2025北京西城高三（上）期末物理試卷（含答案）

北京市西城區(qū)2024—2025學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷本試卷共9頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。1.一輛汽車啟動后在10s內(nèi)速度達到80km/h,一列火車啟動后達到這個速度需要60s,兩車均可視為做勻變速直線運動。下列說法正確的是A.汽車的加速度大B.火車的加速度大C.汽車通過的位移大D,火車的平均速度大2.彈簧振子沿水平方向運動，其振動圖像如圖所示。下列說法正確的是A.振子的周期為6sB.振子的振幅為2cmC.t=1s時，振子的加速度最大D.t=2s時，振子的速度為03.如圖所示，帶正電的小球A固定不動，質(zhì)量為m的帶電小球B通過絕緣絲線懸掛在鐵架臺上，小球B靜止時，絲線與豎直方向的夾角為α,兩球球心在同一水平線上。若小球A的電荷量為YA,小球B的電荷量為qB,重力加速度為g。下列說法正確的是A小球B帶負電B.小球B受到的靜電力大小為mgtanaD.小球B所在位置的電場強度大小為A.燈泡L?兩端的電壓減小B通過燈泡L?的電流增大C原線圈中的電流減小將a和b由靜止釋放，同時將c沿水平方向拋出。不計空氣阻力，下列說法正確的是A.三個物塊同時落地C.三個物塊落地前瞬間的動能相同B.加速度越小D.線速度越小等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子)以速度v沿垂直于磁場的A.A板的電勢高于B板A.受到的萬有引力大小等于mg2C.試探電荷運動到0點的動能變?yōu)樵瓉淼?倍二、多項選擇題(本題共4小題，每小題3分，共12分。每小題全部選對的得3分，C.在2~4s內(nèi)感應(yīng)電流大小不變D在2~4s內(nèi)有收縮趨勢甲乙列說法正確的是A.報警器報警時，電壓表示數(shù)大于U?13.蹦極是一種極限運動，可簡化為如下模型：彈性繩拉伸時可視為輕彈簧，彈性勢能15.(8分)把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀(1)先將開關(guān)S接1,觀察到電流表示數(shù)_o(2)待電壓表示數(shù)穩(wěn)定后，將開關(guān)S接2,測得電流隨時間變化的圖線如圖2所示。則放電 (結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。圖2量Q2,他發(fā)現(xiàn)Q?與Q2有明顯差異。多次重復(fù)實驗發(fā)現(xiàn)這種差異總是存在。請判斷Q?Q?(選填“>”或“<”),產(chǎn)生這一差異是由于的影16.(10分)某同學(xué)利用如圖1所示的裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。塾塊圖1(1)除小車、砂和桶、打點計時器(含紙帶、復(fù)寫A.電壓可調(diào)的直流電源B.電壓合適的50Hz交流電源C.刻度尺D.秒表E.天平(2)在設(shè)計“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗時，需要思考如何測“力”。為簡化“力”的測量，在后，小車受到的合力等于繩的拉力，在后，可以認(rèn)為繩的拉力近似等于砂和桶的總重力。(填選項前的字母)A.調(diào)整木板的傾斜度，使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板勻速運動B.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細繩與木板平行C.使砂和桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量(3)將打點計時器接在電源上，某次實驗得到的紙帶及部分實驗數(shù)據(jù)如圖2所示，相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出。則小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。圖2(4)最早出現(xiàn)的驗證牛頓第二定律的設(shè)備是“阿特伍德機”,某同學(xué)改造后的裝置如圖3所示，質(zhì)量均為M的重物A、B通過細繩連接，掛在滑輪上。將質(zhì)量為m的物塊C套掛在A的上方，三個物體從圖示位置由靜止釋放。A、C一起下降到擋板D處后，C被擋板擋住，A、B繼續(xù)運動。已知重力加速度為g。