北京市昌平区2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题

昌平区2024一2025学年第一学期高三年级期末质量抽测 物理试卷 2025.1 本试卷共8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。 1.天然放射现象的发现揭示了 A.分子具有复杂结构 B.原子具有复杂结构 C.原子核具有复杂结构 D.质子具有复杂结构 2.一质量为2kg的物体从静止开始做匀加速直线运动，经过10s时间，速度大小为30 m/s,该物体所受合力大小为 A.1.5N B.6N C.26N D.60N 3.如图所示，一电荷量为+g的试探电荷位于电场中M点，受到的静电力大小为F,方向水 平向右，M点的电场强度大小为E。若把该电荷换成电荷量为-2q的试探电荷，则 A.M点的电场强度大小为E,方向水平向右 B。M点的电场强度大小为号，方向水平向左 +a C.-2g的试探电荷受到的静电力大小为F,方向水平向左 D.-2g的试探电荷受到的静电力大小为2F,方向水平向右 4.高空跳伞是一项勇敢者的运动。在某次训练中，一跳伞运动员在1=0时刻离开悬停 在空中的直升机自由下落：时刻打开降落伞，此时运动员的速度大小为：2时刻 后速度几乎不变，大小近似为2，直到落地。将跳伞运动员在空中的运动简化为只 沿竖直方向的运动，)-t图像如图所示。下列说法正确的是 A.0~1时间内，跳伞运动员的速度和加速度均增大 B.~2时间内，跳伞运动员的速度和加速度均减小 C.~2时间内，跳伞运动员所受阻力不断增大 D.~h时间内，跳伞运动员的平均速度大小为+ h 12 2 高三物理试卷第1页（共8页） 5.如图所示，在感受向心力的实验中，某同学用轻质细绳一端拴住小球，抡动细绳， 使小球近似在水平面内做速案越来越大的圆周运动。在小球速度逐渐变大的过程中， 下列说法不正确的是 A.他拉住绳子的力也越来越大 B.绳子会越来越接近水平 C.理论上，绳子可能达到水平状态 D.松手后，小球将沿轨迹的切线方向飞出 6.篮球运动深受同学们喜爱。打篮球时，某同学仲出双手接沿水平方向传来的篮球， 握住篮球后双手随篮球迅速收缩至胸前。他这样做的主要目的是 A.减小篮球对手的冲击力 B.减小篮球对手的冲量 C.减小篮球动量的变化量 D.减小篮球动能的变化量 7.如图所示，将质量为M的斜劈B置于粗糙的水平地面上，物块A沿斜劈匀速向下滑 动，在物块A下滑的过程中斜劈B相对地面始终静止。己知物块的质量为m,斜劈 的质量为M,斜劈的倾角为8，重力加速度为g。下列说法正确的是 A.斜劈对物块的支持力大小为ng sin0 B.斜劈对物块的摩擦力大小为gcos0 B C.地面对斜劈的支持力大小为Mg 7777777777777777777 D.地面对斜劈的摩擦力为0 8.位于坐标原点的波源1=0时刻开始振动，产生沿x轴正 ◆cm 方向传播的简谐横波。t=2.5s时的波形如图所示，此时 10 质点Q即将开始振动。下列说法正确的是 0 A.该波的波长为5m x/m B.该波的波速为0.5m/s -10 C.t=0时刻，波源沿y轴正方向振动 D.t=1.5s时，质点P沿y轴正向运动且速度最大 9.我国传统弹弓术已被列入国家级非物质文化遗产名单。如图1所示的“Y”型弹弓由 弓与弹兜两部分组成，其中弓包括弓弦（即皮筋）与弓弩。两根完全相同的皮筋一 端与弹兜相连，另一端分别固定在弓弩的两个弓眼上，皮筋和弹兜质量均远小于弹 丸质量。使用者把弹丸放在弹兜里，先用手捏住弹兜拉伸皮筋（皮筋始终在弹性限 度内)，然后释放让弹丸沿水平方向射出，如图2所示。在弹丸离开弹兜前的一小 段时间内，下列说法不正确的是 弓眼 弓眼 A.弹丸的加速度逐渐减小 皮筋 B.弹丸受到弹兜的作用力逐渐增大 皮筋 弓弩 弹丸 C.弹丸的动能逐渐增大 弹兜 弹兜 D.弹丸与皮筋组成的系统机械能守恒 弓眼 图1 图2 高三物理试卷第2页（共8页） 10.如图所示，静电喷涂是一种利用静电作用 使雾化涂料薇拉在高压电场作用下帮上电 荷，在静电力的作用下向被涂工件运动， 最后吸附在其表面上，已知被涂工件带正 涂 准钓 电荷，在涂料微粒向被涂工件靠近的过程 中，下列说法正确的是 A.涂料微粒带正电 B.静电力对涂料微粒做负功 C,涂料微粒的动能逐渐减小 D.涂料微粒的电势能逐渐减小 11.如图所示，一质量为m、边长为1的正方形导线框abcd, 由高度h处自由下落，ab边进入磁感应强度为B的匀 强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到d边刚刚 开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为1。