北京市西城区2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题

北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷 高三物理 2025.1 本试卷共9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。） 1.一辆汽车启动后在10s内速度达到80kamh,一列火车启动后达到这个速度需要60s,两 车均可视为做匀变速直线运动。下列说法正确的是 A.汽车的加速度大 B.火车的加速度大 C.汽车通过的位移大 D,火车的平均速度大 2.弹簧振子沿水平方向运动，其振动图像如图所示。下列说法正确的是 A.振子的周期为6s x/cm B.振子的振幅为2cm C.t=1s时，振子的加速度最大 D.t=2s时，振子的速度为0 3,如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁 架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为α，两球球心在同一水平线上。若小 球A的电荷量为gA,小球B的电荷量为9B,重力加速度为g。下列说法正确的是 A小球B带负电 B.小球B受到的静电力大小为mgtana C小球B受到丝线的拉力大小为mgcosa D.小球B所在位置的电场强度大小为mg tan c 9A 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理第1页（共9页） 4.如图所示，理想变压器原线圈接在Umsin(a+p)的交流电源上。副线圈接有两个相同 的灯泡L,和L2。开始时，开关S断开。当$闭合后，下列说油正确的是 众.灯泡L,两端的电压减小 B通过灯泡L1的电流增大 C原线圈中的电流减小 D.变压器的输入功率增大 5.如图所示，质量相同的三个小物块α、b、c处在同一高度，光滑斜面固定在水平地面上。 将a和b由静止释放，同时将6沿水平方向抛出。不计空气阻力，下列说法正确的是 A.三个物块同时落地 B.三个物块动能的变化量相同 C.三个物块落地前瞬间的动能相同 D.重力对三个物块的冲量相同 6.把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水 平面内做匀速圆周运动，如图所示。若圆周运动的半径越大，则小球 A,对漏斗壁的压力越大 B,加速度越小 C.角速度越小 D.线速度越小 7.一种发电装置如图所示。一对水平放置的平行金属板A、B之间有很强的磁场，将一束 等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度)沿垂直于磁场的 方向射入磁场，A、B就是直流电源的两个电极。下列说法正确的是 A,A板的电势高于B板 B.仅增大等离子体的速度，电源的电动势增大 C.仅增大两极板的面积，电源的电动势增大 D,仅增大两极板的间距，电源的电动势不变 等离子体 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理！ 8.若地球是质量均匀分布的球体，测得两极附近的重力加速度为g1,赤道附近的重力加 速度为g2。在赤道地面上，一个质量为m的物体随地球自转。则物体 A.受到的万有引力大小等于mg2 B.对地面的压力大小等于mg C.受到的向心力大小等于mg1 D.受到的合力大小等于mg,-mg2 9.在水平面上，质量为m、速度大小为)的A球与质量为3m的静止的B球发生正碰。 碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的。下列说法正确的是 A,碰撞后A球的速度一定反向 .碰撞后B球的速度大小可能是0.600 色 碰撞过程A球对B球的冲量最大值为1.5mo D.碰撞过程两球损失的机械能最多为0.5mo2 10.如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点，E、F是N连线中垂线上的两 点，O为EF、MN的交点。一带负电的试探电荷在E点由静止释放后，仅在静电力作 用下，恰好运动至F点。若两个点电荷的电荷量均变为原来的两倍，则 A,E点的电场强度变为原来的4倍 E B.E点和O点的电势差变为原来的√2倍 N C.试探电荷运动到O点的动能变为原来的4倍 D。试探电荷运动到尸点的时间变为原来的方倍 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.如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一导体圆环。规定磁场向上为正， 磁感应强度B随时间1按图乙变化，则导体圆环 B/T A.在0-2s内感应电流方向不变 B.在1=1s时感应电流为零 C.在2~4s内感应电流大小不变 D在2~4s内有收缩趋势 北京市西城区20242025学年度第一学期期末试卷高三物理第3页（共9页） 12.某型号酒精测试仪的工作原理如图所示，R1为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的 增大而减小，R为定值电阻。