《北京市西城区2020—2021学年度第一学期期末试卷高三物理附答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京市西城区2020—2021学年度第一学期期末试卷高三物理附答案.docx（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、北京市西城区2020-2021学年度第一学期期末试卷高三物理2021.1本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在试 卷上作答无效。第一部分（选择题共48分）一单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。）1 .有关运动与相互作用的关系，下列说法正确的是A. 一个物体速度向东，则其受合力一定向东B.一个物体速度越大，则其受合力一定越大C. 一个物体受合力为0,则其速度一定为0D.一个物体受合力越大，则其速度变化一定越快2 .如图1所示，用手握住长绳的一端，上。时刻在手的带动下A点开始上下振动，其振动 图像如图2所示，则以下四幅图中能正确反映。时刻绳上形成的
2、波形的是北京市西城区2020-2021学年度第一学期期末试卷高三物理第5页（共13页）图2A.B.C.D.Sfj-A/ABCD3 .如图所示，用理想变压器为一个“6V、12W”的小灯泡L供电，变压器原副线圈的匝 数之比为2:1。闭合开关S,小灯泡恰好正常发光,则下列说法中正确的是变压器原线圈中的输入电压为3V 变压器原线圈中的输入电流为2A 变压器原线圈中的输入功率为24W 变压器副线圈中的输出功率为12W4 .若已知地球质量为M,万有引力常量为G,将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体, 忽略地球自转影响，仅由这些信息不能计算出 A.地而附近的重力加速度B.地球的第一宇宙速度C.同步卫星距地
3、面的高度D,近地卫星绕地球做圆周运动的周期5 .伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从 静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面： 减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终 变为水平。右图是现代所做的伽利略斜而实验的频 闪照片（组合图）。几次实验中小球都从同一位置 释放，且频闪照相的频闪频率相同，有关小球在斜面“、上的运动说法正确的是A.小球在斜面“、方上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响B.小球在斜而“上运动的距离较短，因此小球在斜面上运动的平均速度较小C.小球在斜而6上的影像个数较多，表示小球在斜而5上运动的时间较长D.频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的
4、运动时间越长6 .水上滑翔伞是一项很受青年人喜爱的水上活动。如图1 所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，游客可以在空中体验迎 风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将 悬挂座椅的结点作为研究对象，简化为如图2所示的模 型，结点受到牵引绳、滑翔伞和座椅施加的三个作用力 Fi、B和用，其中Fi斜向左下方，B斜向右上方。若在 游艇牵引下游客做匀速运动，则A. Fi可能大于FiB.Fz一定大于尸3C.Fi和Fi的合力可能大于BD.F2和F.的合力方向可能沿水平向右7 .如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上行驶。货 箱中石块B的质量为?，重力加速度为g,在货车以 加速度4加速运动位移X的过程中，
5、下列说法正确的是图1/图2A.周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力大小为切身B.周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力大小为C.周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为小办D,周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为，巧8 .右图表示某电场等势面的分布情况。将某一试探电荷 先后放置在电场中的A点和B点，它所受电场力的大 小分别为Fa、Fb，电势能分别为Epa、Epb，下列关系 式正确的是 A. FaFb B. Fa Epb D. pa vEpb9 .如图所示，在一沿南北方向水平放置的直导线正下方有一小 磁针。在导线中通有某一方向电流，小磁针静止时N极指向 西偏北方向，由此可推
6、断A.此时导线中的电流方向为由北向南B.若导线中通有相反方向的电流，小磁针静止时N极将指 向东偏南方向C.若将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时N极仍指向西偏北方向 D.若将导线中的电流增大，小磁针N极将略向西偏转10 .右图所示的闭合电路中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表 的示数U、电流表的示数/、干电池的输出功率P都会发生变 化。以下四幅图中能正确反映尸母、PT关系的是11 .如图所示，U形金属框架竖直放置在绝缘地面上，框架的上端接有一电容器C,金属框 架处于水平方向的匀强磁场中。将一电阻为R的金属棒从一定高度处由静止释放， 下落过程中金属棒方向始终平行于地而，且与金属框架接触良好。忽
7、略金属棒与金属 框架之间的摩擦，在金属棒由静止开始下落的过程中，以下说法正确的是A.金属棒做自由落体运动B.电容器左侧极板将带上正电荷C.电容器储存的电能等于金属棒减少的重力势能D.金属棒减少的机械能大于电容器储存的电能北京市西城区20202021学年度第一学期期末试卷高三物理第4页（共13页）BA 等离子体- 12 .以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪 费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。 右图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金 属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电 场，空气中的气体分子被强电场
8、电离成为电子和正离子。正离子被吸 引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇 到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下, 落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是 A.空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离B.带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动C.带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线D.带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大二、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。）13 .如图所示，住一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水 中放一个由蜡做成