重力加速 度为g,不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中，下列 说法正确的是 A.线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B.线框穿越磁场的过程中电流大小为 mg C.线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为2mg D,线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 m2g(h+D) 2B(h+) 12.交警通常使用酒精浓度测试仪查 酒驾行为。某型号的酒精浓度测 试仪工作原理的电路图如图1所 示，电源的电动势为E,内阻为r, E Ro为保护电阻，酒精传感器电阻R 图1 图2 随酒精气体浓度c的变化规律如 图2所示。用电阻R做测量探头，把电压表的刻度改成相应的酒精气体浓度刻度， 就得到了一个简易酒精浓度测试仪。下列说法正确的是 A,℃应标在电压较大的刻度上，改装后的表盘刻度是不均匀的 B.c1应标在电压较大的刻度上，改装后的表盘刻度是均匀的 C.c2应标在电压较大的刻度上，改装后的表盘刻度是不均匀的 D.c2应标在电压较大的刻度上，改装后的表盘刻度是均匀的 高三物理试卷第3页（共8页） 13.为了节约能源，笔记本电脑 机身和显示屏分别装有霍 磁体 尔元件和磁体，实现开屏变 霍尔元件 上表面 亮，合屏熄灭，如图1所示。 前表面 图2为某笔记本中利用自 由电子导电的霍尔元件，长 图1 图2 宽、高分别为a、b、c,电流方向向右且大小恒定。当合上显示屏时，水平放置的元 件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电势差，当电压超过某一临 界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是 A.合屏状态下，霍尔元件前表面的电势比后表面的低 B.若只有磁场B变弱，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 C.若只增大电流，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D.若只减小高度c,可能出现闭合屏幕时无法熄屏 14.类比是解决问题的一种有效方法。 机械振动（图1）和电磁振荡（图 2)属于不同的物理现象，表面上 0000000000 似乎互不关联，但机械振动的 7777777777777777777 x-1图像和电磁振荡的g-1图像， 图1 图2 形式上都是余弦函数；进一步研 △(A △(9) 究发现，它们的运动学方程m△+a=0和L△+名=0具有相似的形式。数 △t 学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共同的规律，下 列说法正确的是 A.已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电容C是电磁“惯 性”大小的量度 B.已知LC电路的周期为2πWLC,通过类比可知弹簧振子的周期为2π√mk C已知弹簧振子的弹性势能为2x,通过类比可知1C电路中电场能为2Cg 2 D.已知弹簧振子的动能为。mo2,通过类比可知LC电路中磁场能为二LI2 2 高三物理试卷第4页（共8页） 第二部分 本部分共6题，共58分。 15.(8分) 某实验小组用图1所示装置做“用单摆测重力加速度”实验。 2 3 cm 山山 m 0510 图1 图2 图3 (1)组装单摆时，应该选用 (选填器材前的字母代号) A.长度为1m左右的细线 B.长度为20cm左右的细线 C.直径约为1.8cm的木质球 D.直径约为1.8cm的小钢球 (2)用游标卡尺测量摆球的直径d,实验结果如图2所示，d= cmo (3)甲同学多次改变摆长L,测量对应的周期T,绘制出T-L图像，如图3所示， 直线的斜率为k。由此可以求得重力加速度g= (用含k的式子表示)。T (4)乙同学设计了如图4所示的实验测重力加速度：让摆球在水 平面内做匀速圆周运动，用米尺测出摆长L,用秒表测出摆球 做圆周运动的周期T,根据单摆周期公式T=2元， 区计算出重 力加速度。你认为该同学的实验方案是否可行？ (选 填“可行”或“不可行”) 图4 16. (10分) 测电阻有多种方法。 (1)甲同学用多用电表测量一电阻的 阻值，他选用电阻挡的倍率为 “×100”，某次测量指针偏转情 k800500 30 20 10 150 况如图1所示。该电阻的测量值 20 为 2。如果用此多用电 表测量一个阻值约为20k2的电 -2 50002/Y 阻，为了使测量结果比较精确， 25000/y 应选用电阻挡的倍率为 图1 (选填“×10”“×100”或“×1k”)。 高三物理试卷第5页（共8页） (2)乙同学用“伏安法”测量电阻R的部分实验电路如 图2所示。某次测量时，电压表和电流表的示数分别 为U和I,则电阻R,的测量值可表示为 :已 知电压表的内阻为Rv,则电阻R,的真实值可表示为 图2 (3)丙同学用如图3所示的电路测量电流计的内阻， 验步骤如下：①按电路图连接好实验电路，调节滑 R 片P使滑动变阻器接入电路的阻值最大：②将S, 闭合、S,断开，调节R1,使电流计满偏：③闭合 S2,保持R,不变，调节电阻箱电阻，当电阻箱阻值 E 为R时，电流计刚好半偏。则电流计内阻的测量值 图3 为；测量值与真实值相比 （选填 “偏小”或“偏大”)。 M (4)丁同学设计了如图4所示的电路测未知电阻Rx。 将Rx与另外两个已知阻值的定值电阻R1、R2和电 G 阻箱R3相连接，M、N两点接检流计（可以检测 R2 微小电流)。闭合开关S,调节电阻箱的阻值，使 检流计示数为O,此时通过R1与Rx、R2与R3电流 E 相等。则待测电阻R=。 图4 7.(9分) 如图所示，过山车轨道位于竖直平面 内，该轨道由一段倾斜轨道和与之相切的 圆形轨道连接而成。过山车从倾斜轨道上 C 的A点由静止开始下滑，经圆形轨道最低 点B后冲上圆形轨道。已知过山车与轨道 之间不拴接，过山车的质量为m,倾斜轨 道的倾角为8，圆形轨道半径为R,重力加 速度为g。过山车可视为质点，不计轨道的摩擦力和空气阻力作用。 (1)求过山车在倾斜轨道上运动时的加速度大小a。 (2)求过山车恰好能通过圆形轨道最高点C时的速度大小c。 (3)为保证过山车能够沿圆形轨道做完整的圆周运动，过山车的下滑起点A距离圆 形轨道最低点B的高度h应满足什么条件？ 高三物理试卷第6页（共8页） 18.(9分) 质语仪是利学研究中的重要仪器，其原理如 图所示。1为粒子加速器，Ⅱ为速度选择路、电场 与磁场正交.匀强电场的电场强度为1，匀强 磁场的磁感应强度为B,。1川为偏其分离恩，匀 强磁场的醚感应强度为，方问垂直纸面陶甲。 在S处有粒子源发射出带电粒了，经加速露加速 照和度“ 后进入速度选择器，被速度选择器选中的粒子由 O点进入偏转分离器做匀速圆周运动，最后打到 X 照相底片的P点，测得OP之间的离为d。不 计粒子的重力，不考虑粒子间的相互作用。 (1)求被速度选择器选中的粒子的速度大小： (2)求打到P点的粒子的比荷9。 (3)某次实验时，在照相底片上得到三个点，若这三个点分别是质子！H、氚核H、 氨核He的落点。请写出三种粒子在照相底片上落点的排列顺序（从左向右排 列)，并简要说明理由。 19.(10分) 宏观与微观相结合是科学研究的重要方法。 (1)微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。根据卢瑟福氢原子模型，因为原 子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒 星一行星系统，核外电子与原子核依靠库仑力作用使电子绕原子核做匀速圆周 运动。已知核外电子的质量为m,氢原子核的质量为M,相距为”，静电力常 量为k,电子和氢原子核的电荷量大小均为e,求核外电子的动能Ek。 (2)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内 在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。 a.如图所示的一段柱状金属导体，横截面积为S, 单位体积内的自由电子数为，电子电荷量大小 S 为e,导体两端加电压后，自由电子定向移动的 平均速率为。请推导：导体中的电流I与v之 间的关系式。 b.在金属导体中，除了有大量的自由电子外，还有失去部分核外电子的剩余 部分（原子实)。自由电子在电场力作用下做定向运动的过程中，不断地与 高三物理试卷第7页（共8页） 原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻碍作用，这是电阻产生的根本原因。 