為驗證牛頓第二定律，該同學(xué)借助刻度尺和秒表進行了測量，請寫出需要測量的物理量，并推導(dǎo)測量量與M、m、g之圖3四、計算論述題(本題共4小題，共40分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物的質(zhì)量為m,擺長為1,繩與豎直方向的最大夾角為θ。不計一切摩擦和空氣阻力，重(1)求“擺球”通過最低點時速度的大小v;(2)求“擺球”通過最低點時受到拉力的大小F;(3)若“擺球”在最低點靜止時被大人推動，推若干次后，繩與豎直方向的最大夾角達到θ,求此過程中大人對“擺球”做的功W。18.(9分)長為2L。位于ad邊中點S處的粒子源，不斷地沿著垂直ad邊的方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為v的帶電粒子，帶電粒子恰好從b點射出。在此區(qū)域加上沿ad方向的勻強電場后，帶電粒子恰好做勻速直線運動。不計帶電粒子的重力和粒子之間(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B;(2)求勻強電場的電場強度大小E;(3)僅撤去磁場，請通過推導(dǎo)判斷帶電粒子將從矩形區(qū)域的哪十邊界射出。19.(10分)某星系中有大量的恒星和星際物質(zhì)，主要分布在半徑為2R的球體內(nèi)，球體外僅有極少的恒星。球體內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為M,可認(rèn)為均勻分布。如圖1所示，以星系中心為坐標(biāo)原點0,沿某一半徑方向為x軸正方向，在x=R處有一質(zhì)量為m的探測器，向著星系邊緣運動。已知萬有引力常量為G。(1)已知質(zhì)量均勻分布的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，推導(dǎo)探測器在星系內(nèi)受到的引力大小F隨x變化的規(guī)律。(2)求探測器從x=R處沿x軸運動到球體邊緣的過程中引力做的功W。(3)若探測器在x=R處的速度方向與x軸的夾角為45°,如圖2所示。探測器僅在引力作用下運動到距離星系中心最遠時，恰好到達球體的邊緣。已知探測器在運動過程中，它與星系中心的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，且引力做功與路徑無關(guān)。忽略探測器與恒星及星際物質(zhì)的碰撞，求探測器在x=R處速度的大小vo。圖220.(12分):在高壓變壓器中，線圈繞阻散發(fā)的熱量通常用流動的絕緣油通過循環(huán)帶走，離子泵是一種驅(qū)動絕緣油循環(huán)流動的裝置。如圖1所示，離子泵的核心為橫截面積為S,長為d的柱體，內(nèi)部充滿絕緣油。其簡化工作原理是：在柱體兩側(cè)電極加上電壓后，在柱體內(nèi)形成勻強電場，左側(cè)電極不斷產(chǎn)生電荷量為q的帶正電的粒子，這些帶電粒子運動到右側(cè)電極后被回收。初始時，帶電粒子與絕緣油分子發(fā)生碰撞，經(jīng)過極短時間后，帶電粒子受到的電場力與絕緣油分子對其作用力達到平衡，此后，帶電粒子與油分子以相同的速度沿柱體的軸線向右勻速運動。若穩(wěn)定時，柱體內(nèi)的帶電粒子均勻分布，單位體積內(nèi)的粒子數(shù)為n。(1)測得離子泵工作時的電流為I,求單位時間內(nèi)流過柱體橫截面的絕緣油的體積Q。(2)在柱體內(nèi)的每個帶電粒子也會產(chǎn)生電場，可視為靜電場。柱體內(nèi)所有帶電粒子產(chǎn)生的電場可簡化為電場強度方向平行于軸線，大小沿軸線均勻變化的電場。當(dāng)兩極間電壓較小時，局部帶電粒子受到的電場力與絕緣油的流動方向相反，將導(dǎo)致局部絕緣油倒流。當(dāng)兩極間電壓為Uo時，恰能避免這種情況的發(fā)生。a.如圖2所示，以柱體軸線的中點為坐標(biāo)原點，沿軸線建立x軸。在圖3中畫出電壓為U?時，柱體內(nèi)的一個帶電粒子受到的電場力F隨x變化的圖像。并在縱軸上標(biāo)出你能確定的關(guān)鍵點的坐標(biāo)。b.若兩極間電壓為U(U>Uo),求柱體中帶電粒子對絕緣油整體的驅(qū)動力F。圖2圖3第9頁(共9頁)1A2Dt=2s時振子在平衡位置，速度最大。3B靜電力平衡重力分力，F(xiàn)=mgtanα。4D5B動能變化由重力做功相同。6C7B速度增大，電動勢增大(E=Bvd)。8D合力等于萬有引力與支持力之差。9D最大機械能損失為0.5mv2(完全非彈性碰撞)。D電壓加倍，時間變?yōu)?/V2倍。04s電流大小不變。質(zhì)量大，最大速度大；最低點加速度小。懸浮間距與頻率成反比；頻率增大需增