【文档说明】北京西城区2023年高三上学期期末物理试题及答案.pdf，共(14)页，1.947 MB，由小喜鸽上传

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北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第1页（共10页）北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理2023.1本试卷共10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。）1．一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h，一列火车在300

s内速度也从0达到100km/h。若认为加速过程中汽车和火车都在做匀加速直线运动，则加速过程中A．火车的平均速度较大B．汽车的速度变化较快C．火车的加速度较大D．汽车的位移较大2.手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其它质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t

=0时O点由平衡位置出发开始振动，t1时刻振动恰好传播到Q点，绳上OQ间形成如图所示的波形，以下四幅位移-时间图像中能反映P点运动情况的是3．如图所示，理想变压器的原线圈接在2202sin10πV0ut的交流电

源上，副线圈接有22R的负载电阻，原、副线圈匝数之比为5:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A．电压表的读数约为62VB．电流表的读数为10.0AC．原线圈的输入功率为88WD．副线圈输出交流电的频率为10HzOQPVARu~

Atx0t1tx0t1tx0t1tx0t1BCD北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第2页（共10页）4．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高，极大丰富了我国自主对地观测数据源，为现代农业、防灾减灾、环境监测等领域提供了可靠稳定的卫星

数据支持。系列卫星中的“高分三号”的轨道高度约为755km，“高分四号”的轨道为高度约3.6×104km的地球同步轨道。若将卫星的运动均看作是绕地球的匀速圆周运动，则A．“高分三号”的运行周期大于24hB．“高分三号”的向心加速度大于9.8m/s2C．“高分四号”的运行角速度大于地球自转的角速度

D．“高分三号”的运行速度大于“高分四号”的运行速度5.运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行正前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。以下说法正

确的是A．在运动员不摩擦冰面的情况下，冰壶做匀速直线运动B．运动员摩擦冰面可以增大冰壶受到的摩擦力C．运动员摩擦冰面可以使冰壶加速D．运动员摩擦冰面可以使冰壶滑行得更远6．质量为m的跳伞运动员做低空跳伞表演。他从离开悬停的飞机后到落地前的运

动过程可以大致用如图所示的v-t图像描述，已知g=10m/s2，由图像可以推测出A．打开降落伞时运动员距地面的高度为125mB．打开降落伞后运动员的加速度小于gC．5~9s内运动员受到的空气阻力大于2mgD．0~9s内运动

员的机械能先增大后减小7．如图所示，质量为m、长为l的直导线用两条绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。该磁场的磁感应强度可能是A．方向沿z轴正方向，大小为tanmgIlB．方向

沿y轴正方向，大小为mgIlC．方向沿悬线向上，大小为sinmgIlD．方向垂直悬线向上，大小为sinmgIlt/sv/(m·s-1)2468100505北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第3页（共10页）RabvB8．如图所示，平行光滑金

属导轨水平放置，导轨间距为l，左端连接一阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒ab置于导轨上，其电阻为r，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。不计导轨的电阻、导体棒与导轨间的摩擦。在大小为F的水平拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为v。在

导体棒向右匀速移动x的过程中A．导体棒中感应电流的方向为abB．导体棒两端的电势差大小为BlvC．电阻R消耗的电能为FxRR+rD．拉力对导体棒做功的功率为22BlR+rv9．如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端

放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是A．磁体做自由落体运动B．磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下C．磁体受到的合

力方向一直向下D．磁体的机械能先增大后减小10．如图所示，扫地机器人由主机和充电座两部分构成。充电座接在220V的插座上，可以对主机的电池进行充电。在某品牌扫地机器人的说明书上获得下表中的参数，由这些参数可知A．主机电池充电完毕储存的电能约为5200JB．主机以额定

功率工作的时间约为2hC．充电座以额定功率工作时1s内输出的电能约为28JD．充电座以额定功率工作时1s内产生的内能约为4J主机电池电动势、容量14.4V、5200mA·h额定电压14.4V额定功率69W充电座额定功率28W额定输出电压20V

额定输出电流1.2A充电座主机磁体北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第4页（共10页）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．法拉第

