北京市門頭溝區(qū)2022屆高三上學期物理期末考試試卷

北京市門頭溝區(qū)2022屆高三上學期物理期末考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、單選題1．北京已成功申辦2022年冬奧會．如圖所示為部分冬奧會項目．下列關于這些冬奧會項目的研究中，可以將運動員看作質點的是（）A．研究速度滑冰運動員滑冰的快慢B．研究自由滑雪運動員的空中姿態(tài)C．研究單板滑雪運動員的空中轉體D．研究花樣滑冰運動員的花樣動作2．在光滑墻壁上用細繩把足球掛在A點，足球與墻壁的接觸點為B。足球的質量為m，細繩的質量不計。足球始終保持靜止，關于細繩對球的拉力F和墻壁對球的支持力N大小，下列說法正確的是（）A．N=mgtanα B．N=mgcotα C．3．如圖，一同學表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為10m，該同學和秋千踏板的總質量約為50kg。繩的質量忽略不計，當該同學蕩到秋千支架的正下方時，速度大小為8m/s，此時每根繩子平均承受的拉力約為（）A．200N B．400N C．600N D．800N4．一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示，此刻x=2m處的質點P沿y軸向上運動，其振動周期為0.4s。以下說法正確的是（）A．這列波向左傳播B．這列波的振幅為20cmC．這列波的波速為10m/sD．從此時刻起經過1s，P點位于波峰位置5．假設月球與地球同步衛(wèi)星都繞地球做勻速圓周運動，那么下列結論正確的是（）A．月球繞地球周期大于地球同步衛(wèi)星的周期B．月球繞地球運動的線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度C．月球繞地球的加速度大于地球同步衛(wèi)星的加速度D．月球繞地球的角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度6．如圖所示，閉合開關S使電容器充電，充電結束后斷開開關，保持平行板電容器兩極板的正對面積、間距不變，在兩極板間插入一電介質，其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是（）A．C和U均增大 B．C增大，U減小C．C減小，U增大 D．C和U均減小7．在全運會小輪車泥地競速賽中，選手從半徑為R的圓弧形賽道頂端由靜止出發(fā)沖到坡底，設阻力大小不變?yōu)閒，選手和車總重為G。在此過程中，關于選手和車的下列說法正確的是（）A．克服阻力做功為fR B．動能增加量為GRC．機械能保持不變 D．在坡底所受的支持力大于重力8．某電場的電場線分布如圖所示，電場中有A、B兩點，則以下判斷正確的是（）A．A點的場強大于B點的場強，A點的電勢高于B點的電勢B．若將一個電荷由A點移到B點，電荷克服電場力做功，則該電荷一定為負電荷C．一個負電荷處于A點的電勢能大于B點的電勢能D．若將一個正電荷由A點釋放，該電荷將在電場中做加速度減小的加速運動9．如圖描繪的是穿過一個單匝閉合線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律，以下正確的是（）A．0~0.3s內線圈中的電動勢在均勻增加B．0.2s和0.4s的瞬時電動勢的方向相同C．0.9s線圈中的瞬時電動勢比0.2s的小D．0.6s線圈中的感應電動勢是4V10．“蹦極”就是跳躍者把一端固定好的長彈性繩另一端綁在踝關節(jié)處，從幾十米高處跳下的一種極限運動。將蹦極近似為在豎直方向的運動，重力加速度為g，忽略空氣阻力。下列說法正確的是（）A．下落過程中，彈性繩對人有向上的拉力之前，人的加速度可以大于gB．下落過程中，彈性繩對人有向上的拉力之后，人的加速度可以大于gC．下落過程中，彈性繩對人剛要有向上的拉力時，人的速度最大D．下落過程中，彈性繩伸長到最長時，人的速度最大11．系統誤差是由于實驗原理等原因而產生的誤差，它的數值總是向某一個方向偏離真實值。在“測電源電動勢和內阻”實驗中由于電表的內阻所產生的誤差即為系統誤差。關于該系統誤差產生原因以及影響，以下正確的是（）A．電流表分壓；測得的電源電動勢偏小，內阻偏小B．電流表分壓；測得的電源電動勢偏大，內阻偏大C．電壓表分流；測得的電源電動勢偏小，內阻偏小D．電壓表分流；測得的電源電動勢偏大，內阻偏大12．如圖所示，金屬桿ab的質量為m，長為l，通過的電流為I，處在磁感強強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面為θ角斜向上，金屬桿ab始終靜止于水平導軌上，則以下正確的是（）A．金屬桿所受摩擦力大小為BILcosB．金屬桿對導軌壓力大小為mg?BILC．金屬桿對導軌壓力可以為0D．僅使磁感應強度B反向，其它條件不變，摩擦力大小不變二、多選題13．某實驗小組用如圖甲所示的電路完成了蓄電池的電動勢E和內電阻r的測量，該小組的同學測量了多組數據，并根據測量的數據描繪了如圖乙所示的圖線。已知兩電表均為理想電表，則下列說法正確的是（）A．E=1.20V，r=3.50ΩB．E=1.40V，r=1.00ΩC．調節(jié)滑動變阻器使其阻值為零時，流過電源的電流為0.40AD．調節(jié)滑動變阻器使電壓表的讀數為1.20V時，電流表的讀數I′=0.20A14．如圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網的電壓，不會有很大的波動（可視為不變）；輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當滑動變阻器觸頭P向下移動時，下列說法正確的是（）A．V1表的示數不變B．相當于在增加用電器的數目C．