2024-2025学年北京市东城区高三（上）期末物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年北京市东城区高三（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共14小题，共42分。1.一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/s2。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/s2.如图所示，将一个质量为m的钢球放在倾角为θ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F1与对斜面的压力大小F2的变化情况(

)A.F1一直减小，F2一直增大 B.F1一直增大，F2一直减小

C.F1先减小后增大，F2一直减小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(

)A.4N B.6N C.8N D.10N4.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l。有关小球做圆周运动的周期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

C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减小量

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，t=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.t=0时，质点P正沿y轴负方向运动

B.质点P在一个周期内的路程为5m

C.该波在1s内可能向右传播了6m

D.波的传播速度大小可能为4m/s7.一台手摇发电机产生正弦交流电，其电流i随时间t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

B.线圈每秒钟转50圈

C.t=0.10s时，穿过线圈的磁通量最大

D.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I−t图像如图乙所示。下列说法正确的是(

)

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，I−t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，I−t曲线与坐标轴所围成的面积将减小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。R1、R2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ΔU，电流表的示数变化量为ΔI。若吹气时酒精浓度越大，则(

)A.I越大 B.U越大 C.U与I的比值越大 D.ΔUΔI10.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N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.c点处的磁感应强度方向与Oc连线垂直 D.a、c两点处的磁感应强度的方向相同11.某同学为了探究电感线圈和小灯泡对电路中电流的影响，设计了如图甲所示的电路，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。t0时刻闭合开关S得到如图乙所示的电流i随时间t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(

)

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A2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S12.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xC−xB=xB−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α、宽度为l、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i随时间t的变化关系如图乙所示。当金属杆下滑的位移为x时，可认为电流达到最大值i1。已知t0时刻的电流为i0，重力加速度为g，下列说法中不正确的是(

)

A.磁感应强度的大小B=mgsinαi1l

B.t0时刻金属杆的加速度大小a=i1−i0i114.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面的交点称为星下点，即卫星在地面上的投影点。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，图中给出了卫星第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24ℎ，卫星绕行方向如图甲所示。下列说法正确的是(

)

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点二、实验题：本大题共2小题，共20分。15.如图1是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。

(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

(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/s2(结果保留小数点后两位)。

(4)在探究小车的加速度a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1M为横坐标，小车的加速度大小a为纵坐标。甲、乙两组同学分别得到的a−1M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；

②16.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“2.8V 0.5A”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______。

(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，他们进入实验室，找到以下器材：

A.电流表A1(量程为0～0.6A，内阻为0.125Ω)

B.电流表A2(量程为0～200μA，内阻为1000Ω)

C.定值电阻R0(阻值为250Ω)

D.电阻箱R(0～9999Ω)

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R0对电流表______(选填“A1”或“A2”)进行改装，改装后的量程为______mA；

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(Ω)。以R(Ω)为横坐标，以1I(A−1)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−1三、计算题：本大题共4小题，共38分。17.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q。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θ=45°。现将小球拉至与O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；

(2)A、B两点间的电势差UAB；

(3)小球运动到A点时的动能Ek。18.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q，质量分别为m1、m2。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(纸面)，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。

(1)求粒子1进入磁场区时的速度大小v1；

(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？(19.地球质量为M，半径为R，地球自转角速度为ω，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星(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m0的卫星在太空电梯中缓慢上升，该卫星在上升到距地心kR(k>1)的位置A处意外地和太空电梯脱离而进入太空。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m1和m2的两个质点，距离为r时的引力势能表达式为Ep=−Gm1m2r。

a.求该卫星脱离时的速度大小v20.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φ1和φ2，且φ1<φ2。导体的电阻率为ρ，横截面积为S，长度为L。请根据欧姆定律与电阻定律，推导通过导体的电流I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T1和T2，且T1<T2。类比电流的定义式I=ΔqΔt，定义“热流”Φ(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ΔQΔt。已知其他条件一定时，Φ正比于温差(T2−T1)。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Rtb=k⋅LS。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I与电势差(φ2−φ1)的关系，试推导热流Φ的表达式；

b.两根金属棒A、B尺寸相同，其中kB=2k参考答案1.B

2.C

3.B

4.A

5.B

6.C

7.D

8.D

9.A

10.D

11.C

12.D

13.D

14.B

15.小车质量

BC

0.51

16.大于

苹果电池的内阻太大，接灯泡时电流太上，功率小无法发光

A2

0−1

1.0

1.017.解：(1)对带电小球受力分析，如图所示：

由平衡条件可得：

Tcosθ=mg，

Tsinθ=Eq，

联立可得：

E=mgq；

(2)由匀强电场中电势差与电场强度的关系可得：

UAB=E⋅L(1−sinθ)，

由(1)可知：

E=mgq，

联立可得：

UAB=(2−2)mgL2q；

(3)根据动能定理可得：

mgLcosθ−EqL(1−sinθ)=Ek−0，

解得：Ek=(2−1)mgL；

答：(1)电场强度大小E18.解：(1)根据动能定理

qU=12m1v12

解得

v1=2qUm1

(2)根据洛伦兹力提供向心力

qv1B=m1v12r

解得

r=1B2m1Uq

(3)为了使粒子2能够通过出口狭缝打到检测器上，需要减小粒子的运动半径，根据(2)的结果可知，可以减小加速电压U19.解：(1)近地卫星不计卫星距地面的高度，则卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径等于地球的半径R，

万有引力提供向心力，