最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈，下列判断正确的是A．开关断开前，软铁环中的磁场为逆时针方向B．开关断开前，软铁环中的磁场为顺时针方向C．开关断开的瞬间，电流表中电流的方向为a→bD．开关断开的瞬间，电流表中电流的方向为

b→a12．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是A．A点的电势比B点的电势高B．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能C．负电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功D．负电荷在A点受到的电场

力小于在B点受到的电场力13．某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.80cm，实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.00cm。g取10m/s2，根据照片可以估算出A．曝光时间内石子下落

的距离B．曝光时刻石子下落的速度C．石子开始下落的位置到窗户的高度D．石子下落过程中的机械能14．2022年7月24日，问天实验舱成功发射。问天实验舱配置了多种实验柜用来开展太空实验。其中，变重力科学实验柜为科学实验提供0.01g~2g（零重力到两倍重力范围）高精度模拟的重力环境，支持开展

微重力、模拟月球重力、火星重力等不同重力水平下的科学研究。如图所示，变重力实验柜的主要装置是两套900毫米直径的离心机。离心机旋转的过程中，由于惯性，实验载荷会有一个向外飞出的趋势，对容器壁产生压力，就像放在水平地面上的物体受到重力挤压地面一样。因此，这

个压力的大小可以体现“模拟重力”的大小。离心机（左）照明系统监视相机监控操作屏离心机（右）ABabSMN离心机示意图实验模块北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第5页（共10页）根据上面资料结合所学知识，判断下

列说法正确的是A．实验样品的质量越大，“模拟重力加速度”越大B．离心机的转速变为原来的2倍，同一位置的“模拟重力加速度”变为原来的4倍C．实验样品所受“模拟重力”的方向指向离心机转轴中心D．为防止两台离心机转动时对空间站的影响，两台离心机应按

相反方向转动第二部分三、实验题（本题共2小题，共18分。）15．（9分）用图1所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。（1）除图中器材外，还需要两种测量工具是_____（选填选项前的字母）。A．秒表B．天平（含砝码）C．弹簧测力计D．刻度尺（2）实验中打出的一条纸带的一

部分如图2所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。由图中数据可计算出小车的加速度a=__________m/s2（结果保留两位有效数字）。（3

）某同学猜想加速度与力成正比，与质量成反比，因此他认为可以不测量加速度的具体数值，仅测量不同条件下物体加速度的比值即可。他采用图3所示的实验装置，将轨道分为上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系

统同时控制，能使两小车同时运动或同时停下来。实验中通过比较两辆小车的位移来比较它们的加速度。你认为这位同学的方法可行吗？请说明理由。砂桶纸带垫块小车打点计时器图1ABC6.2012.90单位：cm图2图3甲乙北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第6页（共10页）

16．（9分）某学习小组想测量一节干电池的电动势和内阻，他们在实验室找到如下器材：干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）；电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）；滑动变阻器R1（最大阻值约为10Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值约为5

0Ω）；定值电阻R3（阻值2Ω）；定值电阻R4（阻值5Ω）；开关一个，导线若干。（1）按图1所示的电路进行实验。请用笔画线代替导线，根据图1完成图2中的实物间的连线。（2）闭合开关后，将图1中滑动变阻器的滑片向

左滑动的过程中，电流表的示数_______，电压表的示数________。（选填“增大”“减小”或“不变”）（3）实验中，通过调节滑动变阻器的滑片使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，根据实验数据在坐标纸上描点绘制

U-I图线，如图3所示。图3所示的图线的电压变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_____。（选填选项前的字母）A．电压表分流B．干电池的内阻较小C．滑动变阻器的最大阻值较小D．电流表的内阻较小SE图1rVA00.10.20.30.40.50.6U/VI/A2.01.