A1表的示數隨A2表的示數的增大而增大D．用戶得到的電壓，即R兩端電壓不斷增大15．一個線圈與演示用電流計連接后，把條形磁鐵的N極靠近線圈時，發(fā)現電流計指針向右偏轉，如圖所示（忽略空氣阻力）。下列說法中正確的是（）A．如果將條形磁鐵的N極遠離線圈時，電流計指針向左偏轉B．如果把線圈固定在空中，條形磁鐵在線圈正上方由靜止釋放，磁鐵穿出線圈時的加速度小于gC．如果把線圈固定在空中，條形磁鐵在線圈正上方由靜止釋放，條形磁鐵的高度越大，磁鐵穿出線圈時的加速度越大D．如果把線圈固定在空中，條形磁鐵由線圈正上方由靜止釋放后過程中，磁鐵的機械能減少16．“鵲橋”號是世界首顆運行于地月拉格朗日L2點附近的中繼通信衛(wèi)星，如圖它以地月連線為軸做圓周運動，同時隨月球繞地球運轉．已知地球質量為M，月球質量為m，月球的軌道半徑為r，公轉周期為T，引力常數為G；當衛(wèi)星處于地月拉格朗日點L1或L2時，都能隨月球同步繞地球做圓周運動．則以下說法正確的是（）A．“鵲橋”號僅受月球引力作用B．在L2點工作的衛(wèi)星比在L1點工作的衛(wèi)星的線速度大C．在拉格朗日L1點工作的衛(wèi)星，受到地球的引力一定大于月球對它的引力D．拉格朗日L2點與地心的距離為3三、解答題17．質譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U0，b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應強度為B1，板間距離為d，c為偏轉分離器，磁感應強度為（1）粒子的速度的大小v；（2）速度選擇器的電壓U1（3）粒子在B218．如圖所示，人騎摩托車做特技表演時，以v0=10.0m/s的初速度沖向高臺，然后從高臺水平飛出。若摩托車沖向高臺的過程中以P=4.0kW的額定功率行駛，沖到高臺上所用時間t=3.0s，人和車的總質量（1）摩托車從高臺飛出到落地所用時間，（2）摩托車落地時速度的大??；（3）摩托車沖上高臺過程中克服摩擦力所做的功。19．如圖所示，粗糙的水平面連接一個豎直平面內的半圓形光滑軌道，其半徑為R=0.1m，半圓形軌道的底端放置一個質量為m=0.1kg的小球B，水平面上有一個質量為M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s開始向著木塊B滑動，經過時間t=0.80s與B發(fā)生彈性碰撞。設兩小球均可以看作質點，它們的碰撞時間極短，且已知小球A與桌面間的動摩擦因數μ=0.25，求：（1）兩小球碰前A的速度；（2）球碰撞后A、B的速度大??；（3）小球B運動到最高點C時對軌道的壓力。20．利用圖像分析問題是物理學中常用的方法，其中的斜率、面積通常具有明確的物理意義。（1）小明以6m/s的初速度將足球水平踢出，足球在草坪上滾動直到停下來的全過程中的速度-時間圖像如圖甲所示，求此過程中足球的加速度；（2）反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產生微波，其振蕩原理與下述過程類似。已知靜電場的方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布如圖乙所示。一質量m=1.0×10-20kg，電荷量q=1.0×10-9C的帶負電的粒子從（-1，0）點由靜止開始，僅在電場力作用下在x軸上往返運動。忽略粒子的重力等因素。a.求圖乙0≤x≤0.b.求粒子從（-1，0）點到（0，0）點過程中電勢能的變化量。21．直流電動機的工作原理可以簡化為如圖所示的情景在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內，相距為L，電阻不計。橫截面積為S，電阻為R的金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，軌道端點MP間接有直流電源。經典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失電子后的剩余部分）的碰撞。在考慮大量自由電子的統計結果時，電子與金屬離子的碰撞結果可視為導體對電子有連續(xù)的平均阻力f。（1）若導體棒ab不動，導體中通過恒定電流I。已知導體ab棒內單位體積內電子數為n，自由電子定向移動平均速率為v，元電荷為e，導體棒電阻率為ρ。a．依據電流定義推導ab中電流I的微觀表達式：I=neSv；b．結合歐姆定律及電阻定律推導平均阻力f=kv，k為大于0的常數。（2）當導體棒ab勻速向上提起物體時，導體棒兩端電壓為U1，流過電動機電流為I1，電流流過導體棒ab時會產生焦耳熱，可理解為自由電子一次次與金屬正離子撞擊中轉化為金屬正離子的熱運動，此過程類似于摩擦生熱，焦耳熱可以用平均阻力做功來計算，證明導體棒中產生的熱功率PQ=I12R。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A．研究速度滑冰運動員滑冰的快慢時，人的形狀對研究的過程來說可以忽略不計，所以能看成質點，A符合題意．B．研究自由滑雪運動員的空中姿態(tài)時，人的形狀不能忽略，不可以將運動員看作質點．B不符合題意．C．研究單板滑雪運動員的空中轉體時，要研究運動員的動作，不可以將運動員看作質點，C不符合題意．D．研究花樣滑冰運動員的花樣動作時，要觀看運動員的動作，不可以將運動員看作質點，D不符合題意．故答案為：A【分析】物體能看成質點時的條件：看物體的大小體積對所研究的問題是否產生影響，物體的大小體積能否忽略．2．【答案】A【解析】【解答】以足球為研究對象，進行受力分析：受重力、細繩對足球的拉力和墻壁對足球的支持力，由共點力平衡得知AB．墻壁對球的支持力NN=mgA符合題意，B不符合題意；CD．細繩對球的拉力FF=C、D不符合題意。故答案為：A。