9、的小圆柱体R。R从坐标原点以速度 %=0.02in/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速 度为0的匀加速直线运动。测出/时刻R的x、坐标值分 别为0.25m和0.10m。则此时 A.玻璃管的速度的大小为0.05m/s B.玻璃管的加速度的大小为0.02m/s2 C.蜡块的运动轨迹方程为x-25/=0 D.蜡块的运动轨迹方程为8丁 -5），= 014 . 一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B 之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒 子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框 部分相当于电源，A、B就是电源的两极，则下列说法 正确的是 A.用电器中的电流方向从C到
10、D B.带负电的粒子受洛伦兹力向上C.若只增强磁场，发电机的电动势将增大D.若将发电机与用电器断开，A板积累的电荷会一直增多15.下图为某种锂电池充电过程中电池电压、充电电流随时间变化的图像.根据图像，可 以做出的正确推断是北京市西城区2020-2021学年度第一学期期末试卷高三物理第13页（共13页）图2A,该锂电池的电动势约为4.2VB.该锂电池的充电电压可能小于4.2VC.充电的L03.0小时内，电池充入的电荷量为lOOOmA hD,若该锂电池的容量为1400mAh,则整个充电过程中，锂电池增加的电能不超过 5.88Wh16. 2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测
11、器，在中国文昌航天发射场，应用长征五号运载火箭送入 地火转移轨道。火星距离地球最远时有4亿公里，最近时 大约0.55亿公里。由于距离遥远，地球与火星之间的信号 传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时，从地球发 出一个指令，约22分钟才能到达火星。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合 适的时候发射探测器。受天体运行规律的影响，这样的发 射机会很少。为简化计算，已知火星的公转周期约是地球 公转周期的1.9倍，认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是A.地球的公转向心加速度小于火星的公转向心加速度B.当火星离地
12、球最近时，地球上发出的指令需要约3分钟到达火星C.如果火星运动到8点，地球恰好在A点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹AC运动到C点时，恰好与火星相遇D.下一个发射时机需要再等约2.1年第二部分（非选择题共52分）三、计算论述题（本题共5小题。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）滑板是年轻人喜欢的运动项目,滑板爱好者及滑板总质量=60kg,以%= 2.0nVs 的初速度沿斜坡匀加速滑下，斜坡的倾角6 = 30。，经，=4.0s的时
13、间下滑位移x=40m到达坡底。将人和滑板整体看作质点，设其在下滑过程中所受阻力的大小不变，重力加速度g取lOm/s2,求下滑过程中（1）滑板及人的加速度的大小比（2）滑板及人受到的阻力的大小/：（3）滑板及人受到的重力的冲量大小18. （9 分）某一质谱仪原理如图所示，区域I为粒子加速器，加速电压为a：区域n为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为为，板间距离为/区域m为偏转分离器,磁感应强度为历。一质量为？，电荷量为+4的粒子, 初速度为0,经粒子加速器加速后，该粒子恰能沿直 线通过速度选择器，由。点沿垂直于边界MN的方 向进入分离器后做匀速圆周运动，打在尸点上。忽 略粒子所受重力，求（1
14、）粒子进入速度选择器的速度（2）速度选择器的两极板电压S；（3） OP之间的距离。N19.（10 分）如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽 度为乙一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直 向下的匀强磁场，磁感应强度为心 电阻为，的导体棒 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好， 导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为。导轨的电阻可 忽略不计。（1）求回路中的感应电流/和导体棒两端的电压U；（2）通过公式推导证明：导体棒向右匀速运动时间内，拉 力做的功w等于电路获得的电能w电：MN图1（3）若要使回路中不产生感应电流，在导体棒运动的过程中,磁感应强度5应随时间f变化。设
15、上0时刻磁场的磁感应强度大小为瓦，请在 图2中作出相应的5P图像，并通过推导说明作图依据。20. （12 分）新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题，新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽车，新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代口图1下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字：“将近6米的超长车身设计，使得整车车顶集成的 太阳能芯片面积达到了 6平方米左右。极富流线型的整 车造型，隐蔽式的轮载设计，纤细的摄像头式后视镜， 使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架弁结合碳纤 维车身，整车质量仅700千克，这一轻量化设计使整车 能耗极低。”（1）设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大
16、愉出功率为30kW,在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的图2最高车速。（2）为进一步测试这种汽车的性能，该工程师 在上述实验路段上以某种方式行驻，通过 计算机采集实验数据，绘出了汽车牵引力 厂与车速倒数间的关系图线ABC,如图 2所示，线段AB平行于横轴，线段8。延 长线过坐标原点。请根据图线A3C判断汽 车做什么运动，并求8点时发动机的输出 功率。（3）已知太阳辐射的总功率EXIOW,太阳到地球的距离r=L5X10m,太阳光 传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好 的材料为碎化钱，其
17、将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析， 这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率30kW不变的可行性。21. （12 分）碰撞是生活中常见的现象，某同学想对碰撞问题进行研究。ivl I（1）该同学在调平的气垫导轨上研究两个滑块的碰 撞。让滑块A以某一速度与原来静止的滑块B 发生正碰，己知A的质量为2?，B的质量为利。a.若如图1所示，滑块A的右端、滑块B的左 端均装有粘扣，碰后A、B将粘在一起运动。 已知滑块A的初速度为加 求此过程中A、 B组成的系统损失的机械能是多少？碰撞前碰撞后实验序号00 (m/s)So(m/s )V (m/s)v2 (m/s)10.9000.