50.51.0图3＋－＋－＋－图2北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第7页（共10页）（4）针对实验中电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用在实验室中找到的器材调整了实验方案，并根据重新测

量得到的数据在坐标纸上画出新的U-I图线，如图4所示。请根据图4推测该小组调整后的实验方案，在下图方框内画出调整后的电路图，并在图中标注所用器材的符号。00.10.20.30.40.50.6I/AU/V0.51.01.52.0图4北京市西城区202

2—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第8页（共10页）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）如图所示，小物块A从光滑轨道上的某一位置由静止释放，沿着轨道下滑后与静止在轨道水平段末端的小物块B发生碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。已知，小物块A、B的质量均为m=0.1

0kg，物块A的释放点距离轨道末端的竖直高度为h1=0.20m，A、B的抛出点距离水平地面的竖直高度为h2=0.45m，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）两物块碰前A的速度v0的大小；（2）两物块碰撞过程中损失的机械能E；（3）

两物块落地点距离轨道末端的水平距离s。18．（9分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量为q、质量为m的正离子，从容器A下方的小孔飘入电压为U的加速电场，其初速度几乎为0。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打在照相底片MN的中点P上

。已知，放置底片的区域MN=L，且OM=L。（1）求离子进入磁场时的速度v的大小；（2）求磁场的磁感应强度B的大小；（3）某次测量发现底片MN左侧包括P点在内的区域损坏，检测不到离子，但右侧区域仍能正常检测到离子。若要使原来打到底片中点的离子可以被检测，在不改变底片

位置的情况下，分析说明可以采取哪些措施调节质谱仪。ABh1h2sUAOLLMNBP北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理第9页（共10页）19．（10分）类比是研究问题常用的方法。（1）如图1所示，在地面上方，将质量为m的小球用长为l的细线悬挂起来，

组成一个单摆。把小球拉离平衡位置后释放，让其做偏角很小的振动。已知地球质量为M，小球到地心的距离为r，万有引力常量为G。求小球所在处的重力加速度g及单摆振动的周期T1。（2）2022年10月31日梦天实验舱成功发射，并于11月1日与空间站对接后实现在轨运行。若将图2所示的装置置

于在轨运行的梦天实验舱中，利用梦天实验舱的微重力环境，研究库仑力作用下的振动。图2中，质量为m、电荷量为-q的带电小球用长为l的绝缘细线悬挂起来，在其正下方固定一个电荷量为+Q的均匀带电大球，把小球拉离平衡位置后释放，在大球的库仑力作用下小球做偏角很小的振动。由于振动过程中细线偏角很

小，可认为小球到固定带电大球中心的距离始终为r，且小球受到大球的库仑力方向不变，带电小球的振动类似于重力场中单摆的振动。已知静电力常量为k，类比单摆在地面附近的振动，求带电小球在梦天实验舱中的振动周期T2。（3）在历史上，库仑曾用类

似图2中的实验研究了异种电荷间吸引力与距离的关系。下面我们就追寻历史的脚步，用图2中的装置验证库仑力大小与电荷间距离的平方成反比。请说明实验验证的思路。图1图2-qQ+北京市西城区2022—2023学年度第一学

期期末试卷高三物理第10页（共10页）20．（12分）体育课上，直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图1所示。（1）一位同学站在力传感器上做直立起跳，力传感器采集到的F-t图线如图2所示。根据图像求这位同学的质量

，分析他在力传感器上由静止起跳过程中的超重和失重情况。取重力加速度g=10m/s2。（2）为了进一步研究直立起跳过程，这位同学构建了如图3所示的简化模型。考虑到起跳过程中，身体各部分肌肉（包括上肢、腹部、腿部等肌肉）的作用

，他把人体的上、下半身看作质量均为m的两部分A和B，这两部分用一个劲度系数为k的轻弹簧相连。起跳过程相当于压缩的弹簧被释放后使系统弹起的过程。已知弹簧的弹性势能pE与其形变量x的关系为2p12Ekx。要想人的双脚能够

离地，即B能离地，起跳前弹簧的压缩量至少是多少？已知重力加速度为g。（3）“爆发力”是体育运动中对运动员身体水平评估的一项重要指标，人们通常用肌肉收缩产生的力与速度的乘积来衡量肌肉收缩的爆发能力，其最大值称之为“爆发力”。某同学想

在家通过直立起跳评估自己的“爆发力”，为了简化问题研究，他把人离地前重心的运动看作匀加速直线运动，认为起跳时人对地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收缩力。他计划用体重计和米尺测量“爆发力”，请写出需要测量的物理量，并利用这些物理量写出计算“爆发力