【分析】利用足球的平衡方程可以求出細線想拉力及墻壁對小球的支持力的大小。3．【答案】B【解析】【解答】在最低點由2T?mg=知T=410N即每根繩子拉力約為410N，故答案為：B。

【分析】對處在最低點的人進行受力分析，結合此時人的速度，利用向心力公式求解對繩子的拉力。4．【答案】C【解析】【解答】A．此刻x=2m處的質點P沿y軸向上運動，結合波形微平移方法得到，波向x正方向傳播，A不符合題意；B．由波形圖像得到振幅A=10cmB不符合題意；C．由波形圖像得到波長為4m，故這列波的波速為v=C符合題意；D．從此時刻起經過1s，即經過2.5T，則P位于y=0的位置，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】利用P質點的速度方向可以判別波的傳播方向；利用圖像可以求出振幅的大?。焕貌ㄩL和周期的大小可以求出波速的大??；利用波的平移可以判別質點的位置。5．【答案】A【解析】【解答】A．根據G解得T=月球的軌道半徑大于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，月球繞地球周期大于地球同步衛(wèi)星的周期，A符合題意；B．根據G解得v=月球的軌道半徑大于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，月球繞地球運動的線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度，B不符合題意；C．根據G解得a=月球的軌道半徑大于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，月球繞地球的加速度小于地球同步衛(wèi)星的加速度，C不符合題意；D．根據G解得ω=月球的軌道半徑大于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，月球繞地球的角速度小于地球同步衛(wèi)星的角速度，D不符合題意。故答案為：A。

【分析】利用引力提供向心力結合軌道半徑的大小可以比較周期、線速度、角速度和向心加速度的大小。6．【答案】B【解析】【解答】由平行板電容器電容的決定式C=插入一電介質，εr增大，則C增大，充電后斷開Q不變，根據電容定義式知U減小，則ACD不符合題意，B符合題意。故答案為：B。

【分析】利用電容的決定式可以判別電容的變化，結合電荷量不變可以判別電壓的大小變化。7．【答案】D【解析】【解答】A.克服阻力做功為12B.根據動能定理可知，動能增加量為ΔB不符合題意；C.由于有阻力做功，則機械能減小，C不符合題意；D.在坡底時，由牛頓第二定律可知F可知，所受的支持力FN大于重力G，D符合題意。故答案為：D。

