卫星在太空电梯中缓慢上升，该卫星在上 升到距地心kR(>1)的位置A处意外地和太空电梯脱离而进人太空。卫星 脱离时的速度可认为等于太空电梯上该位置处的线速度。已知质量为：和 m:的两个质点，距离为r时的引力势能表达式为E。=一Gmm a.求该卫星脱离时的速度大小A: b.结合开普勒定律，请说明如何判断卫星脱离后是否会撞击地球表面。（不必 求解具体结果，但要写出判断所需的方程，并指出需要求解哪个物理量，说明 如何判断。) 赤道 太空电梯 R 0 高三物理第9页（共10页） 20.(10分) 类比是研究问题的常用方法。 (1)情境1：已知一段导体两端的电势分别为和，且9<g。导体的电阻率为 ,横截面积为S,长度为工，请根据欧姆定律与电阻定律，推导通过导体的电 流的表达式 (2)情境2：热传导是由于温度差引起的热量传递现象，其本质是由物质中大量做 热运动的分子互相撞击，从而使能量从物体的高温部分传至低温部分。 如图甲所示，某传热介质的横截面积为S,两端的温度分别为T,和T,且 T<T,类比电流的定义式=9，定义“热流”（热传导速率）为单位时间内 △ 通过传热介质某一横截面积的热量是。已知其他条件一定时，中正比于温差 (T:一T)。定义“热阻”为物体两端温度差与热流的比值，对于热流经过的截 面积不变的传热介质，热阻尺=·专。其中L为沿热流方向的介质长度，S 为垂直于热流方向传热介质的截面积，k为传热材料的热阻率。 a,类比电流1与电势差（一）的关系，试推导热流中的表达式： b.两根金属棒A,B尺寸相同，其中km=2k。现将A,B两金属棒先后串 联、并联在温度恒定的低温热源和高温热源之间，如图乙所示。低温热源，高温 热源的温度分别为T、T,且T<T:。当A,B串联使用时，热源之间各处热 流均相等：A,B并联使用时，总热流等于流过金属棒A,B的热流之和，求将A、 B串联使用时与并联使用时两热源之间的总热流之比中：中摩。不计金属棒 侧面与外界进行的热量交换。 A B 源石 甲 乙 高三物现第10页（共10页）