测试仪在使用前先进行调零，即当气体中的酒精浓度为 0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为6。调零后保持R2滑片的位置不 变。测试时，当气体中的酒精浓度达到判定酒驾的临界浓度时，报警器启动报警。下 列说法正确的是 A,报警器报警时，电压表示数大于% B.气体中酒精浓度越大，电路中的电流越小 C.若电源的内阻增大，电动势不变，调零时应将R滑片向左移 R D.若电源的内阻增大，电动势不变，使用前未重新调零，会导 致启动报警时酒精浓度比临界浓度大 13,蹦极是一种极限运动，可简化为如下模型：弹性绳拉伸时可视为轻弹簧，弹性势能 B,=公2，其中x是弹性绳的形变量，k是劲度系数：人视为质点，从0点开始自由 下落，始终在一竖直线上运动。人在运动过程中受到的空气阻力忽略不计。若人的质 量越大，则 A.人向下运动的最大速度越小 B.人向下运动的最大速度越大 C.人在最低点时的加速度越小 D.人在最低点时的加速度越大 14.利用声波将物体悬浮在空中的技术在多领域有应用前景。某悬浮装置的示意图如图所 示，上方为超声波发射端，下方为反射端。发射端发出单一频率的超声波与经反射端 反射回的同频率的超声波叠加。调节反射端与发射端的间距达到合适的距离时，各质 点的振幅不随时间变化，称为驻波。驻波中振幅最小的地方称为波节，理论表明，发 射端和反射端都为波节。在超声波频率一定的情况下，波节的位置是确定的。驻波形 成后，一些轻小物体就可以悬浮在轴线上相邻波节的中点位置。下列说法正确的是 A,发射端与反射端的距离应等于超声波波长的整数倍 B.悬浮位置间的最小距离小于超声波的波长 超声发射端 C.悬浮位置间的最小距离与超声波的频率成反比 D.增大超声波的频率，为使悬浮位置的数目不变 轴线 必须增大发射端与反射端的距离 超声反射端 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理第4页（共9页） 第二部分 三、实验题（本题共2小题，共18分。） 15.(8分) 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示 的电路进行实验，观察电容器充、放电过程。 (1)先将开关S接1，观察到电流表示数 A.逐渐增大到某一值后保持不变 B.逐渐增大到某一值后迅速减小 C.迅速增大到某一值后保持不变 D.迅速增大到某一值后逐渐减小 图1 I/mA 0.6 (2)待电压表示数稳定后，将开关S接2，测得 电流随时间变化的图线如图2所示。则放电 0.4 过程中通过R的电荷量Q1= 0.2 (结果保留2位有效数字)。 0 1015 201s 图2 (3)该同学在分析数据时，用电容器的电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷 量Q2,他发现Q与Q2有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判 断2 2(选填“>”或“<”)，产生这一差异是由于 的影 响（选填“电流表”、“电压表”或“电阻”）。 16.(10分) 某同学利用如图1所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。 小车纸带 打点计时器 砂和桶日 图1 (1)除小车、砂和桶、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的 器材中，必须使用的有 (填选项前的字母)。 A.电压可调的直流电源 B.电压合适的50Hz交流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理 第而（共Q而1 (2)在设计“探究加速度与力的关系”的实验时，需要思考如何测“力”。为简化“力” 的测量，在 后，小车受到的合力等于绳的拉力，在 后，可以认为 绳的拉力近似等于砂和桶的总重力。（填选项前的字母） A,调整木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动 B,调节滑轮的高度，使细绳与木板平行 C.使砂和桶的总质量远小于小车的质量 (3)将打点计时器接在电源上，某次实验得到的纸带及部分实验数据如图2所示，相邻计 数点间有四个点未画出.则小车的加速度a= m/s2(结果保留2位有效数字)。 单位：cm 6.19 6.70 7.2 7.72 图2 (4)最早出现的验证牛顿第二定律的设备是“阿特伍德机”，某同学改造后的装置如图3 所示，质量均为M的重物A、B通过细绳连接，挂在滑轮上。将质量为m的物块C套 挂在A的上方，三个物体从图示位置由静止释放。A、C一起下降到挡板D处后，C 被挡板挡住，A、B继续运动。已知重力加速度为g。为验证牛顿第二定律，该同学借 助刻度尺和秒表进行了测量，请写出需要测量的物理量，并推导测量量与M、m、g之 间应满足的关系式。 B D o！m 图3 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理 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) 秋千由踏板和绳构成，小孩随秋千的摆动过程可简化为单摆的摆动。