假设电子与原子实每次碰撞后速度都减为0，在两次碰撞的时间间隔内做初 速为0的匀加速直线运动。不计电子与原子实除碰撞外的其它作用力，忽略 电子之间的相互作用。已知导体的长度为L,横截面积为S,单位体积内的 自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量大小为e,电子与原子实两次碰 撞的时间间隔为△1。 ①请推导导体电阻的表达式： ②请解释为什么金属导体的电阻率随温度的升高而增大？ 20.(12分) 1984年4月8日，我国成功发射了第一颗 地球静止卫星一试验通信卫星，如图1所示， 静止卫星轨道 发射地球静止卫星一般先将卫星送入近地圆轨 近地圆轨道 道：在此轨道上运行少许时间后火箭再次点火， 使卫星进入椭圆转移轨道：卫星在椭圆轨道上 B R2 运行，到达远地点时，启动卫星上的发动机， 使卫星加速，进入到赤道上空的静止卫星轨道。 椭圆转移轨道 椭圆转移轨道与近地圆轨道和静止卫星轨道分 别相切于A、B两点，卫星在圆轨道上的运动 可视为匀速圆周运动。已知近地圆轨道的半径 图1 为R1,静止卫星轨道的半径为R2,地球的质量 为M,引力常量为G。不计卫星质量的变化。 (1)卫星在近地圆轨道上运行时的线速度大小1； (2)根据开普勒第二定律可知，卫星在椭圆轨道 地球 木DB TA 上运行时，卫星和地球的连线在相等的时间 B 内扫过的面积相等。在很短的时间内，卫星 和地球的连线扫过的图形可视为扇形，如图2 图2 所示。证明：v”4=vg'a· (3)a.与静电力做功引起电势能的变化类似，万有引力做功也会引起引力势能的变 化。卫星沿椭圆轨道从近地点A向远地点B运行的过程中，引力势能如何变 化？ b. 取无穷远为零势能点，卫星（与地球）的引力势能可表示为E,=-GMm 其中m为卫星质量，r为卫星距地心之间的距离。若R2=5R,求：卫星从 近地圆轨道上的A点加速，动能增大到原来的多少倍时，才能进入到图1所 示的椭圆转移轨道？ 高三物理试卷第8页（共8页） 昌平区2024一2025学年第一学期离三年级期末质量抽测 物理试卷参考答案及评分标准 2025.1 第一部分 题号123 45678 91011121314 答案CBABCADDB D C A B D 第二部分 15.(8分) (1)AD (2分) (2)1.85 (2分) (3)4r2 (2分) (4)不可行 (2分) k 16.(10分) (1)1200,×1k (3分) (2)，R I'IRy-U (3分) (3)Ro,偏小 (2分) (4尽R (2分) R2 17.(9分) (1)过山车在倾斜轨道上运动时受重力和支持力作用，合力大小 Fa=mgsin (1分) 解得加速度大小a=查=gi血0 (1分) m (2)过山车恰好能通过圆形轨道最高点C时，重力提供向心力 ,呢 mg=m R (2分) 解得 e=√gR (1分) (3)过山车能够沿圆形轨道做完整的圆周运动，到达C点时的速度至少为√gR。 根据机械能守恒定律 mgh-20-吃@ (2分) 解得 h=2.5R (1分) 所以h应满足什么条件为h≥2.5R (1分) 高三物理答案第】页（共3页） 18.(9分) (1)被速度选择题透中的般子，电场力与洛仑娘力平衡 gE=qvB (2分) 解得 v=5 (1分) 8 (2)粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力 qoB,=mR (1分) d=2R (1分) 解相9-2E (1分) m dB B2 (3)从左向右分别是质子H、氮核He、核H。 (2分) 因为旦x,佩核的比荷最小、质子的最大，所以氚核做圆周运动的直径最大、 m d 质子的最小，从左向右分别是质子H、氨核Hc、氚核日。 (1分) 19.(10分) (1)氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力 (2分) r ke? 核外电子的动能E= (1分) 2r (2)a.△：内通过导体某一横截面的自由电子数N=nSx △r内通过该横截面的电荷量△g=Ne=neSo△r (1分) 根据电流的定义式 1=g (1分) 解得I=meSo (1分) b.①设导体两端所加电压为U,通过导体的电流为1，则 自由电子所受静电力大小 F=光 自由电子运动的加速度大小 a=￡-eu m ml 在两次碰撞的时间间隔△内，电子做初速度为0的匀加速直线运动 =aAI=SUM mL DeU△ 平均速度 元= 2 2mL 导体中的电流 I=neso 商三物理答案第2页（共3页）