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—2025学年度第一学期期末试卷高三物理本试卷共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。1.一辆汽车启动后在10s内速度达到80km/h,一列火车启动后达到这个速度需要60s,两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A.振子的周期为6sB.振子的振幅为2cmD.t=2s时，振子的速度为03.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球A的电荷量为YA,小球B的电荷量为qB,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mgtanaC小球B受到丝线的拉力大小为mgcosa第1页(共9页)B通过灯泡L₁的电流增大D.变压器的输入功率增大A.三个物块同时落地B.三个物块动能的变化量相同D.重力对三个物块的冲量相同A.对漏斗壁的压力越大B.加速度越小D.线速度越小A.A板的电势高于B板北京市西城区2024-2025学年度第一学期期末试卷高三物理9.在水平面上，质量为m、速度大小为v的A球A.碰撞后A球的速度一定反向及.碰撞后B球的速度大小可能是0.6v0A.E点的电场强度变为原来的4倍C.试探电荷运动到0点的动能变为原来的4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。)C.在2~4s内感应电流大小不变D在2~4s内有收缩趋势甲乙第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，Ro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Uo。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UoB.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R₂滑片向左移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,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B.悬浮位置间的最小距离小于超声波的波长C.悬浮位置间的最小距离与超声波的频率成反比必须增大发射端与反射端的距离第4页(共9页)三、实验题(本题共2小题，共18分。)15.(8分)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0电流随时间变化的图线如图2所示。则放电 (结果保留2位有效数字)。图2断QQ₂(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)塾块(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)。C.刻度尺D.秒表E.天平北京市西城区2024—2025学年度第一学期期末试卷高三物理第5页(共q而)(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)。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套间应满足的关系式。BDZ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θ。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v;(2)求“摆球”通过最低点时受到拉力的大小F;达到θ,求此过程中大人对“摆球”做的功W。18.(9分)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ad(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。19.(10分)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0,沿某一半径方向为x轴正方向，在x=R处有一质量为m的探测器，向着(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x=R处的速度方向与x轴的夹角为45°,如图2所示。探测器仅在引图220.(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q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I,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缘油倒流。当两极间电压为U₀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Uo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b.若两极间电压为U(U>Uo),求柱体中带电粒子对绝缘油整体的驱动力F。图1图2-d2寸图3北京市西城区2024—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)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。)三、实验题(共18分)15.(8分)16.(10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t设物体A、C的加速度为a,则设绳的拉力为F,若牛顿第二定律成立，则在该过程中可知测量量h、t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(2)摆球通过最低点时(3)摆球从静止在最低点开始至达到最大摆角的过程中北京市西城区2024—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)(1)带电粒子在匀强磁场中运动轨迹如图，设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为R(2)加上匀强电场后，带电粒子做匀速直线运动(3)撤去磁场后，带电粒子做匀变速曲线运动方法一：假设带电粒子从bc边射出根据牛顿第二定律可知带电粒子沿初速度方向做匀速直线运动，则√3L=vt垂直于初速度方向做匀变速直线运动，偏移量由y<L可知带电粒子从bc边射出方法二：假设带电粒子从cd边射出根据牛顿第二定律可知带电粒子垂直于初速度方向做匀变速直线运动，则带电粒子沿初速度方向做匀速直线运动，则x=vt=2L由x>√3L可知带电粒子从bc边射出北京市西城区2024—2025学年度第一学期期末试卷高三物理答案及评分参考第2页(共4页)19.(10分)(1)星系内以x为半径的球体质量质量为m的探测器在x处受到万有引力的大小得(2)由上问可知Fαx,则探测器运动至球体边缘的过程中平均力得万有引力做功(或通过F-x图像面积求解万有引力做功，表述正确也可得分)(3)探测器离星系中心最远时，远离中心方向的速度为0,则探测器的速度方向垂直于它与中心的连线。设此时探测器速度大小为v₁探测器运动至球体边缘的过程中，探测器与星系中心的连线在相等时间扫过相等根据动能定理有(2分)20.(12分)(1)根据电流的定义则单位时间内流过柱体横截面的绝缘油的体积(3分)北京市西城区2024—2025学年度第一学期期末试卷高三物理答案及评分参考第3页(共4页)(2)a.当电压为U₀时，外加电场的电场强度大小,方向沿x轴正方向柱体内的带电粒子均匀分布，由对称性可知带电粒子的电场在0点的电场强度为0由题意可知带电粒子在x轴上各点的电场强度E₂=kx(k为常数)则x轴上各点的电场强度F当电压为Uo时，x轴上各点的电场强度E≥02qUo/d|qUod在处的电场强度E=0,得-d/2d/2xqUod则x轴上各点的电场强度答图x轴上带电粒子受到的电场力柱体内一个带电粒子受到的电场力F随x变化的图像如图所示(5分)b.柱体中所有带电粒子产生的电场E=kx因带电粒子均匀分布，由对称性可知，柱体内所有带电粒子受到该电场的