”的公式。图3AB图1t/s1F/(103N)200.51.0图2北京市西城区2022—2023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）北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理答案及

评分参考2023.1一、单项选择题（每小题3分）1．B2．A3．C4．D5．D6．C7．B8．C9．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．BC12．BC13．ABC14．BD

三、实验题（共18分）15．（9分）（1）BD（2分）（2）0.50（3分）（3）这位同学的方法可行。两小车做初速度为0的匀加速直线运动，运动时间t相等，根据212xat=，有1122axax=，它们的位移之比就等于加速度之比。（4分）

16．（9分）（1）见答图1（2分）（2）增大减小（2分）（3）B（2分）（4）见答图2（3分）＋－＋－＋－答图1SE答图2rR3R1VA北京市西城区2022—2023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）四、计算论述题（共40分）17．（9分

）（1）A下滑过程，根据动能定理，由21012mghm=v（2分）得02.0m/s=v（1分）（2）设A、B碰后速度为v，根据动量守恒定律，由02mm=vv（1分）得1.0m/s=v两物体碰撞过程中损失的机械能22011222Emm=

−vv（1分）得0.10JE=（1分）（3）竖直方向为自由落体运动，由2212hgt=（1分）得0.30st=水平方向为匀速运动，由st=v（1分）得0.30ms=（1分）18．（9分）（1）离子加速过程，根据功能关系212qUm=v（2分）得2Uqm=v（1分）（2）离子进入磁场

做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律2qBmr=vv（2分）根据题意34rL=得423UmBLq=（1分）（3）由（1）（2）可推得12UmrBq=（1分）北京市西城区2022—2023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）可知，将r增大的调整措施有增大加速电场的电压U，或减小磁场的磁感应强度B（2分）19．（10分）（1）根据牛顿第二定律及万有引力定律，有2MmGmgr=（1分）得2MgGr=（1分）由单摆周期

公式12lTg=（1分）得12lTrGM=（1分）（2）根据牛顿第二定律及库仑定律，有2QqFkmar==（1分）类比单摆周期公式，有22lTa=（1分）得22lmTrkQq=（1分）（3）由（2）中的计算可知，如果库仑力和万有引力一样都遵循平方反比规

律，就可以推导出在库仑力作用下小球的振动周期T与小球到大球球心的距离r成正比。因此，控制两球的电荷量不变，改变球心间的距离r，测量振动周期T和球心距离r，通过数据分析，若T与r成正比，则可验证库仑力大小与电荷间距离的平方成反比。（3分）20．（12分）（1）由图可知6

00NF=时人处于静止状态，有600NFmg==（1分）得60kgm=（1分）由图可知，0.16s~0.45s内Fmg，0.45s~0.76s内Fmg，0.76s~0.80s内Fmg，0.80s~1.00s内0F=，所以该同学在力传感器上起跳的过程中先处于失重状态，然后处于超

重状态，接下来又处于失重状态，最后处于完全失重状态。（2分）（2）设起跳前弹簧的最小压缩量为0x当B将恰好离开地面时，B受到的弹簧弹力方向向上，大小Fmg=，且A的速度为0，有Fkxmg==（1分）北京市西城区2022—2023学年度第一学期期末试卷高三物理答

案及评分参考第4页（共4页）此时弹簧处于拉伸状态，形变量mgxk=起跳过程系统能量守恒，有220011()22kxkxmgxx−=+（2分）解得033mgxxk==（1分）（3）需要测量的物理量有：用体重计测量人的质量m；用米尺测量人蹲下时

头顶到地面的高度h1，人直立站起时头顶到地面的高度h2；人由下蹲用尽全力直立起跳，其头顶距离地面的最大高度h3。设人离地时的速度大小为v人离地前重心做匀加速直线运动，有Fmgma−=212ah=v其中()12112hhh=−人离地后重心做竖直上抛运

动，有222gh=v其中232hhh=−人的“爆发力”PF=v解得()312322122hhhPmgghhhh−−=−−（4分）说明：其他合理方案也可得分。h2h1h3