等效“摆球” 的质量为m,摆长为1，绳与竖直方向的最大夹角为。不计一切摩擦和空气阻力，重 力加速度大小为g。 (1)求“摆球”通过最低点时速度的大小o: (2)求“摆球”通过最低点时受到拉力的大小F; (3)若“摆球”在最低点静止时被大人推动，推若干次后，绳与竖直方向的最大夹角 达到日，求此过程中大人对“摆球”做的功W。 18.(9分) 如图所示，矩形区域abcd内存在垂直于纸面的匀强磁场。ab边长为√3L,ad边 长为2L。位于ad边中点S处的粒子源，不断地沿着垂直ad边的方向发射质量为m、 电荷量为q、初速度为v的带电粒子，带电粒子恰好从b点射出。在此区域加上沿a 方向的匀强电场后，带电粒子恰好做匀速直线运动。不计带电粒子的重力和粒子之间 的相互作用力。 (1)求匀强磁场的磁感应强度大小B: (2)求匀强电场的电场强度大小E: (3)仅撤去磁场，请通过推导判断带电粒子将从矩形区域的哪十边界射出。 北京市西城区20242025学年度第一学期期末试卷高三物理 19.(10分) 某星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为2R的球体内，球体外仅有 极少的恒星。球体内物质总质量为M,可认为均匀分布。如图1所示，以星系中心为 坐标原点O,沿某一半径方向为x轴正方向，在xR处有一质量为m的探测器，向着 星系边缘运动。已知万有引力常量为G。 (1)已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，推导探测器在星系内受到的引 力大小F随x变化的规律。 (2)求探测器从x=R处沿x轴运动到球体边缘的过程中引力做的功W。 (3)若探测器在=R处的速度方向与x轴的夹角为45°，如图2所示。探测器仅在引 力作用下运动到距离星系中心最远时，恰好到达球体的边缘。已知探测器在运动 过程中，它与星系中心的连线在相等时间内扫过的面积相等，且引力做功与路径 无关。忽略探测器与恒星及星际物质的碰撞，求探测器在x=R处速度的大小0。 R 2R 2R 图1 图2 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理 第8页（共0而） 20.(12分)： 在高压变压器中，线圈绕阻散发的热量通常用流动的绝缘油通过循环带走，离子泵 是一种驱动绝缘油循环流动的装置。如图1所示，离子泵的核心为横截面积为S,长为d 的柱体，内部充满绝缘油。其简化工作原理是：在柱体两侧电极加上电压后，在柱体内 形成匀强电场，左侧电极不断产生电荷量为？的带正电的粒子，这些带电粒子运动到右 侧电极后被回收。初始时，带电粒子与绝缘油分子发生碰撞，经过极短时间后，带电粒 子受到的电场力与绝缘油分子对其作用力达到平衡，此后，带电粒子与油分子以相同的 速度沿柱体的轴线向右匀速运动。若稳定时，柱体内的带电粒子均匀分布，单位体积内 的粒子数为n。 (1)测得离子泵工作时的电流为，求单位时间内流过柱体横截面的绝缘油的体积Q。 (2)在柱体内的每个带电粒子也会产生电场，可视为静电场。柱体内所有带电粒子产生 的电场可简化为电场强度方向平行于轴线，大小沿轴线均匀变化的电场。当两极间 电压较小时，局部带电粒子受到的电场力与绝缘油的流动方向相反，将导致局部绝 缘油倒流。当两极间电压为6时，恰能避免这种情况的发生。 a.如图2所示，以柱体轴线的中点为坐标原点，沿轴线建立x轴。在图3中画出电 压为U6时，柱体内的一个带电粒子受到的电场力F随x变化的图像，并在纵轴 上标出你能确定的关键点的坐标。 b.若两极间电压为U(U>6),求柱体中带电枢子对绝缘油整体的驱动力F。 -d d2 x 图1 图2 图3 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷 高三物理答案及评分参考 2025.1 一、单项选择题（每小题3分） 1.A2.C3.B4.D5.B6.C7.B8.D9.C10.D 二、多项选择题（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.AC 12.AD 13.BC 14.BC 三、实验题（共18分） 15.(8分) (1)D (2分) (2)(2.42.7)×103 (2分)(3)<电压表(4分) 16.(10分) (1)BCE(2分)(2)ABC (3分)(3)0.51 (1分) (4)需要测量的物体量：物体A、C下落到挡板D的位移h和下落时间： 设物体A、C的加速度为a,则h=)a 2 设绳的拉力为F,若牛顿第二定律成立，则在该过程中 (m+M)g-F=(m+M)a F-Mg Ma 可知测量量h、1与M、m应满足的关系式mgt2=2(m+2M)h (4分) 四、计算论述题（共40分） 17.(9分) (1)摆球从最高点到最低点的过程中 根据动能定理有mgl0-cos)=m 得v=√2gl1-cos0 (3分) (2)摆球通过最低点时 根据牛顿第二定律有F-m腮=m 得F=mg(3-2cos0) (3分) (3)摆球从静止在最低点开始至达到最大摆角的过程中 根据动能定理有W-mgl(-cos)=0 得W=mgl0-cos) (3分) 北京市西城区2024一2025学年度第一学期期末试卷高三物理答案及评分参考第1页（共4页）