2025北京西城高三（上）期末物理试卷（含答案）

北京市西城区2024—2025学年度第一学期期末试卷本试卷共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6sB.振子的振幅为2cmC.t=1s时，振子的加速度最大D.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mgtanaD.小球B所在位置的电场强度大小为A.灯泡L₁两端的电压减小B通过灯泡L₁的电流增大C原线圈中的电流减小将a和b由静止释放，同时将c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C.三个物块落地前瞬间的动能相同B.加速度越小D.线速度越小等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)以速度v沿垂直于磁场的A.A板的电势高于B板A.受到的万有引力大小等于mg2C.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，C.在2~4s内感应电流大小不变D在2~4s内有收缩趋势甲乙列说法正确的是A.报警器报警时，电压表示数大于U₀13.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15.(8分)把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀(1)先将开关S接1,观察到电流表示数_o(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 (结果保留2位有效数字)。图2量Q2,他发现Q₁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Q₁Q₂(选填“>”或“<”),产生这一差异是由于的影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。塾块图1(1)除小车、砂和桶、打点计时器(含纸带、复写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(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)。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之图3四、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(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;(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(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)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vo。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Uo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U₀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>Uo),求柱体中带电粒子对绝缘油整体的驱动力F。图2图3第9页(共9页)1A2Dt=2s时振子在平衡位置，速度最大。3B静电力平衡重力分力，F=mgtanα。4D5B动能变化由重力做功相同。6C7B速度增大，电动势增大(E=Bvd)。8D合力等于万有引力与支持力之差。9D最大机械能损失为0.5mv²(完全非弹性碰撞)。D电压加倍，时间变为1/V2倍。04s电流大小不变。质量大，最大速度大；最低点加速度小。悬浮间距与频率成反比；频率增大需增