18、301.2020.7300.240.9730.8100.271.08图2b.若如图2所示，滑块A的右端、滑块B的左 端均装有弹簧圈，碰后A、B将分开且沿着 相同方向运动。通过传感器分别测得两个滑 块碰撞前后的速度如下：该同学通过处理数据发现碰撞前后有，A0（尸小A。小BS，说明滑块的碰 撞过程满足动量守恒定律：同时他还发现%-马二4。也成立，他认为这是 一个运动的滑块与一个静止的滑块发生弹性碰撞的必然结果。请你分析说明 该同学的观点是否正确。（2）为了对碰撞进行深入研究，该同学查阅资料了解到以下信息：不同材料制成的两个小球甲、乙，若碰撞前的速度分别为00和。20，碰撞 后的速度分别为力和。2，
19、把历0-。20称为接近速度，把02-S称为分离速度。研究 发现碰撞后的分离速度与碰撞前的接近速度成正比，这个比值称为恢复系数，V, -vt用e表示，即：e = 一一请你根据以上信息结合碰撞的规律完成以下问题：小球甲在光滑水平而上以一定的速度与原来静止的小球乙发生正碰，恢复2系数为-。若碰后甲、乙两球速度的大小之比始终为2:1,则甲、乙两球的质量 3应该满足什么关系？北京市西城区2020 2021学年度第一学期期末试卷高三物理参考答案2021.1第一部分（选择题共48分）一、单项选择题（每小题3分）1. D 2. B 3. D 4. C 5. C 6. B 7. C 8. A 9. D 10.
20、D 11.D 12. A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。）13. BC 14. AC 15. AD 16. BD第二部分（非选择题共52分）三、计算论述题17. （9 分）（1）根据匀变速直线运动规律x =（2分）解得。=4152 （1分）（2）根据牛顿第二定律,有mgsin6-f=ma （2分）解得了 = 60N （1分）（3）重力的冲量大小/=侬=2400N s （3分）18. （9 分）（1）粒子加速过程根据动能定理，有（2分）解得产JI亟（1分） V（2）粒子经过速度选择器过程受力平衡，有号q = qvB1 （2分）解得力（1分）（3）粒子在
21、分离器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有qvB?=mJ （2分）19. （10 分）（1） MN运动产生电动势上=8及 （1分）R + r路端电压：/=/得=”（1分）R + r根据闭合电路欧姆定律/=/一得/ = ?竺（1分）（2） MN做匀速运动，受力平衡，有尸=8亿（1分）Ar内MN运动的距离=n2jv2拉力做功卬=F& = 8/L.必/= A/ （1分）Df ?）R厂7广电路获得的电能=4 = -AZ （1分）可知，时间内，拉力做的功W等于电路获得的电能W电.3）若要使回路中不产生感应电流，应保持回路中的磁通量 不变，磁感应强度B随时间，变化的规律如图所示。（图 , 2分）r设/=
22、0时导体棒MN距导轨左端的距离为小回路中的磁 通量内）=8山/时刻磁场的磁感应强度为从导体棒MN距导轨左端的 距离为4 +3,回路中的磁通量0 = 8LG/ + s） 回路中的磁通量不变，则。=今d + vt代入整理得8 =里-（2分）20. （12 分）（1）当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车的行股速度最大F = f =0.1（/n + mr）g = 750 N （1 分）p= = 40m/s （2 分）F（2）图中AB段尸不变，可知汽车受合力不变，汽车做匀加速运动：（1分）图中BC段F与沙成正比例关系，即所为定值，根据P=F。可知汽车在恒定功率下做加 速运动，也就是做加速度逐渐减小的加速运动
23、。（2分）因此 4=2=6?=卫_ = 3xl（rw （2 分）0.025（3）设能够使汽车保持输出功率30kW的太阳能芯片而枳为S,则P = -x0.66x0.316 （2 分） 解得Sa 102m2 （1 分）S的值远大于车顶太阳能芯片的而积，不符合实际情况，可见这种汽车采用纯太阳能驱动 保持输出功率30kW是不可行的。（1分）（说明：从其他角度进行计算分析，只要合理均可得分）21. （12 分）（Da.根据动量守恒定律，有2m4=+M。（1分）A、8组成的系统损失的机械能凶：,=、2,叫）2-2（27 +加）。2（1分） 822解得A综（1分）M 3 ub.若A、B发生弹性碰撞，则碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，有 分）整理以上两式得，4（%一4）=/4 - q）g+qL 元得%+q = %即-q=%。，所以该同学的观点是正确的。（2分）（说明：要有推导过程）（2）设甲、乙两球的质量分别为m和加2根据动量守恒定律,有y =町。+，八0、（ 1分）根据题意有e =3（1分）3& = -2 （2 分） *解得丝=3（2分）13北京市西城区2020-2021学年度第一学期期末试卷高三物理第15页（共13页）图2