【分析】利用摩擦力和物體運動的路程可以求出克服阻力做功的大??；利用動能定理可以求出動能的增量；利用阻力做功可以判別機械能減少；利用牛頓第二定律可以比較支持力和重力的大小。8．【答案】C【解析】【解答】A．因A點電場線較B點密集，可知A點的場強大于B點的場強，沿電場線電勢降低，可知A點的電勢低于B點的電勢，A不符合題意；B．若將一個電荷由A點移到B點，電荷克服電場力做功，則電勢能變大，而B點電勢高，則該電荷一定為正電荷，B不符合題意；C．因A點電勢低于B點，則一個負電荷處于A點的電勢能大于B點的電勢能，C符合題意；D．若將一個正電荷由A點釋放，該電荷將向左運動，所受電場力逐漸變大，則在電場中做加速度增加的加速運動，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】利用電場線的疏密可以比較電場強度的大小，利用電場線的箭頭可以比較電勢的高低；利用電場力做功可以判別電荷的電性；利用電勢及電性可以比較電勢能的大??；利用電場線的疏密可以判別電荷加速度的大小變化。9．【答案】D【解析】【解答】A．由圖可以看出，0~0.3s圖線斜率不變，則ΔΦΔt不變，由法拉第電磁感應定律E=NB.0.2s處于磁通量正向增加階段，0.4s處于磁通量正向減小階段，由楞次定律知這兩個階段線圈內的感應電動勢方向相反，B不符合題意；C.0.9s處于0.8~1.0s磁通量均勻減小階段，瞬時電動勢等于此時間段的平均電動勢；0.2s時的電動勢等于0~0.3s的平均電動勢，根據E=NΔΦΔt，N=1知各階段電動勢等于于各階段圖線斜率絕對值，所以E3=N6D.0.6s時的電動勢等于0.3~0.8s的平均電動勢，根據E=NΔΦΔt算出此階段的電動勢為故答案為：D。

【分析】利用磁通量變化率的大小可以判別電動勢的變化；利用磁通量的變化可以判別電動勢的方向；利用圖像斜率可以比較電動勢的大??；利用法拉第電磁感應定律可以求出電動勢的大小。10．【答案】B【解析】【解答】A．下落過程中，彈性繩對人有向上的拉力之前，人做自由落體運動，其加速度為g。A不符合題意；B．下落過程中，彈性繩對人有向上的拉力之后，受到自身重力和彈性繩的拉力作用，當拉力大于重力的兩倍時，可得F?mg=ma，F>2mg解得a>g即加速度可以大于g。B符合題意；CD．下落過程中，彈性繩對人剛要有向上的拉力時，自身重力大于拉力，人仍然要加速一段時間，所以此時人的速度不是最大。當重力與拉力平衡時，受到達到最大，之后減速，彈性繩伸長到最長時，人的速度減到零。CD不符合題意。故答案為：B。

【分析】在彈力產生之前，人只受重力其加速度等于重力加速度；下落過程中，當有彈力時，當彈力比較大時人的加速度可以大于g；下落過程中，當彈力等于重力時人的速度最大。11．【答案】C【解析】【解答】伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的U-I圖象如圖所示由圖象可知，電動勢測量值小于真實值，電源內阻測量值小于真實值，C符合題意；ABD不符合題意。故答案為：C。

【分析】由于電壓表的分流作用，會導致電動勢和內阻的測量值偏小。12．【答案】D【解析】【解答】A．對金屬桿做受力分析，如圖所示由平衡條件得f=BIL方向水平向右，A不符合題意；B．由平衡條件得N=mg?BIL由牛頓第三定律得金屬桿對導軌壓力大小NB不符合題意；C．若金屬桿對導軌壓力為0，則導軌對金屬桿的支持力也為0，金屬桿所受的摩擦力也為0，金屬桿受重力和安培力不能平衡，所以金屬桿對導軌壓力不可以為0，C不符合題意；D．僅使磁感應強度B反向，金屬桿受力如圖所示，根據平衡條件可得f摩擦力大小不變，D符合題意。故答案為：D。

【分析】利用左手定則可以判別安培力的方向，結合水平方向的平衡方程可以求出摩擦力的大??；利用豎直方向的平衡方程可以求出金屬棒對導軌的壓力大??；當磁感應強度反向時，安培力大小不變，利用平衡方程可以判別摩擦力的大小保持不變。13．【答案】B,D【解析】【解答】AB．根據閉合電路歐姆定律，可得U=E?rI結合乙圖，可得E=1A不符合題意；B符合題意；C．調節(jié)滑動變阻器使其阻值為零時，流過電源的電流為I=C不符合題意；D．調節(jié)滑動變阻器使電壓表的讀數為1.20V時，電流表的讀數滿足U=E?rI解得ID符合題意。故答案為：BD。

【分析】利用閉合電路的歐姆定律結合圖像斜率和截距可以求出內阻和電動勢的大??；利用電動勢和內阻可以求出短路電流的大??；利用閉合電路的歐姆定律可以求出干路電流的大小。14．【答案】A,B,C【解析】【解答】A．V1表的示數是變壓器的輸入電壓不變，A符合題意；B．當滑動變阻器觸頭P向下移動時，導致總電阻減小，由于用電器是并連接入電路，所以相當于在增加用電器的數目，B符合題意；C．理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數比決定的，由于輸入電壓和匝數比不變，所以副線圈的輸出的電壓也不變，所以V2的示數不變，當滑動變阻器觸頭P向下移動時，電路中的總的電阻減小，所以電流要變大，即A2的示數變大，根據I則A1表的示數增大，C符合題意；D．由于副線圈的電流變大，電阻R0消耗的電壓變大，又因為V2的示數不變，所以R兩端電壓變小，D不符合題意。故答案為：ABC。

【分析】由于輸入電壓不變所以電壓表V1讀數保持不變；當滑動變阻器向下滑動，副線圈電阻減小相當于增加用電器的數量；利用歐姆定律可以判別輸出電流增大，則輸入電流也增大；由于輸電電流增大導致定值電阻兩端電壓增大則滑動變阻器的電壓減小。15．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．把條形磁鐵的N極靠近線圈時，線圈的磁通量增加，發(fā)現電流計指針向右偏轉，則條形磁鐵的N極遠離線圈時，線圈磁通量減小，電流計指針將向左偏轉。A符合題意；BC．根據楞次定律的“來拒去留”如果把線圈固定在空中，條形磁鐵在線圈正上方由靜止釋放，磁鐵穿出線圈時將受到線圈向上的“吸引力”由牛頓第二定律，有mg?所以磁鐵的加速度小于g。條形磁鐵的高度越大，磁鐵穿出線圈時相對線圈的速度越大，線圈對磁鐵的“吸引力”越大，則其加速度越小。B符合題意；C不符合題意；D．如果把線圈固定在空中，條形磁鐵由線圈正上方由靜止釋放后過程中，磁鐵的機械能減少，轉化成線圈中的電能，總的能量保持不變。D符合題意。故答案為：ABD。

【分析】利用楞次定律可以判別感應電流的方向及安培力的方向，利用安培力的方向結合牛頓第二定律可以判別線圈加速度的大小變化；利用能量守恒定律可以判別機械能的變化。16．【答案】B,C【解析】【解答】鵲橋”號同時受到地球和月球的引力作用，A不符合題意；在L2點工作的衛(wèi)星與在L1點工作的衛(wèi)星具有相同的角速度，則在L2點工作的衛(wèi)星比在L1點工作的衛(wèi)星的線速度大，B符合題意；在拉格朗日L1點工作的衛(wèi)星，受到的合外力方向指向地球，則受地球的引力一定大于月球對它的引力，C符合題意；對月球：GMmr2=m(2πT故答案為：BC

【分析】鵲橋號同時受到地球和月球的引力作用；利用角速度相同結合半徑可以比較線速度的大??；利用合力的方向可以比較引力的大??；利用引力提供向心力可以求出月球軌道半徑的大小。17．【答案】（1）解：在電場中，粒子被加速電場U0加速，由動能定理有解得粒子的速度大小為v=（2）解：在速度選擇器中，粒子受的電場力和洛倫茲力大小相等，則有q解得速度選擇器的電壓U（3）解：在磁場中，粒子受洛倫茲力作用而做圓周運動，則有qv解得半徑R=【解析】【分析】（1）粒子在電場中加速，利用動能定理可以求出粒子獲得的速度；

（2）在速度選擇器中粒子做勻速直線運動，利用平衡方程可以求出速度選擇器的電壓大??；

（3）粒子在磁場中做勻速圓周運動，利用牛頓第二定律可以求出軌跡半徑的大小。18．【答案】（1）解：摩托車在空中做平拋運動，則有h=12（2）解：水平方向做勻速運動則有v豎直方向做自由落體運動，則v摩托車落地時的速度大小v=（3）解：摩托車沖上高臺過程中，根據動能定理Pt?代入數據解得W所以，沖上高臺過程中摩托車克服摩擦力所做的功為3【解析】【分析】（1）摩托車在空中做平拋運動，利用平拋運動的位移公式可以求出運動的時間；

（2）摩托車在水平方向做勻速直線運動，利用位移公式可以求出水平方向的速度，結合豎直方向的速度公式可以求出豎直方向的分速度大小，結合速度的合成可以求出落地速度的大??；

（3）摩托車沖上高臺的過程中，利用動能定理可以求出克服摩擦力